随钻中子测井数据校正分析

1、    随钻中子测井数据校正分析    程羽摘 要随钻中子测井仪在测井作业过程中，经常会出现一些测井数据异常和难以解释的现象，文中主要介绍了影响随钻中子测量精度的各种因素，比如井况复杂，受井眼尺寸、泥浆密度、泥浆矿化度等影响，从而导致随钻中子孔隙度曲线出现异常值，并用实例说明了各种校正因素对随钻中子测井数据的影响，对这些影响因素进行分析，有助于随钻中子资料的质量控制。关键词随钻中子;超声井径;校正图版中图分类号： tn912                   &#

2、160;    文献标识码： adoi：10.19694/ki.issn2095-2457.2020.11.0370 引言随钻仪器测井能够在钻开地层的同时，实时测量地层各种岩石物理信息，而这时泥浆侵入较浅，测井响应受泥浆侵入影响很小，测井数据能真实地反映原始地层的特性1。随钻测井数据是测井最原始的资料，但是在测量过程中，不可避免地会出现测井曲线数据异常2，如在套管井和水平井中随钻中子数据常会出现异常值3，不符合邻井地质特征，直接影响着测井解释的准确性。因此，有必要针对影响随钻中子测井数据原因做研究分析。1 影响随钻中子测井数据的因素随钻中子测井是通过测量热中子在地层中的衰减

3、来测地层孔隙度的，随钻中子测井仪中远、近探测器均有6个he3管，数据处理方法如下：por=（n1+n2+n3+n4+n5+n6）/（f1+f2+f3+f4+f5+f6）（1）通过式（1）处理得到的孔隙度por就是远、近探测器中点对应测量点的视孔隙度，随钻中子测井仪在刻度标定时，是在标准的纯石灰岩刻度井中刻度标定的，以石灰岩孔隙度为单位，刻度条件如下：刻度井眼直径为定值，井内和地层孔隙中充满淡水，温度24，一个大气压，仪器在井中偏心紧靠井壁，仪器与井壁之间无泥饼和间隙，9口标准井的孔隙度分别为0%，5%，10%，15%，20%，25%，30%，35%，40%。建立短、长源距探测器计数率比值r和孔

4、隙度之间的转换关系，利用r转换式计算得到地层中的孔隙度。实际测井中，除了通过远、近探测器计数率比来计算孔隙度外，还需要对计算结果进行各种影响因素的校正，包括井眼尺寸、井眼间隙、泥浆密度和泥浆矿化度等。1.1 井眼尺寸和井眼间隙校正由于随钻中子测井仪是在钻头在刚刚钻过地层之后就开始测井作业，此时井眼可以近似地认为是圆形，当仪器在水平井中测量时，仪器是近似水平的帖靠井壁。当地层真孔隙度一定时，视中子孔隙度随着井眼直径增大而增大，因此在随钻中子测井中，遇到井眼直径与刻度井直径有较大差异时，必须进行井眼校正，得到更加真实的地层孔隙度4。当随钻中子测井仪没有靠紧井壁时，在仪器和井壁之间形成间隙，间隙中的

5、井内流体将对测量数据产生影响，间隙（偏心距离）越大，所测得的视中子孔隙度越大。1.2 泥浆密度校正随钻中子测井中，井眼中不同密度泥浆将对测量到的视孔隙度有一定影响。随钻中子仪器是在淡水井中刻度的，而实钻井内的含氢量比纯水低，因而泥浆密度对视孔隙度值会产生影响。当井径扩大时，仪器与地层间的泥浆层增厚，泥浆对测量结果的影响增大，泥浆的含氢量比地层高，因此在扩径时测井的视中子孔隙度就大于地层实际孔隙度。1.3 泥浆矿化度校正随钻中子测井仪与电缆中子测井仪器主要区别是它不带推靠臂，中子源和中子探测器在井眼中是居中的，因此，泥浆性能的影响是一个非常重要的因素。由于氯元素的热中子俘获截面很大，所以泥浆中氯

6、离子含量的多少，以及是否对氯离子含量进行校正，对随钻中子曲线的影响是很明显的，泥浆矿化度越高，泥浆中的氯元素含量也越高，随钻中子测井数据也越偏高4。泥浆矿化度越高，视中子孔隙度越大，当井内泥浆和地层水的矿化度比仪器刻度用的淡水高时，由于热中子俘获截面高的氯元素的影响，使实测的视孔隙度不同于地层真孔隙度。1.4 倾斜地层的中子孔隙度校正倾斜地层的情况比较复杂，模拟仿真时设定了两种地层，一种是孔隙度为20%的石灰岩，另一种是孔隙度为40%的石灰岩，孔隙中充满淡水。倾斜地层的示意图如图3所示，仪器的记录点为源和探测器的中点，将仪器从下向上不断移动，记录每个位置的长、短源距计数率，模拟时，设定倾斜地层

7、的角度依次为0°、40°、60°和80°。根据分析当地层倾斜角度为0°时，远、近源距的计数率从高到低的过渡区长度与远、近源距大致相等。当地层倾斜角度为40°、60°和80°时，这个过渡区长度逐渐增大，即受倾斜地层角度的影响越来越大。在远、近源距下，得到了与地层界面距离不同的记录点的计数率，然后通过图1中r的转换式计算得到倾斜地层情况下的视中子孔隙度，得到了倾斜地层的中子孔隙度图版，如图3所示。从图3中可以看出，不同倾斜角度地层的视孔隙度相交于一点，该点到地层界面的距离约为-20cm，略小于短源距。当地层倾斜角度为0

8、时，孔隙度为20%和40%的离地层界面最近的点约在-40cm和30cm的位置，中间过渡区的长度大于长源距。从图4中可以看出，倾斜地层的视孔隙度与地层倾斜角度、记录点到地层界面的距离、倾斜面上下地层孔隙度有关。如果遇到均匀的较厚倾斜地层，则仪器测出来的视孔隙度与倾斜地层无关;如果倾斜地层倾斜面上下的岩性、孔隙度不一样的话，那测出来的视孔隙度就是受邻层的影响，此时情况就复杂了。可以从图4图版中进行校正，在图中过记录点到地层界面距离为0点做一条直线与各倾斜地层相交，则虚线的右边的真孔隙度为40%，虚线左边的真孔隙度为20%，倾斜地层角度为0°、40°、60°和80

9、76;的视孔隙度临界值分别为32%，30%，28%，25%。2 随钻中子数据校正实例分析当实际测量的井眼条件与标准刻度井有较多条件不一致时，就需要按照一定的顺序对视孔隙度进行校正，最后得到比较可靠的地层真孔隙度值。例如6.75inch的随钻中子仪器是在8.5inch的刻度井中进行標定的，现场测量时，该仪器测得的视孔隙度为30p.u.。后通过测井资料得知，地层主要为石灰岩，实际井径为9.5inch，泥浆矿化度为45kppm，泥浆密度为1.2g/cm3，仪器与井壁之间的井眼间隙为1.5cm。经过井眼尺寸、井眼间隙，泥浆密度、泥浆比重，地层倾角等因素的校正，最终得到的校正后的孔隙度值为22 p.u.。这个值与邻井孔隙度值接近，和电缆中子测井仪测得的数据也一致，所以经过校正的数据能真实地反映出地质状况。3 小结随钻中子测井仪测量的孔隙度，受外界环境影响较大，经过井眼尺寸，间隙、泥浆比重，矿化度等因素的校正，与同井段的电缆中子数据对比，一致性很好，处理后的数据真实可靠，能真实地反映出原始地质状况。参考文献1张元中，肖立志.新世纪第一个五年测井技术的若干进展j.地球物理学进展，2004，19（4）：828-836.2周灿灿，王昌学.水平井测井解释技术综述j.地球物理学进展，20