我国随钻电阻率成像测井技术获突破
我国随钻电阻率成像测井技术获突破
中国石油网消息(记者陈青通讯员李传伟)经过精细解释和认真比对,1月20日,国内测井专家确认,由中国石油集团测井有限公司自主研制的随钻电阻率成像测井仪,在冀东油田获取的12条电阻率曲线,准确反映了不同探测深度的地层电阻率.获得的国内首幅随钻电阻率成像图,真实反映了地层裂缝变化和井眼破裂层段,仪器整体性能达到国际先进水平.这标志着我国随钻电阻率成像测井技术的研发取得重要进展.
随钻电阻率成像测井技术是大斜度井、水平井开发中,识别裂缝、薄层、低孔低渗等复杂油气藏的重要手段.2012年6月,中油测井公司和中国石油集团休斯敦技术研究中心共同在美国休斯敦成立随钻测井研究部,启动“十二五”国家油气重大专项课题“地层评价随钻测井技术与装备”中随钻电阻率成像测井仪器的研制工作.中外专家及工程技术人员在深入开展理论方法和数值模拟研究的基础上,先后完成了仪器响应模型的建立、电极系参数的优选等工作,并借助国外先进的加工制造技术和材料、工艺优势,完成了关键电路、机械部件制作与实验,以及样机的试制,成功实现了钻进过程中实时地层评价、地质导向和地层成像.
现场试验表明,国产随钻电阻率成像测井仪结构设计独特,安装拆卸方便,电路设计可靠,维护升级灵活,井下数据处理软件功能齐全,填补了我国同类产品空白,获得多项独创性研究成果,具有广泛应用前景.
随钻电磁波传播电阻率测井
4地层倾角对随钻电阻率测井的影响 范宜仁等2013年发表文章“倾斜各向异性地层随钻电磁波响应模拟”，文中通过坐标变换的方法，基于柱坐标系时域有限差分（FDTD）模拟和分析了倾斜各向异性地层随钻电磁波响应。为了研究各向异性系数对相位（幅度）电阻率的影响，模拟了不同各向异性系数条件下倾斜地层随钻电磁波测井响应，模拟结果表明：当地层倾角小于30°时，不同水平电阻率条件下，各向异性系数对视电阻率影响较小，随钻电磁波视电阻率主要反映地层水平电阻率；随地层倾角增大，视电阻率受各向异性的影响增大，且地层水平电阻率越低，随钻电磁波测井响应受地层各向异性影响越大，相位电阻率比幅度电阻率更加敏感；当地层倾角较大时，随着各向异性系数增大，视电阻率甚至会超过垂直电阻率。为了研究不同发射频率对各向异性系数的敏感性，模拟了地层各向异性系数为√10，水平电阻率为0.5Ω·ｍ时不同地层倾角条件下随钻电磁波响应，模拟结果显示：随发射频率增大，视电阻率受各向异性影响增强，当地层倾角较大时，随钻电磁波视电阻率甚至会远远超过垂直电阻率。
夏宏泉等2008年发表文章“随钻电阻率测井的环境影响校正主次因素分析”，文中分析了随钻电阻率测井中地层倾角（或井斜角）等环境因素对测井结果的影响及其校正方法。在大斜度井和水平井测井中，大部分仪器的测量值要受到井斜角或地层倾角的影响，实测曲线出现“异常”和“变形”。在直井中，如果地层是水平的，则仪器测量的是水平电阻率。但如果仪器在钻开同样地层的水平井时，则测量电流会流过地层的水平面和垂直面，视电阻率测量值R a是水平电阻率R h和垂直电阻率R v合成的[3-6]。假设在水平井中地层存在各向异性，垂直层界面方向的电阻率为R v，平行层界面方向的电阻率为R h，径向上（与地层平行的方向）为宏观各向同性，可推导出地层视电阻率R a、R h、R v的关系为 ? R a=R?√cos2θ+sin2θλ? 式中，λ为地层电阻率的各向异性系数，λ=（R v/R h）0.5；θ为相对倾角，即井轴与地层面法线的相对夹角，可由井斜角和地层倾角求得。由此可见，地层视电阻率主要与地层电性各向异性系数和相对倾角有关，其值介于R h～（R v·R h）0.5之间。对于2MHz的随钻电阻率测井仪器，相对夹角在0°～30°时影响不大（即在直径中随钻视电阻率等于水平电阻率，可以忽略地层电性各向异性的影响），大于30°时相对夹角影响较大，则必须考虑各向异性的影响。各向异性影响很大程度取决于地层和井眼的相对角度。如忽略各向异性的影响，则在大斜度井中，R ps相位电阻率、R ad衰减电阻率测井曲线的差异可能导致错误的侵入剖面解释，这是因为2MHz电阻率仪器的这2种曲线在各向异性地层中的响应特征是不同的，在θ＞30°时，R ps曲线更多地反映垂向电阻率，从而导致2条曲线的分离。但是如果井眼垂直于地层，即使K值很大，它对随钻电阻率测井值无明显影响，2条曲线基本重合。此外，当相对夹角变大，即使各向异性系数不变，R ps和R ad曲线仍可出现明显的分离，因此2条电阻率曲线分离与否可以间接地指示地层的各向异性。
感应电阻率测井
3地层倾角对感应测井电阻率的影响 刘迪仁等2012年发表文章“非平行界面地层对水平井双感应测井的影响”，文中在三维数值模式匹配法的基础上，通过正演数值分析，研究了地层界面倾斜时界面倾角等对水平井双感应测井响应的影响。结果显示，在水平井中，地层界面倾斜对双感应测井响应具有一定的影响，其影响程度的大小与界面倾角有关。具体如下： 在研究地层界面倾角对双感应测井影响的过程中，忽略井眼和钻井液滤液侵入对测井响应的影响（经验电阻率、侵入带电阻率与目的层电阻率相同），在竖直模拟计算过程中，h=5m，Rs=2Ω·m，Rt=100Ω·m，得到双感应测井响应与界面倾角的关系（见图2）。 图2 双感应测井响应与地层界面倾角关系 由图2可以看出，随地层界面倾角增大，双感应视电阻率逐渐远离目的层电阻率而接近围岩电阻率。井眼中心到倾斜地层界面的实际距离为Hcosθ，随着界面倾角增大，Hcosθ减小。由于深、中感应径向探测深度是一定的，此时双感应测井响应受围岩的影响随之增大，从而使视电阻率接近围岩电阻率。为此，在水平井测井解释工作中，受地层界面倾斜的影响，界面倾角成为双感应测井响应的重要影响因素之一，有必要对该环境下的双感应视电阻率值进行校正。地层界面倾斜的影响程度与深、中感应的径向探测深度有关。 地层电阻率是影响油气评价的重要参数，感应测井是确定水平井中地层电阻率的常用方法。在实际测井环境中，地层上、下界面往往是不平行的，在测井解释过程中，这种非平行界面地层环境对水平井感应测井响应的影响是一个值得关注的问题。
David，Liu Guoqiang等［7-8］通过理论研究，确定了感应测井的主要影响因素，并建立了相应的校正图版和校正方法，以便在评价解释工作中较好地消除围岩、钻井液侵入、井眼等地层环境的影响。 ［7］David N，Shanjun Li，Richard C，et al. Invasion effects on time-Lapsed array induction logs ［C］//SPWLA . SPWLA 48th Annual Logging Symposium. Houston：SPWLA，2007：1-10. ［8］Liu Guoqiang，Yang Wei，Feng Qining，et al. A new method to correct the effect of skin - effect in induction logs ［C ］//SPWLA . SPWLA 41th Annual Logging Symposium. Houston：SPWLA，2000：1-9.
国内随钻测井解释
1国内随钻测井解释现状及发展 在国内现有的技术条件下，开展大斜度井和水平井测井资料的可视化解释能在很大程度上提高测井解释识别地质目标的精度，通过实时解释、实时地质导向有助于提高钻井精度、降低钻井成本、及时发现油气层。 未来的勘探地质目标将更加复杂，以地质导向为核心的定向钻井技术的应用会越来越多。伴随新的随钻测井仪器的出现，应该有新的集成度高的配套解释评价软件，以充分挖掘新的随钻测井资料中包含的信息，使测井资料的应用从目前的单井和多井评价发展为油气藏综合解释评价。因此，定向钻井技术的发展及钻井自动化程度的提高必将使随钻测井技术的应用领域更加关泛。 2 提高薄油层钻遇率 提高薄油层水平井油层钻遇率必须加强方案研究及现场调整、实施两方面研究。方案设计包括对油层的构造、沉积相、储层物性、电性特征、油气显示特征综合研究。现场调整、实施包括对定向工具的认识及现场地质资料综合分析、重新调整轨迹后而实施的设计。 一口水平井的实施是一个系统工程，包括地质、钻井工程两方面的因素。地质设计及现场提出的方案要充分考虑工程的可行性。只有加强综合研究，根据油藏的变化情况及时调整轨迹，才能提高油层钻遇率。 目前，在石油、天然气等钻井勘探开发技术领域，水平井作业中，使用随钻测井工具、随钻测量工具和现场综合录井工具。随钻测量工具、随钻测井工具位于离钻头不远的地方，在钻机钻进的同时获取地层的各种资料和井眼轨迹资料，包括井斜、方位、自然伽马、深浅侧向电阻率等。现场综合录井工具获取钻时、岩屑、荧光、气测录井等，这样利用随钻测量工具、随钻测井工具测得的钻井参数、地层参数和现场综合录井资料推导出目的层实际海拔深度和钻头在目的层中实际位置，并及时调整钻头轨迹，使之顺着目的层沿层钻进，尽量提高砂岩钻遇率。
随钻电磁波电阻率测井的犄角效应
随钻电磁波电阻率测井的“犄角”效应 一、前言 近期，随钻电磁波电阻率测井资料中出现的一种被称为“犄角”的现象，引起了国内外专家教授、工程技术人员乃至地质家的关注，纷纷以极大的兴趣对其进行分析研究，发表文章介绍研究成果与认识，以期对其作出客观正确的阐述与解释。 目前，对于“犄角”的研究仍在深入进行中，对于它的认识和分析尽管不尽相同，甚至尚存争议，但对这一现象的破解必有积极的意义和作用。对“犄角”的地质和工程分析与应用更值得深入探讨与开发。 二、产生“犄角”效应的机理 对于“犄角”效应产生的机理，目前尚存在不同的见解与争论，在此无意参与其中，而仅以认识与分析问题的视角阐发一孔之见， 1、何为“犄角”效应 所谓“犄角”效应，是指井 眼轨迹以一定的交角进入地层 界面时，电磁波电阻率测井响应 在界面处产生的异常突变现象。 如图1所示，当井眼轨迹与 地层界面法线以θ角相交时在 地层界面处产生的“犄角”效应。 “犄角”一词来自英语“HORN” 有号角、角状物之意；其实古代 的号角也是牛角做的。这里是以牛角的形状形容电磁波电阻率测井响应的异常突变现象。 值得一提的是，有人把这一现象称为“极角”或“极化角”是不够妥当的，因为产生“犄角”效应的主要因素并非“极化”或“激化”问题。而是电磁波传播的边界效应与边值问题。 2、导致“犄角”产生的因素 究竟哪些因素导致“犄角”效应呢？一般认为有以下原因： A、地层界面两侧地层电阻率对比度。地层电阻率对比度越大，“犄角”效应越明显。 B、井眼轨迹与地层界面法线的交角大小。交角越大，“犄角”效应越明显。当然，当井眼轨迹一定时，交角大小与地层产状也有关系。 C、井眼尺寸（井径）大小及仪器外径与井壁之间的间隙大小。间隙越大，对“犄角”效应的影响越大。
SLB随钻测井技术及应用
随钻测井(LWD)技术及应用 WZ11-1 N
宋菊 随钻测量技术 Apr-16-2009
1 Initials 4/18/2009
主要内容
随钻测井简介 VISION Scope 作业要点
环境随钻测井影响
2 Initials 4/18/2009
随钻测井仪器
振共磁核
电缆测井仪器
CMR
proVISION sonicVISION StethoScope TeleScope
随钻测井可以实现 的测井项目
侧向电阻率 电磁波传播电阻率
DSI
PeriScope seismicVISION
geoVISION Xceed/Vortex
3 Initials 4/18/2009
谱获俘、马格西、规常
EcoScope
试测力压层地 像成率阻电 率阻电向侧
波声
MDT
岩性密度 光电指数 中子孔隙度
PEx
元素俘获，自然伽马 声波 地层压力 俘获截面 核磁 地层界面 图像
AIT ECS
HRLS
随钻测井能够完成几乎全部测井项目
FMI
97%以上的随钻测井不再需要重复电缆测井 以上的随钻测井不再需要重复电缆测井
传达独立的地层评价
电缆测井 随钻测井
97%以上的随钻测井不需要重复 相同项目的电缆测井
4 Initials 4/18/2009
随钻测井的价值
决策
决策/ 决策/ 产量
储层增产地质导向
增 值 方 向
地层产能和渗透性
储层产能 储层评价
R Φ R Φ R Φ MR,
孔隙度, 饱和度, 岩性, 孔隙度 饱和度 岩性 流体
西格马
实 时 数 据 构造
随钻测井服务 Φ
地 元 地层元素 地 元 地 元
Rt Rxo
孔 密度 隙 光电 度 指数
ΦISO
向 导 质 质 质 质 地 地 地 地
流度 流 流 流
e e e Perm
V
地层信息
Sc op e
实时测井 EcoScope
GVR (RAB) ARC ADN
马 伽马 伽马 伽马能谱
pe co riS Pe e op Sc tho Ste
N ISIO ProV
Sonic VISION
Te le
测量工具
实时可视化
感应 电阻 率
侧向 电阻 率
试 试 试 测试 力 力 力 压力 层 层 层 地层
振 振 振 共振 核 核磁
测 测 测 测 探 探 探 探 界 界 界 界 边 层 地 地 地 地
西格马
中子
密度
波 声波 声波 声波
成像
遥 测
实时解释
LWD测量的项目 测量的项目
测量项目
5 Initials 4/18/2009
随钻电阻率测井原理浅析
随钻感应电阻率测井原理浅析 1．电阻率的概念 2．电阻率的测量方法 3．电阻率的电极系分布 4．电阻率测量的数学模型 几何因子理论 摘要：本文通过对Geolink公司TRIM工具测井原理的剖析，详细介绍了感应电阻率测井的原理，并将电缆测井与随钻测井进行比较 主题词：MWD 电阻率感应测井原理浅析 随钻测量（MWD—Measurement While Drilling），是一项在钻井过程中，实时对井底的各种参数进行测量的技术，MWD的最大优点在于它使得司钻和地质工作者实时看到井下正在发生的情况，可以极大的改善决策过程。随钻测量技术极大的推动了钻井技术的发展，为地层评价提供了新的手段，由于可以直接观测井下工程参数，这就为钻井的进一步科学化提供了有利的条件，及时获得地层资料对于准确评价地层和进行地层对比以及油藏描述也具有重要的意义。 MWD系统测量的一个十分重要的方面就是电阻率地层评价测井。自从八十年代中期起，就有许多种不同的MWD电阻率被测试并投入市场，包括16’’短电位电阻率，聚焦电阻率（有活动和被动聚焦能力），基于电极的装置（可利用钻头或接触按钮），目前Sperry-Sun Drilling Service服务公司的多空间1~2MHz“电磁波电阻率相位测井”是工业上唯一商业化的、真正的多探测深度的电阻率测井工具。Geolink公司应广大用户的普遍要求，也制造生产出随钻电阻率工具，它将MWD仪器测井结果与通常使用的电缆感应（20KHZ）测井相关联，用这种方法得到的响应与电缆深感应测井的探测深度相类似，其垂直分辨率优于电缆中感应测井。这种探测深度可以减少井眼环境及泥浆侵入地层对测量产生的影响。因而不需要对在不同泥浆（水基、油基、气基及泡沫基钻液）中作业中所产
国外随钻测井发展历程
国外随钻测井发展历程 提高服务质量，降低服务成本是工程技术服务努力追求的目标，就此而言, 随钻测井相对于电缆测井具有多方面的优势。随钻测井资料是在泥浆滤液侵入地层之前或侵入很浅时测得的，更真实地反映原状地层的地质特征，可提高地层评价精度。随钻测井在钻井的同时完成测井作业,减少了井场钻机占用时间,从钻井-测井一体化服务的整体上节省成本。在某些大斜度井或特殊地质环境（如膨胀粘土或高压地层）钻井时，电缆测井困难或风险大以致不能进行作业时，随钻测井是唯一可用的测井技术。因此,随钻测井既提高了地层评价测井数据的质量，又减少了钻井在用时间，降低成本。 在过去的近20年里, 随钻测井技术快速发展, 目前已具备对应电缆测井的所有技术，包括比较完善的电、声、核测井系列，以及随钻核磁、随钻压力等等。同时, 全球随钻测井业务不断增长, 已成为油田工程技术服务的主体技术之一，其业务收入和工作量大幅增加。可以预期, 随着石油勘探开发向复杂储集层纵深发展, 随钻测井技术将更趋完善, 电缆测井市场份额将更多地被随钻测井所取代。 一、随钻测井发展历程 随钻测井技术的发展可追溯到1930年前后，当时电缆测井技术开始出现和发展。20世纪30年代早期，Dallas地球物理公司的J.C.Karaher用一段长4-5英尺的绝缘线将钻头与钻柱绝缘，在每根钻杆内嵌入绝缘棒，用一根导线在绝缘 棒中间穿过，通向地面，通过这根导线传输信号。 用这种方法得到了令人鼓舞的结果，测量到连续 的电阻率曲线。1938年采集到第一条LWD电阻率 曲线[1]，这是用电连接方式传输数据的第一条 LWD曲线（图1）。 20世纪40年代和50年代仅有的几个专利文 献表明，许多发明家和研究组织继续致力于实时 的、可靠的随钻测量系统的研究，遗憾的是，LWD 数据传输技术的发展非常缓慢，技术上很难突破。 在测井技术发展开始的50年时间里，在石油工业
基于高分辨率随钻电阻率成像的井旁三维构造地质建模_李楚吟
文章编号：１６７３－８２１７（２０１３）０３－００５６－０５ 基于高分辨率随钻电阻率成像的 井旁三维构造地质建模 李楚吟１，吴意明１，张永江１，李昭伟１，刘 博２ （１．中海石油深圳分公司开发部，广东深圳５１８０６７；２．斯伦贝谢中国地球科学及石油工程研究院） 摘要：ＬＨ油田是生物礁灰岩油藏，发育于中国南海珠江口盆地中央隆起带东沙隆起碳酸盐岩台地边缘。礁灰岩油藏内部非均质性强，储层复杂多变，裂缝和次生溶孔发育，油层分布和储层物性较难认识和预测。基于随钻高分辨率电阻率（ＧＶＲ）成像测井拾取的沉积倾角，利用Ｐｅｔｒｅｌ平台的ｅＸｐａｎｄＢＧ软件对井旁构造进行模拟。在构造单元划分和构造倾角计算基础上，分析地层构造类型和构造趋势，进行构造倾角的近井投影，得到近井储层构造顶面分布图。通过三维井周构造模拟分析，可以对局部微构造进行精细刻划，分析物性与构造的关系，为后续开发井钻探、地质导向实时决策提供参考依据。同时利用模拟结果对区域构造图进行更新。 关键词：礁灰岩油藏；随钻电阻率成像测井；沉积倾角；井旁构造；三维构造地质建模 中图分类号：ＴＥ１９ 文献标识码：Ａ ＬＨ构造是在台地边缘发育起来的生物礁地层圈闭，灰岩顶面圈闭幅度８１．０ｍ，圈闭面积１４．２５ｋｍ２。轴向为北西－南东，长轴约６ ｋｍ，短轴约４ｋｍ。礁体的高部位两边不对称，向海一侧较陡，向陆一侧具有平缓下倾的趋势。由于礁体生长速度快于围岩，两翼地层见明显的上超现象。小断层、裂缝集中发育在地层起伏较大的部位，如礁顶部位以及沉积突变的部位等。 ＬＨ油田于２０１２年投产，油田初期产量远超ＯＤＰ（油田整体方案）设计，是我国第二个在生产的礁灰岩油藏。该油田共有开发井１０口，其中导眼井为Ａ３ｈｐ井和Ａ３ｈｐ２井，Ａ３ｈｐ２井为导眼井侧钻；水平井为礁核部位的Ａ１ｈ井和Ａ６ｈ井，礁后斜坡区的Ａ３ｈ井、Ａ７ｈ井；礁后平台区的Ａ２ｈ井、Ａ５ｈ井、Ａ８ｍａ井、Ａ８ｍｂ井。全部井采用Ｓｃｈｌｕｍｂｅｒｇｅｒ公司的高分辨率随钻侧向电阻率成像测井仪ｇｅｏ－ＶＩＳＩＯＮ（ＧＶＲ）系列。ＬＨ油田钻遇的几口水平井目的层钻遇率都很高，并且获得丰富的地质资料，从地质角度进行了沉积相划分、地应力分析、井旁构造建模、裂缝定性与定量分析、次生溶蚀定量计算和区域综合评价。本文着重分析随钻电阻率成像技术在ＬＨ礁灰岩油田井旁构造三维构造地质建模中的应用。 １ 随钻电阻率测井原理 ｇｅｏＶＩＳＩＯＮ是Ｓｃｈｌｕｍｂｅｒｇｅｒ公司特有的高分 辨率随钻侧向电阻率测量仪器［１－２］，它包括近钻头、环形电极以及３个方位聚焦纽扣电极。其中，浅、中、深纽扣电极的探测深度分别为１ｉｎ、３ｉｎ、５ｉｎ；环形电极的探测深度为７ｉｎ。 ＧＶＲ的高分辨率侧向测井减小了邻层的影响［１－２］，可应用于高导电性泥浆环境，而且钻头电阻率能够提供实时套管着陆点和取心点的选择。三个方位纽扣电极提供三种深度的微电阻率随钻成像，可解决复杂的地质问题，实时图像被传输到地面可识别构造倾角和裂缝，以更好地进行地质导向。 ２ 礁灰岩沉积特征分析 ＬＨ油田是典型的台地边缘礁型储层发育的油田。台地边缘礁的迎浪面与背浪面沉积特征差异明显。地层沉积层面在电阻率图像上表现为切穿整个井眼的余弦或正弦曲线，通过对界面的拟合、计算可以得到界面的真实产状。在倾角矢量图上，绿色蝌蚪为地层产状即沉积倾角；深红色为高导裂缝产状，蓝色为断层产状（见图１）。 收稿日期：２０１３－０１－０４；改回日期：２０１３－０２－２８ 作者简介：李楚吟，高级工程师，１９６２年生，１９８３年毕业于江汉 石油学院，现从事地质油藏研究工作。 基金项目：“十一五”国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开 发”子课题“海相礁灰岩稠油油藏（特）高含水期精细开发技术研 究”（２００８ＺＸ０５０２４－００４－０１０）礁灰岩断层与裂缝预测专项技 术研究成果。 石 油 地 质 与 工 程 ２０１３年５月 ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＧＥＯＬＯＧＹ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ 第２７卷 第３期
贝克休斯随钻测井技术介绍
贝克休斯随钻测井技术介绍
贝克休斯随钻测井 技术介绍
1
随钻测量(MWD)
旋转倾斜角
– 旋转钻井过程中的井眼倾斜角
旋转方位角
– 旋转钻井过程中的井眼方位角
方向原始数据
– 用于对钻柱轴向磁场干扰进行修正
振动粘滑动态
– 轴向振动 – 横向振动 – 粘滑振动
2
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贝克休斯随钻测井技术介绍
高速数据传输 (aXcelerate)
原始信号的形状清晰且容易 确定 泵噪音和反射作用导致到达 地表传感器的信号失真 对泵噪音的消除使得对井下 脉冲发生器信号的识别成为 可能 动态优先级提升（DPP）算 法可消除反射作用和表面噪 音 对信号进行最终过滤，并采 用自适应相关器恢复井下脉 冲发生器的原始信号
4
高速数据传输 (aXcelerate)
3比特/秒的实时数据 密度具有足够分辨率 能确保图像重要特征 的识别 增加至6比特/秒的数 据密度可产生清晰的 图像，可确保特征识 别以及实时倾角选择
5
伽马射线、电阻率和中子放射性测量(OnTrak, LithoTrak)
伽马射线
– 用于识别砂层或页岩 – 用于计算地层倾角
Gamma 伽马射线 Ray
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贝克休斯随钻测井技术介绍
伽马射线、电阻率和中子放射性测量(OnTrak, LithoTrak)
伽马射线
– 用于识别砂层或页岩 – 用于计算地层倾角
电阻率 Resistivity
MPRTEQ
电阻率测量
– 对碳氢化合物或水进行识别 – 通过后处理（MPRTEQ）计算 含水饱和度 – 增强地层导向功能
7
伽马射线、电阻率和中子放射性测量(OnTrak, LithoTrak)
伽马射线
– 用于识别砂层或页岩 – 用于计算地层倾角
Density & 密度与孔 Porosity 隙度
电阻率测量
– 对碳氢化合物或水进行识别 – 通过后处理（MPRTEQ）计算 含水饱和度 – 增强地层导向功能
中子放射性测量
– 确定孔隙度和识别天然气 – 图像可用于构造解译 – 用于计算井径仪
8
伽马射线、电阻率和中子放射性测量(OnTrak, LithoTrak)
伽马射线
– 用于识别砂层或页岩 – 用于计算地层倾角
电阻率测量
– 对碳氢化合物或水进行识别 – 通过后处理（MPRTEQ）计算 含水饱和度 – 增强地层导向功能
中子放射性测量
– 确定孔隙度和识别天然气 – 图像可用于构造解译 – 用于计算井径仪
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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
随钻测井技术
随钻测井技术发展水平 引言 据统计，近十年来，世界上有关随钻测井（LWD）技术和应用的文献呈现出迅速增多的趋势。这反映了西方国家开始越来越多地重视LWD／MWD。这是两个方面的原因产生的结果。一方面石油工业界强烈需要勘探和开发业降低成本，减少风险，增加投资回报率。另一方面，MWD/LWD有许多迎合石油工业需要的优势，如随钻测井时，钻机不必停钻就能获得大量地层评价信息，节省了宝贵的钻井时间，从而降低了钻井成本。MWD提供的实时信息可即时使用，如可用于预测钻头前方地层的超常压力、预测复杂危险的构造，给钻井工程师警报提示，迅速采取措施，减少事故发生率。近几年里，大斜度井和水平井迅速发展，海上石油的开发受到重视。在这样的井中测井，常规电缆测井难以进行，挠性管输送测井和钻杆传送测井成本十分高，现场操作困难。LWD是在这类井中获取地层评价测井资料的最佳方法，此外，LWD信息还能指导钻头钻进的方向，引导钻井井迹进入最佳的目标地层。 随钻测井（LWD）技术是在钻井的同时用安装在钻铤上的测井仪器测量地层电、声、核等物理性质，并将测量结果实时地传送到地面或部分存储在井下存储器中的一种技术。该技术要求测井仪器应能够安装在钻铤内较小的空间里，并能够承受高温高压和钻井震动；安装仪器的专用钻铤应具有同实际钻井所用的钻铤同样的强度；还应具有用于深井的足够功率和使用时间的电源。 LWD是随钻测量技术的重要组成部分。MWD除了提供LWD信息外，还提供井下方位信息（井斜、方位、仪器面方向）和钻井动态和钻头机械的监测信息。MWD探头组合了LWD探头、方位探头、电子／遥测探头，一般放在钻头后50－100英尺的范围内，一般来说，MWD探头越靠近钻头越好。LWD探头提供地层评价信息，用于识别层面、地层对比、评价地层岩石和流体性质，确实取心和下的点。方位数据用于精确引导井迹向最理想的储层目标。钻井效率和安全性通过连续监测钻井而达到最佳。 目前的随钻测井技术已达到比较成熟的阶段，能进行电、声、核随钻测量的探头系列十分丰富，各种型号的、适用于各种环境的随钻电阻率、密度、中子测井仪器进入MWD 市场。哈里伯顿的PathFinder随钻测井系统包括自然伽马、电磁波电阻率、密度、中子孔隙度、井径和声波等。斯仑贝谢公司的VISION475测井系统包括声波（SI）、电阻率（RAB）、阵列电磁波电阻率（ARC5）及密度中子（ADN）等。Sperry Sun公司的三组合测井系统包括SLIM PHASE4电阻率仪、SLIM稳定岩性密度仪及补偿热中子仪，还测量伽马射线。在地层评价的许多方面LWD已经可以取代常规电缆测井。世界各地的MWD作业实践已经表明，随钻测井对于经济有效的测井评价，相对于常规电缆地层评价有明显优势。 发展MWD／LWD技术，应用MWD／LWD成果已是西方钻井／测井相关公司的热点研究领域。必须承认我国自行研究和开发随钻测井技术是一片空白。本报告将深入地调查国外随钻测井技术的发展历程，技术水平现状，应用情况，预测发展趋势，分析LWD市场，分析LWD风险，供管理决策和研究人员参考。
随钻声波测井技术综述
随钻声波测井技术综述 随钻测井的研究从20世纪30年代开始研究，在1978年研究出第一套具有商业价值的随钻测井仪器。在那以后，随钻测井在国外取得迅速发展并获得广泛应用，我国对随钻测井的重视达到了前所未有的程度。随钻声波测井也是如此。 1发展随钻测井的意义和随钻声波测井发展现状 随钻测井（LWD）是近年来迅速崛起的先进技术。它集钻井技术，测井技术和油藏描述等技术于一体，在钻井的同时完成测井作业，减少了钻机占用井场的时间，从钻井测井一体化中节省成本[1]。跟常规电缆测井相比，除了节省成本外，随钻测井有如下优势：（1）从测量信息上讲，随钻测井是在泥浆尚未侵入或者侵入不深时测量地层信息，泥饼和冲洗带尚未形成，所测得到的曲线更加准确，更能反映原始地层的真实信息，如声波时差等。（2）从对钻井的指导作用来讲,随钻测井可以提前检测到超压地层，以指导钻井泥浆的配制，提高钻井安全系数。它也可以根据测井信息，分析出有利的含油气方向，确定钻井方向，增强地质导向功能。（3）从适应环境上讲，在大斜度井，水平井或特殊地质环境（如膨胀粘土和高压地层），电缆测井困难或者风险大以致不能进行作业时，随钻测井可以取而代之。目前在海上，几乎所有钻井活动都采用随钻技术[2]。 正因为这些优点，作为随钻测井的重要组成部分的随钻声波测井近年来也获得了巨大的发展。总体而言，国外无论在随钻声波测井的基础理论研究方面还是在仪器研发方面都比较成熟，而国内近年来也对随钻声波测井的相关难题进行了大量的工作。 具体而言，从上世纪90年代起，贝克休斯、哈里伯顿、斯伦贝谢三大公司就率先开始了随钻声波测井的研究，并逐渐占领随钻测井的国际市场份额。APX随钻声波测井仪,CLSS随钻声波测井仪,sonicVISION随钻声波测井仪的相继出现，更加巩固了他们的垄断地位。在国内，鞠晓东，闫向宏[等人在随钻测井数据降噪[3]，存储[4]，压缩[5],传输特性[6]和电源设计[7]等方面做出了大量的工作。车小花[7]，苏远大[8]等人对隔声体设计的隔声效果和机械强度分析进行了数值模拟和实验。此外，唐小明，乔文孝，王海澜等人在随钻声波测井基础理论研究方面做了许多有益的探索。 2随钻声波测井仪工作原理和技术性能 目前国际上主要的随钻声波测井仪有贝克休斯的APX，哈里伯顿的CLSS和斯伦贝谢的sonicVISION。以贝克休斯的APX测井仪为例，介绍一下仪器工作原理和结构。 APX测井仪的结构如下图1所示。从右到左由上部短节，声源电子线路部分，全向声源，声波隔离器，接收器阵列，接收器电子线路部分，下部短节等组成，全长9.82m （32.3ft），其中声波测量点到底部短节的距离为 2.83m（9.3ft），最短源距为 3.26m （10.7ft）。 其工作原理为：位于钻铤上部的声源发射器以最佳频率向井眼周围地层发射声能脉冲，在沿井壁及周围地层向下传播的过程中被阵列接收器接收到首播信号，接收信号后，系统首先用先进的嵌入式技术，将接收到的声波模拟信号转换成数字信号，并采用有限元等方法将数字信号转换为声波时差（data）值。最后将原始声波波形数据和预处理的声波波形数据存储在精心设计的高速存储器内或者以实时方式通过钻井液脉冲遥测技术传输到地面[9]。
贝克INTEQ随钻测井新技术介绍-CHN
INTEQ技术介绍
2009年7月2日
INTEQ –随钻测井、随钻解答的应用
? 钻井危险防范
–油气公司希望在最大限度提高钻完效率的同时，避免 各种安全隐患。实时随钻测井资料提供钻井危险的预 测以预防危险发生。
? 井眼布置
–更多（且更为准确）的测量数据减少了不确定性，确 保在储层的“甜区”内实现最佳的井眼布置。实时随 钻测井资料提供快速更改井眼轨迹的依据（包括钻井 与地质依据）以提高采收率。
? 综合地层评估
–对储层概况更为详尽的了解有利于更好地进行完井与 开采规划并更为准确地进行储量预测。
Answers While Drilling Applications
? 钻井危险防范 ? 井眼布置
? 综合地层评估
INTEQ – OnTrak/LithoTrak伽马射线、电阻率和中子放射性测量服务
? 伽马射线
–用于识别砂层或页岩 –用于计算地层倾角
Gamma 伽马射线 Ray
INTEQ – OnTrak/LithoTrak伽马射线、电阻率和中子放射性测
量服务
? 伽马射线
–用于识别砂层或页岩 –用于计算地层倾角
电阻率 Resistivity
MPRTEQ
? 电阻率测量
–对碳氢化合物或水进行 识别 –通过后处理（MPRTEQ） 计算含水饱和度 –增强地层导向功能
INTEQ – OnTrak/LithoTrak伽马射线、电阻率和中子放射性测
量服务
? 伽马射线
–用于识别砂层或页岩 –用于计算地层倾角
Density & 密度与孔 Porosity 隙度
? 电阻率测量
–对碳氢化合物或水进行 识别 –通过后处理（MPRTEQ） 计算含水饱和度 –增强地层导向功能
? 中子放射性测量
–确定孔隙度和识别天然 气
随钻测井
内容摘要 摘要：随钻测井是在钻开地层的同时实时测量地层信息的一种测井技术,自1989年成功投入商业应用以来得到了快速的发展,目前已具备了与电缆测井对应的所有技术,包括比较完善的电、声、核测井系列以及随钻核磁共振测井、随钻地层压力测量和随钻地震等技术,随钻测井已成为油田工程技术服务的主体技术之一。随钻测井(LWD)技术的萌芽只比电缆测井晚10年。由于基础工业整体水平的制约,随钻测井技术在前50多年发展缓慢。其业务收入和工作量快速增长。勘探开发生产的需要仍是随钻测井继续发展的强劲动力。作为一种较新的测井方法,随钻测井技术仍有许多有待发展和完善的方面,尤其是数据传输技术、探测器性能、资料解释和评价等。 关键词：随钻测井 LWD 研究进展
第一章随钻测井技术现状 迄今为止,随钻测井能提供地层评价需要的所有测量,如比较完整的随钻电、声、核测井系列,随钻地层压力、随钻核磁共振测井以及随钻地震等等。有些LWD 探头的测量质量已经达到或超过同类电缆测井仪器的水平。 1.1随钻测井数据传输技术 多年来,数据传输是制约随钻测井技术发展的“瓶颈”。泥浆脉冲遥测是当前随钻测量和随钻测井系统普遍使用的一种数据传输方式。泥浆脉冲遥测技术数据传输速率较低,为4~10 bit/s,远低于电缆测井的传输速率,这种方法不适合欠平衡水平井钻井。电磁波传输数据的方法也用于现场测井,但仅在较浅的井使用才有效。哈里伯顿公司的电磁波传输使用的频率为10Hz,在无中继器的情况下传输距离约10000 ft。此外,声波传输和光纤传输方法还处于研究和实验阶段。 1.2随钻电阻率测井 与电缆测井技术一样,随钻电阻率测井技术也分为侧向类和感应类2类。侧向类适合于在导电泥浆、高电阻率地层和高电阻率侵入的环境使用,目前的侧向类随钻电阻率测井仪器能商业化的只有斯伦贝谢公司的钻头电阻率仪RAB及新一代仪器GVR。GVR使用56个方位数据点进行成像,图像分辨率比RAB有较大提高。感应类在导电性地层测量效果好,适合于导电或非导电泥浆。新型随钻电磁波电阻率的仪器结构相似,使用多个发射器和多个接收器,测量2个接收器之间的相移和衰减,工作频率相近,只能使用有限的几种频率才能消除钻铤等背景影响而测量到地层信号,如低频20、250、400、500 kHz,高频一般都使用2 MHz。 通过比较随钻电阻率测井和电缆电阻率测井曲线之间的区别可知,在储层内部二者相差不大;在界面处由于受地层界面表面电荷、钻井液侵入等影响,随钻电阻率数值远大于电缆测井数值;在界面附近,二者电阻率数值还受地层界面表面电荷、钻井液侵入井眼轨迹与地层倾角之间的夹角大小影响。 井眼轨迹与地层倾角之间的关系对电阻率有较大的影响,有效地控制井眼轨迹能大大降低钻井成本和提高效益。同时根据电阻率响应特征和其他测井曲线正确地划分地层界面,能有效地提高测井解释精度及为工程施工提供更好地依据。 1.3随钻声波测井 现场服役的随钻声波测井仪器使用的声源有单极子、偶极子和四极子,如贝克休斯INTEQ公司的AP既使用单极子也使用四极子声源,斯伦贝谢公司的Son-icVision使用单极子声源,哈里伯顿Sperry公司的BAT是偶极子仪器。这些仪器可测量软/硬地层纵/横波速度和幅度,测量数据一般保存在井下存储器内,
2003年随钻测井_MWD_和地层评价新进展
2003年随钻测井(MWD)和地层评价新进展 David Pat rick M urphy 翻译:潘 宇(大庆油田建设集团管道工程公司)刘 艳(大庆油田有限责任公司设计院) 周利军(大庆石油管理局创业集团) 校对:赵 平(大庆石油管理局测井公司) 张恒发(大庆油田有限责任公司研究院) 摘要 地层评价新进展不但可以提高地 层数据的数量和质量,而且能在提高效率的 同时降低操作成本。所述的29例新进展内 容涵盖了:电缆测井———成像测井、小井眼 高温高压测井平台、核磁共振(NMR)测 井、地层电阻率以及动电测井;存储测井 ———过钻测井;随钻测井———遥测技术、恶 劣环境平台、核磁共振、声波、孔隙度、地 层电阻率及井径测井;泥浆测井———气相色 谱质谱仪泥浆油气测量和岩屑渗透率;测 试———电缆地层测试;取心及分析———岩心 测量仪;综述———服务公司网址和核磁共振 流体特性。 主题词 测井仪器 地层评价 地层数据 降低成本 一、电缆测井 与其他测井仪器相比,电缆测井能够以相对较低的成本(除钻探成本较高外)提供更多的地层评价井眼数据。以下列出了电缆测井的应用。 1,成像测井 推出了两种新的电阻率井壁成像测井仪。一种是Precision Drilling Computalog公司生产的用于水基泥浆的高分辨率微成像仪(HM I),它可以和该公司生产的其他仪器完美组合。HM I的额定工作温度为350℃,额定工作压力为20000lb/in2,适用井径为620in。在标准工作模式下,它有6个极板参与工作,每个极板包含25个微电极。HM I也可以在双模式下工作,这时,参加工作的极板有12个,每个极板同样有25个电极。 另一种是Baker Atlas公司生产的EAR TH成像仪,它是针对油基泥浆设计的高分辨率成像仪。仪器有6个极板,每个极板上有8个传感器,在8in的井眼中一个测程周向覆盖率可达6419%。如在进行第二测程时旋转成像仪还可以获得更高的覆盖率。成像仪可提供01210000Ω?m范围的地层电阻率成像,还可以在12000Ω?m的范围内绘制出精确率达115%的高精度\%R xo曲线。这种成像仪的额定工作温度是350υ,额定工作压力是20000lb/i n2,适用井径为621i n,最大测井速度为600f t/h。 2,小井眼高温高压测井 Schl um berger公司生产的S li m Xt reme小井眼高温高压测井平台是专为小井眼设计的,其适用的最小井眼孔径可小至3(3i n。它在工作温度为500υ、工作压力为30000lb/i n2的额定工作状态下可连续工作58h。一支电缆测井仪器串可包括阵列感应仪、岩性密度仪、补偿中子仪和伽马射线仪。综合加速计可为所有的S li m Xt reme测量提供实时速度校正。所有的仪器均使用先进的电缆数字遥测技术,其温度和压力与整个平台相同,并可经电缆将信号传至36000f t远。如果仪器串遇卡,综合电缆释放能力可以通过电流在人为干预下把电缆从仪器串中脱出。Schl um berger公司的S li m X2 t reme测井仪可与本公司生产的Xt reme和S li mA c2 cess系统完美地结合。 3,核磁共振测井 Schl um berger公司为其新一代核磁共振电缆测井仪做了大量的现场测试。它具有多频、偏心、梯度测量的特性。多频采集模式可以在单测程时即可获得近井眼地层的径向剖面图。该仪器增大了最大探测深度(DO I),以便更好地测量天然流体,降低因井壁粗糙对测井灵敏度的影响。目前,该仪器最大探测深度为6i n。预极化磁铁可在长T1环境中快速测井。Schl um berger还为这种测井仪设计了采样序列可编程功能,这样,可以使那些使用