测井数据井眼干扰误差校正方法

张兴涛，王 艳，李伟峰，3

(1.陕西延长油田股份有限公司研究中心，陕西延安716001；2.陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院，陕西西安710075；3.西北大学地质系，陕西西安710069)

测井数据井眼干扰误差校正方法

张兴涛1，王 艳2，李伟峰1，3

(1.陕西延长油田股份有限公司研究中心，陕西延安716001；2.陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院，陕西西安710075；3.西北大学地质系，陕西西安710069)

针对油田钻井过程中钻头施加的不稳定机械力、钻井液反复循环冲刷、滤液侵入和浸泡过程等因素引起的井眼形状不规则变化导致的声波时差、自然伽马、密度测井响应偏差。为了提高测井数据精度和解释吻合度，利用LEAD测井综合应用平台采用逐点估算与判断方法对上述测井曲线进行环境影响因素校正，减小和消除影响测井数据解释质量的井眼质量干扰因素，提高测井数据精度有效识别油水层，为油田增储上产和中后期旧井挖潜提供有力的测井数据支撑。

测井数据；井眼形状；逐点估算；校正

井眼影响导致的测井响应偏差校正是提高测井解释精度，准确认识储层的基础。井眼条件影响包括两个部分：一是井筒内泥浆滤液、泥饼侵入等非地层因素的干扰和泥浆浸泡引起的部分地层物理性质的改变；二是井眼不规则、螺旋井眼或椭圆井眼、井眼扩大及井眼凹凸不平造成的测井仪器居中和信息采集偏差影响。为了消除和减小测井环境影响因素，必须对测井资料做环境影响误差校正，提高测井资料质量[1-3]。针对鄂尔多斯盆地中部AS油田长6西倾单斜油层，为精细识别油水层，有效挖潜薄油层提供精确的地质认识保障。

1 环境因素影响测井资料

由于受到钻井过程交变震动、破岩、扭转等复杂载荷和泥浆滤液侵入导致的围岩水化蚀变、垮塌、缩径影响，必然出现声波、放射性等测井数据的偏差，主要表现在：

(1)井眼扩大时，在井眼扩大井段的上下界面位置，声波传播路径增大，声波时差读数出现增大的假异常，异常幅度最高超出正常值的10%～15%左右。

(2)受到泥浆滤液侵入影响，泥岩井段垮塌和蚀变会使得密度测井读数的解释值小于地层实际密度值，通过岩心取样的密度测试发现，误差范围一般集中在5%～13%之间。

(3)井径以及泥浆密度和仪器居中度干扰，加之钻井液吸收和干扰来自地层的自然伽马射线，使自然伽马测井的读数会有一定程度的降低，一般情况下，钻井液密度越大或井径越大，自然伽马测值降低幅度越大，研究区自然伽马因井径原因导致的平均降低幅度约4.5%左右。

2 测井资料环境影响误差处理方法

选用LEAD 2.0测井综合应用解释平台对测井曲线进行了环境影响因素校正[4，5]。声波时差、补偿密度、自然伽马曲线易受到来自井眼条件、泥浆性质、测井仪器居中程度的影响，着重对以上曲线进行环境影响校正，以达到减小环境干扰，提高测井资料准确度的目的。

2.1 声波时差测值校正

在研究区的测井曲线综合对比分析中发现，多数井的砂岩声波时差集中在205～235 μs/m，泥岩一般为223～230 μs/m，大大低于328 μs/m，可以认为区域内长6地层砂泥岩由于压实成岩作用程度较高，声波时差低于常规砂岩，为固结压实的特低渗透储层，也就不需要进一步的压实成岩校正。

钻井机械力及钻井液冲刷等必然导致井眼形状发生变化，钻井液的蚀变作用等都会影响声波时差测值，采用经验公式逐点估计采样点声波时差值进行校正[6，7]。

Δte=Δtma(1-VSh)+Δtsh·VSh

(1)

式中 Δte——采样点声波时差值，μs/m；

Δtma——解释井段纯砂岩声波时差值，μs/m；

Δtsh——泥岩声波时差值，μs/m；

VSh——地层泥质含量，无量纲。

由于速度变化带的影响主要存在于声波时差较大的软地层中，而具有低时差的硬地层则很少受其影响。

如果Δt不大于Δte，保留原来的Δt，不作校正；

若Δt大于Δte，同时井眼几何形状改变大于某一界限值(井径d与钻头直径BS差值d-BS≥10 mm)时，那么说明井眼几何形状的改变会导致该采样点声波时差读数比估算值大，对差值(Δt-Δte)进行缩小化处理：

Δt=0.5(Δt-Δte)+Δte

(2)

式中Δt——校正前声波时差测井曲线值，μs/m；

根据d-BS≥10 mm(d：井径，BS：钻头直径)这样一个判断条件，可以保证只对由于井眼几何形状改变引起的声波时差进行校正，避免了因Δtma、Δtsh和VSh选取不当等其他因素造成的干扰，另外对于声波时差确实比较大的个别疏松地层也不会进行错误的校正。

利用以上给定的校正方法对塞687井的长6地层声波时差测井曲线进行了井眼条件干扰校正。从图1中可以看出：声波时差测值在泥岩段是基本准确的，而在可能发生扩径变化的低渗砂岩段测值明显比实际的偏大，主要层段声波时差曲线经过校正归位后，得到了明显改进，能够较为真实、客观的体现区域储层的岩性特征。

2.2 密度测井测值校正

密度测井通常采用发射中等能量伽马射线的Cs137作为伽马源，用它照射物质只能产生康普顿散射和光电效应，由于地层密度的差异，对伽马光子的散射和吸收能力不同，探测器接收到的伽马光子的计数率也就不同。密度测井主要受到来自井眼几何形状改变的影响[8]，同时钻井液的浸泡以及滤液侵入也会使得泥岩在靠近井眼的部分发生蚀变作用，它们都会使密度测井的测值小于地层实际值。也需要采用逐点估算与判断方法进行环境影响校正。

第一步：利用下式估算采样点体积密度测值：

ρb=ρma(1-φ)+ρf·φ

(3)

式中ρb——采样点密度，g/cm3；

ρma——纯地层密度，g/cm3；

ρf——泥岩密度，g/cm3；

φ——孔隙度

第二步：对比判断

如果ρb≥ρma，保留原来的ρb，不作校正；

若ρb<ρbe，同时d-BS≥10 mm时，说明由于泥浆浸泡、井壁垮塌造成声波时差曲线异常，即井眼几何形状改变使得测点密度测井数值比估算测值密度小；

然后对差值(ρma-ρb)进行缩小化处理，即：

ρb=0.5(ρma-ρb)+ρb

(4)

利用上述方法对塞687井(图1)长6地层，密度测井曲线进行井眼几何形状干扰影响校正。从图1可看出校正后的曲线形态良好，精度得到提高，对识别油水层具有重要意义。

图1 塞687井长6层段测井曲线综合校正图

2.3 自然伽马测井曲线环境影响校正

自然伽马测井主要是测量地层中天然的伽马射线强度，用于划分地质剖面、确定地层泥质含量、对比地层、匹配深度、跟踪射线及寻找放射性矿物。自然伽马测井资料主要受井径、泥浆密度及仪器偏心情况等影响。井径的变化相当于井内泥浆层厚度的变化，井内泥浆的放射性通常比地层低，同时泥浆又能吸收来自地层的自然伽玛，所以，井内泥浆的影响一般是使自然伽玛测井读数降低。通常，泥浆密度越大，井径越大，自然伽玛测井读数降低越大。利用井径、钻井液密度及仪器偏心情况校正图版法进行校正，校正公式为：

GRc=(A+B·D+C·D2)GR

(5)

当仪器偏心时，

A=1.2654-1.03121 W+0.245 W2

B=-0.0534+0.1078 W-0.0241 W2

C=0.00053-0.00104 W+0.000236 W2

仪器居中时，

A=0.390+0.293 W-0.1012 W2

B=0.0606-0.05943 W+0.01493 W2

C=-0.00254+0.00212 W-0.000534 W2

式中GRc——校正后自然伽马，API；

W—钻井液密度，g/cm3；

D——井径，cm；

GR——校正前自然伽马，API。

利用上述校正方法和模型对塞687井长6地层伽马曲线进行了井眼几何形状改变影响校正(图1)。校正后长6储层自然伽马测井数值有明显上升，校正前后比对发现伽马曲线受井眼改变影响较大。

3 结论

钻井过程中钻头施加的不稳定机械力、钻井液反复循环冲刷、滤液侵入和浸泡过程等因素引起的井眼形状不规则变化是导致声波时差、自然伽马、密度测井响应偏差的主要原因。在扩径层段，由于声波传播路径增大，声波时差读数出现增大的假异常。受到泥浆滤液侵入影响，泥岩垮塌和蚀变会使得密度测井的解释值小于地层实际密度值。由于钻井液吸收干扰，自然伽马测井的读数也会有一定程度的降低。

通过对围岩水化蚀变、垮塌、缩径等因素导致的井眼不良变化校正，从一定程度上减小了井眼不良引起的测井资料解释误差，提高测井资料的解释精度，对于油藏精细描述、老井挖潜等开发工作提供了高质量的基础数据支撑[9]。

[1]王艳，李伟峰.测井多因素评价分析技术及处理方法[J].国外测井技术，2014(2)：56-58.

[2]李伟峰，王艳，苏丹丹，等.基于水动力能量分析确定有利沉积微相带分布研究——以下寺湾油田研究区延9储层沉积微相划分为例[J].地球物理学进展，2012，01：225-231.

[3]谭成仟，宋子齐.测井资料的统计、拟合校正分析方法及应用[A].中国地球物理学会.1995年中国地球物理学会第十一届学术年会论文集[C].中国地球物理学会：1995：1.

[4]王桂成，宋子齐，王瑞飞，等.基于岩石物理相分类确定特低渗透油层有效厚度——以安塞油田沿河湾地区长6特低渗透储层评价为例[J].地质学报，2010(2)：286-291.

[5]杨华，窦伟坦，刘显阳，等.鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7沉积相分析[J].沉积学报，2010(2)：254-263.

[6]陈钢花，王永刚.水基泥浆的侵入对声波测井曲线的影响及校正[J].石油物探，2005(6)：89-91+17.

[7]刘丽峰，杨怀义，蒋多元，等.三维精细构造解释的方法流程和关键技术[J].地球物理学进展，2006(3)：864-871.

[8]王任一，梅廉夫.基于方向概率密度和小波描述子的沉积微相识别研究[J].沉积学报，2008(6)：947-956.

[9]宋子齐，王桂成，赵宏宇，等.利用单渗砂层能量厚度研究有利沉积微相及其含油有利区的方法[J].沉积学报，2008(3)：452-458.

[责任编辑 李晓霞]

2015-03-25

张兴涛(1975—)，男，陕西延安人，陕西延长油田股份公司工程师，硕士。

P631.84

A

1004-602X(2015)02-0039-03