声、电、核配套,拓宽了测井在地质、工程方面的应用:2005年以后,国内中石油、中海油服开始仿造和研发成像测井仪器。
成像测井具有精细分析与描述地层地质特性的能力,成像测井的应用大幅度提升了测井发现油气藏和评价油气层的能力。 世界测井技术的发展现状:
三大测井公司:斯伦贝谢公司-CSU、MAXIS500;阿特拉斯公司-3600、3700、5700;哈里伯顿公司-DDL、EXCELL2000。近年来,威德福等公司发展迅速。 测井工艺技术包括:电缆输送测井、钻具输送测井、泵出式测井、随钻测井。 4.2 测井方法及技术特点
4.2.1测井方法分类:
测井方法按物理性质分为四大类:
1、电磁测井(双侧向/微球、双感应/八侧向、自然电位、介电测井、地层倾角、阵列感应、电成像等);
2、声波测井(声速、全波列、声幅/声幅变密度、偶极横波测井、超声波扫描成像测井);
3、核测井 (伽马、能谱、中子、补偿密度、岩性密度、核磁共振、元素俘获测井);
4、其它工程测井 (井径、井温、井斜/方位)。
4.2.2常规测井技术:
岩性测井系列:自然伽马、自然电位(井径);
孔隙度系列:补偿声波、补偿中子、补偿密度(岩性密度); 电阻率系列:双侧向/微球、聚焦电阻率或双感应/八侧向电阻率; 工程系列:井径、连续测斜。 自然伽马测井(GR):
1、GR是放射性测井方法的一种,它沿井身来研究岩层自然放射性,测量岩层中自然伽玛射线强度;
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2、测量r射线的能谱则为自然伽马能谱测井,U\\TH\\K;
3、沉积岩中放射性矿物的含量和沉积条件有密切关系,一般规律是沉积岩的放射性主要决定于岩石的泥质含量,因此自然伽玛测井是一种泥质指示测井方法。
自然伽马的主要应用:
判断岩性、确定泥质含量、地层对比(标志层)、测深的校对依据。 电阻率测井:
1、双侧向DLL/微球聚焦测井:深侧向RD—地层电阻率、浅侧向RS—侵入带电阻率、微球聚焦RMSF—冲洗带电阻率、测量条件:盐水泥浆、高阻地层;
2、双感应DIL/八侧向测井:深感应RILD--地层电阻率、中感应RILM--侵入带电阻率、八侧向RLL8--冲洗带电阻率、测量条件:淡水泥浆、油基泥浆、Rt<100Ω?М。
主要应用:划分岩性、计算含水饱和度、识别流体性质。 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;其值取决于岩性、孔隙及孔隙中流体性质。
主要用于划分岩层、地层对比、判断气层以及计算孔隙度。 补偿中子测井:
中子测井反映地层含氢量,含氢量多少反映岩层孔隙度大小,是一种测定地层总孔隙度的方法;地层中含氢量与孔隙中流体性质有关。
主要用于确定孔隙度、划分岩性剖面、划分气层和划分气水界面。 补偿密度测井:
是一种利用岩层对r射线的吸收性质来研究钻井剖面中岩层的密度变化,进而研究地层特点的测井方法;通过测量地层岩石中的电子密度来计算岩石体积密度;岩石体积密度取决于岩石骨架密度、地层孔隙度和流体密度,即:
?b?f(?,?ma,?f);因此,密度测井是研究地层孔隙度的一种重要方法。
主要用于划分岩性、判断油气层和计算孔隙度。 自然电位测井:
观测井内自然电场变化,并根据自然电位研究钻孔地质剖面的方法。
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主要用于划分渗透性岩层:对称于地层中点,半幅点分层;确定地层水电阻率;估算泥质含量。 现代(成像)测井技术:
常规测井以轴对称的层状均质地层为基础;现代测井技术向高精度、高效率、高集成度的多源、多波、多谱方向发展,逐步实现阵列化、成像化、频谱化和网络化;从传统的一维测量向二维、三维测量发展,标志进入三维岩石物理学研究时代;形成四大技术系统:裸眼井测井、套管井测井、 随钻测井和井间测井系统;测井在地质和工程领域的应用能力大幅度提高,已覆盖油气田勘探、开发的全过程。
现代测井技术从以下多方面提升了传统的测井技术:
1、常规测井由原来把地层近似视为均质的平均化测量,发展为以 “井”为对象的二维或三维空间测量,并对测量结果以具有三维模拟性质的二维可视图象进行显示,能对地层非均质性作出响应;
2、通过测井系统的全面升级,进一步提升了常规测井仪器系列的可靠性和稳定性,提高测量精度和测井时效;
3、成像测井具有观测密度和方位覆盖率大的特点,有效信息大量增加,使得测井信息的反演更易接近目标,提高了分析地层非均质性、解释地质特征的能力。
4、成像测井的应用,突破了测井数据处理两个传统的基本假设,能够在地层为非成层和不具有旋转轴对称的状态下获得可信的反演结果,成为研究地层的非均质性和各向异性,应对复杂地层油气评价的有效手段,在裂缝性、低渗透、复杂岩性油气藏与低电阻率油气层测井评价和油气藏发现,以及精细分析油藏地质特性、地质构造和沉积相等方面都有了突破性进展。 成像测井技术:
成像测井技术,就是在井下采用传感器阵列扫描或旋转扫描测量,沿井纵向、周向、径向大量采集地层信息,传输到井上以后通过图象处理技术得到井壁的二维图象或井眼周围某一探测深度以内的三维图象。具有比曲线方式更精确,更直观,更方便的特点。
成像测井技术包括电成像测井技术、声成像测井技术和核磁共振测井技术。
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成像测井图的认识:测量过程中每 0.1 英寸进行一次采样,获得全井段细微的电阻率变化;数据经处理后,用一种渐变的色板或灰度对电阻率的数值进行刻度;常用色板为黑-棕-黄-白,分 42 个颜色级别,代表电阻率由低到高的变化;成像图是一种电阻率伪井壁图象,可以反映井壁上细微的岩性、物性及井壁结构(如:裂缝、井壁崩落等),但它的颜色与实际的岩石颜色不相干,在应用时要特别注意;如有实际岩心做对比,则对成像图做的地质解释将更为合理。
成像测井地质应用:地层特性的刻画与描述:岩心标定和“替代”岩心;地质构造解释:确定地层产状、识别断层、不整合、牵引、褶皱等;沉积学解释: 识别层理类型、砾石颗粒大小、结构、判断古水流方向、识别滑塌变形、进行沉积单元划分、判断砂体加厚方向等;裂缝识别: 识别高角度裂缝、低角度裂缝、钻井诱导缝、节理、缝合线、溶蚀缝、溶蚀孔洞、气孔等,确定裂缝产状及发育方向,划分裂缝段,可对裂缝参数进行定量评价;地应力方向确定:根据井眼崩落和诱导缝的方向,确定现今主应力方向;薄层解释:准确划分砂泥岩薄互层及有效厚度。 核磁共振测井NMR:
1、在核磁共振中MRIL_P地质应用包括提供准确的孔隙度和有效渗透率。 1)核磁共振测井地质应用:提供与岩性无关的孔隙度和渗透率等岩石物理参数包括地层总孔隙度、有效孔隙度、自由流体、毛管束缚水孔隙度和渗透率等岩石物理参数 ;分析储层的孔隙结构T2 分布的形态指示了储层孔隙结构分布、分析孔隙尺寸大小和复杂储集空间的类型等;划分有效储层核磁共振测井提供的有效孔隙度、束缚流体孔隙度、自由流体孔隙度、及T2 分布可以直观显示储层与非储层;识别流体性质利用双TW 双TE 测量方式和标准T2 谱形态分布,有助于识别岩性和复杂储层的流体性质。
2)偶极横波测井:主要地质应用:岩性识别:主要是利用纵横波速度比、泊松比等参数,确定地层的岩性;识别气层和气—水界面;根据偶极阵列声波资料得出的纵横波速度比及其他岩石力学参数,可比较有效识别气层与气—水界面;判断裂缝发育井段、类型,分析裂缝储层的渗流特性:利用纵、横、斯通利波的幅度衰减直观地判断裂缝发育带,分析裂缝有效性;地层各向异性分析:在裂缝性地层或构造应力不平衡的非裂缝性地层中,根据快横波和慢横波的检测,可以
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分析地层的各向异性大小、方向及其影响因素,并确定现今最大水平主应力的方向、大小;岩石力学参数计算,进行井眼稳定性分析和压裂高度预测等。
3)模块式地层动态测试器(MDT):模块化动态地层测试器主要地质应用:测量地层压力剖面计算地层压力梯度、压力系数、流体密度等参数;估算地层径向和垂向渗透率;快速评价油气层确定储层的流体性质和气、油、水界面;预测储层产能根据压力测试和取样样品分析数据,估计油层生产能力;地质与工程应用在多井评价中可以研究油藏特征、井间连通性;在地质研究工作中用于沉积相分析和进一步分析地层构造特征;在开发区块进行油层动用情况和潜力分析;在钻井工程方面可以结合声波、密度测井资料合理确定安全的泥浆密度等。
2、套管井测井技术(Schlumberger)。
套管井测井技术进展主要体现在套管井地层评价及储层动态测井 、 井内流体动态测量 、 井下永久传感器和油井技术状况监测等方面。
3、三维扫描测井技术-斯伦贝谢。 探测器更多、信息量更大。 4、随钻测井技术(MWD/LWD)。 主要应用:地层评价与地质导向。 随钻测井技术的最新特点:
1)一是将各种电缆测井项目移植到随钻测井,实现裸眼井地层评价的功能,并在困难地理条件下(如深海、沙漠、沼泽)或复杂井况条件下,代替普通电缆测井。
2)二是实现积极的地质导向,即是以油气藏为目标,通过对实时采集的数据进行分析,使井眼轨迹在油气藏中钻进。目标不再固定不变,即将预测确定的“固定靶”变成了追踪目的层的实际的不确定“移动靶”,根据油气层的位置随时调整,缩短钻井周期,提高投资回报。
3)三最重要的发展趋势,是将随钻测井系统的发展同远程数据传输与处理技术相结合,实现远程实时数据传输,可以实时决策。
5、射孔技术。
射孔器包括有枪身射孔器、防砂射孔器、全通径射孔器、双复射孔器、内盲孔射孔器和多级脉冲射孔器。特点是大孔径、深穿透、低碎屑。射孔弹深穿透射
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