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测井采集新技术与评价新方法概述 刘国强

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测井采集新技术与评价新方法概述 刘国强 勘探与生产分公司工程技术与监督处 2018-3-28  西安前 言 测井技术是油气上游业务中“高精尖”技术学科之一,贯 穿于勘探开发整个过程,是准确发现油气层和精细描述油气藏 的重要手段,是储量参数计算、产能评估、开发方案制定与调 整以及油气藏动态监测必不可少的技术,素有“勘探开发的眼 睛”之称。与此同时,测井技术也可为钻井和压裂改造等工程 服务提供至关重要的技术支撑。 近年来,国内外测井技术均取得了显著进步,裸眼井测井 推陈出新,套管井测井与随钻测井的系列配套技术日趋成熟, 复杂油气藏(含剩余油)测井评价方法的深度与广度不断得到 拓展,在油气勘探开发中发挥出越来越大的关键技术作用。讲座的目的: 1.了解测井采集的主要新技术, 夯实解决油藏精细描述中测井疑难问题的物质基础(120分钟) 2.理解测井评价的主要新方法, 提升复杂储层测井评价中的计算模型及其参数选值(60分钟) 前 言讲座提纲 1.测井采集新技术 1.1 测井技术的发展 1.2 主要测井新技术 2.复杂油气藏测井评价新方法 3.结束语1.1 测井技术发展简介 地层 测 井 仪 器 测井响应 激发信号 接收信号 地球物理场 理论方法 处理评价 岩石物理 井眼条件 地层特征 响应特征 分析应用  技术涉及面广,声、电、核、磁、光、压力;裸眼/套管/随钻/井间  纵向分辨率高,最高可达0.25m  解释成果丰富,孔隙度/饱和度/油气层/有效厚度/剩余油特征„  油气藏全周期,勘探/评价/开发/生产/废弃/储气库 物理正演 数学反演 测井是地球物理测井的简称,包括七个方面:基础理论、测量方 法、仪器制造、工具工艺、信息处理、解释评价、生产应用。50/60年代 70年代末 80年代 90年代初 50年代 测井技术的发展历程 技术换代周期基本为15年。当前主流应用技术是高精度数 控测井+成像测井,扫描测井正在开展现场试验并逐步推广。 21世纪初 世界测井技术:1927年,斯伦贝谢兄弟 中国测井技术:1939年,翁文波先生等 1.1 测井技术发展简介测井技术的分类  电缆测井技术 以电缆方式实现井下仪器下送、上提与数据通信的测井技术。 (1)裸眼井测井技术:自然伽马/自然电位/密度/中子/声波/电阻率/„ (2)套管井测井技术:产出剖面/注入剖面/地层评价/固井质量/工程评价/„ 地层评价:几乎所有裸眼井技术+套后饱和度测井(C/O、中子寿命、脉冲中子、„) (3)井间/井地测井技术:电磁波/声波/电位/VSP/微地震监测/„  随钻测井技术 将测井井下仪器搭载于钻铤上在钻进过程中完成测井的技术。只能在裸眼井 中进行。测井项目与电缆测井基本一致。 电缆与随钻测井无限无缝化 裸眼与套管测井无限无缝化 井间测井技术突破一孔之见 1.1 测井技术发展简介裸眼井测井技术 电学测井:双侧向、双感应、自然电位等 声学测井:补偿声波、数字声波等 核学测井:自然伽马(能谱)、岩性密度、补偿中子 数控测井技术:1D 成像测井技术:2D 电学成像测井:阵列感应、阵列侧向、 电成像、 核磁共振等 声学成像测井:偶极横波(阵列声波)、远探测声波 核学成象测井:元素俘获测井 模块测试测井:测压、流体性质分析、常规/PVT取样 扫描测井技术:3D 电学扫描测井:电阻率扫描、介电扫描、核磁扫描 声学扫描测井:声波扫描、套管与固井质量扫描 核学扫描测井:岩性扫描 电成像图像 1.1 测井技术发展简介 垂直电阻率 水 平 电 阻 率 三维电阻率扫描测井成果 常规测井曲线图 自 然 电 位 自 然 伽 马 双 侧 向套管井测井技术 注入剖面五参数组合、示踪流量、脉冲中子双向氧 活化、集流电磁流量、高温吸汽剖面 注入剖面测井技术 产出剖面测井技术(储层产能与下限评价) 阻抗式过环空产出剖面、微波持水率、水平井产液剖 面、高含水高流量过油管产出剖面、电导式相关流量、 分离式低产液产出剖面、流动成像扫描 套后地层评价测井技术(套后油藏精细评价) 脉冲中子饱和度:C/O、寿命、脉冲中子-中子(PNN)、脉冲中子全谱(PNST)、氯 能谱、RST、RMT、PRM、PND 与裸眼井相对应:伽马(能谱)、密度、声波、中子、电阻率、元素、动态测试 套损检测与固井质量评价测井技术 声波幅度(CBL)、声波变密度(VDL)、电磁探伤、井壁超声电视、多臂井径成像、 伽马密度 (SGDT)、交叉偶极压裂效果评价、套管与固井质量评价扫描(IBC) 1.1 测井技术发展简介 套管井测井评价对象示意图 钻 井 液 套 管 水 泥 环 地 层 井 中 流 体斯伦贝谢随钻测井发展历程及最新的Scope随钻测井系列 随钻测井技术 主要应用于水平井、大斜度井中的测井,现已具模块化、集成化和近 钻头等特点,测井系列与电缆裸眼井测井系列基本一致。 中国石油随钻测井技术:电磁波电阻率、双侧向电阻率、自然伽马、可控中子源测井等 基于HSE的要求,随钻测井中核测井逐步采用非化学源测井,如可控中子源。 1.1 测井技术发展简介测井技术目的 油气层识别 储层评价 油气藏综合评价 工程技术支持 解释评价 测井技术关键节点 资料处理 2)深化处理新技术 地质 油气藏 试油试采 地震 解释评价 资料采集 (物质基础) 响应特征 数物模拟 岩电等 岩石物理 适用、经济、高效、 先进的采集技术 3)岩石物理研究新技术 4)复杂储层评价新方法 1)针对性应用 采集新技术 复杂油气藏评价(地 质、油藏、工程) 需求驱动 测井设计 现场监督 采集装备 1.1 测井技术发展简介 地质油藏 工程需求讲座提纲 1.测井采集新技术 1.1 测井技术的发展 1.2 主要采集新技术 2.复杂油气藏测井评价新方法 3.结束语1.2 主要测井新技术简介 成像测井:探井应用覆盖率35%左右,重点开发井应用力度不断加大 电成像、核磁共振、元素俘获、阵列声波、MDT 2004-2016年中国石油探井主要成像测井应用井次 电成像、阵列声波:350井次 核磁共振:200井次 MDT/元素:80井次 近 三 年 阵列声波 电成像 阵列声波:储层各向异性分析、岩石力学参数 计算、地应力范围确定与大小 电成像:缝洞储层(碳酸盐岩、火山岩、 山前碎屑岩) 核磁共振:低孔低渗碎屑岩、致密油气 元素测井:致密油气、页岩气、火山岩/变质岩 MDT/CHDT:复杂油水关系油气藏、油田老区 技术应用重点 核磁共振 元素扫描测井:集中应用、逐步推广 介电、电阻率、核磁、声波、岩性、流动、固井 扫描测井 应用 井次 重点应用领域 电阻率扫描 RtScanner 15 塔里木库车、长庆延长组 核磁共振扫描 MrScanner 27 渤海湾明馆、长庆延长组 声波扫描 SonicScanner 315 蜀南页岩气、致密油气 介电扫描ADT 58 长庆陇东与姬源、冀东南 堡 岩性扫描 LithoSca、FleX 152 致密油气、页岩气等 套后扫描IBC 62 水平井、储气库 中国石油扫描测井应用情况(截止2017年12月) 1.2 主要测井新技术简介 薄互层的水平电阻率和垂直电阻率对比 垂直电阻率 水 平 电 阻 率 直井 水平井讲座提纲 1.测井采集新技术 1.1 测井技术的发展 1.2 主要采集新技术 电成像、核磁共振、元素、MDT、过套管电阻率 2.复杂油气藏测井评价新方法 3.结束语电成像测井是采用多极板(4或6 个)、阵列钮扣式电极、推靠贴井壁 的工作模式,测取井壁附近地层的电 阻率曲线群,可合成为高分辨率、高 清晰、具空间方位的彩色图像。 A. 电 成 像 测 井 精细描述井壁附近(5cm)地层的电阻率变化! 阵列钮扣式电极与微聚焦电阻率测量示意图 1.2 主要测井新技术简介 电成像测井 沉积特征分析与缝洞储层评价的利器斯伦贝谢-FMI 阿特拉斯-STAR-II 哈里伯顿-EMI 中油测井公司-MCI 技术特点:  测量信息量大:同一深度点上,144~192条电阻率曲线  分辨率特别高:纵向0.5cm、裂缝微米级  适用范围很广:各类储层;沉积特征、岩性岩相、缝洞雕刻、井旁构造、 地应力方位 A. 电 成 像 测 井 6条臂,每个极板 24个纽扣电极,共 144条曲线 6条臂,每个极板 25个纽扣电极,共 150条曲线 6条臂,每个极板 24个纽扣电极,共 144条曲线 4个臂,每臂一个主极 和一个副极板,每个极 板24个电极,共192条 电阻率曲线。 1.2 主要测井新技术简介 电成像测井 沉积特征分析与缝洞储层评价的利器主要应用: 之一:沉积特征分析-碎屑岩 之二:岩性岩相特征-火山岩、碳酸盐岩 之三:缝洞识别与定量评价 之四:过井构造识别与地应力方位确定 A. 电 成 像 测 井 1.2 主要测井新技术简介 电成像测井 沉积特征分析与缝洞储层评价的利器沉积构造特征分析 沉积韵律与相变序列 砂岩古水流方向确定 多井微相对比分析 A. 电 成 像 测 井 之一:沉积特征分析-碎屑岩 1.2 主要测井新技术简介A. 电 成 像 测 井 之一:沉积特征分析-碎屑岩层理 1.2 主要测井新技术简介 泥岩 砂岩 泥岩水平层理板状交错层理 砂 岩 平 行 层 理 A. 电 成 像 测 井 之一:沉积特征分析-碎屑岩层理 1.2 主要测井新技术简介 槽状交错层理 3309 3310冲刷面 A. 电 成 像 测 井 之一:沉积特征分析-碎屑岩层理与结构 1.2 主要测井新技术简介 波状交错层理 重荷构造(砂岩压入 泥岩造成层理变形) 分选性与磨圆度a. 三角洲前缘及滨浅湖沉积特征 滩砂:砂层多而薄,与 粉砂质泥岩频繁互层 坝砂:砂层厚,主要发育 块状构造及低角度层理 风暴沉积:截切构造、冲刷充填 构造、递变层理及变形构造 水下分流河道:粒度向上变 细,呈正旋回特征,底部发 育冲刷面 冲刷面 交错层 理细砂 岩 交错层 理粉砂 岩 水平层 理泥岩 岩性图例 泥灰岩 泥岩 砂质泥岩 泥质砂岩 砂岩 钙质砂岩 钙质泥岩 碳酸盐岩 砂质碳酸盐岩 泥质碳酸盐岩 冲刷面 变形构造 冲刷面 冲刷面 递变层理 b. 半深湖泥、浊积砂沉积特征 半深湖泥:水平层理泥灰岩, 发育有黄铁矿(暗色斑点) 浊积砂:递变层理砂 岩,底部发育冲刷面 浊积砂:递变层理砂岩,底部发育冲刷 面,上部发育有变形构造 A. 电 成 像 测 井 之一:沉积特征分析-碎屑岩微相分析 1.2 主要测井新技术简介 电成像图像特征图版与沉积微相分类以电成像沉积特征为基 础并结合其他测井资料和岩 心观察等,开展单井沉积韵 律分析与微相划分。 A. 电 成 像 测 井 之一:沉积特征分析-碎屑岩微相分析 沉积微相-沉积层序解释 1.2 主要测井新技术简介不同沉积层理类型的倾角模式 A. 电 成 像 测 井 之一:沉积特征分析:碎屑岩古水流方位确定 1.2 主要测井新技术简介 电成像层理特征划分倾角模式: 红模式:层理倾向基本一致, 但倾角随深度增加而逐渐增大; 蓝模式:层理倾向基本一致, 但倾角随深度增加而逐渐减小; 绿模式:层理倾向基本一致, 但倾角不随深度变化而变化。 一般地,绿模式和蓝模式 中的层理倾向可认为水流方向, 而红模式中的层理倾向与水流 方向垂直。电成像测井的倾角模式拾取 A. 电 成 像 测 井 之一:沉积特征分析:碎屑岩古水流方位确定 1.2 主要测井新技术简介电成像测井的古水流方向分析 A. 电 成 像 测 井 之一:沉积特征分析:碎屑岩古水流方位确定 1.2 主要测井新技术简介A. 电 成 像 测 井 之一:沉积特征分析:碎屑岩古水流方位确定 古水流方向确定 2149.1-2232.0m 1803.0-2149.1m 1.2 主要测井新技术简介 根据单井的沉积构造特征和沉 积序列,进行沉积微相识别和沉积 特征分析,并应用砂岩沉积层理确 定古水流方向。通过多井对比,可 分析区块的沉积特征。 多井确定古水流方向分析岩石结构、地层层理等岩石结构特征, 识别岩性、岩相,并可划分火山岩喷发期次。 A. 电 成 像 测 井 之二:岩性岩相识别:火山岩相 火 山 岩 岩 相 分 类 上部亚相 中部亚相 下部亚相 岩相物性序列: 优于 1.2 主要测井新技术简介A. 电 成 像 测 井 之二:岩性岩相识别:生物礁相 横向 纵向 礁前 礁核 礁后 礁翼 礁基 礁核 礁内 滩 礁 盖 典型生物礁模式图 1.2 主要测井新技术简介礁前 A. 电 成 像 测 井 之二:岩性岩相识别:生物礁相 1.2 主要测井新技术简介 礁 核 礁 后A. 电 成 像 测 井 之二:岩性岩相识别:生物礁相 针孔状黑斑,礁核 高能滩,礁前 斑块状,礁丘翼 薄纹层,礁后 碳酸盐岩岩相与有利储层识别 1.2 主要测井新技术简介A. 电 成 像 测 井 之三:缝洞识别与定量评价 1.2 主要测井新技术简介 电成像的主要类型裂缝特征及其分类(水基钻井液) 裂缝分 类 亚类 裂缝 类型 方位与主 应力关系 裂缝 张开度 溶蚀 程度 裂缝形态 裂缝特征 一类 裂缝 Ⅰ 高导缝 较一致 大 强 完整、连续 连通性好,保持开启,溶孔发育, 气测显示好或出现漏失 Ⅱ 高导缝 较一致 大 弱 完整、连续 裂缝规则完整,连通性好, 二类 裂缝 Ⅲ 高导缝 不一致 中 弱 连续、 半连续 裂缝清晰,有效性稍低, 角度中高,伴生溶蚀较弱 Ⅳ 微裂缝 较一致 小 弱 连续、 不连续 裂缝有效性较低,但保持开启, 易成组发育,压裂改造效果好 a一类Ⅰ型 b 一类Ⅱ型 c 二类Ⅲ型 d 二类Ⅳ型A. 电 成 像 测 井 之三:缝洞识别与定量评价 1.2 主要测井新技术简介 电成像的主要类型裂缝特征及其分类(水基钻井液) 裂缝分 类 亚类 裂缝 类型 方位与主 应力关系 裂缝 张开度 溶蚀 程度 裂缝形态 裂缝特征 三类 裂缝 Ⅴ 微裂缝 不一致 小 无 半连续、 不连续 断续发育,有效性很低, 对储层贡献小 Ⅵ 半充 填缝 较一致 小 弱 不连续 内部半充填泥质或高阻矿物,不连续, 连通性小,压裂后易重新开启 四类 裂缝 Ⅶ 高阻 充填缝 不一致 无 无 连续、 半连续 裂缝被后期高阻物质充填,通常伴随 较强的胶结作用,对储层无贡献 e 三类Ⅴ型 f 三类Ⅵ型 g 三类Ⅵ型 h 四类Ⅶ型A. 电 成 像 测 井 裂缝与洞穴识别 之三:缝洞识别与定量评价 洞 穴 1.2 主要测井新技术简介A. 电 成 像 测 井 裂缝测井定量计算 之三:缝洞识别与定量评价 产 状 密度 长度 水动力宽度 裂缝宽度 孔 隙 度 1.2 主要测井新技术简介 密度(FVDC): 每米深度上裂缝条数 长度(FVLT); 每米深度上裂缝长度之和 水动力宽度(FVAH): 每米深度上裂缝宽度立方之和的开立方 裂缝宽度(FVA): 每米深度上裂缝宽度的简单评价 孔隙度(FVPA): 每米深度上裂缝面积之和与图像面积之比 FVPA=FVLT*FVA/图像面积裂缝孔隙度(%) FVPA≥0.2 (裂缝孔隙型) 0.2FVPA≥0.02 (裂缝孔隙型) FVPAΦ≥5 一类 二类 三类 5Φ≥3 二类 三类 干层 Φ3 三类 干层 干层 以常规测井计算基质孔隙度、以电成像测井计算裂缝孔隙度,并结合试油试 采资料,建立了基质孔隙度-裂缝孔隙度储层分类图版与划分标准,解决了英西混 积岩储层类型(孔隙型、裂缝孔隙型)与类别的划分难题。 基质孔隙度(%) 储层分类图版 I类 II类 III类 英西E 3 2 储层划分标准 A. 电 成 像 测 井 之三:缝洞识别与定量评价:双孔隙度储层分类法 1.2 主要测井新技术简介A. 电 成 像 测 井 之三:缝洞识别与定量评价:孔隙度谱储层分类法 孔隙频谱分析 1.2 主要测井新技术简介 主要目的:分析电成像图像上存在不 同类型不同尺度孔隙分布特征,定量 评价储层孔隙结构。 基本原理:以Archie公式将电成像的 每条电阻率刻度为孔隙度,即: 式中,C i -电成像第i电极电阻率,m;R LLS -D浅侧 向电阻率,m; log -测井计算孔隙度,%;m-孔隙 度胶结指数; i -电成像第i条电阻率转换后的孔隙 度,%。 关键:深度窗长、孔隙度截止值 (即可将原生孔隙与次生孔隙分离)。 孔隙结构特征:峰值大小反演孔 隙尺度,分布宽窄反映储层非均质性。 m i LLS i C R / 1 log ) (    强成层型 弱成层型 块状结构 狮43井测井评价综合图 常规曲线分辨不出储层及其类别的差异,但电成像测井分辨率高(0.5cm)、 数据量大(同一深度192条电阻率),可以精细描述地层结构,且每口新井都必测 电成像,形成了以地层结构实现储层分类的方法。 块状 强成层型 弱成层型 A. 电 成 像 测 井 之三:缝洞识别与定量评价:宏观结构储层分类法 1.2 主要测井新技术简介A. 电 成 像 测 井 过井剖面 地层倾角 倾角统计 电成像测井的井旁构造分析 区块断层与高导缝和微裂缝的关系 应力释放缝:最 小主应力方向 井眼崩落:最 小主应力方向 泥浆压裂缝:最 大主应力方向 之四:过井构造识别与地应力方位确定 1.2 主要测井新技术简介讲座提纲 1.测井采集新技术 1.1 测井技术的发展 1.2 主要采集新技术 电成像、核磁共振、元素、MDT、过套管电阻率 2.复杂油气藏测井评价新方法 3.结束语斯伦贝谢 CMR 阿特拉斯 MRIL-C MREx 哈里伯顿 MRIL-P 核磁共振测井是基于与孔隙 中流体氢核含量及其分布状态的响 应特征而获取纵向、横向驰豫谱, 可准确计算出与岩性无关的孔渗饱、 有效地评价储层孔隙结构、分析流 体类型与特性。 中油测井 B. 核 磁 共 振 测井 核磁共振测井  孔隙结构评价的利器 1.2 主要测井新技术简介B. 核 磁 共 振 测井 测量幅度随时间衰减的回波信号 t 原始数据: 回波串 M(t) P(i) 处理结果:T 2 分布 T 2                         noise e e e e n echo noise e e e e echo noise e e e e echo m T n t T n t T n t T n t m T t T t T t T t m T t T t T t T t m m m                               , 2 ) ( 3 , 2 ) ( 2 , 2 ) ( 2 , 2 ) ( , 2 ) 2 ( 3 , 2 ) 2 ( 2 , 2 ) 2 ( 2 , 2 ) 2 ( , 2 ) 1 ( 3 , 2 ) 1 ( 2 , 2 ) 1 ( 2 , 2 ) 1 ( 3 2 1 3 2 1 3 2 1 ) ( ) 2 ( ) 1 (                 t 原始数据: 回波串 M(t) P(i) 处理结果:T 2 分布 T 2 t 原始数据: 回波串 M(t) P(i) 处理结果:T 2 分布 T 2                         noise e e e e n echo noise e e e e echo noise e e e e echo m T n t T n t T n t T n t m T t T t T t T t m T t T t T t T t m m m                               , 2 ) ( 3 , 2 ) ( 2 , 2 ) ( 2 , 2 ) ( , 2 ) 2 ( 3 , 2 ) 2 ( 2 , 2 ) 2 ( 2 , 2 ) 2 ( , 2 ) 1 ( 3 , 2 ) 1 ( 2 , 2 ) 1 ( 2 , 2 ) 1 ( 3 2 1 3 2 1 3 2 1 ) ( ) 2 ( ) 1 (                     m i T t i i e P t A 1 2 ) ( 求解Pi的过程称为解谱。由于Pi反映的是各特征 驰豫所占的比例,一系列Pi就构成了T2分布。 12 ) ( 1 1 2 2 2 2 E B GT D V S T T      t 原始数据: 回波串 M(t) P(i) 处理结果:T 2 分布 T 2                         noise e e e e n echo noise e e e e echo noise e e e e echo m T n t T n t T n t T n t m T t T t T t T t m T t T t T t T t m m m                               , 2 ) ( 3 , 2 ) ( 2 , 2 ) ( 2 , 2 ) ( , 2 ) 2 ( 3 , 2 ) 2 ( 2 , 2 ) 2 ( 2 , 2 ) 2 ( , 2 ) 1 ( 3 , 2 ) 1 ( 2 , 2 ) 1 ( 2 , 2 ) 1 ( 3 2 1 3 2 1 3 2 1 ) ( ) 2 ( ) 1 (                 t 原始数据: 回波串 M(t) P(i) 处理结果:T 2 分布 T 2 t 原始数据: 回波串 M(t) P(i) 处理结果:T 2 分布 T 2                         noise e e e e n echo noise e e e e echo noise e e e e echo m T n t T n t T n t T n t m T t T t T t T t m T t T t T t T t m m m                               , 2 ) ( 3 , 2 ) ( 2 , 2 ) ( 2 , 2 ) ( , 2 ) 2 ( 3 , 2 ) 2 ( 2 , 2 ) 2 ( 2 , 2 ) 2 ( , 2 ) 1 ( 3 , 2 ) 1 ( 2 , 2 ) 1 ( 2 , 2 ) 1 ( 3 2 1 3 2 1 3 2 1 ) ( ) 2 ( ) 1 (                 体积弛豫 表面弛豫 扩散弛豫 T2是反演出来的,不是直接测量的! 核磁共振测井  孔隙结构评价的利器 1.2 主要测井新技术简介B. 核 磁 共 振 测井 核磁共振测井  孔隙结构评价的利器 主要应用: 之一:孔隙度与渗透率计算:与岩性无关 之二:束缚水饱和度计算:无需岩电参数 之三:孔隙结构分析与储层分类 之四:流体类型识别 1.2 主要测井新技术简介B. 核 磁 共 振 测井   2 2 4 min ) ( dT T S MCBW T 粘土束缚流体体积     2 2 4 ) ( dT T S MPHE MAX T e     2 2 4 ) ( 2 dT T S BVI cutoff T B 有效孔隙体积 毛管束缚流体体积     2 2 min ) ( dT T S t MSIG MAX T T 总孔隙体积 2 4 ) ( BVI FFI NMR c k     渗透率 可动流体体积     2 2 2 ) ( dT T S FFI MAX T cutoff T m 骨架 可导电流体 可动水 可动烃 粘土 束缚水 毛管 束缚水 FFI MPHE MCBW BVI MSIG 干粘土 孔隙度和渗透率计算方法 之一:计算孔隙度与渗透率 1.2 主要测井新技术简介 粘土束缚 水体积 有效孔隙度 总孔隙度 .5 1.0 2.0 4.0 毛管束 缚流体 8.0 16 32 可动流体 T 2cutoff 64 128 256 512 1024 2048 t P核磁共振测井的孔隙度和渗透率计算 B. 核 磁 共 振 测井 之一:计算孔隙度与渗透率 标准T2分布谱 渗透率、 束缚水饱和度 BIN孔隙度分布 各部分孔隙 体积分布 粘土束缚流体 毛管束缚流体 可动流体 总孔隙度 有效孔隙度 T2截止值 孔径分布 1.2 主要测井新技术简介B. 核 磁 共 振 测井 之一:计算孔隙度与渗透率 1.2 主要测井新技术简介 特高伽马段的储层识别 高伽马的成因: 放射性元素富聚 高丰度烃源岩,铀元素含量高。 页岩气储层和源储一体化致密油。核磁共振测井计算可动流体与束缚流体饱和度 核磁可动流 体饱和度 0.1μm对应的 进汞饱和度 自由流体 孔隙度 之二:计算束缚水饱和度 B. 核 磁 共 振 测井 核心问题:T2 cutoff 的准确确定 FFI BVI MCBM BVI MCBW S wir     FFI BVI MCBM FFI S m    1.2 主要测井新技术简介2900-2930米核磁有效孔隙度3-6%,中大孔隙所占比例 较小,核磁长T2谱局部发育,可动流体含量相对较低。 3010-3020米核磁有效孔隙度3-5%,中大孔隙所占比例 较小,核磁长T2谱局部发育,可动流体含量相对较低。 储层有效性评价 核磁共振分析孔隙结构特征,评价储层有效性,划分储层类别。 B. 核 磁 共 振 测井 之三:评价储层孔隙结构 1.2 主要测井新技术简介将T2谱转换成毛管压力曲线,并 用其孔隙结构评价思路与方法实现核 磁共振测井的孔隙结构评价 B. 核 磁 共 振 测井 之三:评价储层孔隙结构  = 17.1 % K air = 1.87 md S wir = 80.8 %  = 24.4 % K air = 45.1md S wir = 58.3 %  = 11.8 % K air = 414 md S wir = 29.6 %  = 27.8 % K air = 2640 md S wir = 21.3 % .001 .01 0.1 1.0 10 100 Radius, microns Radius (HgI) T 2 (NMR) 不同孔隙结构储层的T 2 谱 P c = 2  cos / r 1 P c = 2  cos / r 1 Water Oil  2r Water Oil  2r T 2 T 2 1/T 2 =  2 S/V = 2  2 / r 2 Capillary Tube NMR A i T2 i P c T 2 =  cos /  2 r 2 r 1 P c T 2 =  cos /  2 cos /  2 r 2 r 1 2 pc c T Κ P  :界面张力 :润湿角  2: 表面驰豫率 r 1 :毛管半径 r 2 :孔隙体半径 K pc Closure Correction Determination Plot Well: XuShen-1 Sample: yg13 Depth: 3445.83 m 0.000 200.000 400.000 600.000 800.000 1000.000 1200.000 1400.000 1600.000 1800.000 2000.000 0.0000 2.0000 4.0000 6.0000 8.0000 10.0000 12.0000 BV Hg (%) Pc (psi) Raw data Closure volume 管形模型 T2谱转换成毛管曲线的思路 12 ) ( 1 1 2 2 2 2 E B GT D V S T T      体积弛豫 表面弛豫 扩散弛豫 T2谱转换成视毛管曲线的基本原理: 实验室测量同岩心的T2谱、毛管曲线 确定两者的转换方程与刻度系数 逐深度点计算出视毛管曲线 分析储层孔隙结构与储层分类 1.2 主要测井新技术简介B. 核 磁 共 振 测井 之三:评价储层孔隙结构 1.2 主要测井新技术简介 核磁共振毛管曲线确定与孔隙结构评价核磁共振测井评价储层孔隙结构 通过建立储层孔喉模型,提取反映储层孔隙结构的特征参数, 实现核磁共振测井连续深度的孔隙结构定量评价。 喉 径 均 值 平 均 喉 径 分 选 系 数 歪 度 中 值 压 力 中 值 半 径 排 驱 压 力 最 大 喉 径 均 质 系 数 喉 道 分 布 有 效 喉 道 指 数 有 效 喉 道 均 值 峰 值 喉 道 半 径 T2 分 布 喉 径 均 值 平 均 喉 径 分 选 系 数 歪 度 中 值 压 力 中 值 半 径 排 驱 压 力 最 大 喉 径 均 质 系 数 喉 道 分 布 有 效 喉 道 指 数 有 效 喉 道 均 值 峰 值 喉 道 半 径 T2 分 布 B. 核 磁 共 振 测井 之三:评价储层孔隙结构 中 值 半 径 分 选 系 数 平 均 喉 径 1.2 主要测井新技术简介0.3 3000 0.3 3000 100MS 100MS 水层的T2谱特征 油层的T2谱特征 B. 核 磁 共 振 测井 之四:识别流体性质-T2谱特征 1.2 主要测井新技术简介 油层:长回波间隔下,T2谱向左移动,有明显拖尾现象,但左移与油品和储层品质有关。 系统对比分析试油层的核磁共振T2特征,在岩石物理研究基础上,确定油层与水层的T2谱 特征的差异,建立了基于核磁共振流体识别方法与图版。B. 核 磁 共 振 测井 之四:识别流体性质-T2谱特征 1.2 主要测井新技术简介 核磁共振测井的油层识别图版 T2谱识别流体类型的测井综合评价图 0 0.5 1 10 100 1000 含油层 含油水层 油层 油水同层 水层 10ms-300ms的T2谱几何均值 大 于 100ms 孔 隙 度 / 大 于 3ms 孔 隙 度 适用性:储层孔渗较差,钻井液侵入作用较的弱。B. 核 磁 共 振 测井 之四:识别流体性质-差谱法 基本原理:由于水和烃横向驰豫时间差别很大,采用不同等待时间的T2谱相减, 可基本消除水信号,突出烃信号,达到识别油层、气层的目的。 1.2 主要测井新技术简介 长等待时间 短等待时间 长短等待时 间T2谱之差 不同等待时间的T2谱构建差谱B. 核 磁 共 振 测井 之四:识别流体性质-差谱法 饱和水 饱和油 原则:水层的差谱尽量小、油气层的差谱尽量大 实例:如T w 短 =0.5s、 T w 长 =1s, 水层出现差谱 如T w 短 =2s、 T w 长 =4s或8s,水层无差谱,油也无差谱 如T w 短 =1s、 T w 长 =2/4/8s,水层无差谱,油差谱明显 如何确定不同的等待时间(Tw)? 1.2 主要测井新技术简介B. 核 磁 共 振 测井 之四:识别流体性质-差谱法 1.2 主要测井新技术简介 核磁共振测井的差谱法识别流体类型B. 核 磁 共 振 测井 之四:识别流体性质-2D核磁共振法 1.2 主要测井新技术简介 基本原理 横向弛豫时间T2谱:孔隙大小与流体性质 (流体类型与扩散系数)综合响应,识别流 体存在一定的多解性。 一定温度、压力:油、气、水的扩散系 数差别很大:气的扩散系数最大,水的次之, 油的最小且有变化(与粘度有关) 采用2D核磁共振测井或常规核磁的特殊 测量模式:地层流体的扩散系数谱(D谱) 建立D-T2的地层流体类型识别图版 流体识别D-T2二维图版 水 气 油T2-D图版识别流体类型 B. 核 磁 共 振 测井 之四:识别流体性质-2D核磁共振法 1.2 主要测井新技术简介B. 核 磁 共 振 测井 之四:识别流体性质 优选测量模式与采集参数 (T w 短 、T w 长 、回波间隔和油层截止值等) 井眼环境(钻井液无铁质、井壁规整等) 测前设计至关重要: 1.2 主要测井新技术简介 适用性: 核磁共振测井是识别油层的一种有效方法,但: 1)探测深度浅(10cm),受侵入影响大。当储层物性好、侵入 较深时,核磁不能探测到油气信号,而误将油气层解释为水层。 2)探测深度浅,受井眼条件影响大。当井况较差时,资料品质变 差,可在移谱上出现假的含油信号,而误将水层识别为油层。 适用性:井壁状况好,储层物性一般、侵入时间较短讲座提纲 1.测井采集新技术 1.1 测井技术的发展 1.2 主要采集新技术 电成像、核磁共振、元素、MDT、过套管电阻率 2.复杂油气藏测井评价新方法 3.结束语C. 元 素 测 井 元素测井  复杂岩石矿物组分计算的利器 1.2 主要测井新技术简介 镅铍中子源发射高能中子(平均能量4MeV) ,高 能中子经过与地层中的原子核发生的碰撞与散射,逐 渐减速为低能热中子,最终被不同元素的原子核俘获。 原子核俘获热中子后,其能量升高但处于非稳定态, 当回复至稳定态后,多余能量以放出伽马射线(即俘 获伽马射线)而实现。 俘获伽马射线与俘获热中子的特定元素原子核特 征相对应的,即不同的原子核释放不同体质的俘获伽 马射线。据此而反演确定出地层的元素含量。 标准俘获伽马射线谱 HE LE 热中子 俘获伽马射线测井基本原理:元素俘获能谱测井仪采用 一个标准的16居里的镅铍(AmBe)中子源 和一个大的铋锗酸铍(BGO)探测器,伽 马射线进入锗酸铋晶体探测器产生荧光, 荧光到达光电倍增管,产生和入射粒子能 量成比例的电脉冲,从而得到热中子俘获 伽马能谱,并进一步反演出地层中的相对 元素含量:Si、Fe、Ca、S、Ti、Gd、Cl、 Ba和H。  斯伦贝谢ECS (Elemental Capture Spectroscopy )  哈里伯顿GEM (Geochemical logging)  贝克休斯FLS (Formation Lithology Spectrometer)  中国石油已研制成功并下井试验 C. 元 素 测 井 1.2 主要测井新技术简介 元素测井  复杂岩石矿物组分计算的利器C. 元 素 测 井 1.2 主要测井新技术简介 岩性扫描测井(LithoScanner) (1)技术特点: 采用中子发生器,安全无核污染,且激发出较化学源的能量高8倍,不存 在放射源运输问题 采用新型大晶体探测器,弱信号探测精度提高两倍,且耐高温性能好、 无需冷却操作 全谱测量(俘获谱和非弹谱),可测量更多的元素:硅、钙、铁、硫、钛、 钆、氯、钡、氢、碳、镁、铝、钾、锰、钠、铜、镍、氧 测速快两倍,仪器外径4.5、适用于5.5井眼 (2)特色应用:  测量碳元素,输出总有机碳含量  测量镁元素,输出白云石含量 非弹性散射谱:地层原子核与高能中子 发生非弹性散射后,吸收部分能量而能 量升高,但处于非稳定态,当回复至稳 定态后,多余能量以放出伽马射线(即 非弹性散射伽马射线)而实现。 元素测井  复杂岩石矿物组分计算的利器元素测井数据反演处理流
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本文标题:测井采集新技术与评价新方法概述 刘国强
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