近年来，水平井技术给油气田开发带来了巨大效益，在成为油气开发技术热点的同时，也带来了新的难题。在水平井测井环境下，地层界面与井轴接近平行，感应测井仪器的响应规律与垂直井相比具有较大差别，现有较成熟的垂直井电阻率测井［1-3］解释方法对水平井不再适用。此时，需要从水平井中测井仪器所处环境的复杂性出发，利用三维数值模拟技术［4-6］，对测井响应特性及影响因素进行分析。David，LiuGuoqiang等［7-8］通过理论研究，确定了感应测井的主要影响因素，并建立了相应的校正图版和校正方法，以便在评价解释工作中较好地消除围岩、钻井液侵入、井眼等地层环境的影响。然而，由于地层沉积及成岩过程的复杂性，地层上、下界面不可能完全平行，这使得水平井测井环境的复杂性还体现在非平行地层界面上。关于非平行地层界面对测井响应影响的研究还未见报道。
水平井感应测井正演计算
在水平井中，二维模式匹配方法不再适用，因为地层不再关于井筒对称分布。从麦克斯韦方程出发，当电导率为& sigma在(x，y，z)的无源区地层中，电场强度E满足波动方程表达式2.4围岩电阻率的影响忽略了井眼和钻井液滤液侵入的影响。在数值计算中，h=5m，Rs = 2ω；&公牛；m，Rt = 100ω；&公牛；m，得到不同界面倾角下围岩电阻率对深感应测井响应的影响(见图4)。从图4可以看出，随着围岩电阻率接近目的层电阻率，深感应视电阻率接近目的层电阻率。对比不同地层界面倾角下的测井响应曲线，当围岩电阻率远低于目的层电阻率时，各界面倾角的视电阻率与目的层电阻率有近有远。此时围岩电阻率的影响较大，而地层界面倾角的影响不明显。随着围岩电阻率的增大，不同界面倾角下的测井响应与平行地层界面条件下的测井响应有所偏离。偏离程度随界面倾角的增大而增大，深感应视电阻率远离目的层电阻率。此时，地层界面倾角成为主要影响因素之一。当围岩电阻率接近目的层电阻率时，不同界面倾角下的视电阻率值接近，都接近目的层电阻率。此时，围岩电阻率和界面倾角对深感应测井响应的影响都不大。在相同条件下，分析了围岩电阻率对介质感应测井响应的影响，其变化趋势与深部感应测井基本一致。可以得出结论，在倾斜界面地层环境下，围岩电阻率也是影响双感应测井响应的主要因素之一。当围岩电阻率在一定范围内时，地层界面倾角对双感应测井响应有很大影响。:基于数值模式匹配方法的思想，利用界面转换理论，将x，y方向的有限元数值解与z方向的解析解结合起来计算电场强度2.5侵入带的影响。由于发射线圈电流在水平井中Z方向的分量为0，因此只需通过公式(2)计算Ex，Ey即可得到接收线圈处的总电场值，并进一步将其转换为视电阻率Ra。
双感应测井响应分析
根据以上思路，编写了数值模拟软件。在建立非平行界面水平井地层模型的基础上，通过数值模拟计算，分析了地层界面倾角、地层厚度、围岩电阻率和侵入带对双感应测井响应的影响。
2.1地层模型非平行界面地层水平井生产模型如图1所示。钻孔周围的地层分为钻孔、侵入带、原状地层和围岩四部分，其中钻孔电阻率为RM；侵入深度为di，电阻率为ri；原始地层的电阻率为RT；围岩的电阻率为Rs。钻孔上部的地层界面是倾斜界面。为了研究界面倾角对感应测井响应的影响，建立了一个准水平界面，它与倾斜地层界面(简称界面倾角)的夹角为θ；，对应目的层的视厚度为H，井眼中心到准水平地层界面的距离为H=h/2。
2.2地层界面倾角的影响忽略了井眼和钻井液滤液侵入对测井响应的影响(井眼电阻率和侵入带电阻率与目的层电阻率相同)。在数值模拟计算过程中，h=5m，Rs = 2 &ω；&公牛；m，Rt = 100ω；&公牛；m，得到双感应测井响应与界面倾角的关系(见图2)。从图2中可以看出，随着地层界面倾角的增大，双感应电阻率逐渐远离目的层电阻率，接近围岩电阻率。从钻孔中心到倾斜地层界面的实际距离是Hcosθ；随着界面倾角的增大，Hcosθ；减少。由于深、中感应的径向探测深度是一定的，双感应测井的响应因围岩而增大，从而使视电阻率接近围岩电阻率。因此，在水平井测井解释中，界面倾角是影响双感应测井响应的重要因素之一，在这种环境下需要对双感应测井的视电阻率进行校正。地层倾角的影响程度与深、中感应的径向探测深度有关。
2.3地层厚度的影响忽略了井眼和钻井液滤液侵入对测井响应的影响。在数值模拟过程中，Rs = 2 &ω；&公牛；m，Rt = 100ω；&公牛；m，得到不同界面倾角下目的层视厚度对深感应测井响应的影响(见图3)。从图3可以看出，随着目的层视厚度的增加，深感应视电阻率越来越接近目的层电阻率。对比不同地层界面倾角下的深感应测井响应曲线，当H很小时，深感应测井受围岩影响较大，各地层界面倾角下的深感应测井视电阻率与目的层电阻率相差很远，彼此非常接近，因此地层界面倾角对测井响应影响不大。随着H的增加，围岩对深感应测井的影响逐渐减小，地层界面倾角作为主要影响因素之一逐渐上升，与地层界面平行(θ；=0)，不同界面倾角下的视电阻率有不同程度的偏离，随着界面倾角的增大，视电阻率逐渐远离目的层电阻率。在非平行界面地层环境中，目的层的视厚度对介质感应测井响应的影响与对深感应测井响应的影响相同。可见，目的层的视厚度是影响双感应测井响应的主要因素之一。而当h较大时，地层界面倾角成为主要影响因素之一，此时其对测井响应的影响不容忽视。
[9]
[10]
2.5.1侵入深度忽略钻孔的影响(钻孔电阻率与侵入带电阻率相同)。在数值模拟过程中，h=5m，Ri = 2 &ω；&公牛；m，Rt = 100ω；&公牛；m，Rs = 10ω；&公牛；m，得到了不同界面倾角下的深感应测井响应随侵入深度的变化曲线(见图5)。从图5可以看出，随着侵入深度的增加，深感应视电阻率离目的层电阻率越来越远。对比不同地层界面倾角下的深感应测井响应曲线，当侵入深度较小时，不同倾角下的测井响应与平行地层界面条件下的有所偏离。地层界面倾角越大，深感应视电阻率偏差越大。此时，地层界面倾角对测井响应影响较大。然而，当侵入深度增加到一定程度时，各种界面倾角下的深感应视电阻率值与目的层电阻率有接近和远离之分。此时深感应测井主要受侵入影响，地层界面倾角对测井响应的影响较小。
2.5.2侵入带电阻率忽略了井眼对测井响应的影响。数值模拟过程中，h=5m，di=0.5m，Rt = 100 &ω；&公牛；m，Rs = 10ω；&公牛；m，得到不同界面倾角下侵入带电阻率对深感应测井响应的影响(见图6)。从图6可以看出，随着侵入带的电阻率接近目的层的电阻率，深感应的视电阻率逐渐接近目的层的电阻率。对比不同界面倾角下的深感应测井响应曲线，发现曲线不同程度地偏离地层界面平行。界面倾角越大，偏离程度越大，离目的层电阻率越远。而且随着侵入带电阻率的增大，偏离程度越来越大，地层界面的倾角逐渐成为主要影响因素之一。上述侵入带对介质感应测井的影响分析与深感应测井相同。可以认为，在非平行界面的地层环境中，钻井液侵入是双感应测井的主要影响因素之一。当侵入深度较小时，侵入带电阻率与目的层电阻率接近时，地层界面倾角成为双感应测井的主要影响因素之一。结论在非平行界面地层环境中，当目的层的视厚度、围岩电阻率、侵入深度和侵入带电阻率在一定范围内时，地层界面的倾角会引起双感应测井响应产生一定程度的偏差，界面倾角越大，偏差越严重。因此，在水平井测井解释中，对于不同条件下地层界面倾角的影响，需要进行不同程度的环境校正。
上一篇：浅谈公路工程施工项目管理控制