开发测井技术现状与发展趋势1

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开发测井技术现状与发展趋势

一、开发测井技术现状

开发测井指在油田整个开发期间进行的所有测井活动，包括裸眼井测井和套管井测井。开发测井的主要任务就是为油田储层评价、开发方案的编制和调整、井下技术状况检测、作业措施实施效果评价提供依据。我国开发测井经过30多年的发展，在基础实验、理论研究、测井数据采集、资料处理解释及应用等方面开展了卓有成效的工作，初步形成了一套具有自己特色的开发测井技术，主要包括剩余油饱和度测井技术、注采剖面测井技术、工程测井技术和井间测井技术等。

（一）剩余油饱和度测井技术

1、裸眼井中剩余油饱和度测井技术

开发裸眼井中剩余油饱和度测井目前主要以电法和声波测井系列为主，岩性复杂的油藏测三孔隙度（声波、中子、密度）、三电阻率（深、中、浅探测电阻率）、自然电位、自然伽马和井径，即通常测的9条曲线。个别油田加测核磁测井、介电测井、地层测试等，测井解释主要利用阿尔奇公式。

2、套管井中剩余油饱和度测井技术

套管井中剩余油饱和度评价，目前使用的测井技术主要是放射性测井.最早应用的是热中子寿命测井，该方法由于使用条件限制和施工工艺复杂，成本高，现场应用不广。近几年又发展了硼中子测井，不少油田都在推广应用。碳氧比测井是应用比较普遍的一种套管井剩余油饱和度监测技术，由于它要求储层条件（孔隙度大于20%）和井眼条件比较严，且精度不高，近几年国外公司相继推出了新的监测储层剩余油饱和度的仪器。如Schlumberger公司研制的新一代储层饱和度测井仪RST （Reservoir Saturation Tool），该仪器分辨率高，改善了伽马射线的探测灵敏度；较小的衰减常数，可大大提高高密度中子发射期间的瞬时计数率。Halliburton公司生产的新一代高性能过油管小直径储层监测仪RMT（Resetvoir Monitor Tool）和Baker-Atlas公司生产的储层动态监测仪RPM，Computa Log公司生产的储层饱和度测井仪PND-S等，是目前世界上各大测井公司推出的有代表性的储层剩余油饱和度测井仪。

下玻璃钢套管对油藏动态进行监测是应用比较普遍的技术，特别是在前苏联应用更多，胜利油田在孤岛油田西区注聚合物过程中，在玻璃钢套管中进行监测，见到好的效果。测井测得的含油饱和度的变化与生产井的生产实际是吻合的。

（二）注采剖面测井技术

1、注入剖面测井技术

注入剖面测井主要测量井筒的平均流速、井壁滤积的示踪剂强度等参数，目的是确定配注管柱

注入段的注水（汽），但在各层绝对或相对注入量，了解渗透层间驱、注差别、套管泄漏等情况。

80年代以前主要采用井温法定性测量注水剖面，80年代以后推广放射性同位素示踪法测量注水

剖面。为克服示踪剂脱附问题，1984年大庆油田与中国原子能研究院同位素所合作，研制成功131Ba-GTP微球示踪剂；为了适应地层不同孔隙和裂缝，中原油田与河南省科学院同位素所合作，研

制出粒径100～2500μm的131Ba-GTP微球示踪剂；为消除井场放射性同位素示踪剂在井口释放带来

的污染，研制并推广了井下示踪剂释放器，实现了不停注、不放喷、不溢流的密闭测井。由于示踪

法的效果显著，测井完成工作量逐年增加，在油田注水方案调整中发挥很大作用。但近年来，该方

法也暴露出很多问题，如微球下沉、套管沾污、大孔道流失等，为解决这些问题，有关单位做了不

少研究工作，如大港油田测井公司与西安石油仪器总厂合作，自1995年开始共同研究同位素示踪伽

马能谱测井方法，在模拟井取得大量实验数据。实验结果表明，该方法对识别同位素沾污类型和计

算沾污量从而提高同位素注入剖面解释精度具有良好的应用前景，目前该项目仍在进行中。有些油

田在部分井中加测井温、流量，组合测井综合解释。

在聚合物注入剖面测井中，大庆生产测井研究所用研制成功电磁流量测井仪，该仪器利用电磁

感应原理测量管道中导电流体流量，该仪器在注聚合物试验区测7口井，给出不同层的聚合物注入量，对注聚合物驱效果评价起到很好的指导作用。另外，这种电磁流量测井仪也可以用于产出剖面

测井，对原来涡轮流量测井仪是一种补充和改进。

大庆测井公司1999年用自行研制的氧活化测井仪测聚合物注入剖面120多口井也取得较好效果，目前正研制连续氧活化测井仪。

每米相对吸

水量10.5%

每米相对吸

水量1.9%

图17 1-2-5井吸水剖面测井图

2、产出剖面测井技术

主要测量井筒内流体流量、持水率流体密度、井温、压力等参数，确定井的油、气、水的含量，研究井的生产状态。

80年代产液剖面测井以引进DDLⅢ、AT+测井系列为主，90年代以来通过消化和吸收，国产生产测井仪器有了较大进步，如小直径流量含水仪，用于过环空测量抽油机井的分层产液量和含水率，该仪器主要由电容含水仪、涡轮流量计和伞式集流器组成。该仪器流量测井范围2～150m3/d。高灵敏度持水率计扩大了引进的持水率计的测量范围，提高了持水率灵敏度。

近年来环空组合产液剖面测井仪研制上，主要有以下几种：

（1）大庆生产测井研究针对油田高含水需要，研制了阻抗式过环空找水仪，通过测量油水两相流的相对电导率来确定持水率。仪器测量简单，能在水为连续相情况下随时间进行连续测量。测量精度高，在多相流标定装置中，持水率测量精度为3%，含水率测量范围为50%～100%（随流量降低，含水率测量范围变宽）；并且仪器重复性好。

（2）大庆生产测井研究所研制成功两种和低产液产出剖面测井仪（分离式和过流式），测量流量下限为0.5m3/d。并攻克120℃的测井仪皮球集流器，为该仪器在中深井测井创造了条件。

在生产测井资料解释上，传统的解释模型主要有滑脱模型、漂流模型，近几年油水两相流井下刻度方法比较流行，该方法主要利用零流量段和全流量段生产测井响应及井口产量信息对不同仪器进行具体刻度，使解释结果更接近实际。三相流解释目前还没有很好的解释模型和方法，主要采用最优化方法。

随着大部分油田进入高含水期，目前的各种产液剖面测井仪器对持水率分辨精度低，资料质量差，加之生产测井解释模型与实际情况差异大，目前的产液剖面测井技术与生产实际需求尚存在很大差距。

（1）在孤岛油田的应用

东0-13井是孤岛油田东区的一口抽油机生产井，该井地面计量日产液174.6m3，日

图2-26 东0-13井生产剖面解释成果图

产油4.2m3，综合含水97.6%。用1英寸示踪流量组合仪录取了示踪流量、持水率、温度和磁性定位等资料。该井共射开4层，其中1、2号层由于间距小，合为一个生产层处理，解释成果图见图2-26。图中自右向左第一道显示井筒流动剖面，第二道显示分层产液剖面，第三道显示连续测井信息，成果资料显示直观明了。由图2-26可以看出，温度测井资料显示4号层为主要产液层，持水率测井资料显示3号射孔层为主要产油层。数字处理结果（见表2-2）表明：4号层日产液量156.4m3，占该井日产液量的89.9%，为主要产液层；3号层日产油3.2m3，占该井日产油量的73.6%，为主要产油层，与测井资料定性分析相吻合，而且计算的日产液量及产油量与地面计量结果吻合较好。为下步实施作业提供了资料依据。

表2-2 东0-13井生产剖面成果表

（2）在胜坨油田的应用

3-4-134井是胜坨油田三区的一口抽油机生产井，该井共射开4个层生产。在正常生产情况下，用1英寸环空组合测井仪录取了示踪流量、持水率、温度和磁性定位等资料。数字处理解释结果（见表2-3）表明，2号层日产液13.2m3，日产油6.1m3，为主要产液、产油层，与温度、持水率测井资料的定性分析结果相吻合。生产剖面成果图见图2-27。

表2-3 3-4-134井生产剖面成果表

图2-27 3-4-134井的生产剖面解释成果图

该研究成果可提供油井各生产层段的分层产液量，分相产液量，划分产液剖面；确定各深度处流体的流速，分析各层之间是否存在窜流现象等。从而掌握油井生产动态，指导油水井（井组、区块）调剖挖潜，还可有条件地反映油井工程技术状况。在孤岛、胜坨、孤东等油田的应用中，取得了较好效果，在油田开发生产过程中，越来越显示出其不可替代的作用，得到油藏工程师的重视与肯定。

（三）工程测井技术

工程测井技术主要解决以下问题：

·水泥胶结情况，可判断水泥与套管、地层与套管两个界面的胶结状态；

·油、水井中套管的射孔位置、腐蚀、破裂及变形等情况；

·套管井的倾斜度及方位。

胜利油田用于工程测井系列的仪器为固放磁组合测井仪、40臂井径仪、SBT测井仪及井下声波电视测井仪。

1、固放磁组合测井仪

固井质量评价是完井和采取措施保护油井的关键。固放磁组合仪是目前评价固井质量较先进和可靠的一种测井仪器，它可测量套管波的首波幅度、声波传播时间和变密度曲线，并能真实反映套管、水泥环及地层各界面之间的胶结情况。

固放磁组合测井仪是由声幅—变密度、自然伽马、中子—中子及节箍组合而成。井下仪器直径分别为φ83mm、φ43mm以及φ89mm三种尺寸。

2、40臂井径仪

该仪器主要用于检查油、水井的套管在长期生产过程中产生的腐蚀、破裂、变形等工程问题。一次下井可获取套管的最小内径和剩余壁厚两条曲线，所测资料全面反映套管变化的情况。

3、扇形水泥胶结测井仪（SBT）

SBT是从computalog公司引进的组合测井仪，是目前世界上比较先进的水泥胶结评价测井仪，该仪器由CBL/VDL和SBT两部分构成，为用户提供传统的水泥胶结评价参数外，还提供套管外水泥环胶结情况的直观图象。该图象是将井周360°分成8个扇面，根据各个扇区声幅（3ft和5ft）可求取胶结指数，从而精细地分析在两个界面的胶结质量。

4、井下声波电视测井仪

该仪器是一种新型的旋转式超声成像测井系统。工作时由探头换能器垂直于套管内壁发射超声波，并接收回波，根据回波的幅度和时差确定钢套管的内外壁的粗糙度（即腐蚀情况）和套管内径及剩余壁厚。

·测量套管内、外壁的平面展开图，发现套管上的裂缝、炮眼等；

·测量套管内径及剩余壁厚的平面展开图；

·测量套管的横截面图；

·测量某一段套管的立体旋转图（视角可变）；

二、开发测井发面临的形势和发展趋势

（一）开发测井面临的油田开发形势

1、大部分油田进入高含水、高采出程度阶段，挖潜难度愈来愈大。

老油田经过多次调整和不断强化开采，随着开采程度的加深，已进入高采出程度和高含水后期，主力油田已处于产量递减趋势。这个阶段的开发特点：一是剩余油分散，可成片钻加密调整井的区

块很少，零散调整布井难度也大，效益越来越差。含水升高，单井增加可采储量减少。二是老油田地下油水关系复杂，特高含水井增多，多层高含水，层间、平面及各类井之间的差异缩小，控水稳油的条件逐渐变差。三是由于老井多层高含水，加之井况愈来愈差，提高单井次措施增油量的难度愈来愈大。

2、新投入开发储量品位差、难采储量比例大。

由于近年来没有发现优质、整装大油田，新发现油藏多具有深层、隐蔽性、低渗透特点，开采的难度加大。低渗透、稠油和复杂岩性油藏储量占的比例大，开采难度大，技术要求高。

3、三次采油方法将在油田的深度开发中发挥较大作用。

随着技术的发展和完善，今后各种三次采油方法将被越来越广泛地应用于各种类型的油田，用来提高注水开采后期原油采收率，而且所采用的三次采油方法将会是多元化的，如聚合物、热力开采、微生物、表面活性剂以及混相驱等。

4、井眼方式向多元化方向发展，超深井、复杂井况井（电潜泵井、出砂井）日趋增多。

近年来，随着钻井技术的发展，井眼方式发生了根本性变化，出现以水平井为代表的各种斜井；同时超深井、各种复杂井况井（电潜泵井、出砂井）日趋增多。这些都给开发测井提出新的要求，传统测井设备、测井工艺技术配套也需要相应改变。

（二）、开发测井发展趋势

1、继续开展以求准剩余油饱和度为目标的测井新理论、新方法研究。

·研究求准地层混合液电阻率新方法，完善以电法测井为主的裸眼井中确定剩余油饱和度方法。

·开展裸眼井中非电法测井确定剩余油饱和度新方法研究，尤其是开展核磁测井确定剩余油饱和度研究。

·套管井中中子测井确定剩余油饱和度新方法、新仪器研究，提高碳氧比、中子寿命测井解释精度。国外近年来在中子测井方面发展很快，Schlumberger的RST，hulliburton的RMT，Computerlog 的PND，Baker-Atlas的RPM等纷纷推向市场。

·完善利用注采剖面资料，结合生产动态数据预测剩余油饱和度方法。

2、继续开展以提高注采剖面解释精度为目标的生产测井新理论、新方法研究。

·在完善同位素示踪注水剖面解释方法同时探索新的测量方法。

·研制高含水期高精度、高分辨率各相持率测井新型传感器，并开展生产测井新解释模型和解释方法研究。

·开展聚合物驱、热采等三采过程中注采剖面测井新方法研究。

3、继续开展以提高诊断水平为目标的工程测井新理论、新方法研究。

·水泥胶结Ⅰ、Ⅱ界面测量新技术和解释新方法。

·套管质量检测新技术。

·射孔质量检测新技术

·酸化、压裂、聚合物驱效果评价新技术。

4、努力开展以确定井间剩余油分布为目标的井间测井新理论、新方法研究、

·开发高效、无污染多种稳定同位素作为井间示踪剂，研究分层测试和解释，并继续完善利用示踪剂预测井间剩余油分布的方法和软件。

·研制耐高温、发射能量大、频率高且可控的井间地震震源和体积小、频带宽、多级、多分量接收系统，开发井间地震商业处理和解释系统。

·开展井间试井约束下井间剩余油饱和度解释方法研究。

5、探索在水平井等特殊井及超深井、复杂井况井中开发测井新技术、新工艺。

·水平井、大斜度井生产测井新技术、新工艺和解释方法研究。

·电潜泵井、出砂井中生产测井新技术、新工艺研究。

·超深井生产测井新技术、新工艺研究。

·小井眼井生产测井新技术、新工艺研究。

6、积极开展与相关学科协作研究，扩大开发测井应用领域。

·煤层气开发测井评价方法研究。

·测井资料对构造和沉积微相研究。

·测井、地震结合储层预测方法研究。