油田开发中裸眼井测井方法浅议
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摘要：经过持续不断的努力，克服一系列技术难题，使核磁测井技术进入商业实用阶段。裸眼井测井：包括地层电阻率测井、地层孔隙度饱和度测井、核磁共振测井、电磁扩张法和介电常数测井等方法。本文仅对电阻率和核磁共振测井方法做一个简单介绍和分析。
早在20世纪五六十年代，国外就开始研究核磁测井，但由于当时技术条件的限制，所得资料的信噪比很低，而且井眼泥浆对测量结果的影响很大，现场应用存在许多实际困难。经过长时间持续不断的努力，终于克服了一系列技术难关，使核磁测井进入商业实用阶段。裸眼井测井：包括电阻率测井、核磁测井、电磁扩张法和介电常数测井等方法。
1、电阻率测井
常规电阻率测井由于费用低，测试半径较大，因而应用广泛，但是测试解释得到的含油饱和度受地层参数孔隙度、胶结系数、饱和度指数、泥质含量、油层压力和油层温度的影响较大，最佳条件下误差为5%～10%，这种误差对于以三次采油可行性评价为目的的测试来讲，是不可能被接受的。1973年Murphy等人提出一种减小电阻率测井误差的方法。地层测井后注入化学剂驱替原油，化学剂之后跟着注入地层盐水段塞，然后再测地层电阻率。用已知的饱和度指数就可以确定残余油饱和度，这种方法叫做测—注—测法，可将电阻率测井的残余油饱和度精度提高到±2%～±5%。
该方法结合测—注—测技术来提高解释精度，具体做法是：
（1）首先进行常规电阻率测井；
（2）注入化学药剂，驱走井周围原油；
（3）注入地层水，驱走化学药剂；
（4）重新实施电阻率测井。
如果测试范围内残留化学药剂对电阻率的影响很小，饱和度指数保持不变，测试解释精度可以提高到2%～5%，基本达到三次采油可行性评价的要求。
2、核磁测井
2.1核磁测井的发展状况
1946年，泊塞尔（E.M.Pureell）和布洛赫（F.Bloch）在几乎相同的时间内，用不同的方法各自独立地发现了在物质的一般状态中的核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance）现象，这是处在某静磁场中的物质的原子核系统受到相应频率的电磁波作用时，在它的磁能级之间发生的共振迁现象。核磁测井（Nuclear Magnetic Logging）是利用核磁共振现象来测定地层中自由流体的含量，地层的孔隙度、渗透率、含油饱和度，以及划分储集层、确定出水量等问题的测井方法，它具有功能全、精度高等优点。
2.2核磁测井的技术方案
①预极化法。
此时，在与两个磁场方向都垂直的探测线圈中，将接收到一个随时间变化的自由感应衰减信号（FID），其幅度与上述衰减的磁化强度M成正比。而时间常数称为横向驰豫时间。氢核驰豫时间是地层环境的函数，即与它所处的状态有关。
岩石中的氢核及束缚于岩石表面的氢核，其弛豫时间非常短，一般为几百微秒；而在岩石孔隙空间中的流体却有较长的弛豫时间，通常可达几百毫秒。由于横向弛豫时间T2必定小于或等于纵向弛豫时间，为了消除岩石中的氢核及束缚于岩石表面的氢核对FID信号的影响，可在自由旋进开始之后，延迟25～30ms再开始测量。
氢核的极化强度M与单位体积中氢核的数目成正比，地层中单位体积氢核的数目又与单位体积地层中流体（水或烃）的百分比含量有关，这个百分比含量称为自由流体指数（FFI），因此，FID信号可以反映地层中的自由流体指数。当时间一定时，自由流体指数与地层的孔隙度线性相关，因此可以根据FID信号来确定地层的孔隙度。
此外，FID信号幅度的大小还与地层中氢核的极化强度M在期间的衰减快慢有关，即与纵向弛豫时间有关。纵向驰豫过程的实质是核自旋与周围介质进行碰撞及交换能量的过程。所以纵向驰豫时间直接与孔隙中流体的性质以及岩石性质有关，而含有自由流体的地层通道又与地层的渗透率有关。这样，由测得的自由流体指数可以推得到地层的渗透率。
由于岩石孔隙中的油和水的纵向弛豫时间不同，因此通过纵向弛豫时间的测量，可以区分油层和水层以及确定含油饱和度。
从上面分析可知，FID信号只与地层中的可动流体相对应，而在储集层和非储集层的界面处自由流体指数为零。所以利用自由流体指数来划分储集层的效果相当好，特别是在复杂的地层剖面上划分储集层，核磁测井显示出它的独特优越性。
另外，还有核磁一密度交会法和核磁一声波交会法求取剩余油饱和度。核磁一声波交会法确定储层含油饱和度，计算出储层的含油饱和度具有一定可信度。加强核磁声波两种测井方法数据采集的质量控制，克服两种方法响应匹配误差，在实验基础上建立的油气极化函数声波传导方程是提高求解储层剩余油饱和度精度的保证。
核磁测井方法是注入顺磁离子消除水信号之后，直接测定残余油饱和度。核磁测井响应于地层孔隙流体，所探测到的信号取决于总的流体体积与外加磁场的强度。测量精度很大程度上取决于孔隙度的估算和响应信号的信噪比。
由于该方法可直接测量含油饱和度，因此随机误差可减小并可以估算系统误差的大小。另外，稠油对核磁测井没有影响，因此可以利用核碰测井估算稠油饱和度；在大多数情况下，可以利用该方法提供准确的剩余油饱和度数值。
3、结束语
根据测井方法的使用环境，可将其分为两类：一类是裸眼井测井方法，另一类是套管井测井方法。裸眼井测井方法包括电阻率测井、核磁测井、电磁波测井、介电常数测井等；套管井测井方法包括脉冲中子俘获测井、碳氧比测井、重力测井等。该技术已经成为一种常规测试方法，主要利用它得到较为可靠的剩余油饱和度剖面，但是由于测量半径小，因此受射孔等因素影响偏大。测井是目前现场进行剩余油饱和度测量的最主要方法之一，各种测井工艺得到的可靠残余油饱和度分布曲线非常广泛地用于强化采油时对油田的评价。
参考文献
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