基于迟到时间的气测曲线形态异常校正方法

么春雨 张建斌 苑仁国 魏雪莲

(中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司)

0 引 言

钻井作业过程中，受地层岩性、钻井液性能及井斜等因素影响，造成井径不规则，且某些井段存在严重的扩径或缩径现象[1]。当录井系统设置的井径扩大率[2]与实际情况不符时，会造成录井迟到时间不准确，在岩性综合图上表现为气测曲线与储集层段的深度“错位”。通常在岩性综合图上平移气测曲线来进行校正，但在储集层与其上下地层的钻时不同时，这种校正方法是错误的[3]，对现场评价储集层含油丰度造成很大影响。通过对时间库气测曲线及迟到深度的研究，建立了迟到深度标尺平移法，用于校正迟到时间的同时，也可以校正深度库气测曲线。

1 时间库中的迟到深度与气测曲线

录井过程中存在两个数据库：一个时间数据库，一个深度数据库[4]。时间数据库录井是以时间为轴线，记录井深、钻井参数及气测数据等各项数据，主要指导工程作业；而深度数据库录井是在时间数据库基础上，以井深为轴线，提取与地层岩性相关的参数，如ROP(钻时)、Tg(全烃)及组分等数据，主要用于指导地质作业。研究发现，在迟到时间对气测曲线形态的影响中，迟到深度起到了纽带作用。

1.1 迟到时间与迟到深度的关系

迟到时间一般指钻井过程中钻头处岩屑从井底返出到井口所用的时间[5]。迟到深度是井口处返出的岩屑所对应当时钻头处井深，可以通过迟到时间换算得到(以整米计量)。在时间库中，岩屑的返出时间点减去迟到时间，就是当时钻头钻进的时间点，与之对应的深度就是迟到深度。在泵排量一定的情况下，迟到深度与迟到时间的关系是一一对应的。

1.2 迟到深度对气测曲线的影响

时间库气测曲线是钻井过程中实时分析井筒返出钻井液中地层气体组分和含量值，对应的迟到时间为实际迟到时间(t实)，而迟到深度标尺所对应的是录井迟到时间(t录)。在不考虑钻时的情况下，当录井迟到时间大于实际迟到时间，时间库迟到深度标尺下移，深度库上表现为气测曲线的上移；当录井迟到时间小于实际迟到时间，时间库迟到深度标尺上移，深度库上表现为气测曲线的下移(图1)。

在储集层与其上下地层钻时不同的情况下，时间库中同样的气测曲线对应迟到深度刻度稀疏时(钻时变大)，在深度库上表现为气体曲线形态的变窄；对应迟到深度刻度密集时(钻时变小)，在深度图上表现为气测曲线形态的变宽(图2)。

综上可见，迟到时间不准确，必然引起时间库迟到深度标尺与气测曲线不匹配，进而造成深度库气测曲线深度的“错位”及“形变”。时间库迟到深度的校正，一方面向前可以校正迟到时间，另一方面向后也可以校正深度库气测曲线。

图1 录井迟到时间对深度库气测曲线的影响

图2 不同钻时迟到深度对深度库气测曲线的影响

2 时间库迟到深度标尺平移法

渤海油田地层中常见的储集层是砂岩，其疏松且孔隙发育，是地层气聚集的有利场所；非储集层一般是泥岩，由于压实作用，使泥岩孔隙中的大部分地层水和气体排出，故泥岩坚硬且含气量较低。在时间库中依据气测曲线形态可以分为四种类型：地层储层气、地层非储层气(背景气)、循环气、空气(图 3)。“储层气”是指存在于储集层中的大量气体，钻头破碎储集层后，这股气随钻井液返出到井口，被气测设备分析记录，时间库中气测曲线呈现山峰状高值；“背景气”是钻头破碎泥岩后，钻井液携带少量气体返出到井口，被气测设备分析记录，时间库中气测曲线呈现低值，且比较平稳；“循环气”是指工程上，停止钻进，循环钻井液，使井底连续上返岩屑出现间断，循环期间出钻头上返的钻井液中无地层岩屑和气体，时间库中记录的这段钻井液的气测曲线呈缓慢下降低洼状；“空气”是指工程上，钻台关停钻井液泵，使返出槽液面立即下降，脱气器只能抽吸空气，时间库中气测曲线呈快速下降低洼状，最低值接近于零。前两种气测曲线形态与地层相关，后两种气测曲线形态与工程作业相关。

图3 时间库中四种气测曲线及迟到深度特征

与这四种气测曲线形态相对应，迟到深度也存在一定的特征变化。

(1)时间库中的“储层气”，由于储集层砂岩较疏松，钻速较快，故迟到深度点之间较紧密。

(2)时间库中的“背景气”，由于泥岩致密坚硬，对应钻速较慢，故迟到深度点之间较稀疏。

(3)时间库中的“循环气”，通常是由于工程上停钻并没有停泵，间断了井底钻头上下相邻的两个整米深度点的连续上返，这两个相邻的迟到深度点间隔时间被拉长，拉长的时间等于循环时间，循环前的迟到深度点在气测曲线下降的拐点附近，循环后的迟到深度点在气测曲线上升的拐点附近，循环完后接下一根钻杆立柱继续钻进，故接立柱(PC)迟到深度往往接近于循环后的迟到深度点。

(4)时间库中的“空气”，由于停泵造成返出槽液面立刻变化，与迟到时间无关，它影响的是目前返出到井口的两个迟到深度点，且两个迟到深度点间隔时间被拉长，所拉长的时间等于关泵时间。

通过四种类型气测曲线与迟到深度的对应关系分析可知：“储层气”呈高峰型，且对应的迟到深度点密集，特征明显；“循环气”呈缓慢下降低洼状，对应迟到深度点拉长，特征也比较明显；“背景气”曲线平直，不易判断迟到深度是否存在问题；而“空气”与迟到时间无关。故迟到深度标尺平移法是在时间库中，依据“储层气”上升和下降半幅点对应迟到深度标尺刻度变密集的起终点，“循环气”下降点对应钻进中断迟到深度点，上升点对应接立柱迟到深度点，对迟到深度标尺进行平移校正， 其中平移量就是迟到时间的误差值，据此即可对迟到时间进行校正。

3 应用实例

渤海湾盆地渤中凹陷某评价井BZXX-3井录井过程中，岩性剖面综合图上井段1 835～1 839 m储集层附近的气测Tg(全烃)曲线高峰段发生了深度偏移， 在井深1 834 m 处存在“高尖”，含量值大于10%，之后Tg曲线缓慢下降，现场解释该储集层为含油水层。

发生这种“偏移”一定是由于录井设置的迟到时间不准确造成的，在时间库中复查该段气测曲线与迟到深度的对应关系(图4)：迟到深度点1 835～1 839 m密集段滞后于“储层气”高峰段；迟到深度点1 834 m、1 835 m之间拉伸段滞后于“循环气+空气”低洼段；接立柱位置的迟到深度位于“储层气”中，滞后于“循环气+空气”向“储层气”过渡的拐点。由此总结出该段录井设置迟到时间大于实际迟到时间。

时间库中该段储层气明显在其中上部夹了一段循环气和空气，造成这种气测曲线形态变化的原因与工程作业有关。

(1)钻进过程中，钻头刚揭开少部分储集层，恰好这根立柱已经钻完，之后循环携砂一段时间，循环完井口连接好下一根立柱，继续钻开该储集层。

图4 BZXX-3井时间库迟到深度校正

(2)上返过程中，储集层顶部少量储层气先上返，接着是循环气，最后是中下部大量储层气。

(3)检测过程中，最先达到井口的少量储层气造成时间库记录的气测曲线小幅抬升，接着检测到循环气，气测曲线缓慢下降，但检测分析快结束时，又恰好钻台接立柱停泵作业，返出槽液面立即下降，故循环气末尾段由空气代替，最后检测到该储集层中下部大量储层气，造成曲线随即大幅上升。

了解时间数据库气测曲线变化原因后，依据储层气、循环气及接立柱位置与迟到深度的对应关系，平移迟到深度标尺，使气测曲线与迟到深度匹配，这样时间数据库气测曲线再向深度数据库转化时，深度数据库中的气测曲线就会得到校正。校正后Tg曲线形态饱满，解释为油层，纠正之前现场解释，与钻后电测解释结论一致(图5)。时间数据库迟到深度标尺平移量为5 min，由此使录井系统设置的迟到时间减去5 min，保证了后续录井作业资料质量。

图5 BZXX-3井深度库气测曲线校正

4 结束语

录井设置的迟到时间与实际不符时，会造成岩性剖面中气测曲线与储集层位置发生“错位”的现象，同时也因储集层与上下地层钻时的不同引起气测曲线形态的失真，故气测曲线的校正必须基于迟到时间的校正。迟到时间的校正可以在时间数据库中平移迟到深度标尺，使之与四类气测曲线相匹配，平移量就是迟到时间的误差值。基于迟到时间的气测曲线形态异常的校正就是通过时间数据库迟到深度的校正，来达到深度数据库气测曲线校正目的。校正后气测曲线利于指导现场对储集层含油丰度做出准确判断。