套管井电阻率测井响应及影响因素分析

   套管井中,因为套管对电流的强阻隔作用,只有极为微弱的电流能够

呐喊进入地层,使得过套管电阻率测井很难实现。分析CHFR丈量原理,建立CHFR测井响应方程,并对其特性和影响要素展开探讨。 

  关键词套管井 电阻率测井 响应 

  中图分类号TE133 文献标识码A 文章编号1009-914X(2017)38-0021-01 

  套管井烃类饱和度评估只能运用放射性测井。经由人们多年的起劲,准确牢靠地丈量套管井地层电阻率已经成为现实。它不单能够

呐喊提供更好的饱和度评估,而且能够

呐喊

呐喊监测油藏和确定死油层,还能够

呐喊丈量高风险井地层电阻率。 

  1、原理与方式 

  1.1 基本原理 

  CHFR套管井地层电阻率测井是一种侧向测井方式。运用侧向测井仪丈量地层电阻率Rt,通常需丈量发射电流I和下井仪电压V。为了求出电阻率,可用电压V和电流I的比值再乘上一个常数K,即Rt=KV/I。常数K称为下井仪K因子,由下井仪本身的几何外形决定。因为井眼中存在钢质套管,CHFR丈量方式比拟复杂,但地层的电阻率仍可由V和I求出。 

  通常,电流沿着电阻率最小的路径完成回路,因此在钢质套管和地层之间,大部分电流会沿低电阻率的套管运动,只有一小部分透露到地层中去。丈量套管外电阻面临的主问题是丈量这部分透露出去的微小电流。沿套管运动的电流能够

呐喊直接测出,但透露到地层中的电流不能直接测出,因为电极没法与地层接触。然而,用发射电流减去套管电流即能够

呐喊求出透露到地层中的电流。 

  1.2 丈量方式 

  丈量分两个阶段第一阶段是丈量阶段,经由过程测井仪中的电流源施加低频交流电流到套管上,仪器发射端下部有4个电压电极,每次丈量运用其中的3个电极。几对电极之间的电压降是透露到地层中的电流造成的电压降和套管上电压降之和。 

  第二阶段称为校准阶段,需测定套管电阻率造成的电压损失。但电流沿套管向下透露到地层中的电流能够

呐喊忽略,因为电流不需经由过程地层完成回路,而是运动到测井仪上面10m处的电流电极上。运用丈量阶段的电压电极即可求出套管的电阻率。由两次丈量了局的差值就可求出地层电阻率。 

  另外,需测定套管电压Vo、丈量底部电流发射器和地面另一个参考电极两端的电压。正极和负极各丈量一次,以减少系统误差(如极化和漂移)。 

  2、测井响应 

  2.1 CHFR测井响应方程 

  套管能够

呐喊理想化为导电的圆柱名义,套管内外的电场满足MaxWell方程 

  CurlH=δE,DivE=0 

  CurlE=0,DivH=0 

  Er1=Er2;EZ1=EZ2 

  Hr2-Hr1=S.EZ 

  式中E1和E2别离为电场内外名义的电场强度,V/m;H1和H2别离为电场内外名义的磁场强度,A/m;下标r和z别离代表径向和纵向;S为电导率,s/m。 

  为了便于求解,引入电势标量U且满足 

  2.2 套管与传输线相似性 

  传输线模子是电流在1个绝对无限小的电阻同很多绝对无限大的电阻并联构成的电路中传输满足的数学模子,无限小的电阻被称为传输线。将CHFR测井环境中的套管算作是电阻无限小的传输线,垂向的地层算作是一序列同套管并联的无限大的电阻,从发射电极激发的电流沿这一电路传输,按传输线模子解得中场区的电场满足上面的方程 

  对两个式子,如果套管的电阻率同传输线的电导率相等,即T=ρ2,地层的电阻算作是传输线模子横向电阻率,则中场区的电场分布规律能够

呐喊用传输线模子来表达。 

  2.3 丈量的可行性、牢靠性和重复性 

  对同一井段举行重复丈量和时光推移丈量,研讨多次丈量曲线的重合程度能够

呐喊检测CHFR测井仪的稳定性。将CHFR测井仪的丈量了局同裸眼井深侧向电阻率曲线举行比拟能够

呐喊验证CHFR测井仪丈量的牢靠性。大量现场实测资料表明CHFR测井曲线能够

呐喊

呐喊和裸眼井电阻率曲线重合,特别是侧向电阻率曲线很好地重合。其中,同微侧向电阻率曲线差别较大,同中侧向测井的电阻率对比图外形特性相似,基本重合,同深侧向电阻率测井曲线重合最好,证明CHFR测井能准确丈量地层的电阻率。 

  3、技巧特性及影响要素 

  3.1 技巧特性 

  (1)不受井自身前提的影响。CHFR丈量电阻率不受井自身前提的影响,即不受井眼冲蚀、侵入带和近井地带冲洗的影响。而这些影响将给碳氧比(C/O)测井和核子测井带来偏差。 

  (2)CHFR探测深度深。因为仪器探测深度达到2~11m,几乎不受大多数电缆式测井标准的限定,所以它不仅能够

呐喊

呐喊探测到未侵入层,而且在某些前提下能够

呐喊晚期给出逼近的驱替前沿的情况。 

  (3)丈量的静态规模宽。CHFR丈量的静态规模较宽,它可运用于低孔隙度和低矿化度的地层。而这些前提下不利于核子测井方式准确评估。 

  (4)测井曲线具有重复性。CHFR现场测井曲线具有重复性,而且可直接与钻时记录的裸眼井地层电阻率做比拟。CHFR测试数据能够

呐喊清晰地辨别出原始含油区、驱替区和未涉及区。 

  3.2 影响要素 

  同裸眼井中的侧向测井类似,CHFR仪器测的是串联电阻;而感应测井测的是并联电阻。因此,透露到地层中电流的丈量必需经受套管和地层间物资的影响,并体现在对电阻率丈量规模和垂直分辨率的影响上。 

  丈量下限的影响要素。固井水泥的影响,电阻率丈量下限定为1Ω.m。在低地层电阻率限定下,固井水泥对CHFR丈量的影响不能忽略,但能够

呐喊举行校正。 

  丈量下限的影响要素。丈量下限定为Ω.m是由信噪比和可接受的每次静止丈量时光所决定的。更长的CHFR静止时光进步了丈量的准确度,而且延长了可丈量电阻率的规模。因为电阻率的丈量还取决于套管直径、套管厚度和重量、离套管鞋的距离等要素,电阻率实际下限可能高于Ω.m。 

  垂直分辨率的影响要素。CHFR垂直分辨率有着诸多局限性,它是电压电极距的一个函数。而且地层厚度也是其影响要素之一,1.2m是岩层中部能够

呐喊准确读取数据的最小岩层厚度。 

  參考文献 

  1 杨涛涛,范国章,吕福亮,王彬,吴敬武,鲁银涛.烃源岩测井响应特性及辨认
评估方式J.天然气地球科学,2013,(02)414-422. 

  2 原宏壮,陆大卫,张辛耘,孙建孟.测井技巧新希望综述J.地球物理学希望,2005,(03)786-795.