补偿中子测井偏心器影响分析

2022-09-10

补偿中子孔隙度测井是在贴井壁的滑板上安装同位素中子源和远、近两个热中子探测器, 用远、近探测器计数率比值来测量地层含氢指数的一种测井方法[1]。为了使仪器贴靠井壁, 测井作业时, 一般在仪器上加一个弓形弹簧作为中子的偏心器, 正常作业时, 为保证测井资料质量, 中子偏心器是要求必须加的。但在某些特殊井况下, 如井眼条件很差时, 由于中子弹簧板偏心器在仪器下井时是张开的, 大大增加了遇阻、遇卡的风险[2]。综合考虑作业安全和取准、取全测井资料之间的矛盾, 现场监督有时会要求不带偏心器作业。本文以埕海地区一口井的实际作业为例, 分析了偏心器对中子测井资料的影响。

一、作业简介

XX60-3井为埕海地区的一口评价井 (直井) , 完钻井深3250m, 完钻地层沙河街组。在8.5in井眼中进行放射性系列校深时, 工程师和监督发现2845m以下仪器有遇阻、遇卡现象。因为电阻率系列测井显示油层段在2845m以上, 为保证作业安全, 兼顾取全、取准资料, 现场从2845m开始, 正常上提测井至2671.71m (套管鞋深度:2670.9m) 。完成本趟作业后, 把中子偏心器去掉, 仪器下放至井底, 再次上测至套管鞋。

二、资料质量分析

为研究偏心器对中子资料的影响, 本文从中子测井现场环境校正后的CNCF曲线, 原始长、短源距计数率曲线和中子仪器偏心校正图版三个方面进行对比分析。

1. CNCF曲线对比

补偿中子孔隙度测井现场测量的中子孔隙度CN经过井径、泥浆矿化度等一系列环境校正, 再经过井场归一化校正后得到CNCF曲线[3]。图一为XX60-3井中子对比测量井段组合图, 其中最后一道的CNCF (棕色) 为带偏心器测量的中子, CNCF2 (绿色) 为不带偏心器测量的中子值。

从图中可以看出, 两趟中子在大部分井段重复性良好。顶部 (2670m-2715m) 不带偏心器的CNCF2略偏大。

分别做带偏心器测的CNCF和不带偏心器测的CNCF2的统计直方图, 如图二所示, 两者的峰值均在20pu, 形态分布非常相似, 表明两者数值基本一致。CNCF2在椭圆标注处统计比CNCF略升高, 也证明部分井段两者有轻微差别。

从以上对比分析可以看出, 本井中子偏心器对最终资料质量影响较小, 除部分井段略有差别外, 其他井段资料基本一致, 不带偏心器测量的中子孔隙度基本满足地层评价的需求。

2. 长、短源距计数率曲线对比

补偿中子孔隙度测井通过长、短源距计数率比值来计算地层孔隙度[4], 因此分析最原始的计数率曲线能更准确发现偏心器对中子测量的影响。如图三, SSN-DECENT为带偏心器测量的短源距计数率, LSN-DECENT为带偏心器测量的长源距计数率, SSN-No DECENT为不带偏心器测量的短源距计数率, LSN-No DECENT为不带偏心器测量的长源距计数率。SSN/LSN-DECENT为带偏心器的短、长源距计数率比值, SSN/LSN-NoDECENT为不带偏心器的短、长源距计数率比值。

从图中可以看出, 大部分井段长、短源距计数率受偏心器影响较小, 两者基本重合。但在2675-2715m、2787-2805m处 (图中黑框处) , 出现了较为明显的不一致, 相对于带偏心器的情况, 不带偏心器的计数率曲线明显升高。但从短、长源距计数率的比值看, 两趟测井全井段基本一致, 只是在顶部 (2670m-2715m) 有非常细微的差异, 说明长、短源距受偏心器的影响基本上是等比例的, 所以最后得到的中子曲线CNCF全井段基本一致。

3.中子偏心校正图版

从中子偏心校正图版[5] (图四) 上看, 在8.5in井眼中, 仪器完全居中的情况下, Standoff造成的影响在4pu左右, 随着standoff的减小, 影响越来越小。考虑仪器串下面有密度推靠臂的作用, 中子在8.5in井眼中受偏心的影响较小。

在12.25in井眼中, standoff为2.0in时, 中子校正值已达8.8pu, 即使standoff为0.5in, 中子校正值也要有2.4pu, 说明在大井眼中, 中子受偏心器的影响非常大。

三、认识和小结

1.从XX60-3井的实测资料和图版分析, 在8.5in井眼中, 由于井眼尺寸较小, 再加之仪器串下部密度推靠臂的作用, 中子仪器在不加偏心器的情况下, 在大部分井段依然较好的贴靠在了井壁上, 少部分贴靠不太好的井段, 长、短源距计数率受到的影响也基本是等比例的, 所以整个井段的中子值差别较小, 基本能够满足后期地层评价的需要。

2.从长、短源距计数率对比上看, 偏心器对计数率的影响还是比较明显的。由于长、短源距测量点在仪器串的位置不一样, 其受偏心的影响不可能完全等比例, 这就不可避免的影响最终的中子曲线CNCF, 这也是本井部分井段两趟CNCF略有差异的主要原因。所以在条件允许的情况下, 无论井眼尺寸如何, 偏心器的添加都是必须的。

3.本井两趟中子测井资料也证明, 在井眼比较小 (小于等于8.5in) 的情况下, 不加偏心器, 对中子测井资料质量的影响不明显, 测井资料能满足评价要求。参考文献:

摘要：中子测井孔隙度受多方面环境因素的影响, 其中井眼对中子测井的影响较为明显。在中子的测井作业中按照要求必须加偏心器, 但是有些特殊井况, 考虑安全不能加, 本文就通过测得的CNCF曲线, 原始计数率和图版三方面进行对比, 分析其产生的影响, 分析得出在小井眼中子受偏心器的影响较小, 为今后类似作业提供了一定的指导意义。

关键词：中子测井,偏心器,偏心校正