随钻方位自然伽马成像测井在地质导向中的应用
自然伽马能谱测井在地层评价中的应用
0 年 月刊旅游与技术一、引言岩石中含有天然的放射性元素铀（U）、钍（Th）、锕及钾（K）等，这些放射性核素的原子核会自发的释放出一种带电离子，蜕变成为另外的原子核同时放射出伽马射线，这一现象成为核衰变。
U﹑Th﹑K衰变时所放射的伽马射线能谱是不同的，而自然伽马探测到的是U﹑Th﹑K的混合谱，要从中确定U﹑Th﹑K的含量，首先要选取特征伽马射线能量。
自然伽马能谱测井中，我们通常选用铀系中的214Bi发射的1.76MeV的伽马射线来识别铀，选用钍系中的208Tl发射的2.62MeV的伽马射线来识别钍，用1.46MeV的伽马射线来识别钾。
自然伽马能普测井仪器包括地面仪器和井下仪器，而井下仪器又包括探测器和放大电路等。
地层中的伽马射线通过泥浆到达探测器，探测器把它变成电脉冲进行放大形成电信号，再通过电缆到达地面仪器，转换成电脉冲幅度，并通过多道脉冲幅度分析器将能量谱分为五个能量窗，解谱得到相应的铀、钍、钾的含量，并计录在磁带上或以连续测井曲线的形式输出，这就是自然伽马能谱测井。
二、粘土岩类型的判定粘土岩含有很多天然放射性核素。
不同的粘土矿物组成的粘土岩的U、Th、K的含量也有一定的差异。
大量的分析数据表明，Th/K值是决定粘土矿物类型最好的参数。
这种不同粘土矿物的测井特征值的差异是利用测井资料解释地层中不同粘土矿物类型的依据，所以由Th/K值可进行粘土矿物类型的确定。
目前利用自然伽马能谱测井确定粘土矿物成份大多采用斯伦贝谢公司粘土矿物分析图版，该图版是将测量的钍和钾忽略掉各自的单位，计算Th/K来识别粘土矿物成份。
如图1所示，在Th-K 交会图中，当Th/K大于12时，为高岭土型粘土；在3.5～12之间时，为伊蒙混层；在2～3.5之间时，为伊利石型粘土岩；在1～2之间时，为云母型粘土等。
（一）估算泥质含量可以用总伽马计数率计算泥质含量：I GR =（GR–GRmin）/（GRmax–GRmin）V sh =（2IGR·G–1）/（2G -1）式中：I GR —总伽马计数率求得的泥质含量指数；GRmin和GRmax—纯地层计数率的最小值和泥岩总计数率的最大值；GR—目的层的总计数率：V sh —用总伽马计数率求得的泥质含量（体积）；G—希尔奇（Hilchie）指数。
随钻伽马成像在水平井地质导向中的应用
行构造研究分析 ， 为地质导向师提供快速决 策的参考 意见 。通过 在 图上 拾取 轨迹 顶底 切 人或 切 出伽 马成 像 的图像边界 ， 带人公式中计算出地层的视倾角 。
方 向。如图 １ 所示 ， ①为下切地层的标志 ， 伽马成像道
迹 的顶 和底 才 分 别 穿过 该 砂 泥 岩 界 面 ， 说 明 这段 井 轨 迹 的井斜 角与 地层倾 角 之间 的夹角 较小 。 ２ 拾 取伽 马成 像计 算地 层倾 角 通 过伽 马成 像 图像 拾取 视 地 层 倾 角 ， 可 以实 时 进
的分析手段 ， 能够通过观察成像 图像 中的变化边界 的 形 状 和形 态来 分析 轨 迹与地 层 的接触 关 系 。
了砂 泥岩 的边界 ， 进入 了下部 的泥岩地层 ； 相反 ， ②为
上 切 地层 的标 志 。
丁— —仪 器探 测范 围 ， ｍ； △ —— 上 下伽 马数 值变化 点 的间距 ， ｍ；
— —
其次 ， 可 以根 据 一 组 变 化 边 界 可 以确 定 井 轨 迹 是
井 斜角 ， （ 。 ） 。
穿过了某一地层或是穿出又调 回了地层 。图 １ 中， ③和 ④ 的弧 方 向一 致 ， 且钻 遇 的地 层伽 马值较 大 ， 为 一组 穿
过 泥 岩夹 层 的标 志 ， 他 们 的形 态 都 表 示 与 上部 地 层 上 切， 所 以是 直接 穿 过 了该 泥岩 层 ； 而 ⑤ 和⑥ 的弧 方 向相 反， 为穿 出地层 后 又调 整 轨迹 回到这 一地 层 的标 志 ， ⑤
西 部探 矿工 程
２ ０ １ ７ 年第 ８ 期
随钻伽 马成像在水 平井地质导 向中的应 用
煤田测井中自然伽马曲线的应用效果分析
煤田测井中自然伽马曲线的应用效果分析
煤田测井中自然伽马曲线是一种重要的地球物理勘探工具，通常用于煤田勘探中的地
层划分、煤层识别、煤岩类型鉴定以及确定煤层地质特征等方面。
在实际应用中，自然伽
马曲线可以提供相对较准确的地层信息，具有简单方便、经济高效、可重复性好等优点。
自然伽马曲线的应用效果主要体现在以下几个方面：
1. 地层划分与煤层识别
自然伽马曲线记录了地层中放射性元素（钾、铀和钍）所产生的自然伽马辐射强度变化，这种变化可以帮助判断不同地层的边界位置和煤层的存在。
在进行地层划分时，自然
伽马曲线能够提供地层垂向变化信息，对煤层的上下限及其厚度等进行准确判别，从而实
现对煤层的快速定位、识别和划分。
2. 煤岩类型鉴定
不同类型的煤岩含有不同的放射性元素和稀土元素的含量，使得不同煤岩在自然伽马
曲线上具有不同的特征。
利用自然伽马曲线可以鉴别出煤岩的类型，如新生代沼泽煤、古
生代石炭系煤、纤维素煤等。
3. 煤层地质特征确定
自然伽马曲线还可以反映煤层中潜在的有用矿物元素，并在开发过程中提供地质信息。
例如，自然伽马曲线中的突出峰值可用于判断煤层中存在的矿物元素类型及含量，从而分
析煤岩地质特征，为煤层勘探和开发提供可靠数据支撑。
总之，自然伽马曲线在煤田勘探中具有重要作用，能够提供丰富、准确的地质信息，
为煤层勘探和开发提供科学依据和技术支撑。
随钻地质导向设备在水平井钻探中的应用效果评估
随钻地质导向设备在水平井钻探中的应用效果评估随钻地质导向设备是一种用于水平井钻探的关键技术工具。
它能够实时提供地层地质信息，以引导钻杆的方向，从而实现精确定位和导向钻井。
本文将对随钻地质导向设备在水平井钻探中的应用效果进行评估，并讨论其在钻探作业中的优势和局限性。
首先，随钻地质导向设备的应用效果主要体现在以下几个方面。
首先，它能够实时监测地层地质情况，并通过导向传感器提供准确的位置和方位信息。
这可以帮助钻井工程师更好地控制钻进方向，避免偏离设计轨迹。
其次，该设备可以提供地层物性参数，如密度、声波速度等，以及地层岩性信息。
这些地质数据对于评估地层稳定性和有效导向的能力十分重要。
此外，随钻地质导向设备还能够实时监测钻进的轴向力、转矩和振动等钻具状态参数，以保证钻具的工作状态良好。
最后，该设备还能提供数据记录功能，将钻井过程中的各种参数记录下来，以供后续分析和研究使用。
在实际应用中，随钻地质导向设备在水平井钻探中的优势得到了充分的验证。
首先，该设备可以大大提高钻井作业的效率和准确性。
通过实时监测地层地质信息，钻井工程师可以快速做出调整和决策，使钻进过程更加精确。
其次，它可以减少钻井事故的发生概率。
由于能够实时检测钻具状态和地层情况，可以及时发现异常情况，并及时采取措施予以解决。
这样可以减少由于地质异常导致的事故发生，提高钻井的安全性。
另外，该设备还能够改善钻井的经济效益。
通过实时监测地质数据，防止发生偏离轨迹的情况，可以减少重复钻井和进一步修补井眼的次数，从而降低了开采成本。
然而，随钻地质导向设备在水平井钻探中也存在一些局限性。
首先，该设备的应用受到地层复杂性的限制。
当地层存在强烈的非均质性和不规则性时，设备的定位和导向能力可能会受到一定的影响。
其次，设备本身的性能和精度也会对应用效果产生影响。
低质量的设备可能导致数据不准确或传感器失灵，从而影响钻探作业的效果。
此外，对于特定情况下的高温、高压等恶劣环境，设备可能会存在一定的适应性问题。
随钻自然伽马、电阻率的地质导向系统及应用.doc
随钻⾃然伽马、电阻率的地质导向系统及应⽤.doc随钻⾃然伽马、电阻率的地质导向系统及应⽤程树林桂维兴摘要：地质导向钻井技术的应⽤体现了随钻测井资料的重要⼯程价值。
本⽂总结了随钻⾃然伽马、电阻率在地质导向钻井中应⽤的3种测量⽅式特征，即近钻头测量、基于随钻估计和预测⽅法的随钻测量、随钻⽅位⾃然伽马和电阻率测量；描述了随钻⾃然伽马、电阻率的实时解释⽅法，根据不同区域的地质特点、岩性测井特征和储集层的物性特征，将随钻测井数据与事先设定的储层地质特征进⾏实时对⽐和评价，完成地层对⽐、流体性质判别和储层参数解释；说明了随钻⾃然伽马、电阻率的刻度⽅法，通过仪器的标准化刻度及量值传递，为定量解释地层提供准确的测井资料；结合实践介绍了利⽤随钻⾃然伽马、电阻率实时测井曲线，根据不同岩性和不同层位⾃然伽马、电阻率的差异特性，结合邻井资料和⽆孔隙度测井资料条件下的孔隙度解释模型，在⼯程应⽤中实现基于随钻⾃然伽马、电阻率的地质导向系统。
0 引⾔地质导向是集定向测量、导向⼯具、地层地质参数测量、随钻实时解释等⼀体化的测量控制技术。
在钻井过程中，在测量井眼轨迹⼏何参数的同时，实时测量地质参数，绘出⾃然伽马、电阻率、岩性密度、中⼦孔隙度、压⼒曲线，并以此实时解释评价钻遇未污染地层的特性、**液界⾯，从⽽准确判定储层特性，指导现场⼯程师调整轨迹，控制钻具有效穿⾏于**藏最佳位置，实现地质导向。
不同岩性的地层其⾃然伽马变化范围不同，⽽致密层、渗透层和****⽔层的电阻率也不相同。
随钻时，可充分利⽤不同岩性、不同层位的⾃然伽马、电阻率的差异特性，结合地质录井资料识别岩性，及时提供地层⾃然伽马、电阻率数据以指导现场⼯程师判断是否钻遇⽬的层。
同时由于随钻密度、中⼦孔隙度测量带有放射源，使⽤风险⾼，推⼴受到⼀定局限，在随钻测井实践中，⽤随钻⾃然伽马识别地层岩性，⽤⾃然伽马、电阻率以及结合邻井测井资料进⾏地层对⽐，建⽴⽆孔隙度测井资料条件下的孔隙度解释模型，实现随钻实时解释，从⽽实现以随钻⾃然伽马、电阻率为地层测量基础的地质导向系统。
随钻自然伽马_感应测井仪测量因素分析及应用实例
仪器本身机械结构 、线圈系参数 、电路参数的影响 ,
使得当测井仪周围环境的电导率为零时 ,仪器的输
出响应 σr 不为零 ,而是一个相对固定的偏差值 (系
统偏差值) B i 。
n
∑ B i
=
1 n
σrk
k =1
一般令 n = 100 。
(2) 将一标准电阻率环 ( 电导率为 σ) 套在线圈
系的测量点中间对电阻率仪进行刻度 , 以获取仪器
图 1 随钻自然伽马 - 感应电阻率测井仪结构示意图
仪器测量因素分析 1. 影响自然伽马测量的因素[1、3 ] 1) 放射性测量的统计涨落
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MWD 测 量 探 管 将 实 时 伽 马 和 电 阻 率 数 据 与 MWD 其它几何测量参数 (井斜 、方位等) 进行统一编 码 ,通过 MWD 随钻测量仪的泥浆脉冲遥测系统传 输到地面 ,交由地面数据处理软件进行处理 ,一方面 得到测量点的井斜 、方位 、工具面等几何参数 ,指导 几何方式钻进 ;另一方面 ,实时伽马和电阻率数据与 井深数据交汇得到地层的实时 (伽马 、电阻率) 曲线 , 指导地质导向钻进 。系统组成结构如图 1 所示[3] 。
结 论
1. 双参数 LWD 在钻井施工过程中 ,实时获取 地层被污染前的地质参数和资料 ,真实地反映地层 情况 ,为准确判断岩性 、识别油气层提供了可靠的依 据。
2. 利用双参数 LWD 地质参数实时导向施工 , 能有效地控制井眼轨迹的着陆和走向 ,及时调整井 身轨迹和产层的位置关系 ,在改善开发效果 、提高采 收率 、高效开发薄油层等方面效果显著 。
自然伽玛测井的应用
自然伽玛测井1、岩石的放射性岩石中含有放射性元素，主要是由铀（U）、钍（Th）、钾（K）等放射性元素，所以岩石的放射性强度决定放射性元素的含量。
238U的半衰期为4.5×109a，232Th的半衰期为1.42×1010a，40K的半衰期为1.25×109a。
一般条件下，岩石的放射性物质含量少。
按照放射性的强弱可把沉积岩分成以下几类：（1）放射性物质含量高：放射性软泥、红色粘土、黑色沥青质粘土的放射性物质含高。
海绿石砂岩、独居石、钾钒矿砂砾岩等具有高放射性含量。
（2）放射性物质含量中等：浅海相和陆上沉积的砂质岩石，如泥质砂岩、泥质石灰岩、泥灰岩等。
（3）放射性物质含量少：砂层、砂岩、石灰岩等。
（4）放射性物质含量很少：硬石膏、岩盐、煤和沥青等。
2、自然伽玛测井的刻度和单位美国石油学会在休斯敦建立了自然伽玛玛刻度井。
该刻度井有两个低放射性地层，一个高放射性地层，高放射性地层中含钾4%，铀13mg/L，钍24mg/L，三者分别占总放射量的19%、47%和34%。
定义高放射性地层与低放射性地层读数之差为200API单位，作为标准刻度单位。
现今自然伽玛测井的横向比例都用API单位。
3、自然伽玛曲线的应用：（1）划分岩性主要是根据地层中泥质含量的变化引起自然伽玛曲线幅度变化来区分不同的岩性。
●纯石灰岩、纯砂岩、白云岩、硬石膏、石膏、煤及岩盐等，自然伽玛显示低值；（硬石膏和纯石灰岩为15-20API单位，白云岩和纯砂岩为20-30API单位）●火山灰、泥岩显示高自然伽玛；●含泥质岩石自然伽玛显示中值，且随着泥质含量的增减而变化；（泥岩的伽玛值在75-150API单位，平均为100API单位）（2）地层对比地层自然伽玛幅度与地层中所含的液体性质无关，地层水的矿化度对其也无影响，地层对比时一般常用厚层状泥岩做标志层。
（3）估算地层中泥质含量首先用自然伽玛相对幅度的变化计算出泥质含量指数I GR：I GR=（GR目的－GR min）／（GR max－GR min）1≥I GR≥0——目的层自然伽玛幅度；式中：GR目的GR rmax——纯泥岩的自然伽玛幅度；GR rmin——纯砂岩的自然伽玛幅度。
基于随钻方位伽马和电磁波电阻率的井下可视化地质导向技术
(1. Research Institute of Petroleum Engineering& SINOPEC, Beijing 100101, China； 2. Service Center of Scientific Instruments
第43卷第3期 2 0 19年6月
测井技术
WELL LOGGING TECHNOLOGY
文章编号：100 4-1338(20 19)03-0235-0 6
基于随钻方位伽马和电磁波电阻率的 井下可视化地质导向技术
Vol.43 No.3 Jun 2 19
王卫X倪卫宁X王佳琦S刘宝银3!张中庆3
(1中国石化石油工程技术研究院&北京1 0 0 1 0 1； 2.匕京科学仪器装备协作服务中心，北京1 0 0 0 35； 3.浙江大学&浙江杭州31 0 0 120
and Equipment Cooperation, Beijing 100035, China； 3. Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310012, China)
Abstract: The purpose of drilling a horizontal well is to drill as more reservoirs as possible to increaserecovery.Incomplexstrata,itisdificulttoadjustthetrajectoryintimebecausethe geological structure before the bit cannot be seen while drilling. A real-time visualization techniqueisproposedtoguidedrilingoperationandimprovedril-inrate.Basedonloggingand drilingdataofdriledwels,andthereal-timeLWDdataofthewelbeingdriled,i.e.azimuth gammaandelectromagnetic wave resistivity,the technique realizes formation visualization and accuratetargetpredictionbybuildinganear-welbore3D model,visualizeddownholenavigation, real-timeformationstrikeanalysisandautomaticboundaryprediction whiledriling.Theinitial formation modelis constructed by multi-welformation inversion with seismic constraints, formationstrikeisdeterminedbynear-bitgammadata ,andformationboundaryisdeterminedby remotedetectedresistivity.Thetechnologytakesfuladvantagesofloggingtoolsandfuluseof loggingdata.Fieldapplicationhasprovedthatitcanaccuratelypredictgelogicalcharacteristics andensureaccurateandfastdriling.Itprovideanewtechnicalmeanstoimprovethedril-inrate ofgoodreservoirs.
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随钻方位自然伽马成像测井在地质导向中的应用李安宗;骆庆锋;李留;范宇翔;宋森;王珺【摘要】Due to the geosteering w hich based on the real-time measurement of geological and engineering parameters in the drilling process guides the drilling direction ,so the drill bit may drill in the production layer as much as possible . Azimuth gamma ray imaging logging while drilling technology is measured with several gamma sensors ,in which azimuth measurement data can be uploaded to the ground in real time for geosteering .The modeling software of geosteering is used to analyze response characteristics of azimuth gamma imaging tool in different formations , such as dip formation and fault formation while drilling .In field application ,it can guide the construction of horizontal well and better achieve the purpose of geosteering through real-time analysisof gamma imaging data and other information .%地质导向根据钻井过程中实时测量的地质和工程参数指导钻头钻进方向,使钻头尽可能在产层内钻进.随钻方位自然伽马成像测井仪器利用多个自然伽马传感器,将带有方位信息的测量数据实时上传到地面用于地质导向.利用地质导向建模软件,分析仪器在钻遇倾斜地层、断层、不同倾斜角地层时仪器响应特征,为实时地质导向提供理论依据.现场利用实时随钻方位自然伽马成像测井资料对水平井钻探进行实时追踪,及时判断钻遇地层的边界位置并调整井眼轨迹,结合其他资料指导水平井施工,较好地实现了地质导向目的.【期刊名称】《测井技术》【年(卷),期】2017(041)006【总页数】5页(P713-717)【关键词】随钻方位自然伽马成像测井;地质导向;水平井;响应特征;井眼轨迹【作者】李安宗;骆庆锋;李留;范宇翔;宋森;王珺【作者单位】中国石油集团测井有限公司,陕西西安 710077;中国石油集团测井有限公司,陕西西安 710077;中国石油集团测井有限公司,陕西西安 710077;中国石油集团测井有限公司,陕西西安 710077;中国石油集团测井有限公司,陕西西安710077;中国石油集团测井有限公司,陕西西安 710077【正文语种】中文【中图分类】P631.840 引言地质导向钻井是根据钻井施工时实时测量的地层信息,判断钻头钻遇的地层,及时调整钻进轨迹。
实时测量的信息包括地质参数以及工程参数,地质导向仪器中最常用的地质参数为自然伽马和电阻率等。
利用地质导向技术可保证钻头尽可能地在有利储层内钻进,达到提高产量和采收率的目的[1]。
随钻方位自然伽马成像测井技术采用多个自然伽马传感器,探测效率高,其测量结果具有方位特性,除了识别岩性、计算泥质含量等常规自然伽马测井应用外,实时传输数据可以作为地质导向重要资料[2]。
本文基于中国石油集团测井有限公司自主研制的随钻方位自然伽马成像测井仪器,研究了仪器在钻遇不同地层的响应特征,并在现场应用中通过对仪器方位探测的地层自然伽马数据进行成像处理及实时分析,对地层进行更好地评价与认识,结合其他资料指导水平井施工,较好地实现了地质导向目的。
1 随钻方位自然伽马成像测井仪1.1 仪器结构及功能中国石油集团测井有限公司自主研制的随钻方位自然伽马成像测井仪目前有4.75in*非法定计量单位,1 in=2.54 cm,下同和6.75 in这2种外径尺寸规格,其中4.75in仪器有3个自然伽马传感器,在钻铤同一截面相互间隔120°偏心放置(见图1),6.75 in仪器有4个自然伽马传感器,在钻铤同一截面相互间隔90°偏心放置,结合磁力计系统获取传感器在旋转过程中的方位位置,从而实现井筒不同方位自然伽马数据测量。
2种仪器滑动钻进时都能提供4个扇区的方位自然伽马测量值,并实时上传,作为地质导向服务时的判断依据,确保钻头尽可能在储层内钻进;仪器复合钻进时提供16个扇区的方位自然伽马测量值,并存储在井下仪器的内存中,经过数据处理和成像显示可以提供地层方位自然伽马成像图[3]。
图1 4.75 in随钻方位自然伽马成像测井仪器示意图1.2 仪器电路组成随钻方位自然伽马成像测井仪主要由电源模块、磁力计模块、自然伽马传感器、信号处理电路等组成。
仪器将自然伽马传感器的测量信号,经电平隔离转换后进入ARM处理器的高端定时/计数器口进行采集;磁力计系统的输出经过处理后进入片外ADC模块,对工具面信息进行采集,同时采集振动与温度信息对工具面角进行校正。
系统将采集的信息处理成16扇区数据存储在井下仪器中,并将上下左右4个扇区数据经通信模块传送到MWD系统,调制编码后传送到地面系统。
2 钻遇不同地层的响应特征通常情况下,当随钻方位自然伽马成像测井仪器在储层中钻进时,仪器测量的上、下、左、右自然伽马曲线重合;当仪器钻遇倾斜地层时,测量的上、下、左、右自然伽马曲线在不同深度出现峰位,峰位位置能反映地层界面位置;当仪器钻遇断层时,测量的上、下、左、右自然伽马曲线在断层处各出现峰位,峰位位置能反映断层断块界面位置[4]。
2.1 自然伽马传感器旋转时测量响应数值模拟常规自然伽马测井仪器是利用1个自然伽马传感器在井筒中测量地层自然伽马总放射性强度,而随钻方位自然伽马成像测井仪是在随钻过程中利用多个自然伽马传感器,在数据采集时通过记录不同传感器在不同扇区内自然伽马计数实现井筒方位测量。
钻井施工时钻盘钻速大都在50～100 r/min,如果用60 r/min计算,仪器在井下每秒旋转360°,仪器采用16扇区数据格式,那么每个扇区对应的角度为22.5°。
通过计算模型得到了自然伽马传感器在仪器旋转时的测量响应。
模型采用4个相同的自然伽马传感器,传感器NaI晶体尺寸Φ25.4 mm×120 mm,放置在钻铤的同一截面,传感器盖板厚度6.5 mm,在钻铤的固定位置放置1个放射性点源(137CS,放射性强度为10 μCi)。
顺时针旋转钻铤180°,通过模拟计算,能够看出晶体1、2、3、4在钻铤旋转时计数的响应情况,随着传感器与点源的距离变化,各个传感器计数峰位也随之变化(见图2)。
目前自然伽马测井仪刻度都采用API单位,API是根据美国石油学会在休斯敦大学建立的自然伽马刻度井确定。
但由于井眼尺寸及刻度环境变化等原因,不能满足大部分尺寸随钻自然伽马测井仪器刻度。
国外相关公司对此进行了研究,建立新的刻度方法,可以实现不同尺寸随钻自然伽马测井仪器的刻度,同时使电缆和随钻自然伽马测量值更加一致[5-6]。
随钻方位自然伽马成像测井仪测量值的精度受刻度影响较大,因此仪器出厂前在石油工业测井计量站自然伽马标准井中进行了刻度,确保了仪器的测量精度。
2.2 仪器钻遇倾斜地层图2 自然伽马传感器布局及不同传感器计数变化图利用计算模型,模拟仪器钻遇倾斜地层不同位置处4个方位的自然伽马计数,利用得到的数据及插值方法可得出方位自然伽马成像图[7][见图3(a)]。
仪器从低自然伽马地层进入高自然伽马地层时,如图3(a)所示1点,其自然伽马成像图A点为仪器探测器在1点位置处探测到下部井筒出现的自然伽马值突然增高,反映到成像图中可见颜色突变,说明仪器在钻进过程中下部遇到高自然伽马地层;成像图B点处颜色突变,表示仪器在钻进过程中探测到上部井筒也出现高自然伽马值,井筒四周其他方向自然伽马亦呈高值状态。
综合以上现象说明,仪器整体进入高放射性地层。
仪器从高自然伽马地层进入低自然伽马地层时,如图3(a)中所示2点,成像图C点、D点处的突变分别反映了仪器在钻进中依次探测到井筒下部、井筒上部自然伽马值降低,分析可见仪器已穿过高放射性地层,进入低自然伽马地层[8]。
图3 几种典型地层自然伽马成像响应特征2.3 仪器多次钻遇倾斜地层图3(b)为多次钻遇倾斜地层方位自然伽马成像图。
当仪器多次钻遇高自然伽马地层时,根据图3(b)中计算模型,仪器先后2次进入高自然伽马地层,其中1和2点响应特征与2.2中的描述一致;3点井眼轨迹从高自然伽马地层下部地层进入,与1点响应特征相反;4点从高自然伽马地层上面穿出,与2点响应特征相反。
通过分析自然伽马成像图测井特征,可以判断井眼与地层的接触关系。
2.4 仪器钻遇断层当仪器钻遇断层时,断层方位自然伽马成像图与倾斜地层方位自然伽马成像图存在很大差异,断层倾斜角度对方位自然伽马成像图有很大影响,断块倾角越大,断块成像图在轴向展布越大[见图3(c)]。
2.5 仪器钻遇不同倾斜角地层在井斜为90°、地层厚度一定的情况下,假设地层倾斜角度分别为5°、10°、20°和30°,模拟仪器钻遇地层不同位置处4个方位的自然伽马计数,利用得到的数据及插值方法得出方位自然伽马成像图[见图3(d)]。
由图3(d)可以看出,在井斜为90°时,地层倾斜角度越小,方位自然伽马成像图展布范围越大,地层倾斜角度对方位自然伽马成像图影响很大。
3 应用实例随钻方位自然伽马成像测井仪自样机研制成功以来,在标准井进行了测试,验证了仪器的一致性与重复性。
在长庆、青海、四川、吉林、塔里木等油田进行了现场应用,仪器总入井时间1 710 h,实钻进尺4 976 m,全程工作正常,发挥了仪器实时地质导向功能,体现了仪器在大斜度井/水平井施工中的技术优势。
3.1 知新××井现场应用知新××井属于勘探评价井,之前已完成导眼井段施工,附近参考邻井资料较少,地层复杂。
井眼轨迹在水平段多次进入泥岩后,已经无法准确判断井眼与泥岩地层的接触关系。
在该井段采用随钻方位自然伽马成像测井仪进行钻后测井作业,测量井段长度400 m(见图4)。