水平井测井及资料解释

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❖ 水平井类型 ❖ 水平井测井技术 ❖ 水平井与垂直井之间的差别 ❖ 水平井测井资料解释 ❖ 水平井测井资料实例分析
水平井测井资料解释
水平井特殊的井眼、地层条件、测井响应特征 （受围岩影响），决定了水平井的解释与直井有所不 同。毫无疑问，将测井数据、井眼轨迹、地质背景数 据有机结合，是成功地进行水平井解释的关键。
100
90 胜利油田历年来水平井完成情况统计
80 70 60 50 40 30 20 10
0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003
胜利油田成功地钻成全国首创的旧定向井内套管开窗水平井 草20-12侧平13井、阶梯式水平井临2平1井、海油陆采大斜度定 向井郭斜11井、单井蒸汽驱重力辅助泄油式水平井草南SWSD-平 1井、水平位移最长的水平井埕北21-平1井（斜深4837.4m、水 平位移3167.9m）、第一口分支水平井桩1-支平1井等，胜利油 田的水平井钻井技术已经走在了全国的前列。
在测井过程中，仪器沿井眼底边移动，井眼底边的地层 对测量值贡献较大，特别是密度等探测深度较浅的仪器测量 信息的主要来自井眼底边地层。
水平井测井响应特征
由于仪器的探测深度不同，以及在大斜度井段或水平井段， 不同仪器同一深度对测井响应的贡献，来自于井眼不同的方向， 造成了不同曲线对地层界面响应的不一致性。
划
分
水平井类型
按
钻
遇
目
的
层 划 分
开开采采开一采组一一高组角组砂度岩裂倾储层 斜 砂缝型岩储层储 层
开采一个均匀砂岩储层
水平井类型
按
钻
探
目
的
层 划
勘探水平井
分
开发水平井
水平井类型
按
井
筒
数
划
分
常规（单底）水平井
分支（多底）水平井
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水平井测井பைடு நூலகம்应特征
当仪器越过地层界面时， 深中感应在界面处均出现 “角”状响应，因此利用 这种测井特征的变化可较 为准确的划分地层界面。
水平井测井响应特征
当井眼离围岩界面的 距离在仪器的探测范围以 内时，测井响应将受围岩 的影响，不同的是在界面 处双侧向测井不存在“角” 状响应。
水平井测井响应特征
保护套式水平井施工工艺
该工艺主要 由井下仪器保护 套（又称篮筐） 和旁通接头两部 分组成。
不同测井工艺的对比
保护套式测井工艺的优点是不存在仪器与电缆对接失败的问 题；缺点一是只能使用小于钻杆内径的仪器，二是保护套对仪器 的测量有一定的影响。湿接头式测井工艺的缺点是必需在井下完 成仪器和电缆的对接；优点是可获得质量与普通电缆测井基本相 当的测井资料。
水平井测井响应特征
螺纹井眼的主要特征 是井径曲线呈周期性 变化，它是由于特殊 的钻井工艺造 成的，其周期取决于 钻具的组合，变化周 期是钻头与最接近钻 头的稳定器间距的两 倍。
水平井测井响应特征
水平井测井响应特征
在重力作用下，钻井过程中产生的岩屑部分沉积在井眼的低边， 在流动的泥浆作用下，沉积的岩屑会形成砂浪样的岩屑浪。井径曲 线的极大值对应于浪底，井径曲线的极小值对应于浪顶。岩屑浪常 使补偿密度、补偿中子、自然伽马等探测深度较浅的曲线呈波浪式 变化。与螺纹井眼产生的影响不同，岩屑浪对曲线的影响是无周期 且变化幅度不同。
水平井咨询系统
1990年，胜利石油管理局测井公司在国内首次研 制成功了水平井咨询系统HWAS(Horizontal Well Advisor System)， HWAS第一次把测井数据、井眼 轨迹数据和预测背景地质数据巧妙、有机地结合在一 起。无论从设计思路、原理，还是从功能上讲，HWAS 都居于世界领先水平。水平井咨询系统的问世，为充 分发挥水平井测井数据的作用，为利用测井数据为水 平井钻井、地质、采油工程提供成功的咨询服务和进 行可靠的水平井地层评价奠定了基础。
湿接头式测井工艺与电缆对接的成功率已很高，与保护套式 水平井测井工艺比较，获得的测井信息更多而且更加可靠，现已 成为大斜度井、水平井测井的主要手段。
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水平井测井响应特征
到目前为止，几乎所有的测井仪器都是为近于铅直的穿过近 乎水平地层的直井设计的，解释模型是以“介质以井眼为对称轴 径向对称”为前提建立起来的。在水平井中，地层界面与井轴接 近平行，表现为径向非对称性，目的层上、下围岩，目的层本身 的垂向非均质性以及由于重力影响而引起的流体侵入不对称性等 诸多因素都对水平井测井资料都有影响。
水平井测井响应特征
探测深度较大的仪器测量结果主要受径向不对称和各向异性 的影响，测量结果是地层及其围岩的特性参数的加权平均值。感应 或侧向仪器逐渐逼近地层界面时，深、中探测在仪器到达界面前就 受到地层界面的影响，使测量值增高或降低，且深探测要比中探测 受影响大，这时深、中、浅电阻率曲线间的关系就不能反映地层的 浸入特性和渗透性。
水平井测井资料解释—水平井咨询系统
*井 测井曲线图
*井垂直曲线图
水平井测井资料解释—水平井咨询系统
靶点
水平井测井资料解释—水平井咨询系统
水平井测井资料解释—水平井咨询系统
井筒与地层过井轴垂向剖面图
水平井测井资料解释—水平井咨询系统
水平井咨询是水平井测井资料解释的一项重要内容。利用水平 井测井资料及有关地质数据对水平井进行咨询，确定井眼在地层剖 面中的位置，进行地层评价，回答一些钻井方面的问题，是水平井 咨询的关键所在。从某种意义上讲，在开发水平井中，这项工作可 能显得更加重要，因为在开发区内，地层评价工作在附近直井中已 经比较清楚了，而主要关心的问题是井眼在储层内的轨迹，是否在 储层内，在储层内什么部位，距油水界面多远，如果钻出了目的层， 是从上界面还是从下界面钻出的……。
井眼特征分析
垂直井中，井眼承受的主要是水平地应力，而在水平井中， 井眼要承受水平地应力和铅直地应力。水平井眼一般呈椭圆状， 椭圆的长轴一般是铅直方向，水平井眼的顶边一般比底边和两 个侧边的凹凸不平程度严重。
水平井测井响应特征
在大斜度井段及 水平井段，当井眼离 围岩界面的距离在仪 器的探测范围以内时， 测井响应将受围岩的 影响。
前言
随着地质导向系统、高效钻井工具等一系列先进 技术的开发和应用,水平井钻井技术正向大位移水平井、 侧钻水平井、分支水平井和欠平衡井的方向发展,以适 应多种类型油气藏的要求。
在胜利油田，每年所钻斜井和水平井数量已达钻井 总量的60%以上。利用大斜度井、水平井技术解决了城 镇、良田、河流、水库及建筑物下油气藏的勘探开发 问题，尤其用在浅海油气藏的开发，生产成本降低幅 度更为明显。可以说，大斜度、水平井技术是降低油 气藏开发成本的最为有效的方法之一。
水平井测井及资料解释
胜利测井公司
前言
随着石油工业的发展和科学技术的进步，侧钻井、大斜 度井和水平井钻井、测井及相应的测井解释技术日臻成熟。水 平井可以提高泄油面积，特别是井眼轨迹能够穿过更多的垂直 裂缝，极大地发挥了储层的潜力，弥补了垂直井的不足，提高 了原油的采收率，能比垂直井获取更高的产能。一口水平井的 成本约为普通直井的两倍左右,而其产量可达直井的3～5倍, 甚至更多。正是这种优势使得水平井赢得了石油经营者的青睐， 在世界范围内掀起了一股水平井技术研究与开发应用的热潮。
水平井测井技术
在一般垂直井和井斜角较小的斜井 中测井时，用绞车通过电缆把测井仪 器下放到井底，然后上提测井。 由于仪器与井壁的摩擦力远小于仪器 的自重，因此，仪器靠自身的重力就 可以下至井底。测井电缆在常规测井 中有两个作用：其一，下放和上提井 下仪器；其二，把地面仪器发出的指 令传递给井下仪器，为井下仪器供电和把井下仪器采 集到的测量信号传输到地面仪，即在井下仪器与地面 仪器之间交流信息。
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水平井类型
大曲率半径：2-60/100ft;曲率半径3000-1000ft
按
造 斜
中曲率半径：8-500/100ft;曲率半径700-125ft
速
度
小曲率半径：1.5-30/ft;曲率半径40-20ft
水平井测井工艺
目前，胜利测井公司已经拥有湿接头式、保护套 式两种类型的水平井施工工艺，能够根据不同需要， 圆满完成大斜度定向井、水平井、复杂井、疑难井等 的测井任务。
湿接头式水平井施工工艺
湿接头式裸眼水平井施工工具主要由
旁通短节、过渡短节、井下快速接头和泵 钻具
下接头组成。另外，还包括一整套完备的
水平井测井技术
另外，在井眼状况比较复杂的情况下，如：台阶、缩径、键 槽、狗腿、大肚子、扭方位等也会造成仪器遇阻，使得常规测井 无法进行。
为了解决这些难题，国内外各专业测井服务公司经过不断探 索，相继研制出了许多用于起下常规电缆测井系统（包括井下仪 器和测井电缆）的辅助工具（水平井工具），这些工具的研制成 功为我们进行各种不同类型的大斜度定向井、水平井、复杂井、 疑难井的测井提供了强有力的保障。
辅助工具。
旁通
◆ 旁通短节：为电缆进出钻杆提供通
道，并在电缆与仪器连接成功后，将电缆
固定好，实现钻具与绞车的同步运行。
补心高平面 测井电缆
钻具
转换 短节
井下仪器
记录点 图9 钻具输送电缆测井仪器与钻具连接示意图
湿接头式水平井施工工艺
◆ 过渡短节（也叫变径短节）：用来将仪器连接到钻杆底部， 其备用循环孔便于泥浆随时循环，内部配有扶正筒，为泵下接头扶 正导向。
水平井测井响应特征
由于水平井特殊的钻井工艺，常造成水平井井眼特性与垂直井 不同，螺纹井眼在水平井和大斜度井中比较常见，EXCELL-2000、 CLS3700及MAXIS500仪器已证实螺纹井眼确实存在，测井曲线呈周 期性变化并非干扰信号。螺纹井眼主要测井特征是井径呈周期性变 化，螺纹井眼对补偿密度、补偿中子、自然伽马等探测深度较浅的 测井曲线有影响，使曲线呈周期性微小起伏，而对双感应等深探测 曲线影响较小。
湿接头式水平井施工工艺
◆泵下接头：以便与井下快速接头的公插 头正确对接。
◆井下快速接头：用来完成电缆与仪器 之间的机电连接。
湿接头式水平井施工工艺
◆ 辅助工具：包括井下张力、旋转 短节、偏心短节、防灌短节、柔性 短节和井台显示器等。
偏心短节 导向角锥
防灌短节
加强保护套
间隙器
张力短节
旋转短节 柔性短节
无限小井段的放大图解
水平井咨询系统
无限小井段的放大图解
水平井咨询系统
水平井咨询系统
对于电缆连续测量的井斜数据，其采样间隔通常等于或小于 0.125m，如此小的采样间隔保证了最小曲率半径法的最终计算结 果具有很高的精度。
无限小井段的放大图解
水平井测井资料解释—水平井咨询系统
2、水平井咨询系统的主要功能有以下几个方面： ■ 计算井眼轨迹数据：主要包括东西位移、南北位移、水平位 移、垂直深度、闭合方位等参数； ■ 体积分析； ■ 对斜井测井资料进行垂深校正； ■ 绘制井筒向东、西、南、北四个方向及向水平面的投影图； ■ 绘制过井轴垂向剖面储层评价图； ■ 绘制井筒过井轴垂向剖面图等。
水平井测井技术
随着井斜角的逐渐增大， 井下仪器与井壁的摩擦力Ff也 不断增大，致使井下仪器向井 底方向运动的分力FB逐渐减小 。当井斜角增大到约65°时， 井下仪向井底方向运动的分力 FB减小到一个临界值，即该分 力约等于井下仪器与井壁的磨 擦力，这时，井下仪器无法借 助于自身重力向井底运动，测井电缆下放井下仪器的作用消失。因此 在井斜角大于65°的大斜度井和水平井中，必须借助外力将井下仪器 推至井底，以便进行测井。电缆在井下仪器与地面仪器之间交流信息。
水平井咨询系统
1、井眼轨迹计算方法
利用测井井斜、方位曲线，根据最 小曲率半径法计算出井轴上每一点 的垂直深度、东西位移、南北位移、 水平位移、闭合方位等空间坐标数 据。首先从测点a到测点b的井段。 假设a、b两点间的井轴长度（Lb-La） 被分为很多的无限小井段dl，设dz 为dl在Z轴上的投影，dδ 为dl小段 上井斜角的变化值。