远探测测井技术发展综述
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测井技术发展与测井仪器的原理摘要:本文论述了测井技术的发展经历了四个阶段,测井的概念,测井的优点,测井所能解决的主要问题,重点论述了PSMD-1密度三侧向探管,PSV 声波探管,PQBL声波变密度全波列探管的测井原理与应用。
关键词:测井技术发展仪器原理一、测井技术发展自1927年发明测井以来,测井技术的发展经历了四个阶段:1.模拟记录阶段模拟记录的特点:采集的数据量小,传输速率低。
使用的主要测井方法:声速(纵波)测井、感应测井、普通电阻率测井、配备井径、自然电位、自然伽马测井。
2.数字测井阶段与之相应的测井方法有双感应-八侧向、双侧向-微球形聚集测井、三孔隙度测井(声速测井、中子孔隙度测井、补偿密度测井)再加上井径测量、自然伽马测井、自然电位测井,称之为常规“九条曲线”测井。
3.数控测井阶段除一般的常规测井外,已增加了自然伽马能谱测井、岩性密度测井、碳氧比能谱测井、长源距声波测井、电磁波传播测井、地层倾角测井,这些新的测井方法,可提取更多的有用信息,扩大了测井的应用领域,提高了用测井资料评价油(气)层及解决地质问题的能力。
4.成像测井阶段随着勘探和开发更复杂、更隐蔽的油气藏发展,对测井也提出了更多的要求,成像测井系统正是在这样的背景下发展起来的。
二、测井主要应用1.测井的概念采用专门的仪器设备,沿井身(钻井剖面)测量地球物理参数的方法,称地球物理测井(简称测井)。
地球物理特性如岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性及中子特性等。
2.测井的优点测井是研究岩层地质特性的间接方法,它与其它录井方法相比,具有许多重要优点,主要是效率高、成本低、效果好。
只需要很短的时间就能采集到大量的测井信息,而且这些资料是在岩层的自然条件下测量的,这就更接近于岩层的真实情况。
3.测井所能解决的主要问题3.1详细划分岩层,准确确定岩层的深度和厚度。
3.2确定岩性和孔隙度。
3.3划分储集层并对其含油性作出评价。
3.4进行地层对比,研究构造和地层沉积问题等。
石油行业测井技术的应用现状及发展趋势石油测井技术如今有了广泛的应用,主要包含电法、声波、放射性、成像等技术,在不断发展的今天,测井的采集过程集成化,能够更加高效的工作;测井的资料收集过程越来越动态化,以实现实时数据的检测,同时从二维向三维发展;在技术和装备上也大幅度的提升,使得设备更加先进安全,技术更加的科技化,相信未来测井技术的发展能够更加的完善,去向更广阔的天空。
标签:石油行业;测井技术;应用现状;发展趋势1石油行业测井技术与现状1.1电法测井技术这种技术是在井下的测井仪向地层发射一定频率的电流,用这种方式对地层的电位进行测量,最后得到地层电阻率的一种测井技术,如三侧向测井、八侧向测井、双侧向测井、双感应等测井方法。
1.2放射性石油测井技术这种技术是对地层岩石间的孔隙流体中的核物质的性質进行研究与分析,最后从中发现油气的一种技术。
从使用的放射源或者是测量的放射性物质以及研究的岩石的性质,可以将放射性石油测井技术细分为伽马测井技术和中子测井技术,前者指的是用伽马射线作为基础的相关技术,后者是中子与岩石孔隙中的流体相互发生核物理反应从而发现油气的一种技术。
在放射性石油测井技术中,最常使用的还是自然伽马或密度测井技术以及中子孔隙度的测井技术。
1.3随钻测井技术随钻测井技术在地质导向过程中有着至关重要的作用和价值,能够有效促进定向钻井技术的发展,随钻测井技术的应用可以使得工作人员利用井下仪器设备多方面地详细查询工程的数据信息,并利用前导模拟软件有效分析和处理相关的数据,从而为现场石油开采以及勘测工作提供有效的数据支持,帮助工作人员合理安排钻井施工步骤,保证石油开采效率和石油开采的安全性。
前导模拟技术地面系统关键组成部分包括区块油藏、测井解释、模型构造以及定向钻井等多种方法,所获得的数据信息相对精确。
1.4声波测井技术此技术是应用了钻孔的特点,然后进行声波发射,这是钻孔测井中的常用方法,依据这种方法对环井眼地层的声学性质做出判断,从而分析地层的特性和井眼工程的状况,它能够揭示多种储层和井筒特性,还能推导孔隙压力、渗透率、各向异性、岩石的特性等,常用的测井方法是补偿声波测井技术、声速测井技术以及声幅测井技术。
浅谈生产测井工艺技术发展概况摘要:随着石油在我们的日常生活中地位的上升,石油的勘探和开发成为新世纪经济发展的新要求。
测井技术作为石油开采的重要技术之一,测井学科的发展与创新依赖于油藏物理学和岩石物理学基础研究的加强;依赖于数值模拟和物理模拟发放研究的突破。
多年来,我国在解释、处理方法等方面取得不少的进展,其中包括建模和相应软件的开发、测井正反演方法的研究等。
但是在发挥数值模拟技术和开展新型仪器方法的基础研究却显得十分薄弱。
因此为了更好的发展测井工艺技术的革新,基础实验研究和理论方法是测井学科发展的先导,我们在刻苦研究发挥学研结合优势的同时,也应及时引进国外的先进技术,加快跟踪研究进程。
关键词:测井技术发展方法研究测井是油田的勘探和开发过程中评价和确定气、油层的重要手段。
也是解决一系列地质问题的重要手段。
国外裸眼测井、油藏评价、随钻测井在水平井、高产液井、斜井产出剖面测井技术方面发展十分迅速,技术的组合化、标准化、系列化、配套水平较高;仪器的耐压、耐温指标较高,可靠性强。
多年来,我国在解释、处理方法等方面取得不少的进展,其中包括建模和相应软件的开发、测井正反演方法的研究等。
但是在发挥数值模拟技术和开展新型仪器方法的基础研究缺陷的十分薄弱。
在“十一五”863计划重点项目实施方案论证会上专家组一致认为应瞄准世界测井技术的发展方向,同时研发可以解决我国油田中后期油藏动态、剩余油分析和复杂储集空间、复杂岩性的油气藏地质评价难题的先进测井技术与装备。
满足我国天然气石油的生产需求,提升我国的国际竞争力。
一、我国现存的测井工艺技术问题随着石油在我们的日常生活中地位的上升,石油的勘探和开发成为新世纪经济发展的新要求。
测井技术作为石油开采的重要技术之一,测井学科的发展与创新依赖于油藏物理学和岩石物理学基础研究的加强;依赖于数值模拟和物理模拟发放研究的突破。
在测井新技术的支持下,我国不少油田已取得测井评价成果的突破意义,但是其中也不免存在许多不足之处。
国内外测井技术现状与发展趋势目录1. 内容简述 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 测井技术简介 (4)1.3 研究意义 (5)2. 国内外测井技术现状 (6)2.1 测井技术分类 (8)2.1.1 电成像测井技术 (10)2.1.2 声波测井技术 (11)2.1.3 核磁共振测井技术 (13)2.1.4 X射线测井技术 (14)2.2 国内外测井技术发展概述 (18)2.2.1 中国测井技术发展 (19)2.2.2 国际测井技术发展 (21)2.3 测井技术应用领域 (22)2.3.1 石油天然气勘探开发 (24)2.3.2 地热资源勘探 (25)2.3.3 基础工程地质勘探 (26)2.3.4 环境保护与地下水监测 (28)3. 发展现状分析 (29)3.1 测井技术的进步对地质研究的影响 (31)3.2 技术和设备的创新 (32)3.3 测井技术面临的技术挑战 (33)4. 发展趋势 (34)4.1 智能化和自动化 (35)4.2 技术创新与发展 (36)4.3 环保与可持续发展 (37)4.4 政策与市场驱动 (39)1. 内容简述本文旨在系统概述国内外测井技术的现状及发展趋势,将全面回顾测井技术的发展历史,并从基础理论、数据采集、处理分析及应用等方面,分析国内外测井技术的优势和不足。
重点探讨当前测井技术的热门研究领域,包括智能化测井、4D 测井、全方位测井、多参数测井、精确定位测井等,并分析其技术路线和应用前景。
结合国际国内大趋势,展望测井技术未来的发展方向,提出应对行业挑战并推动技术的创新升级的建议。
期望该文能为读者提供对测井技术的全面了解,并为行业发展提供有价值的参考。
1.1 研究背景在能源开发与利用日益严峻的当下,测井技术作为石油天然气工业不可或缺的环节,扮演着至关重要的角色。
它不仅为油气资源的勘探与开发、储层评价和提高采收率提供了重要依据,也在新材料的寻探和矿床分析中有着不可替代的作用。
中国测井技术的发展方向分析我国经济的稳定发展,离不开对石油资源的有效应用,为了保证石油资源的综合利用效率的提升,要针对石油勘探过程中的问题展开分析,实现其测井技术方案的有效更新,无论是哪种感应模式都要保障其实际应用性,实现对成像测井仪的有效应用,比如其新型的过套管井测井仪器的应用,实现其电阻率环节、相关监测环节的优化,以满足油藏动态的变化需要。
标签:新技术应用;成像管理;地层测试环节;过套管1 关于测井应用环节分析1.1 为了促进我国石油资源的有效应用,要保证其石油勘探环节、应用开发环节的有效协调,实现其相关油、气层的有效控制,保证其油田应用体系的健全,以有效解决实际过程中的地质应用问题。
随着科学技术的发展,测井技术模式不断得到更新,该测井模式起源于国外,其实现了对高分辨率阵列感应测井模式的有效应用。
该模式的正常运行,需要保障其各个子阵列的有效应用,实现其接收器环节的正常使用。
保障其线圈间距的有效控制。
实现工作过程中的频率环节、探测深度环节等的协调。
感应测量模式是该系统应用过程中的一个重要环节。
为了促进现实问题的解决,也要进行相关因素的采集,比如探头温度的采集、泥浆电阻率的有效采集等。
通过对电阻率成像测井模式的有效应用,实现其相关环节的优化。
把由岩性、物性变化以及裂缝、孔洞、层理等引起的电阻率的变化转化为伪色度,直观看到地层的岩性及几何界面的变化,识别岩性、孔洞、裂缝等。
通过对三分量感应测井模式的有效应用,保障其各个地层测井模式的应用。
这需要应用一系列的技术,比如声波测井技术环节的应用,实现声波测量模式的优化,针对其储层应用及其井眼模式的应用,促进其应力裂缝位置、孔隙压力环节及其岩性的有效分析。
声成像测井模式需要应用到一系列的换能器,也要积极实现与计算机的有效配合,保证其相关信号的有效接收,促进其信号的数字化模式的发展,促进其相关图像处理环节的优化。
核磁测井模式也是一种重要的应用模式,通过对核磁共振模式的应用,促进对电子波的有效应用,以满足现实工作的需要。
测井行业报告测井是石油勘探开发中的重要技术手段,通过对地下岩石和地层中的物理性质进行测量和分析,为油气储层的评价和开发提供了重要的数据支持。
本报告将对测井行业的发展现状、技术特点以及未来趋势进行分析和探讨。
1. 测井行业的发展现状。
随着石油勘探开发的不断深入,测井技术在油气勘探开发中的地位日益重要。
目前,全球测井市场规模不断扩大,技术水平不断提高,应用领域不断拓展,成为石油勘探开发中不可或缺的一部分。
在全球范围内,美国、俄罗斯、中国等国家都建立了完善的测井技术体系和产业链,成为测井技术的重要发展和应用基地。
2. 测井技术的特点。
测井技术主要包括地层测井、岩心分析、井筒测井等多个方面,具有以下几个特点:(1)高精度,测井技术可以对地下岩石和地层中的物理性质进行高精度的测量和分析,为油气勘探开发提供了可靠的数据支持。
(2)多元化,测井技术涉及的领域广泛,包括地震测井、电测井、核磁共振测井等多种技术手段,能够全面、多角度地了解地下储层的情况。
(3)实时性,现代测井技术可以实现对井下情况的实时监测和数据传输,为油气勘探开发提供了及时的信息反馈。
3. 测井行业的未来趋势。
随着石油勘探开发的不断深入,测井技术将面临以下几个发展趋势:(1)智能化,随着人工智能、大数据等新技术的不断发展,测井技术将朝着智能化、自动化方向发展,提高测井数据的采集和分析效率。
(2)高精度化,未来测井技术将更加注重数据的精度和准确性,以满足油气勘探开发对高质量数据的需求。
(3)多元化,未来测井技术将进一步拓展应用领域,包括深水勘探、页岩气勘探等新兴领域,为石油勘探开发提供更全面的技术支持。
综上所述,测井行业作为石油勘探开发中的重要技术手段,发展前景广阔,技术水平不断提高,将为石油勘探开发提供更加可靠、高效的数据支持,为全球能源安全和可持续发展做出重要贡献。
测井行业报告写测井行业报告。
测井是石油勘探开发中的重要技术手段,通过对井下地层岩石、地下水和油气藏等物性参数的测定,为油气勘探开发提供了重要的地质信息。
本报告将对测井行业的发展现状、技术应用和未来趋势进行分析和展望。
一、测井行业的发展现状。
1.1 测井行业的发展历程。
测井技术起源于20世纪初,经过近百年的发展,已经成为石油勘探开发中不可或缺的技术手段。
随着石油勘探开发的深入和技术的不断创新,测井技术也得到了长足的发展。
1.2 测井行业的市场规模。
随着全球石油勘探开发的不断深入,测井行业的市场规模也在不断扩大。
据统计,全球测井市场规模已经超过100亿美元,未来还将继续保持较快的增长速度。
1.3 测井行业的技术水平。
目前,测井行业的技术水平已经达到了较高的水平,包括测井仪器、数据处理和解释技术等方面都取得了显著的进展。
各种先进的测井技术不断涌现,为石油勘探开发提供了强大的技术支撑。
二、测井技术的应用。
2.1 测井在油气勘探中的应用。
测井技术在油气勘探中发挥着重要作用,可以对地下储层进行详细的地质描述和评价,为勘探开发提供重要的技术支持。
2.2 测井在油田开发中的应用。
在油田开发中,测井技术可以对井下油层的物性参数进行测定,为油田的合理开发和生产提供了重要的技术手段。
2.3 测井在油田管理中的应用。
测井技术还可以在油田管理中发挥重要作用,可以对油田的生产状况进行监测和评价,为油田的管理提供重要的技术支持。
三、测井行业的未来趋势。
3.1 测井技术的发展方向。
未来,测井技术将继续朝着智能化、数字化和自动化方向发展,包括测井仪器的精密化、数据处理的智能化和解释技术的自动化等方面都将得到进一步的提升。
3.2 测井服务的拓展领域。
随着石油勘探开发的不断深入,测井服务的拓展领域也将不断扩大,包括非常规油气勘探开发、页岩气勘探开发和深水油气勘探开发等方面都将成为测井服务的新的增长点。
3.3 测井技术的国际合作。
未来,测井技术的国际合作将得到进一步加强,各国测井企业将加强技术交流和合作,共同推动测井技术的不断创新和发展。
浅析石油行业测井技术的应用现状及发展趋势摘要:石油作为社会生产的重要能源,在我国有着极为广阔的市场,而在科技技术水平的推动下,石油行业的测井技术也得到了极大的进步,不仅能够有效勘察地下油气层,也能够对其变化情况进行全方位监控,并向相关单位提供实时数据,为石油开采工作的效率奠定基础。
因此本文就针对于石油行业的测井技术应用现状及其发展趋势进行下文论述。
关键词:石油行业;测井技术;应用现状;发展趋势引言:石油开采是保证我国能源需求的重要环节,而在开采的过程中,测井技术就是保证开采效率的重要技术环节,不仅能够为施工团队提供精准的油层区域定位,也能够帮助专业人士明确油层实际情况,制定出专业的石油开采计划。
现如今,石油测井技术主要包括了数控、数字成像等多方面的专业技术,在石油田的勘测与开发之中发挥着不可替代的重要作用。
一、石油开采过程中测井技术的重要性在石油开采的过程中,如果没有做好勘测工作,极有可能会导致井喷事故,而测井技术就是为了能够避免这一事故而开展的施工技术。
而测井技术最为基础的核心技术就是井控技术,是能够实现对当地油气层的相关参数的实施监测的重要依据。
一般来说,在油气田的开发过程中,如果油井井底的压力小于当地地层压力,那么地层的流体就会在地层压力的影响下流入到井眼之中,导致大量的地层流体进入到钻井中,从而产生井涌、井喷的工程事故。
而井底的压力大小高于当地底层的压力,就会导致油气层受到地层流体的污染。
因此施工人员一定保证井内的压力平衡状态,而这一过程就是井控技术的核心内容。
而测井技术的重要性主要可以从以下几点进行论述。
首先,这一技术能够保证在油气开发的过程中保证测井液密度的合理性,并且保证井底压力与地层压力始终维持平衡;其次,如果地层流体在井钻操作的过程中流入到了测井之中,并且流入量已经超过了一定范围,就可以利用井控设备来将其中多余的流体排出到井外,以此来始终维持压力大小的平衡状态。
二、石油行业中测井技术的应用现状(一)电法测井技术电法测井技术指的是利用测井仪器,向地层发射周期性的固定频率电流信号,并将发射回来的电位信号进行分析与测量,利用当地的地层阻力来获取当地油气田的地层倾角、地层倾向等方面的参数。
测井技术新进展综述原宏壮;陆大卫;张辛耘;孙建孟【期刊名称】《世界石油工业》【年(卷),期】2005(20)3【摘要】在过去几年里,测井技术受石油勘探开发需要所推动,并借助现代电子和信息技术的新成就,发展十分迅速.三分量感应和正交偶极声波等新型成像测井仪器的出现,使地层各向异性研究成了热点.网络测井作为新一代测井系统,处于研制和完善阶段.新的裸眼井测井仪器,如新型的满贯组合测井系统、三分量阵列感应测井仪、油基泥浆电阻率成像测井仪等得到进一步改进.新的套管井测井仪器,如过套管电阻率测井仪、新型脉冲中子类测井仪等不断出现并得到改进.随钻测井系列不断增加,如随钻核磁共振测井、随钻地层测试,等等.新的测量工艺技术,如过套管地层测试、井下永久传感器工艺技术等正日趋成熟.新的测井概念,如测井-取心联作、套管外取心、动电测井、套管钻井测井等,给人耳目一新的感觉.对国外测井技术现状和水平进行全面而深入的研究,对于我们当前的科研和生产具有指导和借鉴作用.本文综合评述了近几年测井技术六个方面的重大进展:(1)岩石物理性质;(2)测井地面系统;(3)裸眼井测井;(4)套管井测井;(5)随钻测井;(6)射孔、取心和测试.在深入研究的基础上探讨了测井技术的发展方向,主要结论是岩石各向异性仍将是岩石物理研究的一个重点,测井传感器的物理模拟和数值模拟在测井仪器的设计中将扮演越来越重要角色,测井地面系统的发展主要集中在网络化、综合化的方向上,井下仪器的发展主要体现在集成化和阵列化的发展方向上.从长远看,随着井下永久传感器和施工工艺技术不断发展和完善,套管井测井中的许多项目最终会被取而代之.随钻测井技术仍将迅猛发展,随钻测井必将逐步取代电缆式裸眼测井.【总页数】10页(P786-795)【作者】原宏壮;陆大卫;张辛耘;孙建孟【作者单位】石油大学地球资源与信息学院;中国石油天然气股份公司勘探与生产分公司;中国石油测井有限公司技术中心【正文语种】中文【中图分类】P631【相关文献】1.地层评价与测井技术新进展:第58届SPWLA年会综述2.地球物理测井技术应用的新进展:煤层气测井技术和水工环测井技术3.第59届SPWLA年会综述:地层评价与测井技术新进展4.地层评价与测井技术新进展:第61届SPWLA年会综述5.地层评价与测井技术新进展:第62届SPWLA年会综述因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
关于我国测井技术的发展现状和未来的发展方向【摘要】测井,也叫地球物理测井或石油测井,简称测井,是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性,测量地球物理参数的方法,属于应用地球物理方法(包括重、磁、电、震、测井)之一,通过各种技术的运用,以实现石油资源的开采利用。
随着我国工业化的深入发展,石油需求量也越来越高。
因此,为了能够更有效的促进石油资源的开采,就需要一套良好的测井技术为之服务。
然而,随着社会的不断发展,科技的不断进步,我国的测井技术问题也日益凸显,所以,本文笔者就关于我国测井技术的发展现状与未来的发展方向进行分析。
【关键词】测井技术现状发展方向随着我国向社会主义市场经济的迈进,使的我国经济不断加强与国际交往,这就决定了我国的测井技术不仅面临着国内的压力,也面临着国际上的挑战。
又由于科学技术的更新周期短,进步步伐快,所以,我国的测井技术就逐渐凸显了一些问题。
一方面,我国测井技术在现场测井资料的获取技术较为落后,导致信息获取失真。
首先,新技术、新科学应用较为滞后。
由于我国特殊的地质环境,对测井技术的要求越来越高,甚至需要国际先进技术来解决,而我测井技术的更新和发展比较慢,就造成了我国测井技术新技术、新科学的应用比较缓慢。
另外,我国自身的测井技术水平比较低,一些成像测井、长源距声波测井、随钻测井以及核测井等技术仍举步维艰。
从生产测井技术来讲,我国目前还没有一种有效的定型地面仪器,不能够较为精确的对各种地质环境、储藏状况进行详细了解。
其次,测井技术缺乏规范化、系统化。
现阶段我国的测井技术设备大多都是测井部门自己进行生产的,没有对仪器结构、规格标准化规定,更没有标准化生产。
所以,就造成了测井设备不能够做到长久性使用,缺乏互换性与一致性。
并且目前我国也没有对这方面进行系统化的规划方案,因此,就造成了我国测井技术的应用缺乏有效的设备保证。
所以,测井技术设备生产的规范化、系统化也是目前存在的一个迫切需要改进的问题。
第20卷 第3期地 球 物 理 学 进 展V ol.20 N o.3 2005年9月(页码:786~795)P ROG RESS IN G EOP H YSICS Se p. 2005测井技术新进展综述原宏壮1,2, 陆大卫3, 张辛耘4, 孙建孟1(1.石油大学地球资源与信息学院,东营257061; 2.胜利油田测井公司,东营257096; 3.中国石油天然气股份公司勘探与生产分公司,北京100011; 4.中国石油测井有限公司技术中心,潜江433123)摘 要 在过去几年里,测井技术受石油勘探开发需要所推动,并借助现代电子和信息技术的新成就,发展十分迅速.三分量感应和正交偶极声波等新型成像测井仪器的出现,使地层各向异性研究成了热点.网络测井作为新一代测井系统,处于研制和完善阶段.新的裸眼井测井仪器,如新型的满贯组合测井系统、三分量阵列感应测井仪、油基泥浆电阻率成像测井仪等得到进一步改进.新的套管井测井仪器,如过套管电阻率测井仪、新型脉冲中子类测井仪等不断出现并得到改进.随钻测井系列不断增加,如随钻核磁共振测井、随钻地层测试,等等.新的测量工艺技术,如过套管地层测试、井下永久传感器工艺技术等正日趋成熟.新的测井概念,如测井-取心联作、套管外取心、动电测井、套管钻井测井等,给人耳目一新的感觉.对国外测井技术现状和水平进行全面而深入的研究,对于我们当前的科研和生产具有指导和借鉴作用.本文综合评述了近几年测井技术六个方面的重大进展:(1)岩石物理性质;(2)测井地面系统;(3)裸眼井测井;(4)套管井测井;(5)随钻测井;(6)射孔、取心和测试.在深入研究的基础上探讨了测井技术的发展方向,主要结论是岩石各向异性仍将是岩石物理研究的一个重点,测井传感器的物理模拟和数值模拟在测井仪器的设计中将扮演越来越重要角色,测井地面系统的发展主要集中在网络化、综合化的方向上,井下仪器的发展主要体现在集成化和阵列化的发展方向上.从长远看,随着井下永久传感器和施工工艺技术不断发展和完善,套管井测井中的许多项目最终会被取而代之.随钻测井技术仍将迅猛发展,随钻测井必将逐步取代电缆式裸眼测井.关键词 进展,岩石物理性质,测井地面系统,裸眼井测井,套管井测井,随钻测井中图分类号 P631 文献标识码 A 文章编号 1004-2903(2005)03-0786-10An overview of recent advances in well logging technologyYUAN H o ng-zhuang1,2, LU Da-wei3, ZH ANG Xin-y un4, SUN Jian-meng1(1.S chool o f Geo-res our ces an d In formation,University o f Petroleum,Dong yin g257061,China;2.S hen gli Oilf ield Well Log ging Co.,Don gy ing257096,China;3.E&P Compan y,Petr o Ch inaCompan y Lim ited,Beij ing100011,China;4.Technolo gy Cen tre o f CP L,Qian jian g433123,C h ina)A bstract Driv en by the need o f petro leum ex plo ratio n and pr oductio n,today's w ell log ging techno lo gy has been dev el-o ping rapidly in the past fiv e yea rs with the aid of modern electronics and info rmatio n techno log y.T he re search on pet rophy sical pr operty is focusing on fo rmatio n hetero geneity and aniso tro py with the advent of three dimensional in-troduction lo gg ing to ol and cro ss dipole aco ustic log ging too l.N etwo rk log ging,a s a new g ene ratio n o f log ging sys-tem,is in fast dev elopment and impro vement.N o vel open-hole too ls such as new ly develo ped slam combination to ol stack,three dimensio nal intro duction to ol,oil base mud mic ror esistivity imaging log ging to ol,a re coming fo rth and improv ing.T he survey o f recent and near-te rm advances in new lo gg ing techno log y is very helpful for current re-search and pro ductio n.T his paper pr ovides an ove rview o f recent advances in pet rophy sics,log ging surface sy stem, open-hole lo gg ing,cased hole log ging,log ging while drilling,a nd per for ating,co ring and testing.T he trends in w ell lo gging techno lo gy is ex plored based on tho roug hly re sear ch,the po ints o f w hich a re1)fo rmatio n hetero geneity is an key aspect of petro phy sics resea rch,2)phy sical and numerical simulatio ns o f log ging senso rs are play ing a mo re and收稿日期 2004-11-10; 修回日期 2005-02-10.作者简介 原宏壮,男,高级工程师,1990年毕业于西南石油学院测井专业,2000年毕业于青岛海洋大学海洋地质专业,获硕士学位,自1996年开始从事国内外测井技术信息研究工作,并担任《测井与射孔》常务副主编,曾获得山东省和胜利石油管理局科技进步成果奖(科技情报)11项,现就读于石油大学(华东),攻读博士学位,主要方向为测井资料解释与方法研究.(E-mail:yh z@)3期原宏壮,等:测井技术新进展综述mo re im po rtant role in too l desig n and develo pment,3)logging surface sy stem is evolving to net-w o rking and com prehensio n,w hile do w nhole too ls is developing fo rw ard to integratio n and ar-ray.In the lo ng term,with the continued development and deployment of permanent dow nhole sensors,m ost of current o pen ho le logg ing ope ra tions m ay be replaced.The members of LWD family are ge tting m atured and rich,and w ireline lo gging is eventually supe rseded by LWD.Keywords advance,pe trophysical property,log ging surface sy stem,open hole log ging,cased hole log ging,log ging while dr illing0 引 言过去几年里,测井技术受油公司勘探与开发的需求所推动,立足于岩石物理研究,并借助现代电子和信息技术新成就,发展十分迅速.由于薄互层、低孔低渗低阻储层测井评价和大位移井/水平井测井地层评价的需要,同时也由于新的测量手段(如高分辨率感应、三分量感应、正交偶极子声波等成像测井仪器)的出现,近年来,测井应用基础的研究突出表现在对储层岩石各向异性的理论和实验研究上.相对于20世纪90年代中期以前,近几年在国际会议和期刊上发表的这方面的文章明显增多,对地层各向异性的深入研究成了“热点”.电子技术和遥测技术的新发展使测井仪器精度和可靠性得到改进,使仪器的应用扩展到高温高压等恶劣井眼环境.测井传感器技术的发展、机械设计和制造工艺水平的提高,促进了高可靠满贯组合测井系统的研制取得成功.钻井行业油基泥浆(OBM)和人工合成泥浆(SBM)的开发和推广使用,迫使服务公司研制出了油基泥浆电阻率成像测井仪器.储层监测是当今测井技术中发展最快、最活跃的一个领域,主要进展包括:过套管地层电阻率测井仪研制成功并推广使用;脉冲中子类电缆测井仪器有大的突破;永久放置在井下的各种传感器的研制获得重大进展,已研制成功温度、压力、流量等永久光纤传感器,用于探测流体流动、监测流体界面和饱和度的变化.随钻测井方面,研发的重点仍然是提高测量数据和井眼图像的实时传输能力,使钻井更安全、井眼轨迹(地质导向)更准确、完井后储层的排驱效果更佳,主要进展包括声波横波时差测量、随钻地震、随钻核磁共振测井.随钻脉冲中子测量、随钻地层测试等也已进行了现场测试.射孔、取心和地层测试方面,针对多油层射孔和压裂的套管外射孔新技术,使油井产量有较大提高.新的套管井地层测试仪器可以将钻穿钢套管、水泥和岩石,测量储层压力,采集地层流体样品,封堵射孔孔眼等一系列操作一气呵成.裸眼井电缆地层测试器具备了生产测试的许多功能.1 测井应用基础研究[1—6]近年来,对地层非均质性和各向异性的理论和实验的深入研究已经成为“热点”,原因有二:其一,薄互层、低孔低渗低阻储层测井评价和大位移井/水平井测井地层评价的需要;其二,新的测量手段(如高分辨率感应、三分量感应、正交偶极声波等成像测井仪器)的出现,使得对各向异性的精细描述成为可能.地层各向异性是指岩石物理性质和储层参数(如电阻率、声波速度和渗透率)随方向而发生变化.这些变化源自内在的(沉积的)和外在的(应力诱导的构造)因素.地层各向异性是普遍规律,各向同性是各向异性的一个特例.在垂直井内,可以用阵列电阻率测井和阵列声波测井资料来对各向异性地层进行分析评价.随着大斜度井和水平井的大量出现,地层各向异性对测井测量的影响及其测量精度和可解释性成为测井分析家们主要关心的一个问题.在这些井中,井眼与地层界面以低角度相交或平行,在测井仪器周围不同角度上探测到的地层特性是不相同的.用电缆测井或是随钻测井中的多分量感应测井和正交偶极声波测井资料进行反演,可以较好地进行地层评价,将这些测井资料与其它成像测井资料相结合进行综合解释,可以取得更好的评价效果.地层各向异性可以由区域应力的差异引起.区域地应力的差异可能导致井眼附近地层先行破裂(自然的或诱导的裂缝,井眼不稳定性和产砂).裸眼井和套管井中应力诱导的各向异性主要用多极子阵列(斯通利波和偶极子横波)声波仪器进行评价.裂缝会使横波分裂成快、慢分量.四分量(正交偶极)仪能测量快、慢地层中的横波分裂,能以此测量信息来分析裸眼井中的裂缝,设计和评价套管井完井(水力压裂)方案.787地 球 物 理 学 进 展20卷薄层或岩性变化(主要为砂泥岩层序地层的沉积、颗粒大小或分选的变化)导致了地层的固有各向异性.低阻产层常常会导致错误的测井解释和油气层的不经意漏掉,因为常规测井仪器分辨率不够,不能对这些差异进行分析和评价.采用成像测井中的阵列感应测井,可以大大提高垂向分辨能力.用相应的反演算法,可以在薄互层研究中取得较好的效果.新发明的三分量感应测井,能测得垂向电阻率和水平电阻率,可用于研究地层电阻率各向异性,在薄互层的研究中取得了较好效果.2 测井地面系统测井地面采集系统在不断更新换代,从数字时代(1962年开始)到数控时代(1976年开始)经历了14年,从数控时代到成像时代(1990年开始)又经历了14年[7].如果这是测井地面系统发展的规律的话,那么第五代测井———网络测井时代即将到来.事实上,三大测井公司已经开始研制和试验网络化测井地面系统.2.1 INSITE和INSITE Anywhere系统[8]这两种系统是哈里伯顿公司最近两、三年内开发的网络化测井地面采集系统,处于试验和改进阶段.INSI TE是该公司新近推出的一种实时数据管理和分配系统,依靠一种公用数据库结构,公司的所有服务线都能管理和共享井场作业期间采集的数据,帮助进行远距离决策和合作.INSIT E Any w here 是新一代基于因特网的数据传输系统,提供灵活的INSI TE技术,不用安装专门的软件,只要输入用户名和密码,就可以在世界任何地方、任何时候登陆互联网,享用油井数据.2.2 F OX系统[9]这是贝克-阿特拉斯公司正在开发的网络化测井地面系统,目前只在其网站上见过宣传材料,未见过该系统投产应用方面的报道.3 裸眼井测井裸眼井测井是勘探阶段寻找油气和划分油气水层,并定量评价油气层的一系列经济而有效的方法.在国际测井市场中,裸眼井测井占总测井工作量的53%[10].3.1 满贯组合测井[11,12]斯仑贝谢公司1995年推出快测平台(Express Platfo rm),此后,研制高可靠、高效率的集成化的满贯组合测井仪器已成为测井仪器发展的一个重要方向.斯仑贝谢公司2001年推出的新一代快测平台系统提高了耐温性能,哈里伯顿公司于2002年推出了称之为IQ的四组合测井仪,贝克-阿特拉斯公司于2003年7月份隆重推出了该公司的“快测平台”———FOC US组合测井系统.这样的组合测井仪(技术指标见表1)通过集成新的传感器,使用新的机械设计,缩短了仪器长度,增强了测量的稳定性,一次下井可提供常规地层评价所需的所有测井资料.通常,满贯组合测井仪主要有两类:三组合仪(电阻率、密度和中子、辅助测量)和四组合仪(电阻率、声波、密度和中子、辅助测量).目前这两类仪器主要有:(1)斯仑贝谢公司的快测平台(Ex press Plat-fo rm,三组合):集成了高分辨率阵列感应(H AIT)或者高分辨率方位测向(HA LS),三探测器岩性密度(TLD),补偿中子,辅助测量(井径、泥浆电阻率、井温、加速度、伽马)等仪器.(2)哈里伯顿公司的IQ四组合仪:集成了高分辨率感应(H RAI),能谱密度(SDLT),双源距中子(DSNA),井眼补偿阵列声波(BCAS),辅助测量等仪器.(3)贝克-阿特拉斯公司的FOC US测井系统(三组合或四组合):集成了高清晰度感应(H DI L),补偿Z密度,补偿中子,正交多极子阵列声波(XM AC),辅助测量等仪器.表1 三大测井公司满贯组合系统技术指标对比Ta ble1 Specification comparison of slam combination logging system of Schlumberger,Halliburton and Baker Atlas仪器指标IQ四组合仪Ex pres sPlatformFOCUS四组合耐温℉(℃)350(177)250(120)260(127)耐压psi(M Pa)20,000(138)10,000(69)10,000(69)最大直径(cm)9.211.79.5仪器长度(m)20.711.615.24仪器重量(kg)623311281.2适应井眼(in.)414至24434至1214最大测速(m/min)18.318.318.33.2 成像测井20世纪80年代后期成像测井开始进入商业应用.经过十多年发展,成像测井在地面系统、井下仪器、数据传输和资料处理解释等方面都得到较大发7883期原宏壮,等:测井技术新进展综述展,解决了常规三组合测井(密度、中子、电阻率)难以解决的许多地质问题.成像测井主要用于确定倾角、探测裂缝、断层定位、孔洞定位、岩心归位验证、描述薄层或薄互层及地层各向异性等,还有其他地质或工程应用.过去几年里成像测井技术的发展主要表现在如下几方面.3.2.1 普通泥浆(水基泥浆)电阻率成像精确钻井-康普乐(Com putaLog)公司2001年研制成功的微电阻率成像测井仪(Earth Imager)以该公司的6电极地层倾角测量技术为基础,6电极技术使用6个铰链的极板,每个极板安装在一个独立的臂上[13].按标准模式使用时,有6个极板可用,每个极板含25个经过刻度的微电阻率传感器,共150个.仪器还可按双模式工作,使用12个极板,每个极板含25个电扣.仪器在直径为200m m的井眼中的井周覆盖率为63%.仪器额定温度和压力分别为350℉和20000psi.哈里伯顿公司2003年推出扩展型微成像仪(XRM I)[14],这是该公司微电阻率成像测井仪(EMI)的一种改进型.该型仪器主要是为Rt/Rm比值大的环境应用而开发的,这样的环境在碳酸盐岩地层很普遍.XRM I使用32位现代数字信号采集技术,同时增大电流激发需要的功率,同EM I相比,信噪比提高了5倍,动态范围扩大了3倍.即使在很高阻地层(R t≥2000Ψm)或井眼流体矿化度相对大(R m≥0.1Ψm)的环境,仪器产生的成像图也是非常可靠的.XRMI是一种极板型仪器,数据采样率高达120样点/英尺,在8.5英寸井眼,图像覆盖率为67%,可获得高分辨率的井壁图像.3.2.2 油基泥浆电阻率成像在用油基泥浆和人工合成泥浆钻的井中,非导电的井眼环境致使常规微电阻率成像测井仪的应用受到限制,电缆式高分辨率测量只能使用超声测井仪和倾角测量仪.2000年斯仑贝谢公司开发了一种基于成熟的电阻率成像测井原理的新技术,研制成功了油基泥浆微电阻率成像测井仪(OBIM)[15,16].该仪器使用一种设计独特的成像极板和相关电极,测量每对电扣的微小电压差δV,从而在已知电流I和几何系数k的情况下,可由R xo=k(δV/I)描述冲洗带电阻率.OBMI仪器使用4个极板,每个极板上有5对电扣.仪器的垂直分辨率为3.0cm.OBM I对于小于3.0cm的薄层和特征有响应,但不能准确确定其厚度.在10in(25cm)厚的地层中,仪器给出的R xo,最大误差为20%.贝克-阿特拉斯公司2001年推出用于油基泥浆环境的电成像测井仪———EARTH成像仪[17].仪器有6个极板,每个极板上有8个传感器.在8in井中单程测井时井周覆盖率为64.9%.在1~2000Ψm 地层内,还产生高分辨率R xo曲线,精度为1.5%.仪器额定温度和压力分别为350°F和20000psi,可在6~21in井眼内使用,最大测速为600ft/h.3.2.3 核磁共振成像测井斯仑贝谢、贝克-阿特拉斯、康普乐(Co mputa-log)和哈里伯顿-纽马(NUM A R)等公司已经分别开发出新的核磁共振测量仪器.斯仑贝谢公司对其新一代NM R电缆测井仪的试验样机[18]进行了测试.该仪器是一只多频的、偏心的、梯度场测井仪.多采集模式可使仪器在单程测井中获得近井眼地层的径向剖面.仪器的探测深度增大,可以更好地探测原生流体,并降低了对井眼不规则的灵敏度.目前仪器的最大探测深度为6in.仪器使用一个预极化磁体,能在长等待时间的环境进行快速测井.M R Ex plo rer(M REX)是贝克-阿特拉斯公司新近开发的多频、多磁场梯度、侧向测量式的NM R 电缆测井仪器[19].多频特征可以保证仪器在单趟测井中按照不同的采集参数采集到多个回波串.多梯度特征用于根据扩散系数来对油气划分类型或量化.侧向测量设计减少了盐饱和泥浆等环境影响,能在大直径井眼使用,在大斜度井和水平井中可降低对仪器居中的要求.该仪器的探测深度从离井壁2.5in至4.5in不等,取决于工作频率.康普乐(Com putalog)公司已试验了一种由NPR“Karatozh”公司设计,并在实验室研究过其性能的新型NM R测井仪[20].该核磁共振仪(NM RT)是一种多频率的仪器,能以三种频率工作,中心频率约在730kH z,频率范围在700~760kH z之间.该仪器探测一个直径为13.8in、厚度约为0.28in的环状地层.NM RT能在多个频率下测量多种储层参数.几种样机业已安装完毕,并进行了测试.3.2.4 三分量感应测井一般来说,地层电阻率是各向异性的,即垂直方向和水平方向测量结果不同.常规感应测井包括阵列感应测井的测量只是水平分量,很容易低估和漏掉低阻泥质砂岩产层.据估计,世界上大约30%的油气存在于砂泥岩薄互层.如何正确评价这类储层促进了三分量感应测井仪器的研制.789地 球 物 理 学 进 展20卷贝克-阿特拉斯公司2000年推出了新的多分量感应测井仪———三维探路者(3DEX)[21—23].该仪器使用三对相互正交的发射-接收线圈对,采集5个磁场分量H xx、H yy、H zz、H xy、H xz.这些信息可导出地层的水平电阻率(R h)和垂直电阻率(R v),从而可描述地层电阻率各向异性.根据阿尔奇公式和柯茨公式提供的电阻率各向异性与渗透率各向异性之间的岩石物理关系,还可使用3DEX的电阻率测量数据来评价渗透率各向异性.仪器在薄互层、低阻层的测井地层评价中有重要作用.在2003年SPWLA年会上,斯仑贝谢公司介绍了该公司的多分量感应测井仪器样机[24].这只仪器尽可能多的采用了该公司H型阵列感应仪的电子线路和线圈系机械结构.仪器有一个三轴发射器和两个三轴接收器,每个线圈系都含有一个常规的z 轴线圈和两个横向线圈,形成正交线圈系.长三轴线圈系的补偿线圈和短三轴线圈系的主线圈都离发射器72in.这种组合结构和各传感器的排列与相互补偿是本样机的主要特点.仪器还有一个常规的短线圈系阵列.3.2.5 正交偶极声波测井在2001年SPWLA年会上,哈里伯顿公司的科学家发布了其全新的正交偶极子测井仪———Wave-So nic测井系统[25].该系统在机械设计上重点考虑仪器的物理强度,使其可置于组合仪器串中较重仪器(如NM R和地层测试器)的上部.相对于以前仪器的一个重大改进是,该系统的偶极声源在频率、幅度、激发波信号及波形等方面是完全可调的.仪器由发射器/接收器控制电路、隔声体、接收器阵列和主电子线路等几部分组成.仪器长33.5ft,最高耐温和耐压分别为300(150℃)和20000psi.4 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%[10].以下介绍过去五年里套管井测井方面的主要进展.4.1 套管井电阻率测井电阻率是评价地层含油性的关键参数之一.如果能在套管井中测量地层电阻率,就能够将已建立的含水饱和度评价方法应用于正在开采的储层.过套管电阻率测井一直是国外大测井公司孜孜以求、竞相发展的测井高新技术.斯仑贝谢公司通过对其过套管电阻率测井仪器CHFR进行改进,于2001年推出了一种测速较快的仪器———CHFR—Plus[26],其测速为200~240ft/h,在直径为412in至958in的套管内测井,额定温度和压力分别为300和15000psi.相对于CH FR仪, CHFR—Plus立足于误差抵消而不是误差补偿,不必单独测量套管电阻率补偿量,测量时间减半,测量精度或准确度相同或更好.斯伦贝谢公司的CH FR 已在印尼等国家和地区测井上千口,2003~2004年在中石油的多个油田测井60余口.贝克-阿特拉斯公司的套管井电阻率测井仪TCR仍在试验和完善中[27].TC R仪器工作时被压向套管壁,仪器的7个电极经过精心排列,能与金属套管壁保持良好接触.仪器的垂直分辨率由19in (短间距)和38in(长间距)两个电极距确定.虽然目前的测试结果令人满意,但由于不同的井下条件限制了该样机的推广使用,进一步的现场测试是必要的.4.2 脉冲中子测井新的脉冲中子类测井仪综合了过去的中子寿命测井仪、碳氧比测井仪的功能和元素测井仪的一部分功能,可以通过油管将仪器下入井内,在套管井内测定剩余油饱和度、评价油层水淹情况,还可以测得地层孔隙度等地层参数.哈里伯顿公司2001年推出了其原先的储层监测仪(RM T)的改进型,称为RM T Elite[28]系统.仪器直径218in,能穿过238in的所有普通油管.该系统使用一对直径为1.4in的锗铋酸(GBO)晶体,置于保温瓶中.光电倍增管与较近的晶体相距1in,与较远的晶体相隔6in.仪器有两个工作模式:(1)非弹性或C/O模式,能同时测量碳、氧、钙和硅的非弹性中子产额,还测量地层俘获截面、用于水流探测的氧活化、用于孔隙度计算的计数率比值,以及元素俘获产额.(2)重复多道热衰减岩性测量模式,可产生脉冲中子俘获(PNC)测井能提供的所有测量值,从而能很好地进行岩性分析.4.3 井下永久传感器[29,30]近年来,井下永久传感器技术发展很快,传感器的种类也增多,有从动型声波流量传感器、主动型和7903期原宏壮,等:测井技术新进展综述从动型声波及地震传感器阵列、实时的多点压力传感器、分布温度传感器、电磁类传感器、流体成份分析传感器等,有人还在研究超声和核磁共振传感器.在井下永久传感器中,光纤传感器具有一些突出的优点:它可以在高温下工作,可以不用井下电子线路,不受干扰,其信息可以通过光纤快速传送到地面等.井下永久传感器还可用于井间成像,有井间电阻率成像及井间地震成像两类.将井下永久传感器测得的资料与其他资料相结合,可以监测地下流体(油气、蒸汽、水)的分布.也有人试图达到智能完井,利用井下永久传感器测得的资料,控制井下的一些阀,以封闭出水层位,调整各层的产出量或是注水量.已研制成功的井下光纤永久传感器包括温度、压力、流量和持率传感器.4.4 电动测井[31]在2002年SPWLA年会上,日本科学家提出了一种新的测井系统,称之为电动测井(EK L).这种方法源于如下现象:毕奥特快纵波在穿过渗透率、孔隙度等参数变化的界面时会产生毕奥特慢纵波,后者很快衰减并产生电信号.在两口井中的测试表明,该系统对于估算土壤和岩石的渗透率具有应用前景. EKL声系发射声能,测量声波衰减过程中产生的电势,其响应大多与井壁处水/地层界面有关.渗透性地层中有水流时,电荷发生分离,反映了外加的声压场.通过观察两个频率时的电势,可以获得渗透率和其它流体性质.这种电势非常弱,为几个毫伏.EKL 声系使用了一种专利技术来提取固有噪声环境中的有用信号.在EKL处理中还要做进一步的工作以提取和刻度弹性参数,确保EK L系统的实用性.4.5 套管钻井测井[32]套管钻井测井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,套管钻井测井可能还处于概念阶段.套管钻井测井有两种模式:(1)钻后测井模式.这种模式也称为电缆测井模式,就是在完成套管钻井作业后,用电缆将测井仪器在套管内下到要测量的目的层段,进行测井.测量的目的是完成常规裸眼井测井的任务,但所用的测井仪器受到很大限制,除了过套管电阻率测井仪器(正在完善之中)外,其他所有电法测井仪器都不能使用.(2)随钻测井模式.测井仪器安装在与最下面一根套管连接的底部钻具组合内,在套管钻井进行的过程中,在需要测井的层段一边钻井,一边测井.这种测井模式具有常规随钻测井的所有优点,同时免除了专门下套管需要的钻机在用时间,节省了大量的钻机租赁费用.4.6 ABC软件系统[33]斯仑贝谢公司的套管后分析(ABC)软件系统用于套管井地层评价,可用于评价孔隙度、体积密度、岩性、含水饱和度、声波性质和渗透率,还可用于地层压力和地层流体样品的分析.可使用的仪器包括: (1)C HFR-Plus———套管井地层电阻率测量仪;(2) CHDT———套管井地层动态测试器,取压力和流体样品;(3)CH FP———套管井地层孔隙度仪,测量中子孔隙度和俘获;(4)CH FD———套管井地层密度仪,使用了专门为套管井设计的密度仪器的一个新特征;(5)DSI———偶极横波声波成像仪,用于测量地层声波速度信息.5 随钻测井技术随钻测井(LWD)能实时地提供地层评价和钻井数据,能作为电缆测井的一种替代方法,能减少测井所需要的钻机在用时间,还可以在高风险井中保证数据的采集.目前,随钻测井仪器能用于常规井和小井眼井,提供一系列地质导向和地层评价测量.除了阵列电阻率、中子孔隙度、密度和声波纵波时差以外,现在的LWD测量还包括脉冲中子、声波横波时差、随钻地震、随钻核磁、环空压力、地层测试.方位测量(包括电阻率、密度、声波)能用于实时确定倾角,提供二维和三维井眼图象,用于地质导向和确定井位.随钻测井技术在过去几年里发展迅猛.新的和改进的随钻测井仪器系列能比以前的仪器提供更多、更准确的地层评价测量,应用范围也更广;数据传输系统有了更多的选择.5.1 数据传输技术[34—36]多年来数据传输是制约随钻测井技术发展的“瓶颈”.泥浆脉冲传输是普遍使用的一种数据传输方式,大多数随钻测量都采用泥浆脉冲方式传输数据.泥浆脉冲传输的数据传输速率较低,为4~10bit/s,而电缆的传输速率为550~660bit/s.电磁传输和声波传输技术还处于研究和试验之中.(1)电磁(EM)传输.电磁传输作为把MWD/LWD 数据从井下传送到地面的一种替代方法,正处于发展之中.EM传输速率与泥浆脉冲传输速率相当.但EM传输能用于使用空气、泡沫泥浆的欠平衡钻井791。
测井技术作为认识和识别油气层的重要手段,是石油十大学科之一。
现代测井是当代石油工业中技术含量最多的产业部门之一,测井学是测井学科的理论基础,发展测井的前沿技术必须要有测井学科作指导。
二十一世纪,测井技术要在石油与天然气工业的三个领域寻求发展和提供服务:开发测井技术、海洋测井技术和天然气测井技术。
目前,测井技术已经取得了“三个突破、两个进展”,测井技术的三个突破是:成像测井技术、核磁测井技术、随钻测井技术。
测井技术的两个进展是:组件式地层动态测试器技术、测井解释工作站技术。
“三个突破、两个进展”代表了目前世界测井技术的发展方向。
为了赶超世界先进水平,我国也要开展“三个突破、两个进展” 的研究。
一、对测井技术的需求目前我国油气资源发展对测井关键技术的需求主要有如下三个方面:复杂地质条件的需求、油气开采的需求、工程上的需求。
1)复杂地质条件的需求我国石油储量近90%来自陆相沉积为主的砂岩油藏,天然气储量大部分来自非砂岩气藏,地质条件十分复杂。
油田总体规模小,储层条件差,类型多,岩性复杂,储层非均质性严重,物性变化大,薄层、薄互层及低孔低渗储层普遍存在。
这些迫切需要深探测、高分辩率的测井仪器和方法,开发有针对性、适应性强的配套测井技术。
2)油气开采的需求目前国内注水开发的储量已占可采储量的90%以上,受注水影响的产量已占总产量的80%,综合含水85%以上。
油田经多年注水后,地下油气层岩性、物性、含油(水)性、电声特性等都发生了较大的变化,识别水淹层、确定剩余油饱和度及其分布、多相流监测、计算剩余油(气)层产量等方面的要求十分迫切。
3)工程上的需求钻井地质导向、地层压力预测、地应力分析、固井质量检测、套管损坏检测、酸化压裂等增产激励措施效果检测等都需要新的测量方法。
二、测井技术现状我国国内测井技术发展措施及道路主要有两条:一方面走引进、改造和仿制的路子;另一方面进行自主研究和开发。
下面分别总结一下我国测井技术各个部分的现状:1)勘探井测井技术现状测井装备以MAXIS-500、ECLIPS-5700及EXCELL-2000系统为主;常规探井测井以高度集成化的组合测井平台为主;数据采集主要以国产数控测井装备为主;测井数据的应用从油气勘探发展到油气藏综合描述。
远探测测井技术发展综述
作者:刘晓敏
来源:《中国科技博览》2013年第35期
【摘要】近年来远探测测井技术发展迅速,探测范围扩展到几十米,填补了常规声波测井和井间地震之间的探测空白。
本文首先介绍了当前油气田对远探测技术的极大需求和廣阔的应用前景。
然后根据远探测技术的发展过程,介绍电法远探测、单极纵波声波远探测和偶极横波声波远探测技术的原理和各自的使用范围。
【关键词】远探测声波测井
中图分类号:TE 文献标识码:A 文章编号:1009―914X(2013)35―512―03
1 引言
随着石油勘探领域由构造油气藏向复杂油气藏转移,石油、天然气及矿藏勘探难度逐步增加,石油工程技术人员对地球物理勘探技术的要求也越来越高,人们也越来越渴望了解距井眼较远范围内的地层展部发育情况或裂缝、断层等的分布情况。
一般的裂缝识别测井方法探测深度太浅,如声成像测井只是探测井壁裂缝,电成像测井探测深度也只有3 cm,XMAC测井也只能定性给出近井壁3 m 以内裂缝发育情况,难以了解储层横向变化或井壁裂缝向外延伸发育情况。
在裂缝性储层中测井评价成果常与试油结果发生矛盾[1]。
因此,国内外专家学者近几十年来研究多种方法,用以探测井周围数米到数十米范围内的地层界面、裂缝、断层、溶洞和矿体等地层构造及地质体的大小和走向。
这项在井中对构造地质体进行测量,把常规测井技术的测量范围从井周一米左右提高到几十米的测井技术称为远探测测井技术。
随着远探测技术的逐渐成熟,远探测测井仪器的逐步完善,远探测成像测井能够对井眼周围几十米范围以内的裂缝、断层或地层界面进行成像分析,在分辨率及探测深度方面填补了测井技术与地震探测之间的空白,为井旁内部油气层的精细描述提供了新的技术手段。
远探测测井技术有着十分广阔的应用前景,可以显示井周围的地质界面;也可以探测井旁的倾斜结构体、裂缝或断层构造等;可以追踪水平井的油储边界;还可在钻井过程中探测钻头前面地层的信息,进行地质导向用以决定钻井的下一步走向和位置。
目前的远探测技术有声和电两种,声波的远探测技术分单极纵波法和偶极横波法两种。
下面分别介绍几种远探测技术的研究进展。
2 电法远探测
2.1 电法远探测的原理
电法远探测测井方法因为矿体(包括油气藏)与围岩导电性有明显差别,所以选用电阻率法作为测量手段。
为了获得足够大的探测深度,并能从观侧值中区分矿体产生的异常和干扰,采用低频交流电场。
为了探测埋藏较深的矿体,采用跨井眼测量。
考虑到存在高、低电阻率地层剖面及可能的井眼条件,采用套管作供电电极和点电极两种跨井眼的测量方式。
为了不漏掉较小的矿体,尽可能获得较大的异常值,测定电位异常。
因此,远探测测井可以使用两种方法,即跨井眼线源电阻率法和跨井眼点源电阻率法。
前者的测量条件是:一口井为套管井,一口井为裸眼井;后者则是:在二口裸眼井中进行测量。
电法远探测由井中的仪器向地层深部发射低频电磁波,用以探测井周围地质异常体与背景地质电阻率的差异造成的电阻率异常.用套管作供电电极或点电极的跨井眼低频电阻率测量,可用来探测远离井眼的电阻性矿体,并有可能对矿体进行定量解释;该方法的另一特点是可以探测距地面较深处的矿体,有可能反映出井底下方的油层。
2.2 电法远探测的缺点
虽然电法远探测技术能够探测到井周围地质异常体,但是,其存在严重的不足:低频电磁波的分辨率很低,所以电法远探测往往只能感知异常体的存在而难以确定其具体位置,而用于地质导向的方位电磁波的频率较高,只能探测数米范围内的地质体。
并且电法远探测测井方法能探测到多大的矿体取决于电位异常幅度值,其大小除与供电电流密度、井问距有关外,还决定于矿体的位置、半径和电阻率比值。
电法探测深度取决于如下条件:被探测地质体本身的因素,如:大小、形状、埋深及与围岩的电阻率差别;供电电极距(AB)的大小;观测精度;地形和不均匀体的干扰;外来电场的干扰。
如不考虑后面两个因素,其探测深度主要取决于前三个因素。
但是,当矿体较小、埋藏较深时,即使无限增加极距也无法探测到。
如对良导球体,当球心埋藏深度超过共半径的3-4倍时,无论怎样选择极距也难以探到。
对良导水平柱体,当柱心埋藏深度超过其半径的5~6倍时,也难以探到。
3 声波远探测
3.1 单极纵波法
3.1.1 单极纵波法远探测技术的发展
单极纵波法远探测利用井中单极子声源向井外辐射的纵波,并接收从井外地质体反射回来的波来确定地质体的位置。
1998年,Schlumberger公司推出了利用单极纵波法进行单井反射波成像的井旁声波反射成像测井仪BARS(Borehole Acoustic Reflection Survey),BARS是一种超长源距声波测井仪,采用类似于地面地震勘探测量中的偏移处理技术,可以对井眼以外的井旁3-10m的声波不连续界面进行精细成像,其分辨率比地面地震和垂直地震剖面VSP高两个数量级。
BARS可以识别砂岩和泥岩顶底界面以及过井断层和裂缝,弥补了其他测井资料横向识别裂缝的不足;国内,在薛梅、楚泽涵(2002)研究指出通过采用地震工作方式的反射波测井和将声波信号频率降低到10kHz,探测深度可以到达10-15m,并且采取增加源距的方法抑
制管波和区分岩性;乔文孝、车小花等(2004)通过制作不同材料、不同倾角的缩小比列模型井,对反射声波成像测井进行物理模拟;大港油田集团公司,针对单极声源条件下的反射声波,于2005年研制了新型远探测声波反射波测井仪器,能够对井眼周围l0米范围以上的地层界面、裂缝或断层构造进行成像分析,在分辨率及探测深度方面填补了测井与地震之间的空白(图1)。
3.1.2单极纵波法远探测技术的原理
单极纵波法远探测的原理与二维地震方法相似,测量的主要目的是用反射纵波对地层的反射面进行成像。
声反射成像测井以辐射到井外地层中的声场能量作为入射波,探测从井旁裂缝或小构造反射回来的声场。
当仪器上的声源被激发时,
图1 不同测量方法纵向分辨率和探测深度关系对比图
其产生的声波可以按照传播方向分为2类,一类是直接沿井传播的波,包括滑行纵波、滑行横波、导波以及Stoneley波,即井中的模式波,这即为常见的声波测井波形数据;另一类是声源辐射到井外的能量,它在地层中被地质构造界面反射回到井中并被仪器的接收器所接收,这些波在声波测井中称为反射波,它们的振幅比起井中的模式波通常要小得多。
当测井仪器位于地层的上部或下部时,声波能量在地层的下界面或上界面反射回来被接收器接收,这些波即为测井声波中的反射波,如图2所示。
因此对这些反射波进行偏移处理,以得到井壁外面地层构造图像。
测井声波数据与常规地震勘探数据之间的主要区别是声波测井数据中井中模式波振幅很大。
这些模式波需经过剔除处理后,才能对声波数据中振幅小得多的次波(反射波)进行偏移处理。
声反射成像测井技术可以用来显示与井相交的地质界面,还可以用来探测井外面的裂隙或断层。
图2 反射纵波测井示意图
3.1.3 单极纵波法远探测技术的应用及不足
单极纵波远探测声波成像测井能够探测和定性识别近井反射界面,提高声波反射波测井技术水平,为深部复杂油气储层的精细描述提供新的技术手段。
其主要应用有:在垂直井中,能探测井旁3—10米的高角度裂缝;在垂直井中,可以对断层进行横向追踪;在垂直井中,能识别高角度层界面;在水平井中,能探测地层界面;在一定程度上识别井旁孔洞性储层。
但是单极纵波远探测技术也存在着不足之处:由于采用无方向性的单极声源激发,因而该方法不能确定反射体的方位,只给出地层三维空间中界面的二维图像;另外,单极纵波的频率一般在10kHz左右,较高频率的波衰减造成其探测范围有限,约为数米到十数米的范围。
3.2 偶极横波远探测技术
3.2.1 偶极横波远探测技术的发展
基于声波单极纵波法存在诸多不足和问题,Tang X.M在2004年首次将偶极子用于单井反射声波测井中,提出了偶极横波的远探测声波成像方法。
偶极横波远探测声波成像方法采用偶极子声源在井中向井外发射横波,并在井中接收由井外地质体反射回来的横波。
Tang X.M.和Patterson D.J(2009)利用四分量偶极数据对井旁裂缝和盐丘内部的精细构造进行了成像。
偶极声源使用的工作频率约为2-5kHz,与单极纵波法相比,由于频率较低,偶极横波探测方法横向探测距离更远,可达二、三十米的范围。
此外,由于偶极子声源的指向性具有方向性,采用多分量的偶极发射和接受,可同时确定反射体的位置和方位。
偶极声源的这些优良特性使得偶极横波法不但能确定地层机构體存在的位置,还能确定其具体的方位,较单极纵波法有很大的优越性。
3.2.2 偶极横波远探测技术的原理
通常,在偶极声源工作的同时,它还向井外地层辐射出弹性波。
井外辐射的弹性波包括纵(P)波,及在竖直(SV)和水平(SH)面内偏振的两种横波。
其中,SV波和SH波的偏振方向如图3所示。
图中显示了利用正交偶极测井仪进行远探测反射横波测量的示意图。
声波测井仪器测到的反射波依赖以下几个因素:地层和井眼流体之间的声阻抗差、地层的类型、声源频率、声源的远扬声场辐射特性及井孔对入射波的接收调制、反射界面处的反射系数、声波在地层中的非弹性衰减以及声波测井仪器的结构和构造。