測井新技術(shù)發(fā)展概述解析課件

1、 測井技術(shù)發(fā)展概述 測井技術(shù)發(fā)展概述一、序言一、序言一、序言_測井發(fā)展史的歷史一刻 國際：法國馬科爾（Marccl）和科納德斯侖貝謝（Conrad Schlumberger）兄弟發(fā)明了世界上第一支電阻率測井儀，并于1927年9月在法國皮切爾布朗（Pcchelbronn）進(jìn)行首次測井工作。 國內(nèi)：我國測井工作比西方國家晚了十多年，1939年12月20日，我國著名地球物理勘探專家翁文波首次在四川石油溝一號井測出一條電阻率和一條自然電位曲線，并劃分出氣層位置。 一、序言_測井發(fā)展史的歷史一刻 國際：法國馬科爾（Mar一、序言 測井技術(shù)作為認(rèn)識和識別油氣層的重要手段，是石油十大學(xué)科之一。 測井學(xué)是測井

2、學(xué)科的理論基礎(chǔ)?，F(xiàn)代測井是當(dāng)代石油工業(yè)中高技術(shù)含量最多的產(chǎn)業(yè)部門之一。 我國測井學(xué)科的一學(xué)(測井學(xué))、二論(非線性理論和非均質(zhì)理論)、三譜(能譜、額譜和光譜測井方法)是未來學(xué)科的發(fā)展方向。 發(fā)展測井的前沿技術(shù)必須要有測井學(xué)科作指導(dǎo)。一、序言一、序言 測井技術(shù)發(fā)展概況： 2l世紀(jì)，測井技術(shù)要在石油與天然氣工業(yè)的三個領(lǐng)域?qū)で蟀l(fā)展和提供服務(wù)：開發(fā)測井技術(shù)海洋測井技術(shù)天然氣測井技術(shù)模擬測井階段；50年代初數(shù)字測井階段；70年代初數(shù)控測井階段；80年代初成像測井階段；90年代初一、序言開發(fā)測井技術(shù)模擬測井階段；50年代初一、序言 測井技術(shù)的三個突破是：成像測井技術(shù)核磁測井技術(shù)隨鉆測井技術(shù) 測井技術(shù)的兩個

3、進(jìn)展是： “三個突破、兩個進(jìn)展” 代表了目前世界測井技術(shù)的發(fā)展方向。為了趕超世界先進(jìn)水平，我國也要開展“三個突破、兩個進(jìn)展” 的研究。 組件式地層動態(tài)測試器技術(shù)測井解釋工作站技術(shù)一、序言組件式地層動態(tài)測試器技術(shù)二、技術(shù)需求 我國油氣資源發(fā)展對測井關(guān)鍵技術(shù)的需求主要有如下三個方面： 復(fù)雜地質(zhì)條件的需求 油氣開采的需求 工程上的需求 二、技術(shù)需求復(fù)雜地質(zhì)條件的需求 二、技術(shù)需求 復(fù)雜地質(zhì)條件的需求 我國石油儲量近90%來自陸相沉積為主的砂巖油藏，天然氣儲量大部分來自非砂巖氣藏，地質(zhì)條件十分復(fù)雜。油田總體規(guī)模小，儲層條件差，類型多，巖性復(fù)雜，儲層非均質(zhì)性嚴(yán)重，物性變化大，薄層、薄互層及低孔低滲儲層普

4、遍存在。這些迫切需要深探測、高分辯率的測井儀器和方法，開發(fā)有針對性、適應(yīng)性強(qiáng)的配套測井技術(shù)。二、技術(shù)需求二、技術(shù)需求 油氣開采的需求目前國內(nèi)注水開發(fā)的儲量已占可采儲量的90%以上，受注水影響的產(chǎn)量已占總產(chǎn)量的80%，綜合含水85%以上。油田經(jīng)多年注水后，地下油氣層巖性、物性、含油（水）性、電聲特性等都發(fā)生了較大的變化，識別水淹層、確定剩余油飽和度及其分布、多相流監(jiān)測、計(jì)算剩余油（氣）層產(chǎn)量等方面的要求十分迫切。二、技術(shù)需求二、技術(shù)需求 工程上的需求鉆井地質(zhì)導(dǎo)向、地層壓力預(yù)測、地應(yīng)力分析、固井質(zhì)量檢測、套管損壞檢測、酸化壓裂等增產(chǎn)激勵措施效果檢測等都需要新的測量方法。 二、技術(shù)需求三、測井技術(shù)發(fā)

5、展現(xiàn)狀國內(nèi)測井技術(shù)發(fā)展措施及道路一方面走引進(jìn)、改造和仿制的路子另一方面進(jìn)行自主研究和開發(fā)勘探井測井技術(shù)現(xiàn)狀測井裝備以MAXIS-500、ECLIPS-5700及EXCELL-2000系統(tǒng)為主；常規(guī)探井測井以高度集成化的組合測井平臺為主；數(shù)據(jù)采集主要以國產(chǎn)數(shù)控測井裝備為主；測井?dāng)?shù)據(jù)的應(yīng)用從油氣勘探發(fā)展到油氣藏綜合描述。注：測井裝備主要分成像測井系統(tǒng)、引進(jìn)數(shù)控測井系統(tǒng)、國產(chǎn)數(shù)控測井系統(tǒng)三個層次。三、測井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀三、測井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀套管井測井技術(shù)現(xiàn)狀目前，套管和油管內(nèi)所使用的測井方法主要有：微差井溫、噪聲測井、放射性示蹤，連續(xù)轉(zhuǎn)子流量計(jì)、集流式和水平轉(zhuǎn)子流量計(jì)，流體識別、流體采樣，井徑測量、電磁

6、測井、聲測井徑和套管電位，井眼聲波電視、套管接箍、井下光電成像測井、脈沖回聲水泥結(jié)膠、徑向微差井溫、脈沖中子俘獲、補(bǔ)償中子，氯測井，伽馬射線、自然伽馬能譜、次生伽馬能譜、聲波、地層測試器等測井方法。測井結(jié)果的準(zhǔn)確性取決于測井工藝水平、儀器的質(zhì)量和科技人員對客觀影響因素的校正。測井?dāng)?shù)據(jù)的應(yīng)用發(fā)展到生產(chǎn)動態(tài)監(jiān)測和工程問題整體描述與解決。三、測井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀三、測井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀生產(chǎn)測井資料解釋現(xiàn)狀為了獲得油藏描述和油藏動態(tài)監(jiān)測準(zhǔn)確的資料，許多公司都把生產(chǎn)測井資料和其它科學(xué)技術(shù)資料綜合起來。不僅測得流體的流動剖面而且要搞清流體流入特征，因此，生產(chǎn)測井資料將成為油藏描述和油藏動態(tài)監(jiān)測最重要的基礎(chǔ)。生產(chǎn)測

7、井技術(shù)中一項(xiàng)最新的發(fā)展是產(chǎn)能測井，它建立了油藏分析與生產(chǎn)測井資料的關(guān)系。產(chǎn)能測井表明，生產(chǎn)流動剖面是評價完井效果的重要手段。產(chǎn)能測井曲線是裸眼井測井資料、地層壓力數(shù)據(jù)、產(chǎn)液參數(shù)資料、射孔方案和井下套管設(shè)計(jì)方案的綜合解釋結(jié)果，其根本目的就是利用油層參數(shù)預(yù)測井眼流動剖面。生產(chǎn)測井流量剖面成為整個油層評價和動態(tài)監(jiān)測的一個重要方法。三、測井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀三、測井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀隨鉆測量及其地層評價的進(jìn)展隨鉆測井(LWD)是隨大斜度井、水平井以及海上鉆井而發(fā)展起來的，在短短的十幾年時間里，已成為日趨成熟的技術(shù)了。如今隨鉆測井已經(jīng)擁有了裸眼井電纜測井所擁有的各種測井方法。隨鉆測量(LWD)的進(jìn)展體現(xiàn)在：儀器尺寸

8、更??；擴(kuò)大了溫度范圍；出現(xiàn)了新的地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)。地層評價的最新進(jìn)展，尤其是隨鉆數(shù)據(jù)采集，改善了地層數(shù)據(jù)的質(zhì)量，增加了數(shù)據(jù)量，并有實(shí)時地層評價功能，有利于優(yōu)化鉆井工藝，便于發(fā)現(xiàn)那些電纜測井難以發(fā)現(xiàn)的儲層；此外，隨鉆測井縮短了鉆機(jī)的在用時間，從而在整體上節(jié)省了成本，提高了作業(yè)效率。三、測井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀三、測井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)測井技術(shù)水平現(xiàn)狀我國在碳酸鹽巖油氣層、火成巖裂縫性油氣層、礫巖油氣層、復(fù)雜巖性油氣層、低孔低滲油氣層、稠油層以及水淹層剩余油飽和度等測井方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。在生產(chǎn)測井方面形成了具有中國特色的生產(chǎn)測井技術(shù)。在常規(guī)測井的資料分析、解釋方面，處于國際先進(jìn)水平。三、測井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀四、

9、測井前沿技術(shù) 測井前沿技術(shù)研究就是測井超前技術(shù)研究，也是測井創(chuàng)新技術(shù)研究， 它是發(fā)展測井高科技的基礎(chǔ)。 進(jìn)入上世紀(jì)90年代，世界測井的前沿技術(shù)有： 這些開創(chuàng)性的研究對世界測井技術(shù)的發(fā)展將起著主導(dǎo)作用。成像測井技術(shù)核磁共振測井技術(shù)過套管電阻率測井技術(shù)地球化學(xué)測井技術(shù)光測井技術(shù)隨鉆測井技術(shù)組件式地層動態(tài)測試器技術(shù)網(wǎng)絡(luò)一體化軟件集成平臺技術(shù)四、測井前沿技術(shù) 測井前沿技術(shù)研究就是測井超前技術(shù)研究，也四、測井前沿技術(shù)系統(tǒng)名MAXIS-500（斯倫貝謝） Eclipes-5700（貝克阿特拉斯） Excell-2000（哈里伯頓） 地面裝備三臺以太網(wǎng)連接的Micro Vax +cpi3000陣列處理器計(jì)算

10、機(jī)測井系統(tǒng)；實(shí)時多任務(wù)；智能接口；全冗余系統(tǒng)三臺以太網(wǎng)連接的HP730工作站計(jì)算機(jī)測井系統(tǒng)；實(shí)時多任務(wù)；智能接口；全CPU冗余兩臺IBM RS6000工作站計(jì)算機(jī)測井系統(tǒng)；實(shí)時多任務(wù)；智能接口；全CPU冗余電纜遙測500kb/s傳送速率可選，兼容CTS230 kb/s217.6 kb/s傳送速率可選井下儀器地層微電阻率掃描 FMI偶極橫波聲波 DSI超聲波成像 USI陣列感應(yīng) AIT地震成像儀 CSI核孔隙度巖性儀 NPLT模塊式地層動態(tài)測時儀 MDT方位電阻率成像 ARI以及CSU系列下井儀陣列聲波 DAC多極陣列聲波 MAC井周聲波 CBIL微電阻率掃描成像 Star Image數(shù)字垂直成

11、像 DVRT磁共振成像 MRIL雙相量感應(yīng) DPIL六臂傾角 HDIP高分辨率電阻率成像通過轉(zhuǎn)換接頭，可與其它非WTS儀器連結(jié)微電阻率成像 EMI陣列聲波 LFD六臂傾角 SEDT高分辨率感應(yīng) HRI聲波掃描 CAST自能伽馬 NGRT選擇式地層測試器 SFT使用PIO接口面板，支持其它非DITS傳輸儀器解釋工作站ATLANT系統(tǒng)（GEOFRAME）EXPRESSDPP三大國際公司成像測井技術(shù)概況四、測井前沿技術(shù)系統(tǒng)名MAXIS-500Eclipes-57四、測井前沿技術(shù)1. 核磁共振測井 阿特拉斯、哈里伯頓公司相繼在各自的地面測井系統(tǒng)開發(fā)測井軟件配接NUMAR公司生產(chǎn)的MRIL下井儀器。 哈

12、里伯頓公司于97年6月不惜以3億多美元收購了NUMAR公司。殼牌等油公司紛紛擴(kuò)大核磁共振測井的應(yīng)用規(guī)模，同時還加大了這方面的技術(shù)投入。 從1991年始，世界各地用NUMAR公司進(jìn)行測井服務(wù)逐年上升，其地質(zhì)效果明顯。例如在北海某地區(qū)低電阻率巨厚砂泥巖層，常規(guī)組合測井解釋為水層，進(jìn)行MRIL儀器測井后認(rèn)為孔隙流體水大部分為束縛水，判定為油層，經(jīng)射孔后證實(shí)為一高產(chǎn)油井。 目前，NUMAR公司的MRIL新型儀器已經(jīng)能測量巖石總孔隙度、有效孔隙度、自由流體、巖石特征參數(shù)及油/氣/水識別等，同時在開展綜合地層評價及雙頻研究，并已開發(fā)隨鉆測井LWD的核磁儀器。 NUMAR公司聲稱希望用MRIL和電阻率儀器替

13、代常規(guī)三組合測井(即補(bǔ)中、密度、電阻率)。四、測井前沿技術(shù)四、測井前沿技術(shù)1. 核磁共振測井 斯侖貝謝公司研發(fā)了新一代NMR電纜測井儀。該儀器是一只多頻的、偏心的、梯度場測井儀。多采集模式可使儀器在單程測井中獲得近井眼地層的徑向剖面。儀器的探測深度增大，可以更好地探測原生流體，并降低了對井眼不規(guī)則的靈敏度。 斯侖貝謝公司還推出了一種新的MRF多流體弛豫模型，可用于NMR儀現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)。通過對一組NMR數(shù)據(jù)的聯(lián)合反演，MRF方法能對現(xiàn)代NMR儀探測的近井眼地層進(jìn)行詳細(xì)的地層評價，包括：沖洗帶流體飽和度NMR總孔隙度總束縛水體積原油粘度鹽水T2分布及T1/T2比原油T2及擴(kuò)散系數(shù)D的分布估算經(jīng)過

14、油氣影響校正的滲透率用途： 核磁共振成像測井技術(shù)，用于探測地層滲透率和孔隙度。確定油、氣層有效厚度，評估原油采收率和采出程度。 四、測井前沿技術(shù)沖洗帶流體飽和度用途：四、測井前沿技術(shù)2. 成像測井技術(shù)90年代初，三大測井公司推出幾種成象測井方法和儀器。比較成功的有：斯倫貝謝公司的陣列感應(yīng)成象測井它給出二維的地層電導(dǎo)率圖象，可以直觀地顯示地層電導(dǎo)率在軸向和徑向的二維分布。其分辨率在1ft，可識別厚層內(nèi)的非均質(zhì)性。新開發(fā)出的AIT-H型儀器已組合于快速平臺系統(tǒng)，新三組合儀器串長僅38ft，比常規(guī)三組合儀器串(7590ft長) 大大縮短。斯倫貝謝公司的方位電阻率成象測井它是利用方位電極陣列測量井周1

15、2個定向深電阻率值，實(shí)際是一種陣列側(cè)向成象測井，其縱向分辨率為8in，探測深度接近深側(cè)向測井，可用于定量評價20cm薄層的含油飽和度；對火成巖裂縫油藏評價十分有用；也可識別地層的非均質(zhì)性。斯倫貝謝的偶極子聲波成象測井它可用于低孔、低滲的礫巖、火成巖等復(fù)雜儲層評價、低電阻率油層評價，尤其對裂縫識別和識別氣層十分有用。阿特拉斯公司的高分辨率感應(yīng)測井儀采用8種頻率測量，有利于進(jìn)行二維的實(shí)時反演和趨膚效應(yīng)校正，縮短了反演處理時間。另外，還有西方阿特拉斯公司的多極子陣列聲波測井等。四、測井前沿技術(shù)四、測井前沿技術(shù)3. 隨鉆測井LWD技術(shù) 油田的低成本開采使得定向及水平井鉆探的應(yīng)用愈來愈廣泛。由于LWD

16、具有鉆井導(dǎo)向、快速直觀、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，所以在定向/水平井的應(yīng)用十分突出。最近兩年斯倫貝謝和哈里伯頓兩家公司的LWD測井制造技術(shù)和服務(wù)發(fā)展迅猛， 哈里伯頓公司于1994年開始開發(fā)的path Finder LWD測井系統(tǒng)包括自然伽馬、2MHz電阻率、密度、中子孔隙度、井徑、聲波等。在定向測井服務(wù)中它們可以代替電纜測井而提供優(yōu)質(zhì)可靠的測量數(shù)據(jù)。 斯倫貝謝公司的LWD系列包括聲波(SI)、電阻率(RAB)、陣列電阻率(ARC5)、密度中子(ADN)等，它們組合起來構(gòu)成VISION475測井串，同樣也能適用于不同尺寸的井眼。 此外，阿特拉斯公司的SWD儀以鉆頭為聲源、在地面或鄰井進(jìn)行測量的技術(shù)研究為LWD

17、 增添了新的內(nèi)容。四、測井前沿技術(shù)四、測井前沿技術(shù)4. 地層測試技術(shù) 地層測試作為重要的試井測量手段在斯倫貝謝、阿特拉斯、哈里伯頓等公司都有新的發(fā)展，各公司具有代表性的儀器分別為MDT、RCOR、RSCT。 以斯倫貝謝公司的MDT (Modular Formation Dynamics Tester)為例，其模塊化的結(jié)構(gòu)易于拼裝，根據(jù)用戶的需求組成儀器串進(jìn)行作業(yè)。該儀器可由10個模塊中的部分或全部組成： 電源模塊； 液壓功率模塊； 單探頭模塊； 雙探頭模塊； 流體控制模塊； 光電流體分析模塊； 多樣品室模塊； 樣品室模塊； 分隔器模塊； 泵出模塊。 其功能除測試流體性質(zhì)及地層參數(shù)外，還可為壓裂

18、提供作業(yè)參數(shù)。 另外，斯倫貝謝公司已研發(fā)過套管地層測試器，現(xiàn)場應(yīng)用效果顯著。 阿特拉斯公司的RCOR儀也頗具特色，1in 的取樣直徑與巖心試驗(yàn)室分析設(shè)備兼容，低速高轉(zhuǎn)矩取心操作保存樣品特性，該儀器兼?zhèn)渌骄⌒哪芰ΑＦ涞孛鎴D形化直觀顯示，控制井下儀工作使操作更為簡便。四、測井前沿技術(shù)四、測井前沿技術(shù)5. 井間測井技術(shù) 國外目前的井間測井技術(shù)主要是井間聲波和井間電磁波成象測井技術(shù)。 井間聲波測井將聲源和接收器置于不同位置，信息量大，效果直觀有效。其縱向分辯率介于地震勘探與電纜聲波之間，通常相鄰井距小于2000ft時的縱向分辨率為310ft。 斯倫貝謝的BARS和阿特拉斯的Seilink井間聲波儀

19、器分別利用將聲源和接收置于不同位置，對接收到的聲波信號進(jìn)行波譜分析，可得到裂縫識別、流體分布、地層走向等效果。同時，將地震勘探、測井資料同聲波資料綜合運(yùn)用，可達(dá)到油藏綜合描述的目的。 實(shí)例顯示，在井間間距400m進(jìn)行作業(yè)的測井資料顯示出很好的地層層理剖面及裂縫深度、走向。同時結(jié)合巖石聲學(xué)物理對地層的滲透率和各向異性進(jìn)行分析。斯倫貝謝公司在井間電磁波測井技術(shù)上有新的發(fā)展。這種方法最初用于描述裂縫性結(jié)晶巖中的地下水流情況, 其工作方式有單井反射方式、井間反射方式、井間層析射線方式。目前的技術(shù)水平為Rt=10000時探測深度為100m，其橫向分辨率可達(dá)0.5m，角度分辨率為45。四、測井前沿技術(shù)五、

20、正在發(fā)展的測井新技術(shù)1. 過套管電阻率測井斯倫貝謝及阿特拉斯公司過套管(金屬)地層電阻率測井技術(shù)，用于探測老井中漏掉的油、氣層，監(jiān)測油田剩余油飽和度的動態(tài)變化。目前套管厚度及腐蝕對測量結(jié)果的影響為主要研究課題。2. 井下 X 熒光分析斯倫貝謝公司開展的這項(xiàng)研究試圖為井眼流體分析提供新的測試方法。3. 地球化學(xué)測井斯倫貝謝公司研究結(jié)果認(rèn)為地球化學(xué)在巖性確定方面有其獨(dú)到的作用。4. 地應(yīng)力分析這項(xiàng)研究的目的是為鉆井和壓裂提供作業(yè)參數(shù)。5. 儲集層評價測井以中子發(fā)生器為放射源, 綜合常規(guī)中子壽命、碳氧比能譜及氧活化測井技術(shù)，開發(fā)出的新型儲集層評價測井儀器用于監(jiān)測油/氣/水運(yùn)移和套管外流體移動方向，尋

21、找竄槽，掌握儲集層油水運(yùn)移動態(tài)。五、正在發(fā)展的測井新技術(shù)五、正在發(fā)展的測井新技術(shù)6. 持氣率計(jì)用伽馬源及伽馬探測技術(shù)測量井內(nèi)持氣率。7. 井下攝像技術(shù)哈里伯頓公司應(yīng)用井下攝影、光纜實(shí)時傳輸至地面記錄，資料可以直觀顯示井內(nèi)流體狀況、井眼狀況、工具位置等。8. 水泥評價成像測井用多組探測器的信息綜合分析成像，用于對水泥膠結(jié)質(zhì)量進(jìn)行完整評價。 9. 井斜三相流分析三相流分析技術(shù)在斜井、水平井中不同于常規(guī)垂直井。資料顯示：水平井井斜變化1，實(shí)際含油飽和度為80%，按過去分析方法可能處理結(jié)果為含水80%。 10. 壓裂、射孔效果評價應(yīng)用聲波、放射性測量技術(shù)評價壓裂和射孔方位、深度等效果。 五、正在發(fā)展的測井新技術(shù)五、正在發(fā)展的測井新技術(shù)11. 測井解釋方法地質(zhì)條件發(fā)生變化，解釋的方法基礎(chǔ)也隨之變化。對水平井、非均質(zhì)地質(zhì)的解釋軟件也在應(yīng)用開發(fā)中。