随钻中子孔隙度测井响应特性数值模拟

第39卷第12期

地球科学

中国地质大学学报V o l .39 N o .12

2014年12月

E a r t hS c i e n c e J o u r n a l o fC h i n aU n i v e r s i t y o

fG e o s c i e n c e s D e c. 2014

d o i :10.3799/d q

k x .2014.174基金项目:国家重大油气专项(N o s .2011Z X 0520-008,2011Z X 05020-002);国家自然科学基金项目(N o .41374125).

作者简介:袁超(1987-),男,博士在读,主要从事核测井方法基础研究㊁核测井数据处理及应用.E -m a i l :v i p y

u a n c h a o @163.c o m 随钻中子孔隙度测井响应特性数值模拟

袁 超1,李潮流1,周灿灿1,张 锋2

1.中国石油勘探开发研究院测井与遥感技术研究所,北京100083

2.中国石油大学地球科学与技术学院,山东青岛266555

摘要:随钻中子孔隙度测井在随钻地层评价中发挥重要作用,对其响应特性研究具有重要意义.利用蒙特卡罗方法建立随钻条件下地层模型,模拟研究随钻中子孔隙度测井响应特性.模拟结果表明:随钻和电缆测井相同条件下中子孔隙度响应变化趋势相同,随钻中子孔隙度曲线反映孔隙度灵敏程度高于电缆测井,但其测井响应受钻铤影响较大;探测深度与地层孔隙度有关,文中条件下探测深度和纵向分辨率分别为28c m 和19c m ;在水平井和大斜度井中,测量方位对中子孔隙度曲线影响较大;相对倾角α越小,中子孔隙度曲线过渡区域中点越接近地层界面;α小于60ʎ时,中子孔隙度曲线受围岩影响可忽略.关键词:随钻测井;中子孔隙度;响应特性;数值模拟.

中图分类号:T E 132 文章编号:1000-2383(2014)12-1896-07 收稿日期:2014-03-04

N u m e r i c a l S i m u l a t i o no fR e s p

o n s eC h a r a c t e r i s t i c o f N e u t r o nP o r o s i t y L o g g i n g W h i l eD r i l l i n g

Y u a nC h a o 1,L i C h a o l i u 1,Z h o uC a n c a n 1,Z h a n g F e n g

2

1.R e s e a r c hD e p a r t m e n t o f W e l l -L o g g i n g a n dR e m o t eS e n s i n g T e c h n o l o g y ,R I P E D ,P e t r o C h i n a ,B e i j i n g 100083,C h i n a

2.S c h o o l o f G e o s c i e n c e s ,C h i n aU n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m ,Q i n g

d a o 266580,C h i n a A b s t r a c t :N

e u t r o n p o r o s i t y l o g g i n g w h i l e d r i l l i n g (L WD )p l a y s a n i m p o r t a n t r o l e i n

f o r m a t i o n e v a l u a t i o nu n d e rL WDe n v i r o n -m e n t ,s o i t h a s a

g r e a t s i g n i f i c a n c e t o s t u d y t

h e l o g g

i n g r e s p o n s e c h a r a c t e r i s t i c .M o n t eC a r l om e t h o d i s e m p l o y e d t ob u i l d f o r -m a t i o nm o d e l i n g u n d e r L WDc o n d i t i o n s ,a n d t h e r e s p o n s e c h a r a c t e r i s t i c i s s i m u l a t e d .T h e r e s u l t s r e v e a l t h a t t h e c h a n g i n g

t r e n d o f p o r o s i t y r e s p o n s e o f n e u t r o n l o g g i n g w h i l e d r i l l i n g i s s i m i l a r t o t h a t o fw i r e l i n e u n d e r t h e s a m e c o n d i t i o n s ,t h e s e n s i t i v i t y o f p o r o s i t y c u r v e i nL WD t o p o r o s i t y i s h i g h e r t h a nw i r e l i n e ,b u t t h e n e u t r o n p o r o s i t y l o g g i n g r e s p

o n s e o f L WD i s a f f e c t e d s e v e r e -l y b y t h e d r i l l i n g c o l l a r .T h e d e p t ho f i n v e s t i g a t i o n i s r e l a t e d t o f o r m a t i o n p o r o s i t y ,a n d t h e d e p t ho f i n v e s t i g a t i o na n dv e r t i c a l r e s o l u t i o nu n d e r t h e c o n d i t i o n s i n t h i s p a p e r i s 28c ma n d19c m ,r e s p e c t i v e l y .I nh i g ha n g l e a n dh o r i z o n t a lw e l l s ,t h e e f f e c t o f m e a s u r e m e n t a z i m u t ho nn e u t r o n p o r o s i t y c u r v e i s s l i g h t .W h e n t h e r e l a t i v e d i p αi s l o w ,t h em i d p o i n t o f t r a n s i t i o n a r e a o f n e u -t r o n p o r o s i t y c u r v e i s c l o s e t o t h e b o u n d a r y s u r f a c e .I f αi s l e s s t h a n 60ʎ,t h e e f f e c t o f t h e a d j a c e n t f o r m a t i o no n p o r o s i t y c u r v e c a nb e i g

n o r e d .K e y w

o r d s :l o g g i n g w h i l e d r i l l i n g ;n e u t r o n p o r o s i t y ;r e s p o n s e c h a r a c t e r i s t i c ;n u m e r i c a l s i m u l a t i o n . 近年来,

大斜度井和水平井不断增加,随钻测井技术发展迅速(秦旭英等,2003;邹德江等,2005;张辛耘等,2006),中子孔隙度测井是随钻过程中的必测项目,在地层评价中发挥至关重要的作用(洪有密,2007).T i t t m a n e t a l .(1966)在19世纪60年代提出利用基于贴井壁测量的超热中子测井仪确定地层孔隙度;由于利用单个探测器记录超热中子确定

地层孔隙度受井眼条件影响很大,D a v i s e ta l .

(1981

)利用2个热中子探测器,通过不同位置处热中子计数比值获取地层孔隙度;W r a i g h t e ta l .(1989)利用斯伦贝谢的C D N 测井仪器实现联合中子孔隙度和地层密度进行地层评价;随后,H o l e n k a

e t a l .(1995

)将中子孔隙度测井应用到随钻环境中,安装在钻铤上的测井仪器在转动过程中实现中子孔