微电阻率成像测井质量控制及应用

0 引 言

随着勘探程度的不断提高，油气藏在储层物性及构造形态上趋于复杂化，勘探开发难度越来越大，常规测井资料已难满足复杂地质环境的储层识别需求。哈里伯顿微电阻率成像仪(XRMI)的主要优点在于能提供井壁附近地层的电阻率随深度变化的图像；图像外观类似于岩性剖面，可用于识别裂缝，分析薄层，进行储层评价及沉积相和沉积构造方面的研究[1]，在探测复杂岩性，裂缝油气藏方面具有独特的优势。

1 XRMI仪器简介

1.1 仪器原理

微电阻率成像测井仪(XRMI)利用6个极板上的150个钮扣状小电极向井筒中原状地层发射电流，岩石结构、成分、流体的不同可引起电流的变化[2]，通过钮扣电极测量并绘制地层微电阻率信息而后对井壁成像，反映出井壁上地层岩石结构的变化，获得的成像测井图像与实际岩心照片一样清晰直观[3]。

1.2 仪器组合方式

XRMI仪器必须与遥测伽马仪器组合才能把有效的测井数据传输到地面系统，经过软件进一步处理，从而获得理想的地层信息[4]。其仪器组合方式从上到下依次为：SWIL(旋转短节)+DTDD(张力)+D4TG/GTET(遥测伽马)+XRMI(电子线路)+XRMI-C(芯轴)。

石油测井原始资料质量规范要求，在12 m井段内，1号极板方位角变化不大于360°。在测井过程中由于电缆扭力的作用，仪器串发生自转，导致所测资料的方位转动严重，在仪器串加入旋转短节，可以消除仪器自转造成的1号极板方位变化。

1.3 仪器刻度

仪器的刻度就是对测井仪器进行标定，找出测量值与工程值之间的转换关系。XRMI仪器刻度分为井径刻度，电阻率刻度和导航包刻度三个部分，准确的刻度是判断仪器工作正常与否、仪器稳定性及保证测井采集质量最重要的环节。

XRMI仪器刻度注意事项：

1) Motor Voltage刻度过程中应将推靠开到100%状态，在收拢推靠过程中测量仪器31芯与32芯之间DC电压为100 V，点击刻度开始采样；

2)Pressure Min、Pressure Max 刻度过程中推靠应为完全收拢、完全打开状态，井径刻度采用的井径大小环为7、15 in(1 in=25.4 mm)；

3) 电阻率刻度过程中采用5 kΩ的电阻盒对6个极板分别进行刻度，每个极板不允许存在坏钮扣；

4) 导航包刻度过程中应根据刻度环境输入相对应的磁场强度值。

2 测井质量控制

随着勘探难度的增加，为了满足地质勘探需求，预探井加测成像测井项目。规范的作业流程及测井过程中选择合适的测井模式、参数是获取优质微电阻率成像采集资料的保证。

2.1 测井准备

“三分测井，七分准备”，在基地做好仪器的保养、维修工作，坚决把隐患、故障消除在萌芽状态，在测井之前必须对地面系统及井下仪进行连斜校验、旋转检查，对电扣进行灵敏度检查，确保仪器工作正常。

2.2 极板压力

XRMI测井需要6个极板完全贴靠井壁，极板压力的大小决定采集资料的好坏，极板压力偏低会导致所采集地层信息模糊，极板压力偏大导致仪器遇卡严重，采集图像失真。所以测井过程中应针对不同地层选取不同的极板压力，提高采集质量精度。测井现场应根据常规曲线选择井况好、砂岩多的目的地层调整极板压力。本文统计了35口井不同地层测井采集所选取的极板压力范围，总结归纳出了鄂尔多斯盆地不同地层极板压力的选择范围，不同地层极板压力选取范围见表1。

表1 不同地层极板压力选取范围表 %

2.3 测速

测井速度直接影响采集资料的精度，哈里伯顿操作手册指出，微电阻率成像测井标准测速6～9 m/min。不同井况、不同地层，不同的测井速度影响微电阻率成像资料的优等品率。测速过慢导致测井时效低，测速过快仪器遇卡严重，微电阻率成像图像质量差。对50口井不同测速的采集资料处理对比发现，微电阻率成像测井最优测速为6～7 m/min。不同测速成像效果对比见表2。

表2 不同测速成像效果对比表

2.4 扶正器

扶正器是测井过程仪器居中的前提，测井过程中仪器居中测量，才能测出真实的井眼轨迹，为后期的解释提供真实的资料。通过在不同井次采用橡胶扶正器，灯笼体扶正器，八爪扶正器对比发现，在微电阻率成像仪底部挂接灯笼体扶正器，仪器居中效果能达到最优化，测井过程中可以确保测井仪探头居中，6个极板受力均匀，图像质量好。

2.5 钻井液

XRMI仪设计测量电阻率范围为0.2～10 000 Ω·m，由于钻井目的不同，在钻进过程中采用不同的钻井液及在钻井过程中由于井漏、卡钻等原因在钻井液中加入解卡剂、化学药品、磺基、锯末、重晶石、石墨、塑料小球、液固体润滑剂等材料均对微电阻率成像测井采集质量造成影响，需在测井作业前处理更换钻井液。

如S*井，由于卡钻，钻井液中加入解卡剂、化学药品、磺基，泥浆电阻率井底0.2 Ω·m。微电阻率成像图像模糊，出现很多竖线，无法清晰反应地层信息。

3 XRMI测井资料地质应用

成像数据可以提供高分辨率井眼图像，为测井解释人员、地质工作者和储层工程师提供直观、有用的地质信息。

3.1 划分薄层

XRMI测井分辨率高，是常规测井分辨率的30～40倍，可对0.2 ft以上地层精确成像。在图像上由于泥岩呈现暗色，砂岩呈现浅色的颜色变化与岩心照片、露头剖面及取心剖面上的岩性的变化有较好的对比性，有利于薄层的划分。

3.2 裂缝识别

由于泥浆在钻井过程中侵入裂缝中，导致裂缝的电阻率低于围岩，在成像图上显示为暗色条纹，对于不同类型、成因的裂缝具有不同的成像特征[5]。成像资料可用于识别裂缝类型、计算裂缝高度、产状，分析裂缝发育程度，具有方向的确定性。图1所示为Y*井1 690.2～1 692.1 m微电阻率成像特征图，不规则裂缝发育明显，并见有溶蚀孔发育。

图1 Y*井1 690.2～1 692.1 m微电阻率成像特征图

3.3 层理特征、层内岩石结构分析

微电阻率成像测井资料分辨率高、数据量大、精度高，对地层岩石电阻率变化反映灵敏，能够清晰地呈现岩石构造特征，可进行岩石结构分析[6]；成像资料可以提取地层的层理倾角、倾向，从而反映沉积能量、层理类型、古水流方向等沉积特征的变化，为沉积环境分析提供了可靠的保证[7]。

图2为 L*井2 658.0～2 671.0 m微电阻率成像特征图。

图2 L*井2 658.0～2 671.0 m微电阻率成像特征图

常规测井解释64层为含油水层，63、65为干层。该段砂体储层电成像静态图像自上而下变明亮，说明地层电阻率随着深度增加而变高。从动态图像上看，储层内有明暗相间的条带，反映储层非均质性强，层理发育，砂体上部和下部层理类型以交错层理为主，中部以平行层理为主。该砂体内及上下围岩均无裂缝发育。

3.4 地应力分析

对于应力不平衡地层，地应力方位与井眼崩落及诱导缝的方位关系密切，在钻井过程中不断释放构造应力，从而会引起井眼在最小水平主应力方向的应力跨塌，以及产生最大主应力方向的钻井诱导缝[8]。因此最小或最大主应力方向可以通过分析成像图上钻井诱导缝及井眼崩落的发育方位确定。

4 结 论

1)测井质量受控于仪器刻度、测速、极板压力、仪器居中情况、钻井液等因素，规范操作、标准测速、合适极板压力、达标的钻井液是采集优质原始资料的前提。

2)成像测井资料可用于划分薄层、识别裂缝、分析层理特征、层内岩石结构及地应力分析，为油田勘探开发提供依据。