LWD电阻率曲线影响因素的探讨

【摘要】随着大斜度井、水平井的普及，随钻测井（LWD）在现场的应用也越来越广泛。它所提供的实时数据在地层评价和地质导向中发挥了很重要的作用。但是由于受围岩、泥浆侵入、地层与井眼的夹角及仪器探测深度等因素的影响。导致有些测井曲线出现异常。本文就测井曲线出现的异常情况作了相关的浅析。希望对现场施工人员有所帮助。

【关键词】LWD 地层评价 测井曲线 电阻率

目前世界各地的油田区块开发大多都已经到了中后期，为了提高产量、开发薄油层以及残余油藏，大斜度井、水平井的普及使得地质导向仪器在现场应用更加广泛。由于随钻测井受泥浆侵入的影响小，地质资料更能反映地层的真实性。在实时识别地层岩性和油气层方面优于传统的电缆测井。但是在施工过程中却发现，某些井实测LWD资料与电缆测井资料有一定差别，给随钻地层评价和地质导向的应用带来了不确定性。主要是由于围岩、泥浆侵入、地层与井眼的夹角和地层非均质性及仪器探测深度等因素对随钻电磁波测井产生了影响。本文对此做了一些相关的解析。

随钻电磁波测井是由随钻测井仪器发射线圈发出的高频电磁波经过地层介质到达接收线圈，通过接收线圈对电磁场的幅度和相位的测量来反映地下介质电磁性质的一种测井方式。这些用来发射和接收的线圈都绕在无磁钻铤上且都在同一轴线上。而电磁场的幅度和相位可由介质中的电磁波满足的波动方程来确定。在柱坐标系中，此偶极子轴线上相对场的表达式为[1]：

式中：a为相位常数。b为衰减常数

在测井过程中，采用三线圈系来测量电磁场的相对值。它由两个距离较近的成对线圈和一个距离相对较远的非成对线圈组成。如果非成对线圈到远成对线圈的距离为Z1，到近成对线圈的距离Z2，就可以用不同类型的三线圈系来测量高频磁场的各种特性，测量结果为幅度比和相位差，公式（2）和（3）分别为所得的幅度比和相位差：

之后可以分别转化成两个独立的的电阻率（相位电阻率和衰减电阻率）。对于LWD电阻率测量仪器来说，是具有补偿功能的四个发射极和两个接收极，组成对称阵列天线，其中2个接收线圈的作用是消除主磁场的干扰。每个接收线圈的感应电压大小相等、极性相反，该电压有助于消除在主磁场和接收线圈间的干扰，能使其有比单接收线圈有更高的灵敏度和垂直分辨率。两对发射天线工作在两种不同发射频率下，可提供长距和短距的相位差和幅度衰减值。其中，2MHZ工作频率可提高垂直分辨率，以便识别薄油层，而独特的400KHZ频率能够对更深的地层进行测量，并且对环境和地层具有更大的抗干扰性。

2 LWD曲线形态异常的影响因素

2.1 仪器探测深度的影响。

由于LWD各传感器的探测深度不同，伽马的探测半径为200-300mm。而电阻率的探测半径为380-950mm。在施工过程中，当伽马测点和电阻率测点在泥岩里接近砂岩顶界时，由于探测深度的差别使得该储层顶界处电阻率曲线出现了明显的“提前”现象，但是伽马曲线很稳定。此时伽马曲线对泥岩和砂岩的岩性界面响应相对电阻率来讲能更真实的反映地层信息。

2.2 井斜角以及地层与井眼之间的相对影响

井斜角或地层与井眼之间的相对夹角对电阻率有着很严重的影响。一般情况下将地层的电阻率分为平行于层面的水平电阻率Rh和垂直于层面的垂向电阻率RV。而反映真实地层的是水平电阻率。而图1是相对夹角与电阻率的关系，从图上很明显看出当相对夹角增大时相位与幅度电阻率变得更高，偏离更大，在夹角超过45度时差异加大。在相对夹角很大时，会使得实测曲线偏离水平电阻率，严重时导致地层评价结果的可靠性变差[2]。当小于40°时，地层各向异性对测量结果影响很小，测量值非常接近地层真实电阻率，可以直接用于地层评价。当大于40°时，随着相对夹角的增加，测量值受到的影响也相应增加，并且会逐渐偏离地层的水平电阻率。两条电阻率曲线的分离也对称的增加。

注：相位电阻率与衰减电阻率的分离并非只是井斜，以及与地层的相对夹角引起的，有时还受仪器探测深度，地层之间各向异性，围岩影响。

2.3 泥浆侵入的影响

对随钻电阻率测井来说，测量在钻头钻开地层后2～60min内进行，从侵入时间看受泥浆侵入影响应该较小，但由于随钻电阻率仪器的传感器距离钻头相对较远，泥浆入侵时间加长，随着泥浆入侵深度的增加，仪器所测到的值逐渐趋于泥浆侵入带电阻率，导致视电阻率与地层真电阻率可能有较大差别[3]。

3 结论与建议

（1）对于大斜度井或水平井来说，随钻测井（LWD）在资料采集方面，具有实时性、准确性、纵向分辨率高、适用性广等优点。

（2）对于中后期开发的油田，它所提供的实时数据和其他已开发井数据的结合能更有效的对目的层做出真实的评价，在地质导向中扮演着很重要的角色。

（3）随钻测井虽然优点诸多，但实时数据通常受井下测量环境的影响，主要有井眼（井径大小和泥浆电阻率高低）、仪器偏心、围岩、仪器与地层的相对夹角、地层各向异性及泥浆侵入等，使地层评价的可靠性降低。为此现场施工中必须通过相应的校正方法和综合数据（综合录井，钻时，钻压等）对地层做出准确的判断。

参考文献

[1] 陈爱新.随钻电阻率测井仪器分析[J].天然气工业，2007，27（5）：6l-62

[2] 汤小燕，王兴元，等.随钻电阻率各向异性影响机理分析[J].国外测井技术，2008，12，（168）

[3] 朱猛夏，宏泉，等.随钻电阻率测井的泥浆侵入影响自动校正方法研究[J].测井与射孔，2007，（03）