[发明专利]用于表征被井眼穿过的地质构造的方法

说明书

技术领域

本发明广泛地涉及对被井眼穿过的地质构造的研究。更具体地，本发明涉及一种用于通过提供井壁的360度视图表征地质构造的方法。

背景技术

电井眼成像测井仪和声波井眼成像仪广泛地用于对地下井眼进行测井以定位和绘制岩层之间的界面(即，地层界面)，并显像和定向裂缝和断层。

在水基泥浆运行的诸如斯伦贝谢的FMI(地层微成像仪)的电井眼成像仪基于50年代已经在市场上可买得到的倾角测量仪技术(Bigelow，1985a，b，c，d，e；Gilreath，1987；Adams等人，1987；Hurley，2004)。图1是测井仪结构和倾角测量仪测井的基本原理的示意图。电井眼成像测井仪实质上是高端倾角测量仪。成像测井仪具有绕着井眼布置在极板上的微电阻率电极，所述极板压靠在井壁上。从倾角测量仪到井眼成像仪的发展趋势已经从几个电极发展到多个极板(4-6个极板之间，有折页极板(flap)或没有折页极板)上的复杂电极排列。

用于这些测井仪的数据获取程序通常如下进行。首先将测井仪下入到具有闭合极板的钻孔内。在开始进行测井时，将任意四个、六个、或八个极板压靠在井壁上。极板的数量取决于正在使用的测井装置。电流通过电极被迫使进入到岩石内，并且在所述电流与地层相互作用之后遥感器测量所述电流。原始数据包括来自单个极板或极板对的多个电极读数、井径仪读数和x轴、y轴以及z轴加速仪和磁力仪读数。井斜和第一极板(用于测井仪的极板1)方位由磁力仪确定。用于电极和加速仪数据的采样率可以高达大约120个样品/ft(400个样品/m)。

井壁的覆盖区是电极阵列的宽度、极板数量和井径的函数。通常，在典型的井眼中，40％-80％的井壁被成像。井眼的非成像部分作为极板之间的空带出现在产生的测井图上。

在地层内所研究的深度较小，通常小于lin(2.5cm)(Williams，C.G，Jackson，P.D.，Lovell，M.A.，and Harvey，P.K.，1997，Assessment andinterpretation of electrical borehole images using numerical simulations：TheLog Analyst，v.38，No.6，p.34-44)。与其它裸眼井测井相比，测井速度是1600-1800ft/hr(500-550m/hr)。压力和温度的限制可与传统的测井仪受到的压力和温度限制相比较。

通常，处理过的电井眼图像基本上是在井壁处的岩石-液体系统的电阻率图。因为在3D中更加难以检查井眼图像，所以通常是沿着真北方向将井筒切开，然后展开圆柱体直到所述井眼图像变成2D视图。图3表示被诸如陡峭倾斜裂缝的平面特征横切的垂直圆柱形井筒的示意图。平面与圆柱体之间的横断面为圆或椭圆。为了在二维视图中观察井筒，通常沿着具有真北方位(N)的线切割圆柱体。当圆柱体展开时，椭圆形轨迹的横断面的线变成正弦曲线。在高度偏斜的水平井中，通常沿着钻孔的顶部切开井眼图像。与圆柱形井筒相交的平面特征在2D视图中表现为正弦波。

使用在市场上可买得到的软件在工作站、PC或大型计算机上进行数据处理。处理步骤包括对磁偏角校正方向数据，所述方向数据是第一极板(极板1)方位(测井仪定向)和井眼方位。一些程序还对磁倾角进行校正。要注意的是磁偏角随时间和空间变化。图表和计算机程序可以用来在任何测井日期对世界上的任何位置计算磁偏角。接下来，应用加速仪校正，从而确保加速仪曲线与电阻率曲线深度匹配。加速仪考虑当测井仪沿钻孔向上移动时产生的差压卡钻、速度变化和共振。最后，必须使用物理测井仪技术要求深度偏移电阻率迹线，使得不同排的按钮在井眼的垂直于测井仪的相同部分成像的情况下排成一行。在非常小的尺度(小于6in；15cm)下，可能产生没有通过传统的数据处理算法进行校正的非线性深度偏移。因此，不是显示电对比(electrical contrast)的每一个表面在深度上都是准确的。

通常，井眼图像通过将色彩图分配给电阻率值的不同面元或范围而生成。然后，将色彩像素布置在井眼周围的所述色彩像素适当的几何位置中。按照惯例，诸如页岩或被流体填充的裂缝的低电阻率特征显示为深色。诸如砂岩和石灰岩的高电阻率特征显示为棕色、黄色和白色色调(图4，显示砂层和页岩间隔内的小尺度断层或微断层(M)和地层界面(B))。要注意的是图像还可以在灰度标上，其中，黑色对应于低电阻率，而白色对应于高电阻率。页岩在截面的下半部分内产生。可以在美国专利No.3,406,776，美国专利No.4,567,759和美国专利No.5,200,705中得到用于生成井眼图像的示例。