国外斯伦贝谢电缆测井新技术与应用
- 格式:pdf
- 大小:33.51 MB
- 文档页数:119
成像测井技术目录1电成像测井 (2)1.1 地层微电阻率扫描成像测井技术[1] (2)1.2 阵列感应成像测井技术 (3)1.3方位电阻率成像测井技术 (4)2声波成像测井 (4)2.1超声波成像测井 (5)2.2偶极横波成像测井 (6)3核磁共振成像测井 (6)4成像测井技术的应用 (7)4.1岩性识别 (7)4.2沉积构造识别[4] (10)4.3沉积微相研究[5] (12)4.4裂缝系统的分析 (14)4.5地应力分析[11] (29)5成像测井的发展趋势 (32)参考文献 (33)成像测井技术测井起源于1927年的法国,当时只有测量视电阻率、自然电位、井温等仪器,经过近80年的发展,如今发展成为以电法测井仪、声波测井仪与核磁共振测井仪等系列的测井仪器。
回顾测井技术的发展历程,测井技术经历了从模拟测井到数字测井、数控测井、成像测井的发展历程。
成像测井技术是美国率先推出的具有三维特征的测井技术,是当今世界最新的测井技术。
它是在井下采用阵列传感器扫描测量或旋转扫描测量,沿井眼纵向、径向大量采集地层信息,利用遥传将采集到的地层信息从井下传到地面,通过图像处理技术得到井壁二维图像或井眼周围某一探测范围内的三维图像。
因此,成像测井图像比以往的曲线表达方式更精确、更直观、更方便。
传统的测井只能获取井下地层井眼周向和径向上单一的信息,它适用于简单的均质地层。
而实际上地层是非均质的,尤其是裂缝性油气层的非均质性最为明显,在地层的周向和径向上的非均质性也非常突出。
这促使人们开始利用非均质和非线性理论来设计测井仪器。
成像测井技术就是在此理论基础上发展起来的,它能获取井下地层井眼周向方位上和径向上多种丰富的信息,能够在更复杂、更隐蔽的油气藏勘探和开发方面有效的解决一系列问题:薄层、薄互层、裂缝储层、低孔隙低渗透层、复杂岩性储层评价;高含水油田开发中剩余油饱和度及其分布的确定;固井质量、压裂效果、套管井损坏等工程测井问题以及地层压力、地应力等力学参数的求取等等。
n stries行业422023 / 08 中国石化基础研究是石油工程高质量发展基石——斯伦贝谢测井科技发展剖析及启示斯伦贝谢(SLB)公司的测井技术一直是当今世界测井技术的前沿,世界上第一套数字测井仪、第一套数控测井仪和第一套成像测井仪都出自斯伦贝谢。
科技是斯伦贝谢最重要的发展基石,斯伦贝谢从建立之初就高度重视基础研究和前瞻研究,斯伦贝谢道尔研究中心在电磁学、地声学、核学等方面的基础研究有力支撑了斯伦贝谢测井技术的发展。
剖析研究斯伦贝谢在基础研究方面的布局经验,可为中国石化石油工程在基础研究和前瞻研究方面“下好先手棋、打好主动仗”提供经验借鉴。
斯伦贝谢基础研究的沿革及特点斯伦贝谢高度重视基础前瞻研究,在公司业务稳定后就设立了研究中心开展基础研究和前瞻研究。
1948年,斯伦贝谢在美国康涅狄格州里奇菲尔德成立了研究中心(后更名为斯伦贝谢道尔研究中心),是斯伦贝谢最早开展基础研究的机构,时至今日仍是斯伦贝谢最重要、核心的研究中心,从最初的4个测井学科研究部门发展成为3个测井研究中心。
构建多层级基础研发体系,设立稳定的基础研究机构。
为保证技术的先进性和前瞻性,斯伦贝谢构建多层级研发体系,从事不同层次的基础研究和前瞻研究,分别设立美国道尔研究中心、英国剑桥研究中心和挪威斯塔万格研究中心,主要研究10~50年内不同技术方向不同层次的石油工程技术的基础研究和前瞻研究:道尔研究中心主要进行传感器、数学和建模、油气藏储层、地球科学、机械学和材料科学、碳捕获与封存、机器人等领域基础研究;英国剑桥研究中心主要开展钻完井技术、流体技术、地震以及岩石力学等方面应用研究;挪威斯塔万格研究中心主要致力于地震图像解释、地表和地下测量数据的自动分析和建模等应用研究。
此外,斯伦贝谢在全球还设有11个技术研发中心(包括北京地球科学中心BGC),主要从事石油工程领域10年内的技术和产品研发。
持续打造高水平基础研究团队。
道尔研究中心基础研究团队由来自全球多个国家的科学家和工程师组成,多数都已拿到博士学位,并且具备多年相关行业研究经验。
大斜度/水平井生产测井技术Schlumberger Private斯伦贝谢Schlumberger Private水平井生产所面临的挑战•初期产量较高•含水上升快•产量递减快•产液剖面测量难•井段产液不均匀•措施作业难•有效期较短…主要难点:¾井下多相流态复杂¾产液剖面测量仪器¾仪器传输方式Schlumberger Private油水均匀混合 速度剖面光滑 持率线性变化 单相水在底部,分散相油在顶部速度和持率变化剧烈水有可能回流分层流动,油水分异呈单相井斜微变,相速度和持率剧变井斜<20°井斜20°~85°井斜85°~95°复杂多相流流态-油水两相流试验Schlumberger Private水平井产液剖面测量-流体扫描成像Flow Scanner具有5个微转子测量分层流速,6对光学和电阻探针测量分层三相持率,实时监测数据质量Schlumberger PrivateFlow Scanner* 仪器示意图H y dra u l i c a c t u a t o r F l ow S c a n n e r *4 MS5 O P、5E P1 mi n i s p i n n e r , 1o p t i c a l p r o b e , 1e l e c t r i c a lp r o b e Minispinner cartridgewith integrated one-wire detectorFluid local velocityOptical GHOST*probesGas holdupElectrical FloView*probesWater holdup5 ft11 ftSchlumberger PrivateFlow Scanner* 流速传感器相速度-Minispinner最新技术;5个微型转子流量计垂直于井轴方向分布; 直接测量气相速度;电动短节扫描转子流量计,精确测定相速度。
光纤测井的特性及应用蒋鹏志1. 引言测井技术又称为地球物理测井技术,是一种井下油气勘探的重要手段,是在钻探井中使用反映热、声、电、光、磁和核放射性等物理性质的仪器测量地层的各种物理信息;通过对这些信息按各自的物理原理和它们之间相互联系进行数据处理和解释,辨别地下岩石的孔隙性、渗透性和流体性质及其分布,用于发现油气藏,评估油气储量及其产量。
测井技术在油气田开发和钻井工程中有广泛的用途,是勘探煤、盐、硫、石膏、金属、地热、地下水、放射性等矿产资源的重要方法和有效手段,并应用到工程地质、灾害地质、生态环境等领域。
在油气藏勘探开发中测井技术是地质家和油气藏开发工程师的“眼睛”,通过测井获得的资料是测井评价、地质研究和油气藏开发的科学依据。
在油田的开发过程中,需要知道在产液或注水过程中有关井内流体的持性与状态的详细资料,其可靠性和准确性是至关重要的。
因此测井,是石油勘探开发过程中不可缺少的重要环节。
矿场地球物理测井是通过定量测定井下钻穿地层的电、声、光、核、热、力等物理信息,用以判断地层的岩性及流体的性质,确定油、气、水层的位置,定量解释油、气层的厚度,含水饱和度和储层的物性等参数,了解井下状况的一整套技术。
但传统的电子基传感器无法在井下恶劣的环境(诸如高温、高压、腐蚀、地磁地电干扰)下工作,而光纤传感器可以克服这些困难。
光纤传感器具有灵敏度高、可靠性好、原材料硅资源丰富、抗电磁干扰, 抗腐蚀、耐高压(几十兆帕以上)、电绝缘性能好、可绕曲、防爆、频带宽、损耗低等优点,可以高精度地测量井筒和井场环境参数。
同时,光纤传感器具有分布式测量能力,可以给出被测量空间的剖面信息。
而且,光纤传感器横截面积小,外形短,在井筒中占据空间极小。
它还便于与计算机相连,实现智能化和远距离监控。
2.理论上的预期优势(1)温度监测井内检测区剖面的温度变化可以与其他地面采集的资料(流量、含水、井口压力等)以及裸眼测井曲线对比,从而为操作者提供井下各种参数变化的定性和定量信息。
斯伦贝谢公司新一代测井仪器—Scanner家族斯伦贝谢公司新一代测井仪器Scanner家族于2006年正式投入油田服务,其家族成员包括MR Scanner、Rt Scanner- Scanner 、Sonic Scanner、 Flow Scanner、Isolation Scanner。
各种仪器已在油田投入使用,取得了很好的效果,为研究疑难储层提供了重要手段。
我们将该家族各仪器的性能逐一介绍如下:1.新型核磁共振测井仪MR Scanner斯伦贝谢公司2006年新推出了Scanner家族的成员—核磁共振仪器MR Scanner,该仪器采用偏心梯度设计,具有多种探测深度、测量结果不受井眼条件的影响、能进行流体表征等特点。
在低阻、低对比度储层的评价中具有较大优势。
MR Scanner 测井仪的主要优点包括:测量结果不受储层破坏带的影响;可以通过径向剖面来识别流体及环境的影响;可以应用到井眼不规则或者薄的泥饼储层评价中;降低了钻井时间。
MR Scanner仪器的主要特性偏心,梯度设计;多种探测深度,最深可达4 in, 而且测量结果不受井眼大小及形状的影响;纵向分辨率为7.5 ft;最大测速可达 3600 ft/h;具有良好的油气表征能力;可以得到不同探测深度下的横向弛豫时间(T2)、纵向弛豫时间(T1)以及扩散分布。
2.三分量感应测井仪Rt ScannerRt Scanner仪器可以同时测量纵向和横向电阻率以及地层倾角和方位角的信息。
它能够提供多种探测深度上的三维测井信息。
通过这些信息增强了储层的含烃和含水饱和度解释模型的精度,使计算的结果更符合地层实际情况。
尤其是在薄层,各向异性或断层中的计算结果将更加准确。
该仪器具有六个三维的芯片,每一个芯片上面都安装了三个定位线圈以测量不同深度地层的纵向电阻率Rt和横向电阻率Rh。
在每两个线圈之间都安装了三个单轴接收器用以完全表征从三维芯片上传递到井眼中的信号。
国外阵列感应测井仪器的最新发展阵列感应仪器在电缆测井作业中已经受了时间的考验,用于商业化服务快接近20年了。
Schlumberger公司在1991年推出了AIT仪器(Barber和Rosthal等),之后Baker Atlas公司在1996年(Beard等)、Halliburton公司在2000年(Beste 等)也分别推出了各自的阵列感应仪器。
利用阵列感应仪器可以测得聚焦探测深度为10至120英寸、相应的垂直分辨率为1、2、4英尺的径向电阻率曲线。
这些测井曲线从横向和纵向上对井眼及其周围地层给予了清晰的描述。
近年来,感应仪器的设计者们一直都在不断努力创新,改进仪器的硬件设计和软件处理,最终提高仪器的测量精度和重复性,发挥阵列感应测井的优势,为油、气层识别奠定基础。
一、斯伦贝谢公司的阵列感应成像测井仪AIT家族AIT阵列感应成像测井仪能在不同井眼条件和环境下精确测量裸眼井地层的电导率,该电导率既是井眼深度的函数,也是径向深度的函数。
阵列感应仪器的线圈阵列有多种工作频率。
对接收到的信号进行软聚焦处理可以得到不同探测深度的电阻率测井曲线。
多道信号处理给出了丰富而稳定的仪器响应,其径向探测深度和纵向分辨率都明显改进和提高,而且对环境影响进行了校正。
利用仪器的测量结果还可实现二维(2D)电阻率成像,成像图形清晰定量地显示了层理和侵入特征。
利用多种侵入特征描述参数可以表明过渡带和环空带的地层特征。
可以把定量的侵入信息现场彩绘为2D含水饱和度Sw图像。
继开发出用于测量井眼条件适中的地层电阻率的标准的AIT-B和AIT-C型仪器外,斯伦贝谢公司也开发出用于小井眼和恶劣环境(高温高压)条件下测井等多种类型的阵列感应仪器,组成了AIT家族。
多种类型的AIT仪器可适用于不同的特殊工作环境,包括小井眼、恶劣环境下高温高压环境(HPHT)。
Platform Express Array Induction Imager Tool(AIT-H)AIT-H 仪器特别用于Platform Express 测井平台。
FMI、CMR、MDT测井技术在油藏描述中的应用FMI、CMR、MDT测井技术是斯伦贝谢公司20世纪90年代在岩性、孔隙度、径向电阻率等常规测井基础上发展起来的微观成像测井系列,其目的是快速、直观、形象、准确的识别油气层和储层流体性质,提供储层物性参数(孔隙度、渗透率和有效裂缝)。
1、FMI:微电阻率扫描成像测井,提供岩石颗粒的形状、大小、排列、胶结、分选、层理、裂缝等11种地质资料,可开展储层岩性识别、裂缝识别、倾角处理、地层构造等研究。
1.1正确识别储层岩性红山嘴油田红18井区块石炭系油藏岩性主要为安山岩、凝灰质岩屑砂岩,由于该区石炭系储层段未取岩心,储层岩性识别困难,给储层研究造成了一定困难。
油藏描述存在的问题主要是储层岩性识别和储层裂缝识别。
首先,根据邻区车43井区和本区的石炭系岩石薄片资料,对FMI成像资料和常规测井资料进行岩性标定,然后在此基础上分别建立常规测井和FMI图象两种岩性图版,常规测井岩性图版主要根据常规测井信息(三孔隙度、自然伽玛、电阻率等)建立,FMI岩性图版则根据图象特征建立,不同的岩性有不同成像特征。
根据建立的岩性图版,各种岩性特征明显,具有较好的岩性分辨能力。
在岩性识别过程中,首先根据常规测井岩性图版识别,然后用FMI测井图象岩性图版验证。
分析表明,两种图版的分析结果基本一致,并且,FMI测井图像岩性图版符合率比常规测井岩性图版符合率高。
经过岩性识别,认为红18井区块石炭系储层岩性主要为安山岩,由此为储层深入研究奠定了坚实的基础。
1.2有效识别储层裂缝红山嘴油田红18井区块石炭系储层岩性为安山岩,储集类型为孔隙、裂缝的双重介质。
根据FMI图像特征、地层倾角等资料,石炭系构造裂缝与断层同期形成,分为两套裂缝系统。
一套为走向平行于断层走向的纵向系统,以剪切裂缝为主,是裂缝的主控系统;一套为共扼裂缝系统,为主裂缝系统的共扼裂缝。
两套裂缝系统相互沟通,形成裂缝网络,这些裂缝是石炭系储层油气渗流的主要通道。