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石油测井技术现状及发展趋势

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生产测井 测井解释 测井技术 测井作业 测井原理 气藏开采
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0083 卷第 2 期 , 2011 年 6 月3, , 011石油测井技术现状及发展趋势刘春艳 , 董双波 , 闫方平 , 闫栋栋( 承德石油高等专科学校 石油工程系 , 河北 承德 067000)摘要 : 石油测井技术是发现油气层 、动态监测油气藏的重要手段 。主要介绍了目前石油测井技术现状 , 介绍了从测井装备和技术 、测量方法 、测量参数 、测井资料应用 、测井评价 、测井采集各方面的发展趋势 。阐述了基础理论的应用性研究 、仪器制造 、实验方法与手段 、软件开发 、科研开发的组织管理等 , 提出采取自主研发 、合作研发 、技术引进等多种方式 , 提高自主创新能力 , 实现跨越式发展 , 快速提升我国测井技术整体水平的思路 。关键词 : 测井 ; 技术现状 ; 发展趋势中图分类号 : 献标识码 : A 文章编号 : 10082011) 02uo 67000, is an of on of of in of In as of , be a be s be ey 2011 刘春艳 ( 1981 - ) , 女 , 四川省泸州人 , 承德石油高等专科学校石油工程系助教 , 硕士研究生 , 主要从事油气田开发方面的教学与研究工作 。1 测井技术现状我国陆上的油气勘探主要是构造 —岩性等陷蔽油藏 、山前等复杂油气油的勘探 。使用传统的较低分辨率 、较差直观性 、容易出现多解性等的测井技术和方法 , 已经不能满足实际的需要了 。目前来说大量需要深探测 、高分辨率和高测量精度的测井仪器和解释方法 。测井仪器目前已经经历了五次换代 , 近几年来在国内陆上油气田主要使用的是第四代数控测井仪和第五代成像测井仪 。1.1 电法测井电法测井是通过井下测井仪器向地层发射一定频率的电流测量地层电位 , 从而得到地层电阻率的测井方法 ( 如地层倾角测井 、侧向测井 、感应测井等 ) , 还包括向地层发射电流测量地层自然电位的测井方法 。刘春艳 , 等 : 石油测井技术现状及发展趋势1.2 声波测井声波测井[ 1]是通过测量环井眼地层的声学性质来判断地层的特性 、井眼工程状况的测井方法 , 它主要包括声速测井 、声幅测井 、声波全波列测井等多种方法 。声波测量能揭示许多储层与井眼特性 , 可以用来推导原始和次生孔隙度 、渗透率 、岩性 、孔隙压力 、各向异性 、流体类型 、应力与裂缝的方位等 。声成像测井则是换能器发射超声窄脉冲 , 通过扫描井壁并接收回波信号 , 采用计算图像处理技术 , 将换能器接收的信号数字化 、预处理及图像处理转换成像 。斯伦贝谢的 长源距与井 短源距相结合 , 在 6 英尺的接收器阵列上有 13 个轴向接收点 , 每个接收点有个以 45 个间隔绕仪器 , 放置 8个接收器 , 仪器总计有 104 个传感器 , 在接收器阵列的两端各有一个单极发射器 , 另一个单极发射器和两个正交定向偶极发射器位于仪器下部较远处 , 可接收在径向 、周向和轴向上纵波和横波慢度 。1.3 核测井技术核测井又称为放射性测井 , 它是根据地层岩石及其孔隙流体的核物理性质 , 研究地层性质 、深测油气等的一类测井方法 。根据所使用的放射性源或测量的放射性类型以及所研究的岩石物理性质 , 可将核测井方法分为两类 : 以研究伽马辐射为基础的核测井方法称为伽马测井 ; 以研究中子与岩石及其孔隙流体相互作用为基础的核测井方法称为中子测井 。包括自然伽马测井 、自然伽马能谱测井 、密度测井 、中子孔隙度测井等 。1.4 电缆地层测试测井电缆地层测试是油气勘探工作中验证储层流体性质 、估算地层产能最为直接有效的测试方法 。同一般的钻杆测试相比 , 它具有简便 、快速 、经济等著多优点 。其石英压力传感器可以快速准确地测量地层压力和温度的变化 ; 多探针测试器能直接测量地层的径向和垂向渗透率 ; 井下流体电阻率测量和光谱分析技术可快速判别流体类型和采集流体样品 。电缆地层测试主要用于建立单井压力剖面 、计算流体密度 、确定气 、油 、水界面 、估算地层有效渗透率 、了解地层内流体性质等 。1.5 随钻测井随钻测井[ 2]是将测井仪器安装在靠近钻头的部位 , 在钻井过程中就同时测量地层各种信息的测井方法 。它可通过测量地层倾角和方位 、钻头方向 、钻压 、扭矩等对钻探方向进行定向控制 。测量刚钻开地层的电阻率 、自然电位 、自然伽马 、密度 、中子 、核磁 、声波时差等 。其测量结果避免了由于井眼扩径 、泥浆入侵等一系列井下环境条件的影响 。可实时提供地层和井身信息 , 对地层做出快速评价 , 优化井眼轨迹和地质目标 , 指导钻进方位 。特别是在疑难井 、大斜度井 、水平井中可以显示出其相对于电缆测井方法的独到优势 , 随钻测井仪帮助作业者进行重要的钻井决策以及用于确定井眼周围的应力状态 , 提供地质导向 , 在完井和增产作业中用于地层评价 。随钻测井数据传输有泥浆脉冲遥测 、电磁传输速率 、钻杆传输及光纤遥测技术 , 泥浆脉冲遥测是普遍使用的种数据传输方式为 4 ~16 s; 电磁传输与泥浆脉冲传输速率相当是双向传输的 , 不需要泥浆循环 , 有精确钻井康谱乐公司的 统 、斯伦贝谢的E 脉冲电磁传输系统 , 通过钻杆来传输声波或地震信号达到 100 s , 不需要泥浆循环 , 光纤遥测技术传输速率达 1 s。1.6 成像测井成像测井主要提高了井下仪器采集的数据其信息量大 , 分辨率高 , 测量结果经过计算机处理用图象和形式表现出来 。成像测井系统由电成像测井仪 、声成像测井仪 、核磁共振测井仪等下井仪器及数字遥传系统 、多任务数据采集与计算机工作站等配套设备组成 。与常规测井技术相比 , 成像测井对复杂油气藏具有更强的适应能力 。它的仪器有 : 微电阻率扫描成像测井 、阵列感应 、阵列侧向 、井周声波 、多极子阵列声波 、核磁共振等 。1.7 套管井测井套管井测井能减少仪器故障和井眼不稳定所伴随的裸眼井测井风险 , 另外 , 通过较少的测井次数和使用不太贵的修井或完井钻机 , 套管井测井能显著地降低作业成本 。套管井测井在某些环境 , 如地质和构造·31·承德石油高等专科学校学报 2011 年第 13 卷 第 2 期已完全清楚的油田 , 能完全取代裸眼井电缆测井 。国际测井市场上 , 套管井测井 占总测井工作量的 47%。随着面临的油气藏日趋复杂 , 对测井技术提出了许多新的 、更高的要求 。岩性油气藏的勘探 , 要求测井主要解决有利相带的划分和分布预测 、有效储层与盖层的识别与评价 、油气层的识别与油气藏评价等方面的问题 ; 前陆冲断带勘探对测井的需求是有效储层识别与评价 、地应力和地层压力评价 、井旁构造分析 、油气层的识别与油气藏评价 ; 叠合盆地中下部组合的勘探测井面临的主要问题为复杂岩性识别与组分确定 、孔洞缝定性识别与定量评价 、油气层识别与油气藏评价等 ; 老区精细勘探要求测井能够更好地重新认识油水关系 , 发现新层系的油气层 , 评价油气潜力 。1.8 开发测井开发测井指在油田整个开发期间进行的所有测井活动 。开发测井的主要任务就是为油田储层评价 、开发方案编制和调整 、井下技术状况检测 、作业措施实施和效果评价提供依据 。开发测井主要包括剩余油饱和度测井技术 、注采剖面生产测井技术 、工程测井技术和井间测井技术等 。1.9 套管钻井测井套管钻井测井[ 3 -4]是在套管钻井技术诞生后出现的新的测井模式 。套管钻井是一种新兴技术 , 是一口井的钻井和下套管同时完成的过程 。这种技术就是用套管作为钻杆 , 井眼钻成功时 , 套管也下到了井下 。套管钻井技术正在发展之中 , 尚未成熟 , 因此 , 套管钻井测井还处于概念阶段 。2 测井技术发展趋势测井技术经过 70 多年的发展 , 特别是近十几年来 , 油气勘探开发的新的需求成为测井技术发展的重要动力之一 , 相关领域的技术进步推动了测井技术的发展 , 成像测井的新技术测井项目系列如阵列感应成像测井 、微电阻率扫描成像测井 、偶极声波测井 、核磁共振测井 、模块式地层测试器等测井新技术以其针对性强 、测量信息大且精度高的特点在油气勘探的油气储层识别和评价中正日益发挥出重要作用 ,这些测井新技术在国内陆上油田勘探开发中的应用显示出其良好的应用前景[ 5 -7]。1) 测井装备和技术向高可靠 、高精度 、高效率 、网络化方向发展 , 以适应新的地质和工程环境的要求 。测量方法向多源 、多波 、多谱 、多接收器方向发展 , 测量参数由二维向三维成像发展 , 更大提高井眼覆盖率 , 以适应对地层非均质测量的需要 。通过各种传感器集成 , 以及电子线路和电源共用 , 缩短仪器长度 , 提高测井时效 , 降低服务成本 。为适应老油田开发需要 , 套管测井仪器系列不断完善和改进 。井下永久传感器技术将更加成熟 。随钻测井数据传输方式多样化 , 数据传输率不断提高 , 仪器可靠性更强 。安全环保要求使非化学源的核测量探头得到进一步商业化应用 。2) 测井资料应用由单井处理解释转向于多井综合对比分析 , 以提高解释符合率 。由静态评价转向于动态分析 , 得到地层动态信息 。非均质 、各向异性地层的评价以及测井与其它资料的综合应用 ( 如数据管理 、测井 ———地震 、地质建模等 ) 成为发展的重点 。测井应用软件的采集 、处理 、数模转换 、解释及应用的功能一体化 , 适应不同层次需要的应用综合化 , 实现数据共享和提高决策效率的信息网络化 ; 测井评价从目前的单井解释和多井评价 , 发展为以测井为主导在地质认识约束下的具有多学科结合特征的油气藏测井评价技术 , 为油气勘探开发提供重要保障 。3) 测井采集向阵列化和集成化发展 。变单点测量为阵列测量 , 以适应复杂储层非均质的需要 ; 变分散项目的测量为高精度组合测量 , 以适应质量和效率的需要 ; 随钻和套管井电阻率测井系列不断完善 , 应用范围不断增加 , 以适应复杂井况探井和老井测井评价的需求 。3 结束语科学技术的发展必定给我国测井技术带更大的挑战和发展机遇 。在今后的发展进程中 , 进一步加强基础理论的应用性研究 、仪器制造 、实验方法与手段 、软件开发 、科研开发的组织管理 , 测井科技发展必须要突出自主创新的作用 , 采取自主研发 、合作研发 、技术引进等多种方式 , 提高自主创新能力 , 实现·41·刘春艳 , 等 : 石油测井技术现状及发展趋势跨越式发展 , 快速提升我国测井技术整体水平 , 缩小与西方国家的差距 。参考文献 :[ 1] 张相林 , 陶果 , 刘欣茹 . 油气地球物理勘探技术进展 [ J] . 地球物理学进展 , 2006, 21( 1) : 143 -151.[ 2] 杨云侠 , 庞巨丰 . 浅谈中国测井技术的发展方向 [ J], 科学实践 , 2009( 27) : 316 -317.[ 3] F.J] ..2002, 17( 1) : 4 -14.[ 4] J] . 003: 1 -9.[ 5] 王敬农 , 鞠晓东 . 中国石油 “十五 ”科技进展丛书 ———石油地球物理测井技术进展 [ M] . 北京 : 石油工业出版社 , 2006.[ 6] 方朝亮 , 吴铭德 , 冯启宁 . 测井关键技术展望 [ J] . 石油科技论坛 , 2005,( 1) : 32 -35.[ 7] 李国欣 , 刘国强 , 赵培华 . 中国石油天然气股份有限公司测井技术的定位 、需求与发展 [ J] . 测井技术 , 2004, 28( 1) :1 -6.( 上接第 7 页 )流量误差 ;2) 以压力为出发点 , 在理论的基础上 , 建立了压力修正流量计算数学模型 ; 解决了测试流量数据错误的难题 , 为试井解释中流量数据误差问题提供了理论依据和解决方法 ;3) 应用压力修正流量模型对南海 A 井的错误流量进行了合理修正 , 使得压力历史拟合曲线明显好转 , 解释结果更加合理 。参考文献 :[ 1] 李晓平 , 刘启国 . 试井分析方法 [ M] . 四川 : 西南石油学院 , 2001.[ 2] 林加恩 . 实用试井分析方法 [ M] . 北京 : 石油工业出版社 , 1996.[ 3] 李传亮 . 油藏工程原理 [ M] . 四川 : 西南石油学院 , 2003.[ 4] 夏显佰 , 王维君 , 胡广军 , 等 . 气井系统试井异常资料处理中校正模型的应用 [ J] . 新疆石油地质 , 2003, 4( 24) : 344-346.[ 5] 郭冀义 , 冯树义 , 刘海钧 . 生产时间误差对压力恢复曲线的影响 [ J] . 油气井测试 , 1994, 3( 3) :56 -59.( 上接第 11 页 )性和防塌护壁能力 , 避免出现井壁失稳情况 。3) 针对卡 7 井使用的白沥青油溶成分高 、水溶成分低 , 溶解缓慢 、气泡的缺点 , 选用可靠的防塌处理剂 。4) 加强该体系的抗温性能 。5) 选择实验密度为 1.4 ~1.6 g/ 不使用惰性加重材料 。6) 当体系采用惰性加重材料将密度提高到 2. 5 g/ 体系的抗黏土入侵能力要达到 5%( W/V) 以上 。参考文献 :[ 1] 鄢捷年 . 钻井液工艺学 [ M] . 北京 : 石油大学出版社 , 2000.[ 2] 王平全 . 莫北 005 井区 甲酸钾钻井液技术现场实验情况 [ J] . 泥浆实用技术 , 2001,( 1) : 15 -23.[ 3] 姚少全 . 有机盐钻井液有关技术数据及处理剂使用说明 [ J] . 泥浆实用技术 , 2001( 1) : 24 -30.·51·
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