非常规EILog-06测井系统在山西煤层气的应用

·仪器设备与应用·

非常规EILog-06测井系统在山西煤层气的应用

张凯亮1冯雷1张晗2汪正超1

(1.中国石油集团测井有限公司华北事业部河北任丘062552;2.长城钻探测井公司辽宁盘锦124010)

摘要：文章针对煤层气测井的特点，研制了煤层气版EILog-06测井系统和井下仪器。电缆传输采用了430 kb/s高速遥传技术，井下仪器总线采用CAN总线。该系统可以完成常规项目测井作业，也能进行成像测井作业和射孔、取芯等工程作业。实际应用和资料对比表明，整套系统性能稳定，仪器组合灵活，资料质量优等率高，在煤层气测井市场具有较好的应用前景。

关键词：煤层气； EILog-06；测井应用

作者简介：第一张凯亮，男，1965年生，工程师，现在中国石油集团测井有限公司华北事业部仪修中心从事测井仪器维修工作。E-mail:CPLzkl@sina.com.cn

文章编号：中图法分类号：P631.8+

收稿日期：(2014-07-07编辑：韩德林)

Application of the Unconventional EILog-06 Logging System in Shanxi CBM DevelopmentZHANG Kailiang1FENG Lei1ZHANG Han2WANG Zhengchao1

(1.HuabeiSubsidiaryofCPL,Renqiu,Hebei062552,China;

2.LoggingcompanyofGWDC,Panjin,Liaoning124010,China)

Abstract：CBM-oriented EILog-06 logging system and the downhole tools are developed in light of the characteristics of CBM logging. 430 kb/s high-speed remote technology is used for cable transmission, and CAN bus is used for downhole tool bus. Conventional logging, imaging logging, perforation, coring and other operations can be implemented with the logging system. It is proved that the system has stable performance, flexible tool combination, and high data quality in view of logging data comparison. It shall have promising applications in coal bed methane well logging market.

Key word： coalbed methane，EILog-06，logging application

0引言

近几年煤层气产业的快速发展，煤层气测井市场得到迅速拓展。由于煤层气井的特殊性，使用的测井装备主要以数控测井系统为主。数控设备在使用过程中存在许多不足，仪器老化、故障率高；不能组合测井、仪器遇阻概率大；测井项目简单、不具备成像作业能力等。在这种情况下，结合煤层气测井市场要求和实际需要，研发了煤层气版EILog-06测井系统。采用了430 k高速遥传技术，增强了仪器的测井能力和成像测井能力，同时对部分井下仪器做了改进，采用恒功率双侧向测井仪、小源强补偿密度测井仪、数字化声波测井仪、井径微球微电极组合测井仪等。该系统可以完成常规项目测井作业、特殊项目测井作业和射孔、取芯等工程作业，经过一年的不断改进完善，在山西煤层气市场得到较好的推广应用。

1地面设备

煤层气版EILog测井系统为单系统，主要由四部分组成，即专用测井车和绞车系统、地面采集系统、数据传输系统及井下仪器等。

1.1硬件系统

煤层气版EILog地面系统构成如图1所示，主要包括：主机、cPCI采集箱体、接线控制箱体、下井仪器供电箱体、绘图仪、UPS电源、交换机[1]。在硬件配备上做了改进和升级，监测显示器增加至两个，采集箱体同时配备了100 k信号采集板和430 k信号采集板，供电箱体电流、电压表改为数字显示等。 电缆传输方式为半双工方式，采用COFDM技术，传输速率为430 kb/s，井下仪器总线采用CAN总线。

图1　煤层气版EILog单系统构成示意图

1.2软件系统

煤层气版EILog测井系统采用的测井控制软件为ACME2.0软件，处理解释软件为LEAD3.0软件，两个软件组合使用可以快速直观的对采集的测井数据进行质量控制和解释。

ACME2.0测井采集控制管理平台是集系统服务表管理、测井数据采集和实时控制、测井资料监督和处理为一体的测井控制软件。

LEAD3.0测井处理解释统一软件具有独立的环境校正程序，能够对全井段所有地层或分井段各地层的测井曲线进行环境因素影响校正。校正为可视化界面，用户只需按照井的实际情况，填入参数即可校正，方便简单、迅速而有效。

2井下仪器

针对煤层气测井市场的特殊情况，重新研制或改进了部分井下仪器。经过仪器配接、上井试验和资料对比，针对存在的问题，技术中心专家仔细分析其仪器构造、工作原理和测井资料，对仪器进行了改进和改善。

2.1双侧向测井仪

双侧向测井仪获得的测井曲线包括浅侧向曲线和深侧向曲线，浅侧向反映的是侵入带的电阻率，深侧向反映的是原状地层的电阻率，深浅侧向在泥岩段或非渗透段应基本重合[2]。

在上井试验过程中发现，深、浅侧向曲线在非渗透段不重合，全井段呈现正差异。在对测井资料回放对比时发现，浅侧向K值较低导致深浅侧向在非渗透段不重合。把浅侧向K值由原来的1.35改为1.45后对测井资料进行回放测井，再次对比测井资料后发现双侧向正负差异情况基本符合地区规律[2]，如图2所示。

图2　双侧向仪器修改动态库后深浅侧向差异对比

2.2数字声波测井仪

煤层气版EILog测井系统配备了单发五收的数字声波测井仪，为下发上收模式。该仪器有两种工作模式：一种为数字声波测井模式，如图3所示，可以记录地层的全波列，通过寻找首波得到声波时差曲线；一种是补偿声波模式，如图4所示，通过套波得到声波时差曲线。两种测量模式之间的切换可以通过更改数字声波仪器动态库实现[1、3]。

图3　数字声波测量模式

图4　补偿声波测量模式

两种测井模式通过对比可以发现，数字声波测量模式记录了地层的全波列，可以更好的反应地层岩性变化情况；补偿声波测井模式只记录了首波的到达时间，容易出现异常跳尖[3]。

2.3补偿密度测井仪

补偿密度测井仪使用CS137放射性源，源强为200 mci[1]。仪器设计时密度探头的屏蔽块采用的是钨镍合金，在与EILog-05仪器的测井资料对比时发现：两支仪器测量得到的密度曲线形态基本一致，但新仪器测量得到的密度值和密校值普遍较高，且密度值和密校值的统计起伏很大。技术中心专家先后将屏蔽块材质换成铝质和钢质，但密度值和密校值均无改善。最后效仿数控密度仪器，把新仪器使用的密度探头改为江汉小密度探头，经过资料对比发现密度值和密校值与EILog-05仪器的测量值基本一致，在误差允许范围内，补偿密度测井仪达到投产标准,如图5所示。

图5　补偿密度仪器探头改进对比

2.4电极测量短节

电极测量短节的测量项目包括2.5 m、4 m梯度视电阻率测井和0.4 m电位视电阻率测井，其主要作用是识别岩性、划分地层、进行地层对比等[1]。电极测量短节投产初期，由于其内部变压器影响，2.5 m曲线在煤层、灰岩等高阻处回零，测井曲线失真。通过增加隔离变压器后解决了R2.5 m的高阻回零现象，测井曲线可以真实反映地层视电阻率情况，达到投产标准，如图6所示。

图6　电极测量短节改进前后R2.5曲线对比

2.5井径微球微电极组合测井仪

井径微球微电极组合测井仪，将三种仪器集成在一起，缩短了仪器串长度[1]。初次试验，下井后泥浆容易进入机械部分弹簧处形成泥饼，使井径腿无法完全收拢，造成仪器下井后容易遇阻。结合现场实际情况分析，通过给仪器机械部分打孔，可以把机械部分的泥浆冲洗干净，防止泥饼形成，改进后的仪器完全解决了这个问题，如图7所示。

图7　井径微球微电极组合测井仪改进方法

3测井资料分析

2013年5月投产，经过20多口井的上井试验和资料对比，煤层气版EILog测井系统最终获取了全套优等资料。测井资料一致性好、分辨率高，能够满足山西地区的储层评价要求。

3.1双侧向资料对比

煤层气版EILog与EILog-05的双侧向曲线整体变化趋势和差异特征基本一致，重复曲线稳定且重复性好，但煤层气版EILog的双侧向数值要略低于EILog-05，需要进一步验证对比[2]。

MBS03井组所在区域砂泥岩分布稳定，因此煤层气版EILog、EILog-05和数控测井系统就双侧向资料做了进一步对比。对比结果显示，煤层气版EILog的双侧向数值与数控系列的最为接近，而EILog-05的双侧向数值较高。综合分析发现，EILog-05设备的双侧向数值偏高，煤层气版EILog的双侧向数值更能真实反映地层电阻率情况。如图8所示为不同测井系列双侧向资料对比。表1为不同测井系列双侧向数值对比。

图8　不同测井系列双侧向资料对比

岩性EILog-05煤层气版EILog数控3000泥岩362827砂岩1108683灰岩192241306421546+

注：MBS03井组灰岩非均质性强，不同井次变化较大，灰岩对比数值仅作参考。

3.2井径微球资料对比

煤层气版EILog测井系统采用的是微球井径微电极组合测井仪，仪器组合能力更强，性能更加稳定。通过资料对比发现，新仪器获取的井径和微球曲线与EILog-05资料形态和数值基本一致，且仪器重复性和一致性较好，达到仪器投产标准[3]，如图9所示。

图9　井径微球资料对比

3.3声波时差资料对比

在测井施工过程中，通过数字声波测井模式获取的声波时差曲线与EILog-05仪器的曲线形态基本一致，反映岩性厚度也基本一致，且重复曲线和主曲线一致性较好[2]。数值对比时发现，煤层气版EILog的声波时差数值在部分井段比EILog-05高5 μs/m~10 μs/m左右，对地层岩性反应更加真实可靠[2]。图10所示为郑XX声波时差曲线对比。表2为声波时差数值对比。

图10　郑XX井声波时差曲线对比

岩性EILog-05煤层气版EILog差值砂岩2012043泥岩2842928灰岩16717710煤层41142312

3.4补偿密度与补偿中子资料对比

补偿密度测井仪和补偿中子测井仪经过多次整改和试验，终于获取了优等测井资料，可以准确的评价地层的孔隙度情况。资料对比显示，煤层气版EILog的密度、中子曲线与EILog-05的密度、中子曲线形态和数值基本一致，重复曲线与主曲线一致性较好，在测量误差允许范围内；通过做补偿密度数值交会图和补偿中子数值交会图发现，两个测井系列的密度、中子数值相关性好，可以真实反映地层岩性变化情况。如图11、图12、图13所示。

图11　沁XX井补偿密度、补偿中子曲线对比情况

图12　沁XX井补偿密度

图13　补偿中子数值交会图

4结论

煤层气版EILog测井系统一次下井可以获得深、中、浅电阻率，密度、中子、声波孔隙度、伽马、自然电位、井径和井斜等19条测井曲线。通过与数控系统仪器对比，

新测井系统大大减少了下井次数，测井时效提高近50%。

为了降低遇阻遇卡的风险和避免设备软故障发生，经过多次组合试验，在安生生产的前提下，规定了仪器的组合方式：

1)主串组合方式。马笼头+三参数+遥传+伽马+绝缘短节+数字声波+双侧向+微球井径微电极组合测井仪；

2)放射性组合方式。马笼头+三参数+遥传+伽马(+补偿中子)+补偿密度；

3)辅串组合方式。(电极系)马笼头。+电极测量短节)+三参数+遥传+伽马+连斜。

仪器投产一年来，实际测井应用和资料对比表明，非常规EILog-06测井系统性能稳定，测井资料质量优等率高；仪器组合能力强，测井时效明显高于其他测井系列；适应井眼能力强，能够满足大斜度井、复杂井的测井要求。

参 考 文 献

[1] 中国石油测井有限公司.EILog井下仪器使用维修手册(资料)

[2]孙宝佃.油气层测井识别与评价[M]，北京：石油工业出版社，2014：5-17.

[3] 王群.地球物理测井概论[M].北京：石油工业出版社，2010：21-95.