过套管电阻率测井技术的开发与应用

孙铭璐

（西安石油大学，陕西 西安710065）

测井即利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性进行测量后，获得石油地质及工程技术资料的方法。传统的裸眼测井无法测量出较深地层的电阻率，一项新的测井技术——过套管电阻率测井技术逐渐成为研究的热点。这种技术通过测量变化的电阻率来确定地层参数和油藏动态变化，实现了高效的油气藏检测与评价，同时能够减少仪器故障和井眼不稳定所伴随的裸眼井测井风险，对于提高油气采收率、延长油田开采寿命也具有积极作用。

1 过套管测井技术的开发

1．1 过套管测井技术的原理

过套管本身是一个巨大的金属导体，其电阻率要比井眼的电阻率低很多，在向地层发射低频电信号后，绝大部分电流沿着套管流到地面形成电极回路，只有小部分的电流会流入地表。检测这一小部分流入到地表中的电流，并且计算出地层电阻率。这种技术一般采用0．01～10．0Hz之间频率较低的交流信号，如果供电电极向套管通以极低频率的电流为I。由于套管是良导体，绝大部分电流流入套管，而只有极少部分电流（泄漏电流ΔI）流入地层，进入地层的电流大小由地层的电阻率（Rt）决定。测量电极测出从套管泄漏流入地层的电流产生的电位差（U0），它与地层的电阻率成正比关系。

利用欧姆定律计算：

式中，K为测井仪器因子，根据井眼的实际情况确定；Rc为测量段套管的电阻。

1．2 过套管测井技术的测量模式

操作人员一般通过精细数据实测、粗略数据测量两种模式相结合的方法对于地表电阻率进行测量。

1．3 过套管测井技术的测量方法

当下井测量仪器停在给定的测量点后开始进行测量，并且在每个测量点都测量两次，即当电流电极A1和A2给套管轮流供电时都分别测量一次。为了使数据更加准确，也可以在同一深度上进行多次采样，然后求出平均电阻率。

1．4 过套管测井技术的优点

（1）探测深度大

传统的测井技术探测深度有限，大多只停留在冲洗带，因此无法实现对于较深地层的油气勘探。过套管测井技术相对于其他的测井技术，可以深入地层进行勘测。

（2）动态使用范围广

过套管电阻率测井技术的动态使用范围更广。通过对于同一井眼的多次跟踪测量，可以有效监测生产和注水过程中的流体界面的变化以及储油层的动态变化，进而增强测井评价的准确性。

（3）作业费用较低

这种过套管电阻率测井技术普遍使用价格较低的修井或完井钻机，并且测量次数较少，作业费用较低。其评价效果较好，又可以节约大量的人力物力，因此这种技术的实际应用率日益提高。

2 过套管测井技术的应用

2．1 复查漏失的油气层

随着开采技术的不断发展，开发初期被忽略或者错判、漏失的薄储层及差储层成为油田二次开发工作的核心。利用过套管电阻率测井技术可以对于油田老井进行复查和重新评价，防止油气层漏失。

2．2 评价储油层的含油性

储油层是储存石油与天然气的岩层，其孔隙体积中油、气、水所占的体积百分比就是储油层的含油性，也是油田开发的基础。由于地表液体不同，其电阻率不同，即含油岩层的电阻率大于含水岩层的电阻率，因此，在不同的勘探阶段，通过过套管电阻率的测量，再对比不同开发时期目的层电阻率的变化，可以了解油藏的开采状况，进而较为准确地评价储油层的含油性。

2．3 监测剩余油的饱和度

过套管电阻率测井技术是监测剩余油的饱和度最有效的手段之一，它可以在不同时期跟踪流体界面位置以及饱和度的变化。用过套管电阻率评价地表油气状况必须先计算不同阶段剩余油饱和度。其饱和度Sor的公式为：

式中，a、b分别为与岩性及润湿性有关的系数；m、n分别为孔隙结构指数与饱和度指数，可通过岩电实验分析资料求取；Sor为剩余油饱和度；R＇W为地层混合液电阻率，单位为S／m；RCHFR为套管井电阻率的视电阻率，单位为S／m；φ为孔隙度，一般用中子、密度及声波三孔隙度交会的方式求取，而在实际过套管电阻率测井过程中，由于孔隙度变化极小，所以可以忽略不计。

2．4 实现网络化的油藏管理

过套管电阻率测井技术为油田开发以及挖潜措施的制定提供了可靠的依据，减少了误判、漏判的情况。随着计算机技术的快速发展，对现有的井下传感器进一步的网络化改进，成为测井技术未来发展的关键。即把这种技术与先进的计算机神经网络技术相结合，可以实现自动化的电阻率检验，帮助探测人员及时发现异常数据，同时也可以较为快速地选出最优的注水井点，并且实时监控采集过程，提高采收率，也是实现科学化油藏管理的重要途径。

3 过套管测井技术的优化

3．1 减少套管自身缺陷

过套管电阻率测井技术一般采用金属套管进行测量，存在氧化、腐蚀、射孔的缺陷。当套管材料发生变化时，测量结果也会随之变化，大大影响了测井数据的精确度。因此必须加强对于新型套管材料的研究与探索，进而减少套管自身的氧化、腐蚀以及射孔现象，增强测量精度。

3．2 优化微弱信号采集技术

信号具有周期性和相关性，而噪声具有随机性，过大的噪声会淹没信号。测井仪器会发出较大的内部噪声，影响信号的采集。过套管电阻率测井技术较其他测井技术的信号测量水平更低，因此这种技术难点就在于微弱信号采集及检测技术。只有尽可能地抑制噪声，才能取出有用信号，提高微弱信号的检测信号比，利用时域信号处理方法以及应用Delta－Sigma技术的24bit数模转换器来优化目前的微弱信号采集技术，同时采用更为先进的信息处理平台对于极微弱信号进行低噪声前置放大，并且使电极可靠地与套管内壁接触，提高数字信号处理器与数模转换器的精度，进而排除信号中的噪声，减少测量误差。

4 结 论

过套管电阻率测井技术是一项较为先进科学的测井技术，也是指导油气田开发与开采的重要方法。这种方法具有更深的探测深度和更宽的动态探测范围，能够在不能进行裸眼测井的井眼中进行正常的测量活动，应用前景广阔。但是，我国的测井技术起步较晚，仪器的精度与分辨率较发达国家还有一定的差距，因此有待于技术人员进一步的研究和试验，减少误差，进而提高测量仪器的可靠性、组合性、重复性以及一致性。

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［2］ 万吉庆．俄罗斯过套管电阻率测井技术应用效果评价［J］．物探与化探，2010，34（03）：362－366．

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