电阻率尖刺现象的解释

地质导向过程中电阻率曲线尖刺现象的解释

蔡远东,陈红昌

（中石化胜利石油工程有限公司钻井工程技术公司，山东东营）

摘要在随钻地质导向过程中，常常会遇到电阻率曲线出现Spike（尖刺）现象，尤其是在某些特殊的情况下，例如地层电阻与泥浆电阻对比非常明显的情况下，Spike现象常常会发生。此外，因地层的非均质性、各向异性等因素以及当前所使用的LWD的特殊性同样也会产生Spike现象，本文就S4井的情况及LWD特殊性对该井出现的Spike现象作了合理化的解释并给出了相应的解决方法。

关键词随钻测井；Spike现象；非均质；各向异性；S4井

KEYWORD Logging while drilling ,spike effect ,

S4井是胜利油田钻井工程技术公司定向井伊朗雅达一期项目的一口水平井，设计井深3940米，水平段长900米，侧钻点井深2416米，A靶垂深2787米，87度稳斜至B靶，垂深2836米。从该井的设计上看，水平段位移较大，纵向穿透很多层位，而且从该井直导眼电测情况来看，电阻率曲线起伏变化较大并且较为频繁，地层的电属性特征显示出很强的非均质性与过渡性。通过随钻测井LWD实时监测所显示的情况来看，相同的井段电阻率曲线（对比电测曲线而言）显示出了剧烈的震荡，也即所谓的spike （尖刺现象），为进一步证实该现象产生的原因，我们针对S4井进行了多次复测，甚至更换仪器后再次进行复测操作，事实证明确实是因为地层物性较差以及电阻率本身特性原因造成spike现象的产生，从而打消了甲方针对该现象而造成对仪器性能怀疑的心理，也为今后在该类地区顺利施工打下了基础。

1Spike现象

Spike现象是在随钻地质导向过程中时常发生的一种现象，早期开发的随钻测井仪器无论是斯伦贝谢公司的ARC阵列感应随钻电阻率测井仪器，还是哈里伯顿公司的EWR PHASE系列的随钻测井仪器，或是其他以电磁波为基础的随钻测井仪器，在地质导向过程中都存在该现象。虽然后来经过技术革新后解决了该问题，但从本质上讲该现象必然是会发生在这种类型的仪器设备上。首先是该类型LWD本身的特殊性，如单向

发射，目前我公司的EWR Phase4就属于该种情况，4个发射极在仪器上方，2个接收级在仪器下方，而且发射频率都属于高频率范围，如1Mhz发射频率对应于深电阻率，2Mhz发射频率分别对应于中电阻率、浅电阻率及极浅电阻率，当仪器穿行于不同属性地层时，水平方向及垂直方向上的电阻率就会存在差别，这种差别直接影响到接收级接收到的幅值或相位移计算的结果，正因为存在这种特殊性，所以在实时监测过程中，特别是地层电阻率相对于泥浆电阻率对比很高的情况下，会出现Spike（尖刺）现象；其次是地层的非均质性或各向异性，地层的非均质性越强，也即地层电属性的渐变或过度性非常强烈，这样直接导致了该种LWD仪器测量时产生的spike现象。

2Spike现象的实例及分析

为进一步证实Spike现象产生的原因，我们在S4井施工时，除了实时追踪对比电缆测井曲线外，特别针对几个高电阻层段（也是曲线震荡较频繁的井段）做了多次复测对比，此外还参考了该地区其他几口井（如S23、S13、S2等）的情况，通过复测及邻井对比，我们给出了以下部分井段曲线图以供分析。

2.1S4井及S23井现场实例

S4井及S23井都位于在伊朗雅达瓦兰油区，从钻井设计上看，纵向上穿越的层位基本相似，唯一不同点在于，S4井主要开采Savak2号油层，S23主要开采Savak4号油层。这两个油层物性差别较大，S4井油层处于构造边缘地带，无论纵向还是横向上油层物性变化都很大，而且纵向上穿越几十米厚的储层，因而出现Spike现象较为频繁，尤其是在电阻率较高的层段，曲线震荡更为剧烈；相对而言S23井开发的储层部位位于构造高部位，物性较好，曲线反应上也较为平滑，没有剧烈起伏变化，但从定向段的部分井段来看，同样存在高电阻层位，加之俩口井的泥浆性能基本一样，所以部分井段仍存在Spike现象，为此我们选取这两口井作为对比，以便于进行分析。

2.1.1地层电阻与泥浆电阻对比较高的情况下产生的spike现象

a) S4井，井段2850m～2870m，在该井段测得泥浆电阻率Rm=0.06～

0.11ohm.m ，随钻LWD实测地层电阻率Rt=200～1600ohm.m，如图一所示：

从随钻测井图中可以看出从2852米开始，测得地层电阻率从60ohm.m逐渐上

升，直至1600ohm.m到最大，然后逐渐下降，钻至2872米时又降至60ohm.m

左右。该井段从实测的电缆测井曲线图中也可以看到电阻率曲线起伏变化落差

较大，“箱状”特征极为不明显。另外，从上述实测的泥浆电阻以及地层电阻

来看，两者比值相差甚大，也即对比反差强烈，在曲线图中呈现高频率震荡，

形成锯齿状起伏频繁的不规则曲线，正是因为泥浆电阻与地层电阻对比相差太

大的缘故造成spike现象的产生。

Spike（尖刺现象）

图一：S4井2850m~2870m井段产生的spike 现象

b) S4井，井段2940m~2962m，实测泥浆电阻率Rm=0.09~ 0.11ohm.m ，随钻LWD

实测地层电阻率Rt=200～2000ohm.m 如图二所示：该井段特征与上图极为相似，主要原因是地层物性差，类似穿过一夹层，该井段曲线在电缆测井图中也较明显，反映出地层的非均质性较强，根据上述测得的泥浆电阻率及随钻LWD实测地层电阻率来看，造成spike的原因也与上图所反映的井段类似。

Spike（尖刺现象）

图二：S4井2940m~2962m井段产生的spike现象

c) S23井，井段2809m~2851m，实测泥浆电阻率Rm=0.09~ 0.11ohm.m ，LWD

实测地层电阻率Rt>200ohm.m 如图三所示：该井段与S4井2850m~2870m 相似，隶属同一个层段，从实测的电缆测井图中也可以看出电阻率变化较大，虽然电测曲线较为平滑，没有尖刺现象，但是电测所使用的是低频感应补偿测井，该方式极为恰当地解决了spike问题。而相对于我公司的LWD电阻率来讲，非对称单向发射导致了spike现象的发生。而且从实测的泥浆电阻率与随钻LWD地层电阻率对比来看，反差极为强烈，加之我公司LWD固有的特性从而导致spike现象的发生。

Spike（尖刺现象）

图三：S23井2809m~2851m井段产生的spike现象