徐強(qiáng)（勝利石油工程有限公司測井公司， 山東 東營 257000）

鉆井地質(zhì)特征下的隨鉆測井研究

徐強(qiáng)（勝利石油工程有限公司測井公司， 山東 東營 257000）

隨著能源工業(yè)的快速發(fā)展，對測井技術(shù)的要求也在不斷的提高。從九十年代到如今，定向井尤其是水平井開發(fā)技術(shù)發(fā)展迅猛，對提高油井的單產(chǎn)量和采收率起到重要作用。本文將就目前水平井開發(fā)技術(shù)中的隨鉆測井技術(shù)，及相關(guān)的錄井技術(shù)和取值統(tǒng)計(jì)方法做一些簡單的討論。

水平井；測井技術(shù)；預(yù)處理；分層取值；隨鉆測井

0　引言

近年來，水平井及水平分支井的技術(shù)被廣泛推廣。得益于此，薄油層，夾層，以及低壓低產(chǎn)低豐度的儲層的開發(fā)工作，不斷的被發(fā)現(xiàn)并投入生產(chǎn)。為提升油田泄油面積，提高單井產(chǎn)量做出重要推動作用。測井技術(shù)，也被不斷的提出更嚴(yán)苛的要求，以適應(yīng)新形式的鉆井流程。

1　隨鉆測井的基本原理及應(yīng)用

在鉆井工作完成后，再將電纜儀器下井收集數(shù)據(jù)，這是傳統(tǒng)的測井技術(shù)。其缺陷就是不能準(zhǔn)確命中目標(biāo)層，鉆井效率低下。為了避免鉆頭偏離軌跡出現(xiàn)的鉆井偏靶以及因深度誤差導(dǎo)致的取心錯誤的發(fā)生，隨鉆測井技術(shù)被廣泛研究和運(yùn)用。

隨鉆測井，可以被看作是結(jié)合了電纜測井、鉆井與錄井技術(shù)的綜合系統(tǒng)。測井工具，裝置在底部鉆柱之內(nèi)，可與傳統(tǒng)測井使用的電纜系統(tǒng)完成相同的測量工作。其最大優(yōu)勢，在于將鉆遇地層和地質(zhì)的物理參數(shù)，事實(shí)準(zhǔn)確的反饋給工程師，為鉆井工作提供迅捷而精確的地質(zhì)導(dǎo)向。換而言之，隨鉆測井可以最大限度的讓原狀信息在第一時(shí)間真實(shí)的反映出來，達(dá)到實(shí)時(shí)的對地層信息進(jìn)行測量的目的。

2　測井、錄井的參數(shù)提取

在測井的地質(zhì)導(dǎo)向中，可以依據(jù)自然伽瑪資料來實(shí)時(shí)的確定巖性，根據(jù)電阻率資料來將致密層與滲透層，以及油、氣、水層清晰的劃分開。兩者數(shù)據(jù)的結(jié)合，可以有效的幫助工程師進(jìn)行地質(zhì)導(dǎo)向。將鉆時(shí)錄井工作，與工程錄井結(jié)合起來，參考鉆壓、轉(zhuǎn)速以及泥漿的密度和粘度等資料，都可以為錄井工作中實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的要求提供有效的解決方案。

3　LWD的資料預(yù)處理

數(shù)字測井，包括數(shù)字化后的曲線數(shù)據(jù)，都有存在誤差和起伏等無用的信息，應(yīng)最大限度的進(jìn)行消除，提高分析的精度，提升隨鉆測井的資料質(zhì)量。首先采用測井曲線作為拋物線的最佳數(shù)值擬合，求出滑動均值，代替原測井值，取趨勢去剩差，進(jìn)行平滑校正。然后以平均插值法進(jìn)行深度校正，消除因井壁不規(guī)則和測量儀器拉伸帶來的影響。最后進(jìn)行井眼環(huán)境的校正，消除因?yàn)榫劭逅?、崩落等產(chǎn)生的對曲線的影響。

4　LWD的資料標(biāo)準(zhǔn)化

在水平井的鉆井過程中，為確保鉆遇巖性的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確識別，還需進(jìn)行測井資料的標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)水平井和直眼井間的數(shù)據(jù)標(biāo)定。

油田的勘探開發(fā)工作量巨大，井?dāng)?shù)眾多。無法保證使用相同的測量儀器，相同的測量刻度來進(jìn)行全部的測井工作。最終的測井曲線，必然因刻度不等存在誤差。除了前面提到的環(huán)境校正外，對測井曲線的標(biāo)準(zhǔn)處理也必不可少。

在考慮測井?dāng)?shù)據(jù)的取值時(shí)，我們可以將同一井區(qū)內(nèi)同一層段內(nèi)認(rèn)定為地球物理特性基本相同。因此測井曲線中的同一數(shù)據(jù)在不同井中也具備自身的分布規(guī)律。目前普遍采用的標(biāo)準(zhǔn)化處理的方法，包含統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，大直方圖法，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化方法，標(biāo)準(zhǔn)井方法以及鄰近對比等。

統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，是基于在研究區(qū)域內(nèi)，相同巖石同一百分比的出現(xiàn)這種假設(shè)而提出的。大直方圖法將全部井的數(shù)據(jù)組合在同一個大的直方圖中，根據(jù)“正態(tài)分布”統(tǒng)計(jì)，分析所有單井的數(shù)據(jù)平均值。標(biāo)準(zhǔn)井方法，實(shí)際上是在大直方圖法的基礎(chǔ)上做了一種改進(jìn)。而目前，結(jié)果相對更為準(zhǔn)確可靠的方法，是將測量儀器類型及附加地層尺寸都納入考慮范圍的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化方法。我們的測井人員，可以在實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)程中，因地制宜選用恰當(dāng)?shù)姆椒ā?/p>

5　測井相自動分層取值方法

測井相的分析過程，需要將井剖面劃分成不同的側(cè)面，使每層內(nèi)巖石物理特性和巖相類型相同或相近。由于各類測井曲線都存在不同程度的受邊界影響的問題，這些數(shù)值并不能代表地層物理特性。因而探索更加有效的自動分層的方法十分有必要。

如果我們以數(shù)學(xué)模型，來歸納測井相的自動分層的方法，那么大致有兩種。其一是以相鄰的參考點(diǎn)差異作為依據(jù)，以測井曲線的變化率或極值點(diǎn)進(jìn)行分層；其二是用方差分析的手法，將方差或離差平方和作為指標(biāo)進(jìn)行分層，再加上后來引入的褶積慮波和中值濾波的方法，各類方法層出不窮。粗看來，似乎都有其本身優(yōu)越的一面。但上述的大多數(shù)方法在實(shí)際應(yīng)用中，或是易受人為因素影響，或運(yùn)算量巨大難以被接受?？偟膩碚f，這些方法具備理論上參考的意義，但用在實(shí)際測井工作中實(shí)用性不大。相對而言，極值方差聚類分層更加直觀和實(shí)用，也適用于對稱型與非對稱型兩種曲線分層。

這種方法首先需要用指標(biāo)函數(shù)進(jìn)行大致分層，初步確定層界面的位置。然后再用方差分析法和聚類分析法做相鄰層面的細(xì)分，進(jìn)一步確定層界面的準(zhǔn)確位置。這種方法原理并不復(fù)雜，可以看做是在方差分層法的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)，效果明顯，實(shí)用性強(qiáng)，最重要的是極大的減少了不必要的計(jì)算工作量。

通過在研究區(qū)域各井的砂泥巖剖面測井曲線的自動分層取值，證實(shí)極值方差聚類分層不僅原理簡單，易于編程，而且工作進(jìn)程快，人工參與少，取值結(jié)果也更合理，是對以往的方差分析類方法的改進(jìn)和優(yōu)化。自動分層取值，是劃分測井相類型的首要工作。通過極值方差聚類法來實(shí)現(xiàn)測井相分析的自動分層取值，不但可以進(jìn)行測井相分析，并且也可以對常規(guī)的油、氣、水層的劃分進(jìn)行分析。

6　建立測井相-巖相的統(tǒng)計(jì)模式

在進(jìn)行測井相分析工作中，需要從測井的資料中將巖相相關(guān)的信息提取出來，并整合成一個整套的數(shù)學(xué)分類準(zhǔn)則，隨后各個測井響應(yīng)值去對應(yīng)有多重意義的測井相內(nèi)。通過這樣的統(tǒng)計(jì)方法，可以將整個單井地層解剖面劃分為多個測井相，隨后通過與巖心分析及巖屑錄井等結(jié)果的資料做對比，以確定各個測井相的巖相類型。

而本文提出了測井相-巖相的一種統(tǒng)計(jì)模式，這種模式是指出研究區(qū)域中的測井相需要與地質(zhì)相對應(yīng)，隨后找到其整體對應(yīng)的規(guī)律，對已知模式進(jìn)行確定。而測井的大量數(shù)據(jù)中，也包含了大量的地質(zhì)相的信息，并對應(yīng)著多個有統(tǒng)計(jì)意義的測井?dāng)?shù)據(jù)。通過預(yù)處理、分層取值等方法，測井曲線會形成一個根據(jù)深度排列的測井值，如果將待劃分地層看做不同的模式，那這一組組測井值即可認(rèn)為是待判模式的特征。做測井相識別的目的，就是要依據(jù)此類特征，采用特定的識別方法，把未知的模式歸變?yōu)橐阎哪Ｊ健?/p>

7　結(jié)語

隨鉆測井技術(shù)，是為鉆井工作做地質(zhì)導(dǎo)向服務(wù)的關(guān)鍵性技術(shù)，也將在油氣田的全面開發(fā)中越來越多的發(fā)揮作用。對此，我們相關(guān)從業(yè)人員更需要抓住機(jī)會，開展相關(guān)的研究和交流，縮小與國外領(lǐng)先技術(shù)的差距。一方面加大地質(zhì)導(dǎo)向相關(guān)技術(shù)的研究和應(yīng)用，并不斷的強(qiáng)化隨鉆資料在實(shí)時(shí)預(yù)測地層壓力方面的研究，同時(shí)推進(jìn)資料測算取值方法的不斷優(yōu)化和更新，讓我國的鉆井開發(fā)工作更上新的臺階。

［1］彭智，樊官民.測井曲線自動分層解釋方法研究［J］石油儀器，2011，（3）.

［2］張吉昌，張靜.利用組合測井曲線自動劃分單砂層的方法探討［J］科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2011，（26）.

［3］馬海.基于多源信息整合的鉆井地質(zhì)特征參數(shù)估計(jì)與預(yù)測方法研究［D］.中國石油大學(xué)（華東），2010.