霍勇，龐秋維，趙勃權(quán)（中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司塔里木事業(yè)部，新疆 庫(kù)爾勒 841001）

近年來(lái)，碳酸鹽巖油氣藏已成為許多油田最主要的油氣儲(chǔ)量和產(chǎn)量的增長(zhǎng)點(diǎn)。然而，碳酸鹽巖地層的巖性復(fù)雜，儲(chǔ)集空間及儲(chǔ)集層類型多樣，具有強(qiáng)烈的非均質(zhì)性，給測(cè)井評(píng)價(jià)帶來(lái)了挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有的裂縫識(shí)別測(cè)井方法探測(cè)深度太淺，如聲成像測(cè)井只是探測(cè)井壁裂縫，受現(xiàn)有測(cè)井儀器徑向探測(cè)深度的制約，測(cè)井僅能夠?qū)哺浇?～3m的儲(chǔ)集層作出評(píng)價(jià)。由于碳酸鹽巖的非均質(zhì)性，井旁可能有縫洞發(fā)育，在裂縫性儲(chǔ)層中測(cè)井評(píng)價(jià)成果常與試油結(jié)果發(fā)生矛盾，測(cè)井響應(yīng)顯示井筒附近儲(chǔ)集層較差，酸化壓裂測(cè)試后卻獲得高產(chǎn)油氣流。遠(yuǎn)探測(cè)聲波成像測(cè)井能夠?qū)壑車?～45m范圍以內(nèi)的地層界面、裂縫或斷層構(gòu)造進(jìn)行成像分析［1］，在分辨率及探測(cè)深度方面填補(bǔ)了測(cè)井與地震之間的空白，為井旁內(nèi)部油氣層的精細(xì)描述提供了新的技術(shù)手段。下面，筆者闡述了偶極橫波遠(yuǎn)探測(cè)測(cè)井技術(shù)的原理及特點(diǎn)，并具體介紹了該技術(shù)的運(yùn)用。

1 偶極橫波遠(yuǎn)探測(cè)測(cè)井技術(shù)的原理及特點(diǎn)

1.1 測(cè)井原理

偶極子聲波測(cè)井采用偶極聲源，偶極子聲源振動(dòng)時(shí)像一個(gè)活塞，使井壁的一側(cè)壓力不斷增加，而使另一側(cè)壓力不斷減小，使得井壁產(chǎn)生了擾動(dòng)，從而導(dǎo)致了輕微擾曲，這種由于井眼擾曲運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的剪切擾曲波具有頻散特性，在適當(dāng)?shù)牡皖l范圍內(nèi)該擾曲波的傳播速度趨近于橫波，其傳播方向與井軸平行［2］。

偶極橫波成像測(cè)井儀（DSI）由發(fā)射器、接收器和數(shù)據(jù)采集電子線路組成。發(fā)射器由下偶極發(fā)射器和上偶極發(fā)射器（二者相互垂直）以及一個(gè)單極全方位陶瓷發(fā)射器［3］3個(gè)發(fā)射單元組成：在發(fā)射聲波時(shí)，用低頻脈沖激勵(lì)單極換能器產(chǎn)生斯通利波（斯通利波模式時(shí)頻率為0.5～2kHz），用高頻脈沖激勵(lì)該換能器產(chǎn)生縱波和橫波（縱橫波模式時(shí)頻率為3～20kHz），用低頻脈沖激勵(lì)偶極換能器產(chǎn)生近似橫波的彎曲波（頻率為1～5kHz）。工作方式主要有上偶極發(fā)射方式（測(cè)量橫波慢度，上偶極發(fā)射，陣列接收）、下偶極發(fā)射方式（測(cè)量橫波慢度，下偶極發(fā)射，陣列接收）、交叉偶極方式（獲取快慢橫波慢度，用以研究地層的各向異性，偶極發(fā)射，陣列接收）、斯通利波方式（測(cè)量斯通利波慢度，單極發(fā)射，陣列接收）、縱橫波方式（測(cè)量縱波、橫波和斯通利波慢度，單極發(fā)射，陣列接收）、首波檢測(cè)方式（獲取縱波慢度，單極發(fā)射，陣列接收）等6種。DSI使用的偶極聲源是一種定向壓力源，由2個(gè)相位相反、幅度相等且耦合在一起的單極聲源組成。工作時(shí)，在地層中激發(fā)彎曲波（擾曲波），彎曲波是一種頻散波，存在截止頻率，且隨頻率增加，速度逐漸減小，在截止頻率處其傳播速度與地層橫波傳播速度接近，因此偶極波形中得到的彎曲波的速度與單極波形得到的地層橫波速度并不相等，地層越軟，兩者速度越接近，故可在軟地層用來(lái)代替橫波速度。接收器由8個(gè)接收單元組成，工作在長(zhǎng)源距（9、11、11.5ft）方式下，接收器間距均為0.5ft［4－6］。

1.2 特點(diǎn)

偶極橫波測(cè)井可以在軟地層中測(cè)取橫波速度，其使用的是一種偶極聲源（偶極聲源就是2個(gè)相位相反、盡可能靠在一起的單極聲源）。偶極聲源使井壁在水平方向上發(fā)生位移，因而能在地層中激發(fā)縱波和橫波。隨著橫波的到達(dá)和在其后的向外擴(kuò)展，便產(chǎn)生偶極彎曲波，以正弦方式向井上傳播。其成像有如下特點(diǎn)：偶極聲源頻率低，穿透力強(qiáng)，能夠探測(cè)離井眼更遠(yuǎn)的反射體；偶極聲源輻射具有方向性，有利于反射體的傾斜方位解釋；偶極輻射得到的波形模式相對(duì)單一，反射波信噪比較高；橫波反射對(duì)裂縫更敏感，更適合裂縫成像［7－10］。

2 應(yīng)用

哈A井是塔里木油田位于某縫洞帶的一口重點(diǎn)井，該縫洞帶位于奧陶系良里塔格組臺(tái)緣帶臺(tái)內(nèi)灘集中發(fā)育區(qū)，儲(chǔ)層受北西－南東向走滑斷裂及良里塔格組河道控制，形成整體呈北西－南東向條帶狀展布的儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)，地震反射表現(xiàn)為 “串珠狀”或連續(xù)片狀強(qiáng)反射；蓋層為良里塔格組中上部瘤狀灰?guī)r及桑塔木組泥灰?guī)r，厚度穩(wěn)定，區(qū)域分布，封堵油氣能力強(qiáng)，有效性已被勘探證實(shí)。哈A井處于局部構(gòu)造平臺(tái)區(qū)，距北西－南東向火成巖斷裂569m。根據(jù)研究區(qū)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及鉆探成果分析認(rèn)為，奧陶系碳酸鹽巖原生基質(zhì)孔隙不發(fā)育，油氣儲(chǔ)、滲貢獻(xiàn)不大。良里塔格組測(cè)井、試井與生產(chǎn)分析表明主要儲(chǔ)集空間為次生溶蝕孔洞、洞穴以及裂縫。該區(qū)塊目前實(shí)鉆共3口井見(jiàn)放空漏失現(xiàn)象，表明縫洞型儲(chǔ)層發(fā)育，為油氣充注提供了有效的儲(chǔ)集場(chǎng)所。

常規(guī)測(cè)井資料和電成像解釋成果表明，哈A井井段（6635.58～6842.00m）巖性主要為灰?guī)r、物性較差、井眼規(guī)則，錄井氣測(cè)顯示弱。從遠(yuǎn)探測(cè)聲波偶極橫波反射成像（針對(duì)裂縫處理）測(cè)井解釋成果圖上看（見(jiàn)圖1）：

圖1 哈A井偶極橫波反射成像（針對(duì)裂縫處理）測(cè)井解釋成果圖

1）6775～6785m。0、45、90°方位反射信息明顯，說(shuō)明該處存在波阻抗差異，反射信息較強(qiáng)，疑似過(guò)井裂縫。從電成像解釋成果圖（見(jiàn)圖2（a））上看，井壁裂縫不發(fā)育。綜合分析認(rèn)為該組強(qiáng)反射為井旁裂縫，結(jié)合電成像和遠(yuǎn)探測(cè)聲波反射波成像所探測(cè)范圍分析，該組裂縫未過(guò)井壁。因此，解釋6775～6785m為井旁裂縫，厚度10m，距井壁距離8～10m，單井相對(duì)級(jí)別為好。

圖2 哈A井電成像測(cè)井解釋成果圖

2）6811～6824m。該段巖性主要為灰?guī)r。常規(guī)資料反映巖性較純，物性較差，電阻率數(shù)值在250～660Ω·m。從偶極橫波反射成像（針對(duì)溶蝕孔洞處理）測(cè)井解釋成果圖上看（見(jiàn)圖3），在距井壁 7～10m處反射信息明顯，說(shuō)明該處存在波阻抗差異，反射信息較強(qiáng)。從電成像解釋成果圖上看井壁裂縫不發(fā)育，但可見(jiàn)少量溶蝕小孔洞（見(jiàn)圖2（b））。綜合分析認(rèn)為，該組強(qiáng)反射為溶蝕孔洞層。因此，解釋6811～6824m為井旁孔洞，厚度13m，距井壁距離0～30m，單井相對(duì)級(jí)別較好。

通過(guò)對(duì)處理成果綜合分析，共解釋2段儲(chǔ)層：6775～6785m，距井壁距離8～10m；6811～6824m，距井壁距離0～30m。從遠(yuǎn)探測(cè)聲波反射波成像測(cè)井解釋成果圖（見(jiàn)圖1和3）上可以看出，該井解釋的2處井旁裂縫反射信號(hào)較明顯，如果對(duì)其進(jìn)行酸化壓裂改造后可改善井旁裂縫，有望獲得較好的產(chǎn)能。根據(jù)解釋結(jié)論建議對(duì)6774～6784m、6811～6824m井段酸壓試油。對(duì)6775～6780m、6808～6814m射孔后再對(duì)6635.58～6815m進(jìn)行酸化，酸化后試油日產(chǎn)油15m3，不產(chǎn)水，充分說(shuō)明遠(yuǎn)探測(cè)聲波偶極橫波反射成像測(cè)井能有效反映井壁之外的儲(chǔ)層信息。

圖3 哈A井偶極橫波反射成像（針對(duì)溶蝕孔洞處理）測(cè)井解釋成果圖

3 結(jié)論與建議

1）偶極橫波遠(yuǎn)探測(cè)測(cè)井技術(shù)能對(duì)井壁之外3～45m范圍內(nèi)的裂縫、斷層、界面進(jìn)行清晰成像，評(píng)價(jià)儲(chǔ)層發(fā)育情況，經(jīng)試油驗(yàn)證取得較好的應(yīng)用效果，將測(cè)井評(píng)價(jià)從井筒擴(kuò)展到了井旁，探測(cè)深度大，是石油測(cè)井的有效手段。

2）盡管偶極橫波遠(yuǎn)探測(cè)測(cè)井技術(shù)能擴(kuò)大識(shí)別儲(chǔ)層的有效厚度，指導(dǎo)壓裂施工，為油氣地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算提供可靠依據(jù)，但在針對(duì)復(fù)雜、非均質(zhì)強(qiáng)的碳酸鹽巖儲(chǔ)層，需要與常規(guī)測(cè)井以及電成像等資料綜合分析，提高油氣發(fā)現(xiàn)率。

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［編輯］ 洪云飛