利用dc指数实时模拟自然伽马录井方法探讨

n
E [ uj - si ( t j ) ] 2 / 9m0 = 0
( 5)
j= 1
这样( 5) 式就代替了两个边界条件, 从而使 dc
指数曲线进一步逼近自然伽马曲线, 得到了小区间
[ x i , x i+ 1 ] 上的三次样条函数 Si ( x ) , 根据实际需要
就可以进行插值。
3 模拟自然伽马曲线的应用
现该方法对砂泥岩沉积岩类自然伽马曲线的模拟效 果较好, 而对火成岩类自然伽马曲线的模拟相对较 差( 碳酸岩类笔者未作分析) 。同时, 笔者也发现模 拟自然伽马曲线在反映火成岩与裂缝的发育程度上 有较强对应关系, 这种关系有待于进一步研究。
参考文献
[ 1] 王世儒. 计算方法( 第二版) . 西安: 电子 科技大学出版 社, 2002, 9
db ) ) ) 钻头直径, mm 。
考虑到钻井液密度对 d 指数的影响, 修正后的 dc 指数计算公式:
dc = d( G p / Qce)
( 2)
式中 Gp ) ) ) 正常地层压力梯度, M Pa/ hm ; Qce ) ) ) 循环当量钻井液的密度, g / cm3 。
Qce 的计算公式:
Qce =
录井工作中, 采用实时录井参数进行 dc 指数分 析计算得到 d c 指数曲线, 然后将该曲线采用上述优 化的三次样条函数进行分段插值计算即可得到模拟 自然伽马曲线。
笔者分析了准噶尔盆地的腹部、西北缘、南缘 3 个地区的模拟自然伽马曲线并与测井自然伽马曲线 进行了对比[ 2] , 图 1 显示出较好的对比性, 具有较强 的参考价值。
由此可以看出, 模拟自然伽马曲线有较广泛的 应用价值, 例如在岩屑录取失真情况下, 可利用模拟 自然伽马曲线作为岩屑描述的参考。
图 2 CH Y Y 井模拟自然伽马曲线与自然伽马曲线对比
在此笔者之所以提出这种方法, 主要的目的是 及时了解地层情况, 与邻井进行更有效的对比, 为岩 屑的定名, 岩心的卡取以及地层的判断都将会起到 较好的帮助。
# 10 #
录井工程
2007 年 3 月
并对插值节点进行了优 化, 从而提 高了拟合效果。
其数学模型为:
对于输入变量( 井深 D ) x 0 , x 1 , ,, x i , x i+ 1 , ,,
x n , 输出数据( dc 指数) y 0 , y 1 , ,, y i , yi+ 1 , ,, y n , 利 用 H er mit e 插值公式, 小区间[ x i , x i+ 1 ] 上的三次样
条函数 Si ( x ) 的计算公式[ 1] :
Si(x) =
(
x
i- x 6h i
)
3
m
i-
1
+
(
x
- x i6 hi
1
)
3
mi
+
(xihi
x)
( y i-
1-
h2i 6
mi-
1)
+
(
x
-
x hi
i-
1)
(
y
i
-
h2i 6
mi
)
( 4)
其中 hi = x i+ 1 - x i
三次样条函数具二阶连续性, 即[ x i- 1 , x i ] 上点
T he format ion pressur e detectio n w hile dr illing play s a significant ro le in t he aspects o f pr otecting oil and gas reserv oir , insuring dr illing safety , determining ho le st ructur e and et c. Ov er a lo ng perio d o f time, the fo rmation pressur e detection while dr illing basically has adopted the methods o f dc ex ponent, shale density and so on. It was discov er ed by the study that the parameter s such as the ro ck po ro sity, dr illing fluid salinity etc. obtained by using tw o new dr illing fluid technolog ies of nuclear mag netic resonance and ion chr omatog ra phy, could be used to detect the chang es o f rock por osity v olume and pore fluid pro per ties while dr il-l ing . T herefor e, the abno rmal pressure co uld be disting uished which is based on the or ig ins o f rock pore and pore fluid volume changes. In v iew of this, the autho r ho pes to find more metho ds and means for for mation pressure det ection while dr illing on well site and ca rr ies out the initial discussio n o n t he subject . Key words: for matio n pressure, detection w hile drilling, nuclear magnetic resonance, io n chromato g raphy , vo lume ch an ge Wang Zhizhan, Geo log g ing Co mpany, Sheng li O ilfield, N o. 5, Ex plo ration Ro ad, Dongy ing City , Shandong Pr ov ince, 257064, China
进行对比。由于模拟自然伽马曲线的实时性, 可用 于及时 进行地 质循环 的参 考, 在 钻至 1 019. 50 m 时, 模拟自然伽马曲线相对低 值, 具典 型的砂岩特 征, 在此及时进行地质循环, 发现了良 好的油气显 示。井段 1019. 50~ 1026. 80 m 取心获富含油中细砂岩, 完井试油获工业油气流。完井后并将其曲 线与自然伽马曲线对比, 也表现出较好的对比性。
第 18 卷 第 1 期
# 研究与探讨 #
录井工程
#9#
利用 dc 指数实时模拟自然伽马录井方法探讨
蔡明华
( 新疆地质录井公司)
蔡明华 . 利用 dc 指数实时模拟自然伽马录井方法探讨. 录井工程, 2007, 18( 1) : 9~ 11
摘 要 为了随钻判别地层, 在快速钻进的条件下给岩屑 准确定名, 及时与邻井进 行地层对比, 创建 一条模拟自 然 伽马曲线的录井曲线用于评价。通过对钻时曲线、d 指 数曲线、dc 指 数曲线 的逐步分 析, 发现 dc 指数曲 线与自 然 伽马 曲线具有相对较好的对比性, 为挖掘它们间的对应关 系, 采用非线性的三次样 条分段插值 并对其进 行优化, 改 善了 曲线拟合效果, 使 d c 指数曲 线与自然伽马曲线对比 关系更 为明确, 对岩 屑的定 名, 岩心的卡 取以及 地层的 判 断起 到较好的帮助。通过对准噶尔盆地的腹部、西北缘、南缘 3 个地区分析, 得 到了与自然 伽马曲线 对应关系较 好 的录井曲线。
2 模拟自然伽马曲线的数学模型
在实际录井中不难发现, 钻速的变化不仅意味
着岩性变化, 也与自然伽马有明显的关系。因此, 笔
者采用了美国宾汉钻速模型:
v ROP= n( w / db ) d
( 1)
式中 vROP ) ) ) 钻速, m/ h ;
d ) ) ) 钻井指数 ;
n ) ) ) 转速, r/ m in ; w ) ) ) 钻压, kN ;
关键词 录井 自然伽马 dc 指数 三次样条函数 地层对比 岩性识别
0引言
如何随钻判别地层岩性? 如何在快速钻进的条 件下给岩屑准确定名? 如何及时地与邻井进行地层 对比? 人们会立即想到测井曲线, 然而测井曲线缺 少实时性。本方法就是通过随钻录井工程参数模拟 自然伽马曲线特征, 用于实时地层岩性识别, 为及时 了解地质情况提供了较好的参考依据。本文将主要 介绍该方法的基本思路、数学模型、实现方法以及在 现场的应用情况。
1 基本思路
笔者通过长期现场地质录井工作实践, 发现自 然伽马曲线和钻时曲线存在着一种不是很明确的对 应关系, 为了弄清这种对应关系, 笔者对大量的数据 进行了分析, 发现自然伽马与地层的可钻性之间存 在潜在的对应关系。先后用 d 指数曲线、dc 指数曲 线与自然伽马曲线对比, 发现它们间的对应关系越 来越显著, 但与自然伽马曲线特征的对应关系过于 模糊。为了使这种关系更明确, 笔者借助于非线性 插值定理, 通过试验, 得到了较为理想的曲线( 以下 称这种曲线为模拟自然伽马曲线) 。
[ 2] 陈科贵, 谌海云. 油气田生 产测井. 北 京: 石 油工业 出 版社, 2000, 8
( 返修收稿日期 2006- 11- 07 编辑 刘树坤)
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录井工程
2007 年 3 月
ABSTRACTS
The discussion on carrying out pressure detection while dril-l ing by using the parameters of the nuclear magnetic resonance and ion chromatography. Wang Zhizhan. Mud Logging Engineering , 2007, 18( 1) : 1~ 4
距足够小的序列 t j , 其对应函数输出值为 uj , 而所在
的分段中对应的样条函数为 si ( tj ) , 显然 uj 与 s i ( t j )
n
之间方差越小, 整体逼近的效果越理想。为使 E [ uj j= 1
- si ( tj ) ] 2 达到极小, 对 m0 及 mn 的一阶偏导数应
为零, 即:
图 1 模拟自然伽马曲线与 自然伽马曲线对比
第 18 卷 第 1 期
蔡明华 : 利用 dc 指数实时模拟自然伽马录井方法探 讨
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以准噶尔盆地的西北缘车 YY 井为例来说明现 场的实际应用情况。
在车 YY 井录井过程中, 根据现场采集的录井 参数, 通过对 dc 指数进行优化的三次样条函数进行 分段插值计 算可实时 得到模拟 自然伽马曲 线 ( 图 2) 。图中井段 970. 00~ 1018. 00 m 中, 由于大套 泥岩中夹薄砂岩, 现场岩屑录取砂岩特征不够明确, 但模拟 自然伽马 曲线在井 段 990. 00~ 992. 00 m、 996. 00~ 1000. 00 m 明显相对低值具砂岩特征, 从 而提高了岩屑的剖面符合率, 能及时、有效地与邻井
Qm +
r0 # 1. 97$p a D
( 3)
式中
$p a ) ) ) Qm ) ) ) r0 ) ) ) D )))
环空压力损失, M pa ; 钻井液密度, g/ cm3 ; 岩屑密度, g/ cm3 ; 井深, m 。
将( 2) 、( 3) 式联合就可以求出 dc 指数, 为了使 dc 指数曲线更接近自然伽马曲线的形态, 笔者考虑 到了非线性插值模型, 它可满足上述要求, 使曲线更 接近于真实形态。在这里采用了三次样条分段插值
4 结束语
该方法通过对钻时曲 线、d 指数曲线、dc 指数 曲线的逐步分析, 发现 dc 指数曲线与自然伽马曲线 具有相对较好的对比性, 为挖掘它们间的对应关系, 笔著采用了非线性的三次样条分段插值, 并对其进 行了优化, 改善了曲线拟合效果, 与自然伽马曲线对 比关系更明晰。通过大量的数据试验和现场应用发
x i 的二阶右微商等于[ x i , x i+ 1 ] 上点 x i 的二阶左微
商,Βιβλιοθήκη Baidu这样就可以确定关于 n+ 1 个未知量 mi 的 n- 1 个线性方程, 一般方法是加上两个边界条件就可解
出这个 n+ 1 个线性方程组。为了让 dc 指数曲线进
一步逼近自然伽马曲线, 改善拟合效果, 利用足够多 的节点采用最小二乘法代替两个边界条件。选择间
蔡明华 工程师, 1974 年生, 1999 年毕业于 西南石 油学院 石油与 天然 气地质 专业, 现 为新疆 油田 地质录 井公 司软 件工 程师。通 讯地 址: 834000 新疆克拉玛依市南新路 2 号。电话: ( 0990) 6840445。E- mail : xj_cm h@ yah oo. com . cn 或 xj_cm h@ 126. com