深度测量系统;
井下仪器:自然伽马、双侧向等。
图1-1 井下仪器设备
测井过程中要用到:测井车、测井地面系统、测井电缆和集流环、测井井口设备、测井下井仪器、测井辅助工具、湿接头水平井测井工具、打捞工具、放射源车。另外要了解测井下井仪器技术指标,如仪器耐温、耐压、电子部分外壳直接、推靠器外径。
1.1.3测井作业流程
测井作业流程分为四个部分:
1、基地准备:仪器设备维护保养、仪器刻度、测井施工设计; 2、行车;
3、测井资料采集:现场准备、测井资料采集、测井资料验收;
4、资料处理解释:深度校正和曲线编辑、计算机处理、解释分析和评价。
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图1-2 测井仪器设备
1.1.4测井仪器原理及用途
1、电测井:分为自然电位测井、普通电阻率测井、双侧向(聚焦)测井、感应测井。
自然电位测井:原理是测量井中自然电场。用于划分渗透性岩层,确定地层水电阻率,估算泥质含量。
普通电阻率测井:原理是在均质介质中,点电极供电,通过测量电极之间的电位差计算出地层的电阻率。用于划分地层界面、求地层电阻率、划分岩性剖面。
侧向测井:原理是在电极系上增设了聚焦电极,迫使供电电流呈一定厚度的水平层状径向流入地层,从而减小井的分流作用和围岩的影响,提高分层能力。用于确定地层电阻率,划分岩性剖面,快速直观定性判断油气水层。
微球聚焦测井:原理是较小的回路电极距离,避免泥饼和地层电阻率的影响,贴井壁测量。用于划分薄层,确定冲洗带电阻率。
感应测井:原理是利用电磁感应原理测量地层电阻率的一种测井方法。用于确定地层电阻率,定性判断油气、水层。
电成像测井:原理是六个极板,每个极板25个电极,共测量出150条电导率曲线;通过计算形成电阻率成像图;黑-棕-黄-白,代表电阻率由低到高的变化。
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用于裂缝识别,溶蚀孔洞识别,构造倾角分析,沉积相分析,原始地应力和井眼整体性分析。
过套管电阻率测井:过套管电阻率测井就是测量由套管漏失进地层的漏失电流的电位差,计算地层电阻率。用于寻找和评价漏失油气层,监测剩余油饱和度,水淹层识别,高风险井地层电阻率测井,剩余油分布研究。
2、声测井:包括声波速度(时差)测井、声波全波列测井、声幅测井、声波变密度测井。
声波测井:声波时差测井是测量声波脉冲沿井壁在单位距离的地层上的传播时间。用于划分岩层,地层对比,判断油气层,计算孔隙度。
偶极阵列声波测井:1组交叉偶极声源+1个单极声源,8组32个压电晶体接收器;偶极声源解决了单极声源在疏松地层难以获得横波的问题。用于获取地层纵波、横波、斯通利波;识别地层岩性、含气性;识别评价渗透层或裂缝;分析地层各向异性;计算地应力和岩石机械特性;检测压裂裂缝缝高。
超声成像测井:旋转式超声换能器,既是发射器也是接收器,对井周进行扫描,记录反射回波波形,对井周进行扫描,记录反射回波波形;对反射波幅度和传播时间成像。特点是井周全方位覆盖,可在清水、原油和各种泥浆的裸眼井及套管井中测井。用于套管探伤(壁厚、直径);水泥胶结成像(声阻抗),裸眼井臂成像裂缝探测。
3、核测井:即放射性测井,利用地层岩石的核物理特性,定性、定量评价地层岩石物理参数的测井方法。核测井的适用条件是一般泥浆井、油基泥浆井、高矿化度泥浆井、空气钻井(裸眼井、套管井)。核测井的优点:它是唯一能够确定岩石及其孔隙流体化学元素含量的测井方法。核测井分为三类:Y射线测井、中子射线测井和核成像测井。
自然伽马测井:原理是测量岩层中自然伽马射线强度,沉积岩的放射性主要决定于岩石的泥质含量。用于划分岩性;确定泥质含量;地层对比(标志层);测深的校对依据。
密度测井:原理是利用铯137源发射的?射线照射地层,测量康普顿效应衰减后的?射线强度通过刻度,得到地层的体积密度?b;岩性密度是测量康普顿效应和光电效应得到体积密度?b和岩性指数?e。用于划分岩性;计算孔隙度;
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判断油气层。
中子测井:利用中子向地层发射快中子,测量经地层多次弹性散射后,减速为热中子或超热中子的数量。中子测井主要反映地层含氢量(含氢指数),含氢量反映地层孔隙度,是一种测定地层总孔隙度的方法。用于计算地层孔隙度;划分岩性;判断气层。
地层元素测井:使用Am-Be中子源或脉冲中子源和BGO晶体探测器。对非弹性能谱进行解谱可以得到C、O、Si、Ca等元素的相对产额,对俘获能谱进行解谱可以得到H、Cl、Si、Ca、S、K、Fe、Ti和Gd等元素的相对产额。有了元素的相对产额就可以得到元素的百分含量,进而可以确定地层的矿物类型及含量。用于求地层中元素的百分含量;确定地层的矿物类型及含量。
核磁共振测井:测量氢核释放磁共振时吸收能量信号的衰减幅度和时间,氢核弛豫幅度与地层的孔隙度成正比;纵、横向弛豫时间T1、T2与孔隙大小和流体特性有关。用于提供准确的各种孔隙度和有效渗透率;识别流体性质,计算流体体积;计算饱和度。
4、工程测井:包括井温、井径。
井斜测井:常规斜侧仪使用加速度计测量井眼的倾斜角、磁力计测量井眼的方位角;不能在套管中测量井眼的方位角。陀螺测斜仪可以在套管中测量井眼的倾斜角、方位角。测量数值不受磁场影响。既可以用于裸眼井也可以用于套管和油管井中。
泵出存储式测井:仪器在保护钻柱中以下钻速度下井,仪器用电池供电(没有电缆),当仪器接近完钻深度时,仪器被泵入裸眼井中。当钻具上提时测井,仪器在地面被取回时,可下载测井数据。仪器在井下可转动(小于60转/分钟)。仪器在井下可循环(1.2-1.8方/分钟)。测井项目:自然伽马、双侧向、微球、声波、井斜、井径、补偿中子、岩性密度。标准测井即是自然伽马+声波+双侧向+井斜方位。综合测井即是自然伽马+声波+双侧向+井斜方位+中子+岩性密度+井径。泵出存储式测井的仪器技术指标为:仪器外径60mm,工具接头外径139.7mm(水眼通径75mm),适用140-450mm。仪器组合长度约35m。仪器耐温175℃,耐压140MPa。最大测速为6m/min。井下仪器锂电池供电,连续工作时间大于150小时。测井工艺技术还包括电磁波传输存储式测井、随钻地质导向、定向钻井技术
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等内容。
其中,对于定向钻井技术,根据导向工具的导向方式不同,分为滑动导向钻井和旋转导向钻井,主要区别在导向作业是,上部钻柱是否转动。滑动导向不连续轨迹控制:一是滑动导向钻井:井下弯马达或弯接头+随钻测量;二是地面控制导向钻井:可变径稳定器+井下弯马达+MWD/LWD。旋转导向连续轨迹控制:包括旋转导向钻井:井下旋转导向钻井系统。
旋转导向工具主要有两种:一种是静止式,当钻柱旋转时,导向支撑块不转动,可沿井眼轴线方向滑动;一种是调节式,当钻柱旋转时,支撑块随钻柱仪器转动,但其整体工作效果具有导向作用。
随钻测井:随钻测井技术是测井技术、钻井技术、油藏描述等多学科的综合性技术,实现了在钻井的同时对钻井作业的综合评价和测井作业,节省了钻机时间,降低了成本;对于高效开发复杂油气藏具有总要意义,现已成为油田开发获得最大效益的至关重要手段。目前的随钻测井技术发展迅速,几乎取代所有的电缆测井功能。现在每年的随钻测井服务产值已经占整个测井行业产值的25%以上,在一些海上作业中,比例高达95%。斯伦贝谢的Vision和Scope、哈里伯顿的Geo-Pilot,贝克休斯的OnTrak系统几乎形成全球垄断。
随钻测井的数据传输:测量数据存储在仪器中,关键数据传输到地面,主要有泥浆脉冲和电池波两种方式。泥浆脉冲遥测优点是不受地层电阻率和外界地磁环境的干扰:缺点是数据传输速率较低,泥浆正脉冲传输速率0.5-1.5bit/s,连续脉冲5-10bit/s,这种方法不适合欠平衡钻井。电磁波传输优点是传输速率快(12bit/s)、适用于空气钻、欠平衡井;缺点是不适合大于3000m的深井、低阻地层,耗电多。
随钻测井的方位自然伽马:方位自然伽马采用两个探测器,180°对称排列,测量值与井下仪器的方位信息相关联。测量值在井下分为8个扇区记录,将上、下、左、右四个方向的伽马值实时传到地面。用于确定储层边界的位置,非常有助于钻井地质导向工作。从上面出储层:GR上首先升高,GR下然后升高;从下面出储层:GR下首先升高。GR上然后升高。
随钻测井中的电磁波电阻率:功能是评价地层含油气情况。测量范围为0.2
??m~2000??m。测量精度为0.2~100??m,?5%,>100, ?20%。功能是测
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