基于遲到時間的氣測曲線形態異常校正方法

么春雨 張建斌 苑仁國 魏雪蓮

(中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司)

0 引 言

鉆井作業過程中，受地層巖性、鉆井液性能及井斜等因素影響，造成井徑不規則，且某些井段存在嚴重的擴徑或縮徑現象[1]。當錄井系統設置的井徑擴大率[2]與實際情況不符時，會造成錄井遲到時間不準確，在巖性綜合圖上表現為氣測曲線與儲集層段的深度“錯位”。通常在巖性綜合圖上平移氣測曲線來進行校正，但在儲集層與其上下地層的鉆時不同時，這種校正方法是錯誤的[3]，對現場評價儲集層含油豐度造成很大影響。通過對時間庫氣測曲線及遲到深度的研究，建立了遲到深度標尺平移法，用于校正遲到時間的同時，也可以校正深度庫氣測曲線。

1 時間庫中的遲到深度與氣測曲線

錄井過程中存在兩個數據庫：一個時間數據庫，一個深度數據庫[4]。時間數據庫錄井是以時間為軸線，記錄井深、鉆井參數及氣測數據等各項數據，主要指導工程作業；而深度數據庫錄井是在時間數據庫基礎上，以井深為軸線，提取與地層巖性相關的參數，如ROP(鉆時)、Tg(全烴)及組分等數據，主要用于指導地質作業。研究發現，在遲到時間對氣測曲線形態的影響中，遲到深度起到了紐帶作用。

1.1 遲到時間與遲到深度的關系

遲到時間一般指鉆井過程中鉆頭處巖屑從井底返出到井口所用的時間[5]。遲到深度是井口處返出的巖屑所對應當時鉆頭處井深，可以通過遲到時間換算得到(以整米計量)。在時間庫中，巖屑的返出時間點減去遲到時間，就是當時鉆頭鉆進的時間點，與之對應的深度就是遲到深度。在泵排量一定的情況下，遲到深度與遲到時間的關系是一一對應的。

1.2 遲到深度對氣測曲線的影響

時間庫氣測曲線是鉆井過程中實時分析井筒返出鉆井液中地層氣體組分和含量值，對應的遲到時間為實際遲到時間(t實)，而遲到深度標尺所對應的是錄井遲到時間(t錄)。在不考慮鉆時的情況下，當錄井遲到時間大于實際遲到時間，時間庫遲到深度標尺下移，深度庫上表現為氣測曲線的上移；當錄井遲到時間小于實際遲到時間，時間庫遲到深度標尺上移，深度庫上表現為氣測曲線的下移(圖1)。

在儲集層與其上下地層鉆時不同的情況下，時間庫中同樣的氣測曲線對應遲到深度刻度稀疏時(鉆時變大)，在深度庫上表現為氣體曲線形態的變窄；對應遲到深度刻度密集時(鉆時變小)，在深度圖上表現為氣測曲線形態的變寬(圖2)。

綜上可見，遲到時間不準確，必然引起時間庫遲到深度標尺與氣測曲線不匹配，進而造成深度庫氣測曲線深度的“錯位”及“形變”。時間庫遲到深度的校正，一方面向前可以校正遲到時間，另一方面向后也可以校正深度庫氣測曲線。

圖1 錄井遲到時間對深度庫氣測曲線的影響

圖2 不同鉆時遲到深度對深度庫氣測曲線的影響

2 時間庫遲到深度標尺平移法

渤海油田地層中常見的儲集層是砂巖，其疏松且孔隙發育，是地層氣聚集的有利場所；非儲集層一般是泥巖，由于壓實作用，使泥巖孔隙中的大部分地層水和氣體排出，故泥巖堅硬且含氣量較低。在時間庫中依據氣測曲線形態可以分為四種類型：地層儲層氣、地層非儲層氣(背景氣)、循環氣、空氣(圖 3)?！皟託狻笔侵复嬖谟趦瘜又械拇罅繗怏w，鉆頭破碎儲集層后，這股氣隨鉆井液返出到井口，被氣測設備分析記錄，時間庫中氣測曲線呈現山峰狀高值；“背景氣”是鉆頭破碎泥巖后，鉆井液攜帶少量氣體返出到井口，被氣測設備分析記錄，時間庫中氣測曲線呈現低值，且比較平穩；“循環氣”是指工程上，停止鉆進，循環鉆井液，使井底連續上返巖屑出現間斷，循環期間出鉆頭上返的鉆井液中無地層巖屑和氣體，時間庫中記錄的這段鉆井液的氣測曲線呈緩慢下降低洼狀；“空氣”是指工程上，鉆臺關停鉆井液泵，使返出槽液面立即下降，脫氣器只能抽吸空氣，時間庫中氣測曲線呈快速下降低洼狀，最低值接近于零。前兩種氣測曲線形態與地層相關，后兩種氣測曲線形態與工程作業相關。

圖3 時間庫中四種氣測曲線及遲到深度特征

與這四種氣測曲線形態相對應，遲到深度也存在一定的特征變化。

(1)時間庫中的“儲層氣”，由于儲集層砂巖較疏松，鉆速較快，故遲到深度點之間較緊密。

(2)時間庫中的“背景氣”，由于泥巖致密堅硬，對應鉆速較慢，故遲到深度點之間較稀疏。

(3)時間庫中的“循環氣”，通常是由于工程上停鉆并沒有停泵，間斷了井底鉆頭上下相鄰的兩個整米深度點的連續上返，這兩個相鄰的遲到深度點間隔時間被拉長，拉長的時間等于循環時間，循環前的遲到深度點在氣測曲線下降的拐點附近，循環后的遲到深度點在氣測曲線上升的拐點附近，循環完后接下一根鉆桿立柱繼續鉆進，故接立柱(PC)遲到深度往往接近于循環后的遲到深度點。

(4)時間庫中的“空氣”，由于停泵造成返出槽液面立刻變化，與遲到時間無關，它影響的是目前返出到井口的兩個遲到深度點，且兩個遲到深度點間隔時間被拉長，所拉長的時間等于關泵時間。

通過四種類型氣測曲線與遲到深度的對應關系分析可知：“儲層氣”呈高峰型，且對應的遲到深度點密集，特征明顯；“循環氣”呈緩慢下降低洼狀，對應遲到深度點拉長，特征也比較明顯；“背景氣”曲線平直，不易判斷遲到深度是否存在問題；而“空氣”與遲到時間無關。故遲到深度標尺平移法是在時間庫中，依據“儲層氣”上升和下降半幅點對應遲到深度標尺刻度變密集的起終點，“循環氣”下降點對應鉆進中斷遲到深度點，上升點對應接立柱遲到深度點，對遲到深度標尺進行平移校正， 其中平移量就是遲到時間的誤差值，據此即可對遲到時間進行校正。

3 應用實例

渤海灣盆地渤中凹陷某評價井BZXX-3井錄井過程中，巖性剖面綜合圖上井段1 835～1 839 m儲集層附近的氣測Tg(全烴)曲線高峰段發生了深度偏移， 在井深1 834 m 處存在“高尖”，含量值大于10%，之后Tg曲線緩慢下降，現場解釋該儲集層為含油水層。

發生這種“偏移”一定是由于錄井設置的遲到時間不準確造成的，在時間庫中復查該段氣測曲線與遲到深度的對應關系(圖4)：遲到深度點1 835～1 839 m密集段滯后于“儲層氣”高峰段；遲到深度點1 834 m、1 835 m之間拉伸段滯后于“循環氣+空氣”低洼段；接立柱位置的遲到深度位于“儲層氣”中，滯后于“循環氣+空氣”向“儲層氣”過渡的拐點。由此總結出該段錄井設置遲到時間大于實際遲到時間。

時間庫中該段儲層氣明顯在其中上部夾了一段循環氣和空氣，造成這種氣測曲線形態變化的原因與工程作業有關。

(1)鉆進過程中，鉆頭剛揭開少部分儲集層，恰好這根立柱已經鉆完，之后循環攜砂一段時間，循環完井口連接好下一根立柱，繼續鉆開該儲集層。

圖4 BZXX-3井時間庫遲到深度校正

(2)上返過程中，儲集層頂部少量儲層氣先上返，接著是循環氣，最后是中下部大量儲層氣。

(3)檢測過程中，最先達到井口的少量儲層氣造成時間庫記錄的氣測曲線小幅抬升，接著檢測到循環氣，氣測曲線緩慢下降，但檢測分析快結束時，又恰好鉆臺接立柱停泵作業，返出槽液面立即下降，故循環氣末尾段由空氣代替，最后檢測到該儲集層中下部大量儲層氣，造成曲線隨即大幅上升。

了解時間數據庫氣測曲線變化原因后，依據儲層氣、循環氣及接立柱位置與遲到深度的對應關系，平移遲到深度標尺，使氣測曲線與遲到深度匹配，這樣時間數據庫氣測曲線再向深度數據庫轉化時，深度數據庫中的氣測曲線就會得到校正。校正后Tg曲線形態飽滿，解釋為油層，糾正之前現場解釋，與鉆后電測解釋結論一致(圖5)。時間數據庫遲到深度標尺平移量為5 min，由此使錄井系統設置的遲到時間減去5 min，保證了后續錄井作業資料質量。

圖5 BZXX-3井深度庫氣測曲線校正

4 結束語

錄井設置的遲到時間與實際不符時，會造成巖性剖面中氣測曲線與儲集層位置發生“錯位”的現象，同時也因儲集層與上下地層鉆時的不同引起氣測曲線形態的失真，故氣測曲線的校正必須基于遲到時間的校正。遲到時間的校正可以在時間數據庫中平移遲到深度標尺，使之與四類氣測曲線相匹配，平移量就是遲到時間的誤差值?；谶t到時間的氣測曲線形態異常的校正就是通過時間數據庫遲到深度的校正，來達到深度數據庫氣測曲線校正目的。校正后氣測曲線利于指導現場對儲集層含油豐度做出準確判斷。