自然伽马探边技术在A油田页岩油中的应用

王嵩然 马振硕 赵永成

摘 要：页岩油作为石油资源的重要补充，其勘探开发具有重大意义。采用水平井开发可以提高产量和采收率。运用自然伽马探边技术，在A油田进行地层探边应用，计算探头与地层之间的距离，并指导钻井施工，其效果较好。

关键词：自然伽马探边;随钻测井;水平井

Application of Natural Gamma Border Detection Technology

in Shale Oil of Oilfield A

Wang Songran Ma Zhenshuo Zhao Yongcheng

College of Geophysics and Petroleum Resources，Yangtze University HubeiWuhan 430100

Abstract：As an important supplement to petroleum resources，the exploration and development of shale oil is of great significance.Horizontal well development can improve production and recovery.The application of natural gamma border detection technology to formation edge detection in Oil field A，calculation of the distance between the probe and the formation，and guidance of drilling construction，has A good effect.

Keywords：Gamma ray edge detection;LWD logging;horizontal Wells

水平井钻井技术是提高单井产量和采收率的有效方法之一，在世界石油工业发展中有广泛的应用。在水平井评价中，准确判断预测地层边界位置，分析井眼轨迹及提高储层有效钻遇率对于提高解释结论可信度具有重要意义。传统钻采技术对现今的油田难以起到有效开发。汪忠浩等[1]通过分析自然伽马测井资料与井眼轨迹到地层界面的距离的关系，提出了一种确定地层界面空间展布的方法。郑建东等[2]通过随钻方位自然伽马曲线确定井眼轨迹是否在储层中;吴意明等[3]使用边界探测技术来探测储层边界，但是由于技术受限，对于薄互层和低电阻率储层仍难以解决。王卫等[4]根据层界面两侧的电阻率差异、钻头距层界面的位置等关系，再结合随钻电磁波电阻率测井来反演地层边界。蒋方贵等[5]基于自然伽马响应特征确定井眼轨迹与地层边界的相对位置，通过正演提出了计算两者之间相对距离的方法。

本文在前人的研究基础上，根据不同储层不同岩性的伽马值计算A油田页岩油地层边界与井眼轨迹的距离。

1 自然伽马测井曲线识别地层边界原理及模型

针对中国陆相沉积油层大多为薄互层的特点，不同厚度下井眼和地层边界的距离与伽马测井值的关系是不同的，那么在薄互层中伽马测井响应模型也会发生相应的变化。下面将分析薄互层的储层厚度大于探测半径但小于两倍的探测半径这一类模型。

近钻头方位伽马测井从储集层上边界钻进时的响应特征规律，GRD（上）数值首先会降低，GRU（下）数值不变。当钻头穿过边界后，GRD数值不再降低且恒定，GRU数值开始降低;钻头从储集层下边界钻进，钻头开始靠近界面时，GRU數值首先会降低，GRD数值不变，当钻头穿过边界后，GRU数值不再降低且恒定，此时GRD数值开始降低。当上下探测器都完全进入上部低放射性层时，上下伽马曲线就会重合。钻头从储集层上边界钻出：钻头开始靠近界面时，GRU数值首先会升高，GRD数值不变，当钻头穿过边界后，GRU数值不再升高且恒定，此时GRD数值开始升高。当上下探测器都完全进入上部高放射性层时，上下伽马曲线就会重合。钻头从储集层下边界钻出：钻头开始靠近界面时，GRD数值首先会升高，GRU数值不变，当钻头穿过边界后，GRD数值不再升高且恒定，此时GRU数值开始升高。当上下探测器都完全进入上部高放射性层时，上下伽马曲线就会重合。

根据响应方程可以在钻进过程中结合伽马测井值确定地层边界相对井眼位置，进而可以做出恰当的钻进决策。在建立地层模型时，假设地层是各向同性，认为地层具有对称性，建立的方程也是储层中点以上计算方法。在根据伽马测井值确定地层边界相对位置时，是具有多解的。即确定上边界或是下边界的相对位置。也可以结合自然伽马曲线形态和其他测井方法判断是上边界或是下边界。

在A油田k井1号储层中，1号储层为灰质砂岩，受上下云质泥岩的影响，简化模型如图1，左图为当储层厚度大于探测半径，自然伽马测井仪器探测范围由上弓形的泥岩区域加上中间砂岩区域组成;右图为自然伽马值与井眼轨迹到储层边界距离的关系;根据左图可以得到伽马测井响应与地层边界相对位置关系为：

GR=GR2+R2acos（-dR）+dR2-d2πR2（GR1GR2）（1）

GR是测井响应值，API;GR1是云质泥岩的自然伽马测井值，API;GR2是中间储层为灰质砂岩的自然伽马测井值，API;R为自然伽马测井仪器的探测半径，m;d为井眼距地层上边界的距离，m。

2 模型应用

A油田k井1号储层自2010年以来，该区的钻井均见大段荧光显示和气测异常，继而针对该区钻的钻井进行了试油等工作，目前已在多口井获得工业油流。该区被分为两段，分别为一段和二段。一段分为两个层组，其中一层组主要为灰色含云质泥岩，横向上分布范围广，厚度大，一般在40—120m左右。二层组主要为灰色含云质砂岩、云质泥岩，在盖层组的上部发育一段页岩油储层，称为下“甜点”，厚度较小，一般在30—60m。

以A油田K井Ⅰ号储层为例，由于地层岩性不同，地层的自然伽马测井值差异较大，储层厚度H>R，目的层为灰质砂岩，其自然伽马GR砂≈50API;上下围岩为云质泥岩，其自然伽马值GR泥≈120API。测井仪器探测半径为0.3m。

根据模型再结合自然伽马测井响应特征分析井眼轨迹与地层界面之间的关系，结合地质模型实时判断钻头与目的层位置关系，进而调整最佳钻进方向。根据近钻头方位伽马，在低放射性储层当中，实时判断钻头与地层界面的位置关系，指导做出实时最佳地质导向决策。通过LogXD中提供总自然伽马测井和方位自然伽马测井正演模拟，下面将通过LogXD进行实例反演LogXD是一款集显示、处理和解释MWD＼＼LWD及电缆测井数据为一体的多功能软件包。模型应用主要利用LogXD软件通过实现对获取信息（包括油水界面距离、到盖层距离、从高角度和大斜度井中通过传统电阻率测井获得的井眼与地层的相对倾角以及地层电阻率的各向异性等等）的模型构建或正反演。

将模型（2）应用于k井1号储层，由图2可以看出井眼轨迹与储层边界实际情况，a处为井眼轨迹与上边界的距离，b处为井眼轨迹与下边界的距离;根据模型计算的探边距离与实际井眼轨迹与储层边界的距离可由图3看出，两者基本吻合，其误差小于10%，在该水平井上的应用较好。

3 结论

在储层边界，由于岩性的差异，仪器探测的储盖层自然伽马响应特征差异较大，由此建立了探边距离与自然伽马的模型;将此模型应用于A油田k井1号储层，再结合具体的层厚与具体的岩性，应用模型求得的计算距离与实际距离差异较小，应用效果较好。

A油田k井1号储层的盖层岩石类别与目的层的自然伽马值差别较大，其在k井1号层位的应用效果较好;在应用过程中应当注意，若储盖层的自然伽马值差异较小，那么其探边效果并不理想。

参考文献：

[1]汪中浩，易觉非，赵乾富，陈新林，宋帆.水平井测井资料地质解释应用[J].江汉石油学院学报，2004（03）：7072+6.

[2]郑建东，朱建华，闫伟林.大庆长垣扶余致密油水平井测井解释[J].测井技术，2019，43（01）：5357.

[3]吳意明，郝以岭，熊书权.边界探测技术在水平井随钻地质导向中的应用[J].海洋石油，2013，33（02）：8993+118.

[4]王卫，倪卫宁，王佳琦，刘宝银，张中庆.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[J].测井技术，2019，43（03）：235240.

[5]蒋方贵，毕文毅，王嵩然.水平井地质导向自然伽马探边技术研究[J].当代化工，2020，49（01）：121124.

基金项目：湖北省高等学校大学生创新创业大赛;项目名称：自然伽马测井在水平井钻井探边中的应用，2018036

作者简介：王嵩然（1998— ），男，蒙古族，辽宁兴城人，本科，研究方向：测井。