磁三分量测井应用技术
磁三分量测井应用技术
中国冶金勘探总公司地质处 徐 江（北京 1000238）
上海地学仪器研究所 刘 晓 （上海 200233） 井中磁三分测量是在钻孔中，沿钻孔方向进行磁场三分量测量。它和地面磁测的本质是一样的，都是根据各种地质体存在磁性差异，而且这种差异在地磁场中会产生强弱不同的磁异常为理论依据。对这磁场种异常进行观测，并对观测结果进行分析，掌握其分布规律，就能解释推断地质体的空间规模和存在位置。对于以找矿为目的的井中磁测往往比地面磁测有更好的探测效果，因为井中磁测可以到达更接近地质体的空间观测，具有更好的异常反映。
井中磁测可以说是地面磁测的空间延深和发展。一些地面磁测不能解决的问题，通过井中磁测就很容易解决。尤其是井中三分量磁测，井中三分量磁测是很有效的一种物探方法，在验证地面弱磁异常，发现和预报深部矿体，确定矿体产状，圈定矿体规模，指示矿体空间位置等方面有很大的优势。
井中磁三分测量的技术特点
井中三分量磁测与地面磁测相比有一些特殊性，主要在以下几个方面。 1．井中磁测受到钻孔数量的限制，一个钻孔只相当地面一条测线。这样，由于钻孔数量较少，得到的空间磁异常信息很有限。
2．由于只能沿钻孔方向测量，井中磁测得到的信息可能是钻孔周围任何方向上的地质体引起的，判别地质体的方位需要很好的分量测量精度。分量测量精度的最大影响因素是仪器定位精度。这不仅取决于三分量测井仪器本身，还要受到钻孔方位准确性影响。钻孔方位测量要借助陀螺测斜仪完成，所以分量测量的精度还会受到陀螺测斜精度的影响。
3．井中磁测有时会因钻孔穿过地质体而测到地质体内部的场强，这和地面磁测只会得到地质体外部的磁场情况是完全不同的。地面磁测是在空气进行，井中磁测在是在介质中进行，测量结果要受到围岩介质磁性的影响，而且是围岩介质的内部场。这就使得资料解释变得很复杂。
4．由于地质体是有限体积，钻孔和地质体的相对位置不同，井中磁测可以测到正向磁化和反向磁化两种情况。和地面磁测只能观测到的正向磁化相比，测量信
息更加丰富但也更复杂。
5．由于受井下仪器外形尺寸限制，井中磁测采用的磁场传感器精度还不够高。又因为磁场分量测量要受到所采用的定向方法等精度影响，总的观测精度也不高。目前比地面磁测低一个数量级。影响井下磁测精度的因素还有井温，钻孔孔径等等。
6．现在最先进的井中磁三分量仪器已经没有重锤一类的活动灵敏框架，采用全固态的磁传感器进行测量。由上海地学仪器研究所研制的JCC3-2(A)型高精度磁三分量测井仪就是采用巨磁效应的磁敏元件测量磁场。三个正交安装的巨磁传感器和重力加速度传感器配合测量，同时得到北向(Y)—东向(X)—垂直(Z)正交坐标系下的三个磁场分量值。重力加速度传感器的作用是提供测量三分量所需的定向信息。由于重力加速度传感器精度高（分辨率为角秒级），所以定向精度比过去的井中磁三分量测量仪器高很多。过去井中磁三分量测量仪器是采用重锤和偏心块来定向，不仅精度差，可靠性也很差，仪器很娇气。新型仪器采用的巨磁传感器有较高的测量灵敏度，JCC3-2(A)型高精度磁三分量测井仪分量测量精度比过去大大提高。JCC3-2(A)型高精度磁三分量测井仪内部没有活动部件，仪器有很高的可靠性。仪器内部还设有自动温度补偿电路，仪器可以应用到较深的钻孔中。JCC3-2(A)型高精度磁三分量测井仪有着可靠性高、测量精度高、测量方便、操作简单等优点。
井中三分量磁测的测量精度
影响井中磁场强度测量的因素主要有两个，仪器的传感器精度和钻孔的空间参数准确性。前一个影响因素很明显，后一个影响因素就不容易理解和控制。实际上，我们在井中测量要确定磁场强度的三个分量是非常困难的，因为限于钻孔的内径较小，仪器中可安装的传感器尺寸受限，不可能做到很高灵敏度和精度。不可能做成能像地面仪器那样对准测线方向。由于要测量矢量，现在可用于井中测量的磁场传感器有磁通门式和巨磁效应磁阻式两种。前者实验室精度比后者高，但体积大，三轴相互影响因素多，线路复杂，后者体积小，功耗低，数字化输出，可靠性高。要确定钻孔的空间参数，现在只能用各种陀螺测斜仪。过去的陀螺测斜仪精度不高，尤其是方位精度不高，这对磁测资料的影响非常大。测点间方位的不一致，等效于地面磁测基线方向的误差。为了能确定方位，减少方位
误差，过去都要求磁测钻孔要是倾斜大于5度的定向孔。磁测仪器也要求钻孔顶角大于5度才能定出座标系。最新的JCC3-2(A)磁三分量测井仪当顶角大于0.5度就可以确定座标系，但两者都必须借助陀螺测斜仪来确定方位。所以陀螺测斜是高精度磁测的必测项目。在现有仪器条件下，三分量磁测的平均绝对误差Z σ≤250nT，H σ≤450nT。可提交的钻孔参数资料(钻孔的真方位角β和顶角δ)方位角的平均绝对误差βΔ≤2°。顶角的平均绝对误差δΔ≤0.1°这比过去有了很大的提高。目前，钻孔的参数是用自寻北陀螺测斜仪测出的，这种自寻北陀螺测斜仪顶角测量精度高，方位测量精度也很高，没有方位漂移误差。这种小直径的自寻北陀螺测斜仪型号有JTL-40DT 和JTL-40GX 等。
井中磁测资料的计算整理
井中磁三分量测量的资料处理现在都是由PC 机上软件自动计算出来。这些计算的坐标系都是建立在左手定则的直角坐标系中，如图。
其中X、Y 在测点处的水平面内，Z 在垂线上，Y 指向钻孔的倾斜方向。这种坐标系称做垂向坐标系，这是为了区别另一种叫轴向坐标系的情形。
1. 磁异常垂直分量
在Z 轴方向，实测垂直分量和当地正常场垂直分量的差。
由于Z 和Z 0方向相同，因此将每点所测的Z 值减去0Z 就得到了磁异常的垂直分量：
ΔZ= Z - Z 0 （1）
2. 磁异常水平分量
磁异常水平分量ΔH 是一个水平面内的矢量，可由H 减去H 0求得，但这是指
向量运算。H 是由实测的X、Y 分量合成的，H 0方向为磁北，按这样的思路我们
求ΔH 步骤如下：
（1） 求H 0在x 轴和y 轴上的投影H 0x 和H 0y （x，y，z 轴是左手定则确定的垂向座标系）：
H 0x =- H 0 sinΦ , H 0y = H 0 cosΦ (2) 其中的Φ是钻孔的实际倾斜方位角，由陀螺测斜得到。
（2）求H 与H 0在x 轴和y 轴上的模差值：
ΔX= X - H 0x , ΔY= Y - H 0y （3）
（3）求ΔH 的模值：
（4）求ΔH 的方向角φ，φ角是指从正北（N ）开始，顺时针方向转到ΔH
的角度：
φ= θ＋ Φ （5） 式中的θ角由下列公式算出： ||1Y
X tg ? (X≥0 ，Y＞0) ||1Y
X tg ??π (X＞0，Y≤0) θ= ||1Y
X tg ?+π (X≤0，Y＜0) ||21Y
X tg ??π (X＜0，Y≥0) （6）
（5）由 ΔH 模值和φ角即可作出ΔH 的矢量图。
3. 磁异常水平分量在横剖面和纵剖面中的投影
磁异常水平分量在横剖面和纵剖面中的投影分别以ΔH ⊥和ΔH ∥表示，计算公
式如下：
ΔH ⊥= H ⊥－H 0⊥
H ⊥= Ycos(Φ－A) －Xsin(Φ－A) （7）
H 0⊥= H 0 cosA ΔH ∥= H ∥－H 0∥
H ⊥= Y sin(Φ－A) ＋X cos(Φ－A) （8）
H ∥= －H 0 sinA
4. 磁异常总矢量在横剖面和纵剖面中的投影
磁异常总矢量在横剖面和纵剖面中的投影分别以ΔT ⊥和ΔT ∥表示。作ΔT ⊥和ΔT ∥矢量图时，应取在横剖面和纵剖面中的投影ΔH ⊥、ΔH ∥和ΔZ 来合成。
画ΔT ⊥矢量线时，以ΔZ 为纵坐标，向下为正，向上为负，ΔH ⊥正值为剖面A 的方向，负值为A 的反向；ΔT ∥为ΔZ 与ΔH ∥的合成矢量，其中ΔZ 为纵坐标，向下为正，向上为负，ΔH ∥正值为纵剖面方向上（A+90°的方向），负值为相反的方向。
5、 水平分量模差
水平分量模差是由实测水平分量模值H 和正常场水平分量模值H 0的差计算得到。
ΔH′= H－ H 0－H 0 （9）
水平分量模差ΔH′由于没考虑水平矢量的方向，在直孔、斜孔情况下都可以计算得到，在直孔情况下可得到并可应用的资料只有ΔZ、ΔT 模值和水平分量模差ΔH′三个。
总磁异常矢量模差
总磁异常矢量模差可以由水平异常和垂直异常做平方和再开方得到。
（10）
总磁异常矢量模差当地质体是规则形体，或接近规则形体时，用来确定地质体离开钻孔的位置和深度位置。
井中磁测资料成果图件
斜孔情况下不仅能算出垂直磁异常分量ΔZ 和水平磁异常分量ΔH ，还能算
出ΔH在横（纵）剖面中的投影模值ΔH⊥（ΔH∥），而磁异常总矢量在横（纵）剖面中的投影ΔT⊥（ΔT∥）是由ΔH⊥（ΔH∥）和ΔZ合成。一般常用到绘制图件有：ΔZ曲线图、ΔH′曲线图、ΔT曲线图和ΔT、ΔH、ΔT⊥、ΔT∥矢量图。
a b c d e f
（1）ΔZ曲线图：纵坐标为深度（向下为正），ΔZ为横坐标（向右为正），以正常场垂直分量Z0为0线，把各深度点上测量计算的ΔZ值连成曲线（ a ）。
（2）ΔH矢量图：纵坐标为深度（向下为正），在各测量深度点上用ΔH为模值和ΔH方向角φ作的矢量。向上为磁北方向，顺时针转过φ角度( b )。
（3）ΔT总磁异常矢量模差值曲线图：纵坐标为深度（向下为正），ΔT总磁异常矢量模差值为横坐标，把各深度点上测量计算的ΔT总磁异常矢量模差值连成曲线( c )。
（4）ΔH′曲线图：纵坐标为深度（向下为正），ΔH′为横坐标（向右为正），正常场水平分量H0为0线，把各深度点上测量计算的ΔH′值连成曲线( d )。
（5）ΔT、ΔT⊥（ΔT∥）矢量图：纵坐标为深度（向下为正），在各测量深度点上用ΔH、ΔH⊥（ΔH∥）为水平分量，用ΔZ为垂直分量作合成矢量。向右、向下为正( e )、（f ）。
参考文献
[1] 吉林大学地学院《磁法勘探技术》，2005， M 科学出版社
[2] 中科院沈阳材料所《新型测磁传感器的技术介绍》
[3] 上海地学仪器研究所《JCC3-2高精度磁三分量测井仪说明书》
核磁共振测井简介
核磁共振测井简介 发明了测量地磁场强度的核磁共振磁力计，随后他利用磁力计技术进行油井测量。1956 年，Brown 和Fatt 研究发现，当流体处于岩石孔隙中时，其核磁共振弛豫时间比自由状态相比显著减小。1960年，Brown 和Gamson 研制出利用地磁场的核磁共振测井仪器样机并开始油田服务。但是，地磁场核磁测井方案受到三个限制，即：井眼中钻井液信号无法消除，致使地层信号被淹没；“死时间”太长，使小孔隙信号无法观测；无法使用脉冲核磁共振技术。因此，这种类型的核磁共振测井仪器难以推广。1978 年，Jasper Jackson 突破地磁场，提出一种新的方案，即“Inside-out”设计，把一个永久磁体放到井眼中(Inside)，在井眼之外的地层中(Outside)建立一个远高于地磁场、且在一定区域内均匀的静磁场，从而实现对地层信号的观测。这个方案后来成为核磁共振测井大规模商业化应用的基础。但是由于均匀静磁场确定的观测区域太小，观测信号信噪比很低，该方案很难作为商业测井仪而被接受。1985 年，Zvi Taicher 和 Schmuel 提出一种新的磁体天线结构，使核磁共振测井的信噪比问题得到根本性突破。 1988 年，一种综合了“Inside-out”概念和MRI 技术，以人工梯度磁场和自旋回波方法为基础的全新的核磁共振成像测井(MRIL)问世，使核磁共振测井达到实用化要求。此后，核
磁共振测井仪器不断改进，目前，投入商业应用的核磁共振测井仪器的世界知名测井服务公司分别为：斯仑贝谢、哈利伯顿和贝克休斯。他们代表性的产品分别是：Schlumberger--CMR、Halliburton--MRIL-P、Baker hughts—MREX。基本原理在没有任何外场的情况下，核磁矩(M)是无规律地自由排列的。在有固定的均匀强磁场σ0影响下，这个自旋系统被极化，即M重新排列取向，沿着磁场方向排列。同时，原子核还存在轨道动量矩，象陀螺一样环绕，这个场的方向以频率ω0 进动。 ω0与磁场强度σ0 成正比，并称ω0为拉莫尔频率。在极化后的磁场中，如果在垂直于的方向再加一个交变磁场，其频率也为质子（氢核）的进动频率时，将会发生共振吸收现象，即处于低能态的核磁矩，通过吸收交变磁场提供的能量，越迁至高能态，此现象称为核磁共振。造岩元素中各种原子核的核磁共振效应的数值是不同的，它首先决定于原子核的旋磁比，岩石中元素的天然含量以及包含该元素的物质赋存状态。核磁测井以氢核与外加磁场的相互作用为基础，可直接测量孔隙流体的特征，不受岩石骨架矿物的影响，能提供丰富的底信息，如地层的有效孔隙度、自由流体孔隙度、束缚水孔隙度、孔径分布及渗透率等参数。氢核在地磁场中具有最大的旋磁比和最高的共振频率，根据含氢物质的旋磁比、天然含量和赋存状态，氢是在钻井条件下最容易研究的元素。因此，包含某种流（水、油或天然气）中的氢原子核是核磁测井的研究对象。对于静磁场，热平衡时，处于地
核磁共振测井技术的研究现状
摘要核磁共振测井在我国的应用已经有十余年的历史，对我国复杂油气藏测井评价以及石油测井技术本身的发展都做出了有目共睹的积极贡献。例如，它提供的地层信息的丰富性，远多于其他任何单项测井方法；在复杂岩性，特殊岩性，如砂砾岩、火山岩等储层，常常是少数几种有效的重要方法之一；在束缚水引起的低阻油气藏，它是必不可少的方法；它是迄今为止唯一能够提供比较合理的地层渗透率的测井方法；对于深部气层，当天然气孔隙体积比较大时，它的显示十分明显；在稠油以及水淹层，有一定的经验关系存在；对原油粘度以及毛管压力曲线等信息也有较好的反映，等等。但是，由于或是使用条件的不适应，或是使用方法的不恰当，或是技术本身的不完善，也存在或出现过不少问题。例如，它求出的孔隙度时常偏低，有时也偏高；它求出的束缚水对地区或地层的依赖性比较强；它求出的渗透率还没有得到油藏专家的广泛应用；而在流体识别方面，它还有比较大的随意性和不确定性，等等。深入研究这些问题，对提高应用效果，挖掘应用潜力，发展核磁共振测井技术等，都有重要意义。本文从实际效果和技术适应性等几个方面，介绍和讨论我国核磁共振测井应用中存在的一些常见问题，以促进该项技术的正确应用。 我国的核磁共振测井是1996年开始的[1]。中油测井有限公司（CNLC）和华北油田测井公司（现中国石油集团测井有限公司即CPL的华北事业部）最先引进了NUMAR公司的C型磁共振成像测井仪（MRIL-C）。随后，这项技术在我国迅速推广。如今，10余套老的MRIL-C或升级后的MRIL-C/TP，30余套新的代MRIL-Prime（哈里伯顿商标），6套MREx（贝克阿特拉斯商标），3套CMR（斯仑贝谢商标）以及1套MR-Scanner在我国境内服务。均估算，年测井工作量在1000口左右，既有探井，也有生产井。油田公司对核磁共振测井的认可程度正逐年增加，特别是在复杂岩性，特殊岩性（碳酸盐岩，火山岩，砂砾岩等），低孔低渗，束缚水引起的低饱和度等复杂油气藏，核磁共振测井时常成为最后的、甚至是少数几个真正有效的测井手段。 但是，在我国核磁共振测井应用实践中，也发现许多问题，不仅影响了应用效果，还曾经在某种程度上影响过人们对这项技术的信心。这些问题主要集中在孔隙度和流体识别上。在孔隙度方面，从理论上来讲，核磁共振测井是最好的测量方法，应该能够提供准确的地层孔隙度测量结果，而实际上在气层，稠油层，或高矿化度钻井液等条件下，往往出现测量孔隙度偏低或偏高的情况，甚至表现出与地层岩性的某种相关性。在流体识别方面，从理论上讲，有这些可能性，并且也发展了相应的数据采集和处理方法，但是，却都有非常强的使用条件！如果不满足这些使用条件，当然不会有好的使用效果。至于核磁共振测井得到的束缚水，渗透率，孔径分布，毛管压力曲线，原油粘度等信息，都是由回波串反演出T2分布，然后再导出的二级参数，也都有非常强的使用条件。对应用实践中出现的种种问题进行归纳，总结和分析，将有益于改进提高核磁共振测井的应用效果。 核磁共振测井孔隙度 核磁共振测井孔隙度是被观测区域孔隙流体含氢指数与孔隙度的综合反映[2][3]，而且，受到多个因素的影响。这些因素包括：CPMG回波串采集参数；刻度；孔隙流体含氢指数；回波串的信噪比；钻井液矿化度；以及采集模式与处理方法。 一般来说，回波串采集参数如TW（等待时间），TE（回波间隔），NE（回波个数）以及90o脉冲和刻度等将影响对地层孔隙度的观测比较好理解。在测井作业中，也容易控制。孔隙流体含氢指数对核磁共振孔隙度的影响与对中子测井的影响是一样的，理论上容易分析，而实际情况则往往是：要么含氢指数无法已知，要么流体实际孔隙体积不能确定，所以，校正起来常常相当困难。这几个因素通常是使核磁共振观测的孔隙度比地层实际孔隙度偏低。而下
磁三分量测井应用技术
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中国测井技术的发展方向分析
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。处于热平衡的自旋系统，在外磁场的作用下磁化矢量偏离静磁场方向，外磁场作用完后，磁化矢量试图从非平衡状态恢复到平衡状态，恢复到平衡态的过程叫做驰豫。核磁共振NMR信号的驰豫时间与氢核所处的周围环境密切相关，水的纵向恢复时间比烃快得多。根据核磁共振特性间的差异指示含氢密度的高低来识别油层。共振测井仪主要有哈里伯顿和阿特拉斯采用NUMAR专利技术推出的MRIL、斯伦贝谢的CMR及俄罗斯的大地磁场型MK923。 1.2 通过对随钻测井技术方案的有效应用，可以满足井眼周围环境应力状态的有效分析，实现其地质导向环节的优化，保障其地层评价体系的健全。在随钻测井应用过程中，要促进相关数据传输环节的优化，比如电磁传输速度、光纤遥测环节等的协调，促进其数据传输体系的健全，在此过程中，由于泥浆脉冲传输模式的自身性质，泥浆循环是不必要的环节，需要引起相关应用人员的重视。过
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?开发设计? 三分量感应测井仪的线圈系结构设计 党瑞荣 秦 瑶 谢 雁 (西安石油大学,陕西省光电传感与测井重点实验室 陕西西安) 摘 要:三分量感应测井系统是一种全新的地层结构探测系统,它可以识别地层的三维特性,是人们认识地层特性,进行油、气储层评价的非常有效的方法。三分量感应测井仪通过布置三组相互垂直的发射-接收线圈对,可直接测量地层的水平电阻率和垂直电阻率,通过测量两个交叉分量还可得出地层的倾角和方位。文章主要从三分量感应系统线圈系的聚焦理论和方法出发,为了消除线圈间的直接耦合,提出了一套全新的线圈系结构设计方案,并对其进行了详细阐述。 关键词:三分量;感应测井仪;线圈系 中图法分类号:P631.8+11 文献标识码:B 文章编号:100429134(2007)0120027202 0 引 言 传统的感应测井研究大多都建立在电性各向同性介质基础上,但地层的各向异性是客观存在的,尤其是在砂岩和泥岩组成的薄交互层中,各向异性现象更为明显。据统计,世界上大约30%的油气存在于砂泥岩薄互层,在我国,各向异性油气田所占的比例也非常高。因此,准确地认识这些地层的特性对于油气资源的探测和合理开发有着重要的意义。三分量感应测井系统可以很好的解决上述问题,它是一种全新的地层结构探测系统,可以识别地层的三维特性,能够探测传统方法难以探测到的薄储层、低渗透率储层。因此,目前有关三分量测井仪器的研制及相关的理论和实验研究是国内外的前沿课题,引起了测井界的普遍关注和重视。 1 三分量感应测井仪的原理与特性 三分量感应测井仪与以往的感应测井仪最主要的区别就在于其线圈系的设计。以往的感应测井仪的线圈系布局都是在平行于井轴的平面内,因而只能测量垂直方向的电导率。而三分量感应测井仪按照x 、y 、z 三个方向分别布局发射和接收线圈,可以同时探测多个方向的电导率。其中,z 方向为井轴方向,其探测性能与传统方法相同,x 方向和y 方向的有用信号穿越 了不同的地层,又因为其涡流的大小主要取决于相邻的低电导率地层,从而保证了不会漏测含碳氢化合物的油气储层。三分量感应测井仪的线圈系基本结构布局如图1所示[1]。 图1 线圈系结构布局 T x 、T y 和T z 分别为三个方向的发射线圈,R x 、R y 和R z 分别为三个方向的接收线圈。发射线圈发射一定频率的交流电,接收线圈接收各个方向的地层信息可得到9个磁场分量,经过一定的数据处理可得到9 个电导率分量。这三组互相垂直的发射-接收线圈,可测量平行于井轴的常规磁场分量H zz ,和两个垂直于井轴的磁场分量H xx 和H yy 。此外,由于xy 和xz 平面内也设有接收线圈,可 测量用以确定磁倾角和仪器方位角的两个交叉磁场分量H xy 和H xz 。其中每组三个方向的接收线圈组成基本接收单元,测量来自三个方向的二次感生电动势,多组基本接收单元构成阵列测量系列[2]。每组接收单元测得的信号经刻度后可得到九个磁场分量,即磁场张量H 通过式(1)求得。 式(1)中各元素下角标的两个字符,第一个表示发射线圈的方位,第二个表示接收线圈的方位。该矩阵 基金项目:https://www.360docs.net/doc/3814941634.html,PC 中青年创新基金(04E7043) 2.陕西省教育厅专项科研项目(05J K283) 第一作者简介:党瑞荣,男,1957年生,博士、教授、博士生导师,西安石油大学校级学术带头人,1991年毕业于南京理工大学,获博士学位,现主要 从事数字信号处理及测井技术领域的教学与科研工作。邮编:710065 ? 72? 2007年 第21卷 第1期 石 油 仪 器 PETROLEUM INSTRUMENTS
中国测井技术发展方向
中国测井技术的发展方向 测井新技术 国外裸眼井测井、随钻测井、油藏评价、在水平井、斜井、高产液井产出剖面测井技术方面发展迅速，仪器的耐温、耐压指标较高，可靠性高，技术的系列化、组合化、标准化和配套化水平较高。流体成像测井和传感器阵列设计是产出剖面测井新技术发展的主要趋势，永久监测技术是油田动态监测技术的非常重要的发展方向。在“十一五”863计划“先进测井技术与设备”重点项目实施方案论证会上，专家组一致认为“先进测井技术与设备”重点项目应瞄准世界测井技术发展方向研发的先进测井技术与装备，为解决我国复杂岩性、复杂储集空间的油气藏地质评价难题和油田中后期剩余油分析与油藏动态监测、油井技术状况监测提供先进有效的测量手段，满足我国石油天然气生产的需要和参与国际竞争的需求。 1 测井技术的发展趋势 井下集成化、系列化、组合测井仪器的研发成为测井技术发展的一大趋势。日本的Tohoku大学开发利用井眼雷达的直接耦合进行电磁波测井，新仪器可以获得雷达图像、电导率和相对介电常数。仪器的分辨率为1m，理想情况下探测深度为10m。Proneta开发了可以透过原油对目标进行高分辨率光成像的成像技术，已经申请并获得了专利。目前电缆测井占主要地位，随钻测井发展比较迅速，由于数据传输等技术不足，在相当一段时间内还是以电缆测井为主，套管钻井测井是未来测井发展的方向。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，用套管作为钻杆，井眼钻成功时，一口井的钻井和下套管同时完成。套管钻井测井有钻后测井模式或随钻测井模式。钻后测井模式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；随钻测井模式是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
核磁共振测井简介
引言 核磁共振测井是一种适用于裸眼井的测井新技术，是目前唯一可以直接测量任意岩性储集层自由流体（油、气、水）渗流体积特性的测井方法，有明显的优越性。本文主要讲解了核磁共振测井的发展历史、基本原理、基本应用、若干问题及展望。 发展历史 核磁共振作为一种物理现象，最初是由Bloch和Purcell于1946年发现的，从而揭开了核磁共振研究和应用的序幕。1952 年，Varian 发明了测量地磁场强度的核磁共振磁力计，随后他利用磁力计技术进行油井测量。1956 年，Brown 和Fatt研究发现，当流体处于岩石孔隙中时，其核磁共振弛豫时间比自由状态相比显著减小。1960年，Brown 和Gamson研制出利用地磁场的核磁共振测井仪器样机并开始油田服务。 但是，地磁场核磁测井方案受到三个限制，即：井眼中钻井液信号无法消除，致使地层信号被淹没；“死时间”太长，使小孔隙信号无法观测；无法使用脉冲核磁共振技术。因此，这种类型的核磁共振测井仪器难以推广。1978 年，Jasper Jackson 突破地磁场，提出一种新的方案，即“Inside-out”设计，把一个永久磁体放到井眼中(Inside)，在井眼之外的地层中(Outside)建立一个远高于地磁场、且在一定区域内均匀的静磁场，从而实现对地层信号的观测。这个方案后来成为核磁共振测井大规模商业化应用的基础。但是由于均匀静磁场确定的观测区域太小，观测信号信噪比很低，该方案很难作为商业测井仪而被接受。1985 年，ZviTaicher和Schmuel提出一种新的磁体天线结构，使核磁共振测井的信噪比问题得到根本性突破。1988 年，一种综合了“Inside-out”概念和MRI 技术，以人工梯度磁场和自旋回波方法为基础的全新的核磁共振成像测井(MRIL)问世，使核磁共振测井达到实用化要求。 此后，核磁共振测井仪器不断改进，目前，投入商业应用的核磁共振测井仪器的世界知名测井服务公司分别为：斯仑贝谢、哈利伯顿和贝克休斯。他们代表性的产品分别是：Schlumberger--CMR、Halliburton--MRIL-P、Baker hughts—MREX。 基本原理 在没有任何外场的情况下，核磁矩(M)是无规律地自由排列的。在有固定的均匀强磁场σ0影响下，这个自旋系统被极化，即M重新排列取向，沿着磁场方向排列。同时，原子核还存在轨道动量矩，象陀螺一样环绕，这个场的方向以频率ω0 进动。ω0与磁场强度σ
关于测井技术应用与发展探讨
关于测井技术应用与发展探讨 随着石油勘探开发的需要，测井技术发展已愈来愈迅速，高分辨阵列感应、三分量感应和正交偶极声波等新型成像测井仪为研究地层各向异性提供了强有力的手段;新的测井仪器，如电阻率、新型脉冲中子类测井仪、电缆地层测试及永久监测等现代测井技术可以在井中确定地层参数，精细描述油藏动态变化;随钻测井系列也不断增加。通过介绍测井技术的测量原理和部分仪器结构，寻求我国测井技术的差距和不足，这对于我国当前的科研和生产具有指导和借鉴作用。 标签：测井技术地质测试 根据地质和地球物理条件，合理地选用综合测井方法，可以详细研究钻孔地质剖面、探测有用矿产、详细提供计算储量所必需的数据，如油层的有效厚度、孔隙度、含油气饱和度和渗透率等，以及研究钻孔技术情况等任务。此外，井中磁测、井中激发激化、井中无线电波透视和重力测井等方法还可以发现和研究钻孔附近的盲矿体。测井方法在石油、煤、金属与非金属矿产及水文地质、工程地质的钻孔中，都得到广泛的应用。特别在油气田、煤田及水文地质勘探工作中，已成为不可缺少的勘探方法之一[1]。应用测井方法可以减少钻井取心工作量，提高勘探速度，降低勘探成本。在油田有时把测井称为矿场地球物理勘探、油矿地球物理或地球物理测井。按照传统的观点，测井技术在油气勘探与开发中，仅仅对油气层做些储层储集性能和含油气性能（孔隙度、渗透率、含油气饱和度和油水的可动性）定量或半定量的评价工作，这已远远跟不上油气工业迅猛发展的需要。而当今测井工作中评价油气藏的理论、方法技术有了长足的发展，解决地质问题的领域也在逐步扩大。 1电阻率测井技术 电阻率成像测井把由岩性、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。电阻率成像有FMI、AIT及ARI等。斯伦贝谢的FMI有四个臂，每个臂上有一个主极板和一个折页极板，主极板与折页极板阵列电极间的垂直距离为5.7in，8个极板上共有192个传感器，都是由直径为0.16in的金属纽扣外加0.24in的绝缘环组成，有利于信号聚焦，使得钮扣电极的分辨率达0.2in，测量时极板被推靠在井壁岩石上，小电极主要反映井壁附近地层的微电阻率。斯伦贝谢或阿特拉斯的AIT是基于DOLL几何因子的电磁感应原理，通过对单一发射线圈供三种不同频率交流使其在周围的介质中产生电磁场，用共用一个发射线圈的8对接收线圈检测感应电流，从而可以求出介质的电导率。ARI是斯伦贝谢基于侧向测井技术推出的，可以有效的进行薄层、裂缝、储层饱和度等地层评价。长庆近年来均采用四米电阻率测井系。主要用于定性划分岩石类型和判定砂岩的含油、含水性能。 2声波测井技术
井中三分量磁测规范
地质矿产部地球物理地球化学勘查局井中磁测工作规范 (试行) 一九八二年十一月
地质矿产部地球物理地球化学勘查局 关于颁发《井中磁测工作规范》 (试行)的通知 物物二[1982]246号 各省、市、自治区地质局及所属物化探专业队、地质队，部直属物探大队：《井中磁测工作规范》(试行)是地质矿产部地球物理地球化学勘查局委托部第一综合物探大队编制的，现颁发试行。本规范是第一次编制，可能会有不够完善之处，各单位在试行过程中有何经验，问题和建议，希直接报物化探局，以便在适当时期再作修改。 一九八二．十一．十三
绪言 一、井中磁测目前包括钻孔中磁场强度测量和磁化率测井。它们是以岩矿石的磁性差异为物理基础，通过仪器测定钻孔中的磁场强度和孔壁附近岩矿石的磁化率，了解井中磁异常及岩矿磁化率的变化特征，并且在掌握了工区地质和地面磁测资料后，经过资料的分析研究，然后作出地质解释达到找矿和解决其它地质问题的目的。 井中磁场强度测量的基本原理与地面磁测相同，故它是地面磁测向井中的发展，它不但反映了地球磁场和钻孔周围一定空间范围内磁性体磁场的总和，而且当钻孔穿过磁性矿体时，还可获得磁性矿体内磁场的变化特征，因而为解决地质问题提供了更多的资料(如利用磁性矿体处的磁场研究板状矿体的倾向和倾角)成为普查勘探磁性矿体工作中一种重要的井中物探方法。磁化率测井是地球物理测井方法中的一种方法，在地质勘探工作的某些领域中正被逐步地使用起来。 二、在普查勘探中强磁性矿体的地区，由于矿体与围岩的磁性差异较大，而且钻孔往往接近矿体或打穿矿体，故井中磁测更易发现孔旁和孔底盲矿，或找出被钻探打丢、打薄的矿层，又由于井中磁测的仪器比较轻便，操作简单，在某些条件下还能解决一些钻孔技术问题，提供钻孔岩矿的磁化率参数等，同时为地质、钻探和地面磁测三方面服务，所以井中磁测具有应用广、效果好、成本低、效率高等优点，它有助于合理布置探矿工程，提高钻探资料的质量，是普查勘探中强磁性矿体的一种有效而经济的物探方法。因此，凡是进行中强磁性矿体普查勘探的钻孔，一般均应进行井中磁测，必要时辅以其它有效的测井方法或其它井中物探方法，以便获得更多的钻孔物探资料，提高找矿和解决其它地质问题的效果。 和其它物探方法一样，井中磁测的应用是有条件的，只有从当地的地质和地球物理条件出发，必要时经过试验以确定方法的有效性，在此基础上选择合理的方法技术，才能得到较好的地质效果和经济效果。 三、在目前的技术条件下，井中磁测可用以解决下列地质任务： 1. 配合地质钻探验证地面磁异常，判断引起磁异常的原因； 2. 发现孔旁或孔底盲矿并大致确定其位置； 3. 找出钻探打丢、打薄的磁性矿层并确定其深度和厚度，了解矿体的延伸和边界，确定板状矿体的产状。在地质地球物理条件良好的勘探矿区，用以确定磁铁矿层的全铁品位； 4. 结合地面磁测，确定矿体的规模和分布范围，提高对磁性矿体赋存情况解释推断的准确程度。§10.井中磁场强度的正常场应与工区地面磁异常零线相一致。
测井新技术进展综述
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。 2)套管井测井技术现状目前，套管和油管内所使用的测井方法主要有：微差井温、噪声测井、放射性示踪，连续转子流量计、集流式和水平转子流量计，流体识别、流体采样，井径测量、电磁测井、声测井径和套管电位，井眼声波电视、套管接箍、脉冲回声水泥结胶、径向微差井温、脉冲中子俘获、补偿中子，氯测井，伽马射线、自然伽马能谱、次生伽马能谱、声波、地层测试器等测井方法。测井结果的准确性取决于测井工艺水平、仪器的质量和科技人员对客观影响因素的校正。测井数据的应用发展到生产动态监测和工程问题整体描述与解决。 3)生产测井资料解释现状为了获得油藏描述和油藏动态监测准确的资料，许多公司都把生产测井资料和其它科学技术资料综合起来。不仅测得流体的流动剖面.而且要搞清流体流入特征，因此，生产测井资料将成为油藏描述和油藏动态监测最重要的基础。生产测井技术中一项最新的发展是产能测井，它建立了油藏分析与生产测井资料的关系。产能测井表明，生产流动剖面是评价完井效果的重要手段。产能测井曲线是裸眼井测井资料、地层压力数据、产液参数资料、射孔方案和井下套管设计方案的综合解释结果，其根本目的就是利用油层参数预测井眼流动剖面。生产测井流量剖面成为整个油层评价和动态监测的一个重要方法。 4)随钻测量及其地层评价的进展随钻测井(LWD)是随大斜度井、水平井以及海上钻井而发展起来的，在短短的十几年时间里，已成为日趋成熟的技术了。如今随钻测井已经拥有了
三分量测井方法规程
6 特种测井方法技术设计 特种测井方法由于不常使用，尚无相应的规范或标准，有些方法属国际合作项目，所用仪器尚未落实，只能根据有关参考资料，编写初步技术设计。待项目落实后，再根据有关资料补充或修改设计。 6.1 井中重力测量 井中重力测量主要测量重力变化值Δg，可以确定重力场、岩石的平均整体密度随深度的变化规律，一般情况下，它与岩性密度测井通常有较好的一致性，但其探测深度远大于岩性密度测井，因而可以发现钻井附近的密度异常体，这对于解释地面重力异常和地震勘探结果具有重要意义。 6.1.1 任务及目的 测量井段：主孔0米到5000米； 测点间距：控制测量为50米，密度边界测量应加密，总测点数控制在150左右。 测量目的：测量地层密度，了解钻井附近的密度异常体和构造情况。 6.1.2 测量仪器 采用引进的美国L&R井中重力仪和精密深度控制系统。 井中重力仪主要技术特性见下表： 6.1.3 测量技术要求 深度误差：绝对深度误差与其它测井要求相同，两种测量间距测量间的相对深度误差小于10厘米； 重力测量均方误差小于20微伽； 对每点仪器稳定后的测量值求平均作为最终重力值，每点测量时间约为10分钟，总测井时间小于2天。 测量时，应考虑零漂的影响。
6.1.4 数据处理与解释 测量数据应进行零漂、深度（井斜）、地形等校正。 从校正后的重力值，给出视体密度和布格异常垂直剖面图； 正反演求解钻孔外侧异常体参数或探索地层产状。 6.2 井中三分量磁测 井中三分量磁测是地面磁测向井中的发展，在钻孔中确定磁场的大小和方向随深度的变化。它的特点是可以同时测得磁场的三个互相垂直分量：△Z、△X、△Y。该方法同时亦能划分磁性岩层的界面及发现井周的磁性不均匀体。 6.2.1 任务与目的 测量井段：0～5000米分次完成测量； 测量目的：提供井及其周围一定空间范围内地下地质体磁性、空间分布、构造和空间磁场变化规律等资料。 6.2.2 测量仪器 井中三分量磁测属于国际合作项目，因客观原因，具体的仪器型号、参数尚未得知，暂按德国Braunchweig大学研制的FML磁饱和式井中三分量磁力仪考虑。 测量范围±65000nT 分辨率 0.1nT 6.2.3 测量方法技术要求 该方法尚无国家或行业标准，测量方法技术等可参照原地质矿产部地球物理地球化学勘查局1982年颁发的《井中磁测工作规范》和有关文献资料。 1、由测量段底部向顶部提升时连续测量 测速：小于720m/h 测量精度：20 nT 采样间距：8～10cm 2、为减少外地磁场短时变化的影响，钻孔中的测量安排在夜间磁场活动平静期进行； 3、基点选择和正常场的确定 在井场附近，其周围20～30米范围内无磁性干扰，建立校对仪器用的分基点，该点应与工区地面磁测基点联测，推算工区正常场值。 4、所测钻孔应是斜孔，其斜度需大于1°。其它如深度控制、重复测量长度、深度比例尺、横向比例尺、对钻孔和提升设备的要求和安全操作等和常规测井曲线基本相同。 5、井场的资料初步验收
井中三分量磁测数据处理
井中三分量磁测数据处理 （一）井中三分量磁测原理和处理方法 井中磁测是磁法勘探和测井勘探相结合一种勘探方法，它是以研究岩、矿体的磁性为物理基础的。不同磁性的岩、矿体将产生不同形态和强度的磁异常，井中三分量磁测就是测定磁性岩、矿体在它周围所产生的磁场强度的异常，它测量的是相互垂直的三个分量，即两个水平分量和一个垂直分量，然后对测得的数据进行相应的计算处理，并按照解释需要绘制成相应的图形，最后以此进行推断解释[1]。 进行井中磁测资料处理前应收集如下资料：（1）剖面方位角A ，由三分量磁力仪测得； （2）工区地磁场正常场垂直分量0Z 和水平分量0H ，由正常地磁场测得；（3）三分量磁力仪所测得的五个参数：井的顶角δ、倾斜方位角β、磁场的水平分量X 、Y 和垂直分量Z ，由三分量磁力仪在井中测得。这些资料都作为三分量磁测的原始资料，然后对它们进行相应的处理。 进行井中磁测资料处理时，分直井和斜井两种情况。当井的倾斜度达到某一顶角（一般为5°）以上时，才能保证磁测元件的定向精度，可以作为斜井处理，否则作为直井处理。斜井比直井复杂，下面介绍斜井的磁测资料处理方法。 1、磁异常垂直分量 由于Z 和0Z 方向相同，因此将每点所测的Z 值减去0Z 就得到了磁异常的垂直分量： 0Z Z Z ?=- （1） 2、磁异常水平分量 磁异常水平分量H ?是一个水平面内的向量，可由H 减去0H 求得，这是向量运算。其中H 可由实测的X 、Y 分量合成，0H 方向为磁北，求H ?步骤如下： （1）求0H 在x 轴和y 轴上的投影0x H 和0y H ： 00sin x H H β=- ,0cos oy H H β= （2） （2）求H 与0H 在x 轴和y 轴上的模差值： 00x X X X X H ?=-=- ,0oy Y Y Y Y H ?=-=- （3） （3）求H ?的模值： H ?（4） （4）求H ?的方向角?，?角从N 极算起，是沿顺时针方向与H ?的夹角： ?θβ=+ （5） 式中的θ角由下列公式算出： ||1Y X tg - (X 为正，Y 为正) =θ || 1 Y X tg --π (X 为正，Y 为负) ||1 Y X tg -+π (X 为负，Y 为负) ||21Y X tg --π(X 为负，Y 为正) （6）
测井方法及应用
测井方法及应用
什么是测井测井技术的发展 石油地球物理测井是一门应用性的边缘科学，是应用地球物 理学（包括重、磁、电、震、测井）的一个分支，它用物理 学的原理解决地质学的问题。 所谓测井，就是用一些专门的仪器设备放入井中对地层的某一 方面特性（电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等） 进行测量，结合钻井资料、录井和地质等资料，分析、确定地层的 地质特性和各种地质参数，寻找地下的油气资源，解决油气田勘探、 开发过程中的具体问题，例如分析地层的岩性、沉积相、沉积环境、 地层的地质构造，以及油、气、水的分布规律，油气层水淹情况及 状态，储集层性能评价、油气藏描述、以及固井、试油等工程作业。 同时，测井资料也为固井、试油、开发方案编制及进一步的各种措 施提供依据。 可以说测井资料是一种重要的地质信息。
测井资料的主要应用测井技术的发展 在油气勘探开发中，测井资料的应用主要包括以下三个方面： 1、地层评价：主要内容有岩性分析、计算储层参数、储层综合评价、划分油、气、水层并评价产能。 2、油矿地质：编制钻井地质综合柱状图、岩芯归位、地层对比；研究地层、构造、断层及沉积相；研究油气藏和油气水分布规律，计算储量，制定开发方案。 3、钻井、采油工程： 在钻井工程中，测井斜方位和井径等几何形态的变化、估计地层孔隙流体压力和岩石的破裂压力梯度，确定下套管深度和水泥上返高度，计算平均井径，检查固井质量。 在采油工程中，测量生产剖面和吸水剖面，确定水淹层位、压力枯竭层位、出水层位、出砂层位、窜槽层位，检查射孔质量和酸化压裂效果。
测井技术的发展我国测井技术的发展现状 一、测井仪器的发展 60年代以来，我国测井仪器经历了五次更新换代，即：半自动 模拟测井仪、全自动模拟测井仪（60-70年代）、数字测井仪 （80年代初期）、数控测井仪（80年代中期）和成像测井仪（90 年代末期）。 通过测量仪器不断的更新换代，提高测量仪器的稳定性和一致 性，提高测量精度；通过提高采集数据量和计算机处理能力来获取 更多的地质信息。目前，测井技术正向着多学科相互渗透的综合评 价方向发展。
石油测井技术的发展现状与趋势
石油测井技术的发展现状与趋势 随着我国经济的不断发展，人们的生活水平也得到了前所未有的改善，与此同时。人们在日常生活中对能源的需求也逐年增加，所以就对石油的开采提出了更高的要求，各大小石油企业的年采油量也在逐年增加，在进行试油开采前对油气藏进行测井就显得尤为重要，可见加大对测井技术的研究对石油的开采具有重要的作用，因此对石油测井技术的研究具有重要的现实意义，文章从石油测井技术的发展现状出发，对石油测井技术的发展趋势做了有关论述，旨在为做好石油测井技术提供参考。 标签：石油开采；测井技术；发展现状；发展趋势 引言 石油资源作为一种重要的能源和战略物资，对一个国家的经济发展和国家安全起着非常重要的作用。中华人民共和国成立以后，中国开始发展石油工业，经过60年的发展，石油行业取得了很大的成就，已经成为国民经济的重要支柱，在中国经济发展和社会建设做出了巨大的贡献。做为石油开采的必要环节，测井技术在整个石油开采过程中占有重要的作用，不进行石油测井就无法确定油气藏的具体含量和位置，从而不能完场石油开采的后续工作，可见要想实现石油开采的高效运行，就必须加大对石油测井技术的应用。 1 石油测井技术的发展现状 目前我国的石油测井技术已经比较先进，然而在一些特殊地形，一些测井技术仍然存在许多不足，下面就对目前几种常见的测井技术做有关的论述。 1.1 随钻测井技术 随钻测井技术是测井仪器直接安装在近距离和位置，测量钻孔形成各种各样的信息，隨钻测井可以测量随钻地层倾角和方位角，扭矩，钻井方向定向钻井方向控制。可以测量，电阻率和声波时差就钻地层，密度等各方面的参数，实时监测井筒和地层的信息，然后根据这些信息来评估形成，然后在此基础上评估地质目标和跟踪，调整和优化实现钻井和正确的指导方向。 1.2 成像测井技术 成像测井技术是使用电脑来处理测量结果，它显示的图像形式，该技术的井下设备采集有效数据速率，并有大量的信息和高分辨率。例如，方位电阻率成像测井、测井技术属于斯伦贝谢公司，19厘米薄层的含油饱和度可以定量判断，可以进行区分形成的异质性，火层岩石断裂油气藏勘探和有很大的作用。又如斯伦贝谢公司隶属于同一阵列感应成像测井，有一英尺的分辨率，可以有效识别的厚层非均质性。
核磁共振测井原理
核磁共振测井原理 一、快速发展的核磁共振测井技术 1945年，Bloch 和Purcell发现了核磁共振（NMR）现象。从那时起，NMR作为一种有活力的谱分析技术被广泛应用于分析化学、物理化学、生物化学，进而扩展到生命科学、诊断医学及实验油层物理等领域。如今，NMR已成为这些领域的重要分析和测试手段。 40年代末，Varian公司证实了地磁场中的核自由运动，50年代，Varian Schlumberger-Doll，Chevron三个公司开展了核磁共振测井可行性研究。60年代初开发出实验仪器样机，它基于Chevron研究中心提出的概念，仪器使用一些大线圈和强电流，在志层中产生一个静磁场，极化水和油气中的氢核。迅速断开静磁场后，被极化的氢核将在弱而均匀的地磁场中进动。这种核进动在用于产生静磁场的相同线圈中产生一种按指数衰减的信号。使用该信号可计算自由流体指数FFI，它代表包含各种可动流体的孔隙度。这些早期仪器有一些严重的技术缺陷首先，共振信号的灵敏区包括了所有的井眼流体，这迫使作业人员使用专门的加顺磁物质的泥浆和作业程序，以消除大井眼背景信号，这是一促成本昂贵且耗时冗长的处理，作业复杂而麻烦，测井速度慢石油公司难以接受。其次，用强的极化电流持续20ms的长时间，减小了仪器对快衰减孔隙度成分的灵敏度，而只能检测具有长弛豫衰减时间的自由流体，由于固液界面效应对弛豫影响及岩石孔隙中油与水的弛豫时间差异不大，使得孔隙度和饱和度都很难求准。此外，这些仪器为翻转被极化的自旋氢核需消耗大量功率，不能和其它测井仪器组合。但这些难题没有使核磁共振测井研究中止。70年代末至80年代初，美国Los Alamos 国家实验室Jasper Jackson 博士提出“INSDE－OUT”磁场技术。在相同时期，磁共振成象（MRI）概念也得到很大发展。1983年，Melvin Miller博士在美国创办了NU－MAR公司，他们综合了“INSIDE－OUT”概念和MAR技术同时，斯伦贝谢公司几十年来，一直在努力发展核磁共振测井技术。总体来看，十几年来核磁共振测井技术的快速发展表现在以下几个方面： 第一，根据“INSIDE－OUT”思想，不用地磁场，而是在井中人工放置一个高强度磁体，所推出的核磁共振率统核心部分是由稳恒磁体发射射频（RF）脉冲并采集自旋回波信号的RF线圈组成。该技术使稳恒场B0与RF场B1相互垂直，磁体的轴沿井筒主向，其磁场方向垂直地地层。B0场与B1场的特点是：在空间任意处它们均相互正交；它们的等场强线为同心圆柱面；场强在径向上均与距离的平方成反比。B0与B1的正交性是获取最大信号的关鍵。核磁共振空间是由RF脉冲频率确定的，可以通过选频选定探测空间。因此使用各种新型核磁共振测井仪不象过去那样要进行繁重的泥浆处理作业。 第二，选用了由Carr，Purcell，Meiboon和Gill改进的脉冲回波序列技术，即CPMG 序列脉冲回波技术，它的思想是对可逆转散相效应引起的快衰减进行补偿。设计RF线圈和稳恒磁场的独特组合可以实现自旋回波序列。选用这种技术的优点是：（1）利用自旋转回波方法可以获得较高的信噪比，这对任何测量都是一个基本指标，对井下连续测量更重要。（2）自旋回波技术可放松对磁场极高均匀性的需求。这对MIR（核磁共振成象）和MRL（磁共振测井）都非常重要。MIR使用梯度场来定位信号怪生区域。MRL特别要求其测量对象置在探头之外，因此均匀度很高的磁场是不可能的。（3）自旋回波序列可视具体情况需要进行修改，有灵活可变化的特点，适于多种多样的井眼和地质情况。近二、三十年已发展出几百种回波序列。由于计算机和电子技术的不断发展，使僺作者控制RF脉冲的强度、相位、宽度和发射时间的能力不断增强，也使核磁共振测井可选用的自旋回波序列更丰富多样。 第三、开展了大量实验研究，为NMR测井应用提供了科学基础。实验研究是进场应用的基础，多年来国内外石油公司、研究单位、测井公司、大学对多孔岩石NMR测井应用的主要原理如孔隙度表面弛豫特性、体积流体弛豫特性、流体扩散弛豫、岩石中顺磁物质对弛豫影响，岩石孔隙度、渗透率、孔隙结构、润湿性与弛豫特性的关系，束缚流体、可动流体弛豫特性，油、水、气弛豫特性差别，粘度、矿化度对弛豫时间影响等等方面开展了大量实验研究，同时对实验资料分析处理研究所作的假设与近似作了充分阐述，为应用核磁共振测井资料求岩石物理参数，识别油、气、水，预测产能，选择测井参数等建立了应用基础，大大推进发该技在油气勘探、开发中的应用。 第四、对测量参数的选择做了很多分析研究工作。每次测井中有三个参数能够控制，它们是回波间隔、等待时间和采集的回波总数。因而NMR测量是一种动态结果，取决于如何