生产水平及大斜度井测井技术

生产水平及大斜度井测井技术
生产水平及大斜度井测井技术

第39卷第1期燕山大学学报

Vol.39No.12015年1月

Journal of Yanshan University

Jan.2015

文章编号:1007-

791X (2015)01-0001-08石油生产水平及大斜度井测井技术综述

孔令富

1,*

,李

雷1,2,孔维航1,刘兴斌2,李英伟1,张世龙

1

(1.燕山大学信息科学与工程学院,河北秦皇岛066004;2.大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司,黑龙江大庆163000)

收稿日期:2014-10-27基金项目:国家科技重大专项资助项目(2011ZX05020-

006);河北省自然科学基金资助项目(F2014203265);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20131333110015)

作者简介:*孔令富(1957-),男,吉林公主岭人,博士,教授,博士生导师,主要研究方向为机器人、计算机视觉、智能信息处理,Email :lfkong@ysu.edu.cn 。

要:随着国内低孔渗油气层、致密油气、页岩气等非常规油气藏越来越多,常规垂直井测井技术已不能满足

其开发需求。水平及大斜度井测井技术可大大提高低渗透油层的单井产量和原油采收率,降低生产成本。水平及大斜度井生产测井研究较垂直井更加复杂,主要体现在井身结构、完井方式、输送工艺、测井仪器及流动特性等方面。本文从测井仪器集成化、测井输送工艺技术以及井内流体参数检测技术三个方面,对近年来国内外水平井生产测井技术的研究进展和现状进行了归纳总结,为进一步开展水平及大斜度井生产测井技术研究提供有益借鉴。

关键词:水平井及大斜度井;输送工艺;测井技术;流型;相含率;流量中图分类号:P631

文献标识码:A

DOI :10.3969/j.issn.1007-791X.2015.01.001

0引言

水平井兴起于20世纪八、

九十年代,水平井开采技术被称为石油工业的第二次革命,目前在全球范围内迅速发展与普及,并已成功应用于碳酸盐岩裂缝油藏、带气顶或底水的油藏、薄层油藏、低渗透油藏、稠油油藏和高含水人工注水油藏

等几乎所有类型的油气藏[1]。

水平井适于地面条件复杂地区,适于常规技术难以有效动用的薄油层,适于低渗、低压、稠油

等类型油藏的开采[2]

。通过钻采水平及大斜度

井,使其井眼轨迹能够穿过更多的油藏,可大幅度提高油气井产能,尽可能地发挥出各储层的潜力,提高泄油面积;同时可提高挖掘直井中剩余油的潜力,提高低渗透油田的单井产量和原油采收率,降低生产成本;比垂直井要获取更高的产能,其产量一般是直井产量的3 5倍[3]

。近年来,随着钻井技术的发展,全球水平井总数已达数万口,国内水平井规模也已达上千口,且水平井钻井技术也

已经向整体井组和整体油田开发、多分支、侧钻、欠平衡的方向发展。

随着水平井技术应用规模的不断扩大,在生产开发过程中,一旦发生局部水淹将会导致全井含水急剧上升,严重影响开发效果,甚至导致油井的废弃。产液剖面测井技术作为了解油井是否有水突进以及确定水的突进位置等信息的关键技术,尤其是对目前水平油井暴性水淹的防治起到重要作用。因此,进一步对产液剖面测井技术的研究和完善仍为目前水平井生产测井的主要研究对象。

与垂直井相比,国内外水平井生产测井主要

面临以下几个难题[4]

1)井下测井仪器无法依靠重力到达待测水平段,

必须借助专用装置的驱动。2)水平和近水平条件下流体流动状态与垂直井截然不同,而常规用于直井的测井技术和测井仪器由于测井环境的改变和技术原因而无法直接运用。

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3)同国外高产液量的油井相比,国内油田占绝对数量的中低产液机采水平井测井的难度将会更大。

4)因单井产量低,国内水平井普遍采用机采举升方式,对下井仪器输送空间限制更为苛刻。

5)低产液、低流速及高含水条件下油水/油气水多相流相间的重力分异作用加剧,流型复杂多变,对井斜的微小变化非常敏感,流量、相含率等参数准确测量更加难实现。

所以,深入地开展水平及大斜度井生产测井技术的研究已成为实现国内油气田勘探、开发方式转变和可持续发展的重要战略目标。

1水平井测井仪器

近年来,国外在水平井、大斜度井及高产液井的产出剖面测井技术方面发展迅速,其研制的测井仪器特点以非集流及连续测量为主,具有较高的系列化、组合化、标准化和配套化技术水平和性能指标,适用于高产液自喷水平井。Baker Atlas公司研制的阵列电容流量计MCFM,利用电容阵列通过互相关方法测量多相流分相流速,并根据油、气、水介电常数差别确定分相组分。Schlumberger公司相继推出了持水率成像仪Flo-View、三相持率测量仪TPHL、相速度测量仪WFL、四电极电导探针阵列DEFT、四光纤探针持气率计GHOST、基于化学示踪的相速度仪PVL 以及流体扫描成像仪FSI等一系列流量和流体组分测量仪器[5]。Halliburton公司同样推出了测量水流速度的能谱水流仪SpFL和持水率成像仪CAT[6-9];同时Halliburton公司推出持气率仪器GHT[10]采用散射伽马射线测量井筒中的持气率,实现了全井眼流体测量,几乎不受井斜、流型、含水率、矿化度和套管外物质的影响,直接测得持气率,在水平井、大斜度井动态监测中有着很好的应用前景。

国内的水平井产液剖面测试技术研究工作起步较晚,目前处于探索阶段。大庆油田、中海油测井公司引进了Sondex公司牵引器并开展了试验,大庆油田采用引进的地面测井装备及引进的牵引器,配接垂直井测井的国产组合仪,成功地进行了的产液剖面测井和工程测井试验。其中,2003年在塔里木HD4-9H井测井解释的流量和含水率与当时的地面生产数据吻合很好,采用国产的集流式组合仪较国外的非集流式组合仪更适合于低产液井,为后续的研发和应用取得了宝贵经验。大庆油田开展了测井仪器的预研工作,采用电容传感器、电导传感器、涡轮流量计和相关流量计在多相流装置上进行了初步实验,取得的结果令人乐观。

针对目前国内水平井的低产液、高含水、机采式为主的实际情况,开发和研制适于国内油田的流体成像测井仪和阵列传感器仍将是水平井产出剖面测井新技术发展的主要趋势。

2水平井测井输送方式

近年来,测井仪器送到井下的方法归纳起来大致可分为电缆传送和钻杆传送两种基本类型[11-12],其中电缆传送有电缆重力传送、井下爬行器等传送方法,电缆-钻杆传送有连续油管传送、钻杆-电缆组合传送等方法,钻杆传送有钻杆-随钻测井法和钻杆-无线测井等方法,如图1所示

图1几种不同的井下仪器输送方式[12]

Fig.1Several different ways of underground

instrument transportation method[12]

图1中电缆法是依靠重力将仪器传送至目的

第1期孔令富等石油生产水平及大斜度井测井技术综述3

层位,随着井的斜度的增加,仪器与井壁的摩擦阻力也随之增大,当井斜度大于65?时,仪器重力小于等于各种摩擦力之和,仪器无法靠重力到达测量段;连续油管输送方式是将测井电缆穿过连续油管,与测井仪器相连,依靠油管注入头将下井仪器送达目的井段,该仪器输送方式动力较大、成功率高;井下爬行器输送方法是通过测井电缆供电来控制牵引器工作,由牵引器提供动力推动测井仪沿水平井段向前移动,最终将仪器推送到水平目的段;钻杆传送测井仪器是在钻井的同时完成测井作业,是将随钻测井仪器与钻杆底部钻具结合,通过钻杆把测井仪器推进大斜度及复杂井眼的目的段,并借助于利用循环钻井泥浆传输的系列压力脉冲向井下传送命令,并将测量的数据传送地面,以改善钻井作业质量。

Schlumberger等[12]西方石油技术服务公司投入大量的研究力量,开展了高产量自喷水平井的测试技术开发,并已初步形成以牵引器输送为主的阵列传感器测试技术,并已在北美、亚洲等地区的油田成功应用。李勇[13]针对水平井连续管在入井过程中管柱发生屈曲而无法将装置送达目的层段的现象进行了探讨和分析,并将井下牵引器配套于连续管,可弥补常规入井方法导致作业管柱井下延伸的不足。张文杰、刘清友等[14-15]详细介绍了由美国GE生产的Sondex水平井井下爬行器的原理、结构、工艺以及Sondex爬行器成功应用于国内低产液水平井测井中实例。所以,目前井下牵引器技术已发展成为主流的输送技术。

随着石油勘探开发向复杂储集层纵深发展以及施工工艺技术不断发展和完善,随钻测井技术将更加趋于完善,并终将逐步取代电缆式裸眼测井。

3水平井测井参数检测

流动参数是描述多相流流动特性的主要指标,对流动参数的准确测量是认知、理解多相流流动特性的关键环节。由于水平井生产测井多相流流动特性呈现较为复杂的非线性特点,因此,水平井生产测井中相含率、混合流速、分相流量、压降、流型等主要参数检测仍为近期水平井生产测井的主要研究问题。

3.1流型划分

国外针对水平条件下油/水两相管流进行了大量的基础研究工作。对于水平油/水两相流流动特性研究,Russell[16]、Charles[17]、Hasson[18]、Tral-lero[19]等进行了水平管内油/水两相流实验,Brau-ner等[20-22]给出了水平管内油/水两相流流型转化的物理模型。Schlumberger公司的英国Cambrige 研究中心和法国Clamart研究中心进行了数百次流动环路实验以及计算流体力学模拟,为其测井仪器开发研制、结构优化和解释方法研究提供了可靠的基础资料。Trallero博士等[23-25]对已公开发表的水平管内油水两相流的流型进行了研究,同时对以矿物油和水为介质的混合流动流型进行了全面的试验分析,在总结已有文献报道的基础上,根据自己得到的试验数据,提出了统一的油水混合流动流型划分方法,如图2所示。其中分别为水平层状流(ST)、水平波状流(ST&MI)、水平水包油和水层泡状流(DO/W&W)、水平水包油泡状流(O/W)、水平沫状流(DW/O&DO/W)、水平乳状流(W/O)。

图2水平井管内油水两相流流型划分[25]

Fig.2The flow pattern classification of oil-water

two-phase flow in horizontal well pipe[25]

该流型划分方法得到了该领域许多学者的认同,在一定程度上代表了油水两相流流型研究水平,是现在对于油水两相流流型划分的主要方法。

目前,国内在水平油/水两相流流动规律及资料解释方面尚缺少系统研究,对低流速下油/水两

相流的机理研究以及与仪器配套的解释研究也处

4燕山大学学报2015

于起步阶段。近几年,大庆油田在开展水平井产液剖面测井方法研究工作的同时,开展了部分流动规律的实验研究工作,获得一些有价值的认识。周云龙等[26]通过对水平管内油气水三相流流型进行实验研究,提出采用压差波动法区分流型的方法,划分出油包水型泡状流、弹状流(间歇流)、分层流和环状流以及水包油型泡状流、弹状流(间歇流)、分层流和环状流等流型,如图3所示。

刘文红等[27]采用观察法和按照气液界面总体特征对水平以及微倾斜长直圆管内油气水三相流的流型及其相互转变进行了相关的实验研究。刘殿玮[28]通过进行模拟井实验,总结出5种特高含水期的水平管内油气水三相流流型,分别为分层流、三层扰动流、波浪冲击流、气弹掺混流和完全掺混流,并利用VOF模型对不同含油率、速度、粘度条件下进行了低流速油水两相分层流动流型数值模拟。汪笑楠等[29]采用VOF多相流模型对水平管道内径为50mm的油气水三相流动进行数值模拟,得出了在不同含气体积分数、含油体积分数、黏度及流速条件下油气水三相流在水平管道中流动的相分布图和不同含率、原油黏度对流型的影响规律。

图3水平管内油气水三相流流型划分Fig.3The flow pattern classification of Oil-gas-water

three-phase flow in horizontal well pipe

综上分析,目前国内外对水平井的油水/油气水多相流的流型流态已经进行了大量的实验研究和数值模拟,取得了一定成果和流型划分方法。由于实际水平井钻井轨迹并非完全位于同一水平段上,而是上下波荡起伏的分布结构。所以,开展适于国内水平井、近水平井以及不同倾角的井段油水/油气水多相流流型流态分析研究是目前亟待开展研究的重要工作。

3.2相含率检测

相含率是多相流工业中的重要参数,对相含率的准确检测是水平井生产测井多相流控制与预测的重要前提。目前对多相流相含率检测的方法较多,其测量精度及其实时性也不断的提高。根据测量原理,多相流相含率测量方法主要有:直接测量、电学法、声学法、光学法、射线法、成像法等测量方法。

快关阀门法是直接测量分相含率的一种最常用的方法,目前该方法主要用于实验室的多相流研究以及对分相含率测量装置的标定[30]。刘兴斌等[31]提出一种专门用于水平井含水率测量的电容式传感器,解决了现有内插式同轴电容含水率测量传感器在低流量和高含水率的水平井中测量时存在的分辨率低甚至不能分辨的问题。徐文峰等[32]针对国内低产液水平井产液剖面含水率的测量问题,提出了一种新型的筒状结构电容传感器,避免了油水两相集流后受重力作用在管道中分层流动导致测量分辨率降低的影响。利用电导法进行多相流参数测量也是目前有效方法之一,胡金海等[33]研制了一种适合于水为连续相的集流式阻抗式含水率计,采用阻抗传感器对含水率进行测量;同时给出了一种可同时测量油水两相流流量和含水率的电导式传感器的结构,通过动态实验结果分析,该传感器在90%以上特高含水率条件下具有较好的分辨率[34]。许明等[35]通过对20mm 管径的水平两相流的流型、持水率和混合物电阻率进行实验测量,分析了分层流和分散流流型下阻抗式含水率计的响应规律。周云龙等[36]以油气水三相混合物为工质对水平管内分层流动的平均截面含气率进行了理论与实验研究,通过对分层流动的简化动力学分析得到了截面含气率的理论模型。蔡辉等[37]通过对水平管内油气水三相流中环状流的截面含气率进行了理论和实验研究,建立了平均截面含气率的计算模型。曹学文等[38]研究了大型多相流实验环道上高气相流速下的气液分层流压力梯度和截面含气率特性,

并提出采用

第1期孔令富等石油生产水平及大斜度井测井技术综述5

ARS或MARS模型预测高气相流速分层流压力梯度和截面含气率。

同时,国外各油田服务公司推出的集成化、阵列化测井仪器在一定程度上解决了水平井生产测井多相流的油、气、水各分相含率的测量[5-10],这也将是目前水平井生产测井仪器研究的发展趋势。3.3流量检测

随着多相流工业的发展,多相流系统参数的控制、仪器仪表的准确运行、生产效率的提高等均依赖于流量参数的准确检测。目前,国内外学者对多相流流量测量方法进行了大量的研究,其中较为常用的方法包括采用单相仪表计量多相流、超声测速法、示踪测量法以及相关测量法等。对流量参数的准确测量是当前水平井生产测井开采的控制与预测的重要前提。

由于传统单相仪表具有价格低廉、工作原理简单、工业性能可靠等优点,在多相流流量测量领域仍然有一定的适用范围。选择合适的测量模型及其测量范围,单相仪表可在一定的精度范围内解决油水/油气水多相流流量的测量问题。目前应用较为广泛的井下流量测量的仪器主要有:涡轮流量计[39-42]、超声波流量计[43-46]、示踪流量计[47-48]、电磁流量计[49-52]、热脉冲流量计[53-55]等,目前这些仪器在垂直井的流量测量得到了广泛应用,取得了一定的成果。随着对水平井生产测井技术的不断深入研究,低产液、低流速及高含水条件下的水平井油水/油气水多相流相间的重力分异作用加剧,流型复杂多变,对井斜的微小变化非常敏感。传统涡轮流量计易受到砂卡的影响;超声波流量计易受复杂流体结构分布和环境温度的影响;示踪法原理简单,但示踪物会对流体造成污染及危及人员安全;电磁流量测量法广泛应用于高含水或水为连续相的流量测量领域。

相关测量法是近年来发展起来的应用较为广泛的多相流流量计量方法,相关测量技术具有测量流速范围宽、适应性强、可长时间连续测量等优点。国内对相关流速测量技术的研究和应用始于20世纪80年代末、90年代初期[56-57]。之后越来越多的研究人员开始采用不同的测量传感器运用相关流量检测技术开展不同多相流流量测量研究有:利用光纤传感器对纸浆流量进行测量[58-59];采用超声相关流量计对多相流进行测量研究[60-61];应用微压传感器对炉内高温烟气流速进行研究[62];运用电容传感器对气液两相流以及多相流流量进行测量[63];运用多电极电导传感器对油气水多相流气液相速度进行测量[64-65];采用水平井热示踪的方法进行相关运算对低流速的油水多相流流量测量[66-68],并通过低产液水平井油水两相流流量测量的动态实验验证了其方法可行性。

电导式相关流量计是相关法流量计的典型之一,刘兴斌、孔令富等[69-75]设计并研制了一种可用于油井产层流量测量的电导相关流量计,并在水为连续相条件下得到了广泛应用。然而由于水平井的流体流型分布受重力影响较垂直井更加复杂多变,使得该仪器在进行水平井流体流量测量方面受到一定限制。孔令富、王月明等[76-78]提出了一种可应用于生产测井的油气水多相流电磁相关法流量测量模型,并通过模拟仿真试验结果验证了该测量模型的可行性。它既不受温度和压力等外部因素影响,也不受流体密度和粘度等流体本身特性影响,流量测量范围宽,非常适于垂直井和水平井生产测井的流量测量,具有广阔的应用前景。

4结论

随着水平井测井技术不断普及进而趋于成熟,在很大程度上提高了水平井、大斜度井低渗透油层的单井产量和原油采收率。虽然国内各油田公司、钻探公司、测井服务公司以及各高等院校逐步开展了水平井和大斜度井生产测井技术研究,但总体水平较国外仍存在很大的差距。通过对国内外近年来有关于水平井测井技术相关文献分析总结如下:

第一,近年来国外水平井测井技术研究不断完善,一定程度上为我国油气田勘探开发提供了指导和借鉴。

第二,从研究内容来看,虽然国内外油气田自身特点存在差异,但都面临着对水平及大斜度井的井身结构、完井方式、输送工艺、仪器测井及流

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动特性等关键技术的研究难题。

第三,从目前国内外的研究成果和发展趋势分析,由于受重力的影响,水平井多相流流体较垂直井更加复杂,传统单一测量仪器已不能满足水平井生产测井的要求,国内外水平井生产测井以集成化、阵列化综合仪器研究的趋势发展,最终将形成一个完善的水平井生产测井及解释体系。

综合分析,水平及大斜度井生产测井较垂直井测井难度大大增加,现有的测井技术已不能满足水平及大斜度井生产测井的需求,所以,进一步开展水平及大斜度井生产测井技术的研究将为我国石油工业领域的后期发展做出重要贡献。

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Overview of logging technique in oil production

horizontal and high deviated wells

KONG Ling-fu1,LI Lei1,2,KONG Wei-hang1,LIU Xing-bin2,LI Ying-wei1,ZHANG Shi-long1

(1.College of Information Science and Engineering,Yanshan University,Qinhuangdao,Hebei066004,China;

2.Logging and Testing Services Company,Daqing Oilfield Limited Company,Daqing,Heilongjiang163453,China)

Abstract:With the increasing of unconventional oil-gas reservoirs in domestic,such as low porosity and low permeability reser-voirs,tight oil and gas,shale oil and gas,the conventional vertical well logging technology could not meet the needs of develop-ment.The single well production and oil recovery in the low permeability reservoir could be greatly improved by adopting horizontal well and high deviated well technology.And so the cost could be reduced.The research work of horizontal wells and high angle wells production is more complex than vertical well logging technology,which is mainly reflected in the key technology of well body structure in the research nowadays,drilling technology,transportation technology,well logging instrument,parameter detection and flow characteristics etc.The horizontal well production logging technology research progress and present situation at home and a-broad in recent years are summarized from logging instrument integrating,the logging transportation technology and well fluid pa-rameter measuring technology.It could provide reference for the further research of production logging technology in horizontal and deviated wells.

Key words:horizontal and high deviated wells;transportation technology;logging technique;flow pattern;phase holdups;flow rate

水平井地质导向与测井资料解释方法研究

水平井地质导向与测井资料解释方法研究 如今测井人员面临的挑战有以下几个方面:水平井进行测井后的数据解释、其地质模型的建立与导向等。文章建筑现场所掌握的经验以及技术对这两个部分进行简单的论述。文章针对水平井钻眼调整过程以及石油测井信息都着重讲述了地质建模措施的用途。文章还讲述了水平井轨道策划的内容以及在水平井钻眼调整和石油探井信息中一些建筑现场真实发生的情况。 标签:水平井地质导向;水平井地质建模;水平井测井资料解释;地质模型 最近几年伴随着我国很多油田的开采都已经进入到了中后阶段,水平井能够为油田的增量提升效率获得了普遍的运用。然钻录井设施和调整钻眼轨迹程序的落后是水平井向前发展的重要因素之一。即使最近几年我国各个油田都慢慢的采用了一些从国外进口的随钻录井测量井的设施,不过因为相应的调整钻眼轨迹水平还没有获得应有的注重,致使许多水平井使用随钻录井只能做查看井眼的作业,很多水平井是有测井信息未有适宜的解析方法,致使没有适宜的解析,在很大程度上降低了水平井的开发速度。文章主要综合水平井钻眼轨迹、石油测井信息等方面经验进行简单的论述。 1 水平井地质导向 1.1 水平井地质建模 在开展水平井调整井眼轨迹之前,要先创建水平井的井眼轨迹模型。地质模型主要有结构模型以及属性模型两类,结构模型使用井震信息分析建造水平井位置的地质类型,制造构造地质模型;属性模型就是使用已经清楚的岩石的物理特性对整个结构中的岩石开展推测。 1.1.1 构造建模 大多数状态下,结构模型需要引入周围水平井的数据和建筑现场地震资料,使用多井地层进行对比,对分层开展区分,多井进行比较之后能够和地震信息相综合。如果附近的水平井数量很多,只需要使用石油测井来创建地质模型。 1.1.2 属性建模 在构造建模生成的地质体基础上利用已知网格的岩石物理属性和数学统计与插值算法预测未知网格上的岩石物理属性。 1.2 水平井轨迹设计 在地质建模基础上交互设计水平井轨迹可以让用户使井轨迹通过储层最有利的构造部位和属性区域。这里会用到一些钻井工程上的知识,比如狗腿度、闭

水平井测井解释探讨

目录 水平井测井解释探讨 (2) 一、引言 (2) 二、水平井与直井测井环境的差异 (2) 三、水平井测井响应分析 (3) 3.1 电阻率系列测井响应特征 (4) 3.1.1 双感应测井数值模拟 (5) 3.1.2 侧向测井数值模拟 (6) 3.2 孔隙度系列测井响应分析 (7) 四、实例分析 (8) 4.1 井眼轨迹在储层中的位置分析 (9) 4.2储层横向变化特征研究 (12) 4.3流体性质的研究 (14) 五、结论与建议 (15)

水平井测井解释探讨 蔡晓明温新房马宏艳 摘要 本文分析了水平井在测井环境、测井响应等方面与直井的差异,并以安丰平1井为例验证了感应、侧向测井在层界面数值模拟特征;分析了声波测井在层界面响应特征,且与实际测量的情况较吻合。确定了井眼轨迹在储层中位置,对水平段钻遇5层泥岩以及电阻率测井响应的变化做出了合理的解释。探讨了水平井油水层判别方法,并提出了安丰平1井水平段钻遇储层存在二个渗流单元,给出了合理射孔井段和作业方式。 主题词:水平井测井解释井眼轨迹层界面电阻率测井数值模拟 一、引言 随着钻井工艺水平的不断提高,水平井在开采低渗、特低渗储层油气藏效果明显。在测井环境、仪器响应特征、解释模型等方面水平井与直井存在明显的差异。在直井中,地层相对于井轴是对称的,在水平井中井轴周围的地层是各向异性的,地层不再对称。因此水平井的测井解释需要一种新的思维方式,也就是说水平井测井解释是一项新技术。 水平井测井解释是在研究各种不同的测井项目在水平井中响应特征,①进行储层的划分;流体性质识别;②孔隙度、含油饱和度的计算;③产能的评价;④油气藏的几何特征和结构研究,⑤回答钻孔在什么深度以何种方式进入产层、钻孔的位置是否在产层之中;⑥钻孔距上下泥岩隔层的距离,钻孔距流体界面的距离。 二、水平井与直井测井环境的差异 2.1 泥饼的差异 在水平井中,井眼下侧的泥饼比较容易与固相滞留岩屑混层,形成相对较厚岩屑泥饼层,该岩屑泥饼层对径向平均测井仪器影响不大,比如感应测井、侧向测井等;但对定向聚焦测井仪器影响较大,当该类仪器沿井眼下侧读数时,不能准确有效地反映出地层的真实响应,比如双侧向、微侧向、微电极、密度测井等。 2.2 侵入的差异 在直井中,可将侵入剖面简化为以井眼为轴心线的圆柱体,在水平井中由于地层的各向异性存在,侵入剖面比较复杂,主要呈非对称侵入分布,需区别分析。 以原生孔隙为主的储层中,因原始沉积在平面上和垂向上存在明显的差异性,一般情况

水平井解释

水平井解释 自20世纪80年代初具有工业应用价值的水平井在欧洲诞生后,水平井技术就迅速席卷石油钻采行业。水平井技术在新油田开发和老油田调整挖潜上成效显著,它可降低勘探开发成本、大幅度提高油气单井产能和采收率等,以其投资回收率高、适用范围广泛的优点得到了全世界的青睐。然而水平井无论在钻井、测井还是开采诸方面都是一个新的技术领域。就测井而言,井的类型和完井方式直接影响测井仪器的输送方法,而水平井中重力与井轴方向相垂直以及井周围空间的非对称性使井下流动状态与垂直井极不相同,造成常规测井仪器在水平井中性能指标下降、响应机理发生变化、测井解释模型也随井眼位置不同而复杂化,这些都对测井提出了新的要求,同时也孕育着新的研究方向和课题。 1 水平井与直井测井环境的差异 水平井不同于垂直井,其井眼也并非完全水平,井眼或地层也不会恰好位于设计所在位置。在这个较为特殊的环境里,测井环境与垂直井有很大的差别,要充分考虑需要考虑井眼附近地层的几何形状、测量方位、重力引起的仪器偏心、井眼底部聚集的岩屑、异常侵入剖面、以及地层各向异性等的影响。 1.1 泥饼的差异 在水平井中,井眼下侧的泥饼比较容易与固相滞留岩屑混层,形成相对较厚的岩屑泥饼层,该岩屑泥饼层对径向平均测井仪器影响不大;但对定向聚焦测井仪器影响较大,该类仪器沿井眼下测读数时,不能准确有效地反映出地层的真实响应。 1.2 侵入的差异 在直井中,将侵入剖面简化为以井眼为轴心线的圆柱体;在水平井中,由于地层的各向异性存在,侵入剖面比较复杂,主要呈非对称侵入分布,需区别分析。以原生孔隙为主的储层中,因原始沉积在平面上和垂向上存在明显的差异性,一般情况下,储层平面上渗透率大于垂直方向上的渗透率。因此,水平方向最初的侵入比垂直方向的侵入要深,其侵入剖面可简化为以井眼为中心线的椭球体。以次生孔隙为主的地层中,比如裂缝孔隙性孔隙型储层,井眼周围的地层渗透性存在着各向异性,形成更为复杂的侵入剖面。 1.3 层界面的差异 垂直井眼与地层界面都是正交或近似于正交,测井探测的径向范围没有邻层及界面的影响,地层界面易划分。在水平井中,层界面与井眼以比较小角度相交,储层特性在水平方向变化很小,水平井测井曲线难以识别地层界面和流体界面,测井曲线所显示的界面与测量分辨率、探测深度、测量偏差和仪器读值方向有关。因此,测井曲线可能显示出相互之间的深度偏移。水平井与地层界面的相交关系则有以下几种可能: 1)与井眼相交的层面:层面以非常低的角度与井眼相交,很难在水平井的测井曲线上指示地层与流体界面,反映出的地层界面不再是一个点,而是延滞为一个“区间”,测井分层时应先找出这个“区间”,再找出界面点分层; 2)层面:层界面离井眼较近,在仪器探测范围内,测量结果受界面影响严重; 3)远离井眼的层面:不在仪器探测范围之内,测井曲线不受邻层及层界面的影响。 1.4 各向异性地层 垂直井具有良好定义的水平层状分布且假定侵入为轴对称,而水平井则不然。水平井井眼并非完全水平的,无论井眼或地层也不会恰好位于设计所在位置,由于常规的井下仪器的设计是假设井眼周围地层是对称的,而在水平井中,这一假定的关系不再成立,由于地层与井眼是斜交或者近似平行的关系,围岩对探测器各边的影响是不同的,侵入也不对称,储层显示出非常明显的电阻率各向异性,因此,在水平井测井解释中,必须充分考虑到地层各向异性的影响。 2 水平井与直井在测井响应上的差异

水平井测井技术评价

水平井测井解释评价技术 论文导读:水平井技术自诞生以来。水平井测井解释评价技术现状。其处理原则是先把水平井测井资料转换为井眼轨迹信息和储层特性参数信息。井眼轨迹,水平井测井解释评价技术研究。 关键词:水平井,测井解释,井眼轨迹 引言 水平井技术自诞生以来,就在长庆石油行业得到迅速普及。水平井可以大面积贯穿天然裂缝,增加泄油面积,提高单井的控油半径,减少底水锥进和气锥进等,极大限度的开采储层,提高单井产量和原油采收率,是油田高效开发的最重要的技术之一。 1.水平井测井解释评价技术现状 水平井钻井在国内的发展非常迅速,水平井的解释技术也相应取得了较大进展。国内已钻的水平井主要分布于长庆、大庆等油田。 相对说来,中石油长庆油田由于水平井技术起步比较晚,但近几年进步迅速,每年的完钻井数较多,其水平井的解释技术也处于较高水准,已开发成功的水平井咨询系统可绘制井轨迹平面投影图、空间投影图、测井曲线垂深校正图、井轨迹测井曲线图、井轨迹测井成果显示图等图件;其研制的水平井成图系统软件在井眼轨迹空间展布、井眼轨迹与地层关系对比等方面显示出实用和直观的特点,而在三维非均质地层模型中的电法数值模拟方法及大斜度井测井响应校正等应用上取得相当成效。 国外在水平井技术发展方面跟国内差距不大。当前,水平井已不仅仅只用于油田的开发,它在油田的勘探特别是新区的地层评价中也正发挥出越来越重要的作用。因此,提高数据采集技术水平、发展和完善水平井测井方法进而提升

水平井测井解释技术水平是中国测井界所面临的艰巨的任务。 2.水平井测井解释面临的问题 目前长庆使用的测井仪器绝大多数是以直井眼轴对称地层为对象设计的,根据其径向探测特征基本上可分为两类(图1):径向平均型测井仪、定向聚焦型测井仪。径向平均型测井仪包括双感应、双侧向、自然伽马、声波、中子等,定向聚焦型测井仪包括密度、微球形聚焦、倾角仪等。 (a)径向平均型(b)定向聚焦型 图1 常规测井仪器探测特征类型 在垂直井中,一般情况下地层模型可以假定为各向同性的均质体,测井仪器轴垂直或近似垂直于地层水平面,无论是地层、井眼还是泥浆侵入形状均认为是绕仪器轴旋转对称的,仪器一般探测的是平行于地层层理的地层参数特征;对于水平井,与仪器轴垂直方向的地层多数情况下不再是各向同性的均质体了,而是各向异性的非均质体,仪器一般探测的是垂直于地层层理的地层参数特征;同时,由于井眼和泥浆侵入形状等的对称性也不再存在了,水平井泥浆侵入规律难以掌握,很难进行有效的校正。 因此应用于垂直井中的测井仪器再用于水平井测井需要面对种种不利因素的影响。 在大斜度井和水平井中,受重力因素的影响,仪器的测井状态通常是偏心

水平井测井评价方法研究

水平井测井评价方法研究 水平井技术在提高油田开采率方面具有很大优势,适用于裂缝油藏、低渗透油藏以及稠油油藏等多种油藏的开发和勘探,因此,了解水平井测井评价方法,对于油田开采具有实际意义。本文主要对水平井技术的应用优势进行了简要分析,然后对水平井测井评价方法进行分类介绍,最后,对水平井测井评价研究思路进行汇总,希望能对油田工作人员提供一定参考。 标签:水平井;测井评价;井眼轨迹 水平井技术主要用于碳酸盐岩裂缝油藏、薄层油藏、低渗透油藏、稠油油藏和高含水人工注水油藏等的开发,该技术应用时造价高于垂直井,大约为垂直井的3倍,但其开采效率较高,约为垂直井的12倍(以开采天然裂缝的油藏为例),因此,水平井技术综合性能较高,具有很好的推广价值。本文将对水平井技术优点及其评价方法进行相关讨论。 1 水平井技术应用优点 水平井技术应用范围较广,能提高多种类型油藏的产量。主要表现为:开采天然裂缝带油气藏时,能对天然存在的裂缝进行贯穿,提高裂缝性地层油气产量;开采低孔较致密储层油气藏时,可通过增加井眼与地层的接触面积,提高油井的渗透性,从而达到提高产量的目的;开采单井油气时,可根据油气水分布控制钻井走向,减少水、气推进,提高单井油气采收率;除以上功能外,水平井技术还能提高油藏勘探开发效率,降低钻井评价密度。 2 水平井测井评价技术分析 水平井测井评价是一项综合的、复杂的、系统的工作,涉及水平井井筒轨迹、地层剖面咨询、水平井咨询以及地层评价等多项内容。首先,将水平井测井资料转换为能利用的参数信息,如井眼轨迹信息或储层特性参数信息等;然后利用所得信息绘制井眼轨迹,结合垂深测井组成效果图,对地层进行定量评价。以下将对各项技术进行详细分析。 2.1 水平井咨询 水平井咨询是利用测井资料解决钻井过程中各项问题的过程,该环节能为水平井钻进提供技术指导,还能对钻进效果进行检测。钻井时,钻井工程师和地质学家可利用水平井咨询对实际的井眼轨迹进行实时修正;钻进完成后,检测钻进效果,查看实际钻进井眼轨迹与设计轨迹之间的契合度,以此作为评价水平井井眼轨迹地质设计优劣的依据。 2.2 地层评价

水平井测井施工

水平井测井施工 一、学习目标 (1)了解常见的水平井测井方法。 (2)掌握湿接头对接的基本原理。 (3)能现场检查、组装水平井工具。 (4)能根据井况进行水平井测井施工设计。 (5)掌握水平井测井施工的步骤。 (6)能指挥协调钻井、测井双方完成水平井测井施工。 二、准备工具 数字万用表1块、英制内六方扳手1套、公制内六方扳手1套及常用井口工具。 三、操作步骤 (1)测井队到达作业井场后与钻井队一起召开测井施工协调会。 (2)将下井使用的水平井工具、测井仪器进行全面检查,按下井顺序摆放在钻台前的滑板上。 (3)安装天滑轮,天滑轮安装在高于井架二层平台的位置,以不影响游动大钩起下、安全测井为标准,悬挂天滑轮的井架梁应能承受150kN的拉力。地滑轮用链条固定在井口前方3m处的钻井横梁上,应能承受大于150kN的拉力,其位置不能影响起下钻。 (4)将电缆穿过地滑轮及旁通与湿接头的泵下接头连接待用。 (5)井下仪器按组合顺序吊至井口,依次连接下井。 (6)仪器连接完毕后,再接张力短接、湿接头的快速接头与过渡短节,然后下入井口。(7)将输送井下仪器的钻具与湿接头的过渡短节连接(如果湿接头过渡短节的扣型与输送钻具不同,应加装变扣接头),按井队常规下钻方式,在下钻过程中应将钻盘锁死,司钻密切注意张力指示,如遇阻显示大于3t的情况,应立即停止下钻,通知测井队,分析遇阻原因,根据现场具体条件采取合理的措施。 (8)钻具下放至预定深度后,停止下钻,将方钻杆连接在钻具上,开始循环泥浆,循环泥浆结束后,卸下方钻杆,用钻机大钩将旁通接头吊至井口上方约15~20m处。 (9)测井绞车起电缆,将湿接头泵下接头提至井口上方,井口操作手扶正湿接头泵下接头对准井口钻具水眼,绞车深度对零后,下放电缆将湿接头泵下接头下入钻具水眼内。(10)中速下放湿接头泵下接头,下至井内200m左右处停车。 (11)将钻机大钩下放,将旁通与钻具连接牢固,调整钻机钻盘,使电缆旁通孔对滑板方向,完成后继续下放电缆。 (12)当泵下接头距湿接头快速接头200m处,停车按照设计方案进行湿接头对接。(13)湿接头对接完成后,操作工程师用数字万用表检查仪器是否对接成功,经检查对接成功后,给下井仪器供电,判断下井仪器各路信号正常后,将井口张力表由地面引至钻台,用于实时监测井下仪器的受力情况。 (14)将电缆低速下放20~25m,然后用旁通的电缆锁紧器将电缆锁紧,并检查锁紧情况,方法是用绞车给电缆2000lbs左右的净拉力电缆不滑动,放松电缆至自由状态电缆不滑动为检测标准。

生产水平及大斜度井测井技术

第39卷第1期燕山大学学报 Vol.39No.12015年1月 Journal of Yanshan University Jan.2015 文章编号:1007- 791X (2015)01-0001-08石油生产水平及大斜度井测井技术综述 孔令富 1,* ,李 雷1,2,孔维航1,刘兴斌2,李英伟1,张世龙 1 (1.燕山大学信息科学与工程学院,河北秦皇岛066004;2.大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司,黑龙江大庆163000) 收稿日期:2014-10-27基金项目:国家科技重大专项资助项目(2011ZX05020- 006);河北省自然科学基金资助项目(F2014203265);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20131333110015) 作者简介:*孔令富(1957-),男,吉林公主岭人,博士,教授,博士生导师,主要研究方向为机器人、计算机视觉、智能信息处理,Email :lfkong@ysu.edu.cn 。 摘 要:随着国内低孔渗油气层、致密油气、页岩气等非常规油气藏越来越多,常规垂直井测井技术已不能满足 其开发需求。水平及大斜度井测井技术可大大提高低渗透油层的单井产量和原油采收率,降低生产成本。水平及大斜度井生产测井研究较垂直井更加复杂,主要体现在井身结构、完井方式、输送工艺、测井仪器及流动特性等方面。本文从测井仪器集成化、测井输送工艺技术以及井内流体参数检测技术三个方面,对近年来国内外水平井生产测井技术的研究进展和现状进行了归纳总结,为进一步开展水平及大斜度井生产测井技术研究提供有益借鉴。 关键词:水平井及大斜度井;输送工艺;测井技术;流型;相含率;流量中图分类号:P631 文献标识码:A DOI :10.3969/j.issn.1007-791X.2015.01.001 0引言 水平井兴起于20世纪八、 九十年代,水平井开采技术被称为石油工业的第二次革命,目前在全球范围内迅速发展与普及,并已成功应用于碳酸盐岩裂缝油藏、带气顶或底水的油藏、薄层油藏、低渗透油藏、稠油油藏和高含水人工注水油藏 等几乎所有类型的油气藏[1]。 水平井适于地面条件复杂地区,适于常规技术难以有效动用的薄油层,适于低渗、低压、稠油 等类型油藏的开采[2] 。通过钻采水平及大斜度 井,使其井眼轨迹能够穿过更多的油藏,可大幅度提高油气井产能,尽可能地发挥出各储层的潜力,提高泄油面积;同时可提高挖掘直井中剩余油的潜力,提高低渗透油田的单井产量和原油采收率,降低生产成本;比垂直井要获取更高的产能,其产量一般是直井产量的3 5倍[3] 。近年来,随着钻井技术的发展,全球水平井总数已达数万口,国内水平井规模也已达上千口,且水平井钻井技术也 已经向整体井组和整体油田开发、多分支、侧钻、欠平衡的方向发展。 随着水平井技术应用规模的不断扩大,在生产开发过程中,一旦发生局部水淹将会导致全井含水急剧上升,严重影响开发效果,甚至导致油井的废弃。产液剖面测井技术作为了解油井是否有水突进以及确定水的突进位置等信息的关键技术,尤其是对目前水平油井暴性水淹的防治起到重要作用。因此,进一步对产液剖面测井技术的研究和完善仍为目前水平井生产测井的主要研究对象。 与垂直井相比,国内外水平井生产测井主要 面临以下几个难题[4] : 1)井下测井仪器无法依靠重力到达待测水平段, 必须借助专用装置的驱动。2)水平和近水平条件下流体流动状态与垂直井截然不同,而常规用于直井的测井技术和测井仪器由于测井环境的改变和技术原因而无法直接运用。

水平井测井影响因素及校正方法

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/e210264786.html, 水平井测井影响因素及校正方法 作者:李宪辉 来源:《中国化工贸易·下旬刊》2017年第09期 摘要:本文主要结合现场水平井测井技术的相关资料,通过研究水平井测井影响的因 素,以及这些因素的相应校正方法,可以对水平井测井解释成果的准确性得到有效的提升,为我国水平井测井技术的发展做出贡献。 关键词:水平井测井;因素;校正 随着水平井的广泛应用,水平井的优势也逐渐显示出来,水平井能提高单井的产量,控制储量增大、采油的成本降低。目前主要用于我国薄层、有气锥和水锥的地层,有效的提高开采量。水平井的测井解释评价技术的好坏对油田钻井的收益有着直接的影响,储层评价是否准确也直接影响着油藏的可持续生产,因此我们对水平井在测井过程中各种影响的因素做出分析,以及对这些因素进行校正的方法,成功的提高水平井测井解释成果的准确性。 1 水平井影响因素分析 岩性、泥浆密度、温度、泥饼和间隙等因素都会对水平井测井造成一定的影响,产生这些影响的原因是由于测井仪器自身和测井的方法特点导致的,水平井测井还会受到井眼的特殊轨迹、地层的各向异性、地层界面和岩屑层等一些其他因素影响。 1.1 泥浆侵入的影响 在水平井钻井的过程中经常会受到重力的影响使钻杆下面的泥浆容易和井筒剩余的岩屑混合,两者混合容易形成较大体积的固化沉积物,在水平井测井中使用的定向聚焦测井仪器会因为两者产生的混合物受到一定的影响,对测井地层的真实情况不能得到有效的了解,我们一般认定垂直井中以井眼为中心的圆柱体为一个侵入剖面,水平井测井中井眼的轨迹和一般测井中井眼的轨迹不同,因为水平井井眼中各个地层的渗透性能不同,泥浆的侵入受到重力的很大作用导致泥浆的液柱和地层压力差产生分布不平均的现象,造成地层之间各向异性,这些因素都会对水平井测井在成一些影响。 1.2 地层及仪器的影响 在垂直井测井中,井眼和地层界面的角度一般都是正交或者接近于正交,地层的界面和相邻地层对探测仪器的径向范围影响很小,通过测井曲线来划分地层的界面很容易实现。水平井测井中,井眼和地层界面的角度很小,基本接近于0度,在水平方向上单层地层的信息基本保持不变,通过测井曲线对地层的划分很难实现,同时测井曲线不同也会造成较大的深度偏移。

水平井生产测井技术的发展情况及应用前景

水平井生产测井技术的发展情况及应用前景 进入到新世纪以来,全球经济一体化的加剧趋势越来越明显,各个行业的竞争也日益激烈,尤其是石油行业也面临着巨大的挑战。现阶段,我国石油行业中的钻井技术得到了非常快速的发展,这主要是由于我国已经充分的认识到了油田勘察探索工作的重要性,并且也加大了在这方面的投入力度,因此,在提高原油的生产数量以及增强石油开采的技术水平等工作中也取得了一定的成绩。水平井的开发以及管理对于提高油田产量以及促进油田发展有着非常关键的影响,而要想进一步的得到油田各方面的情况,就应真正的做好水平井测井技术的研究工作,以油田的实际情况为基础不断的提升水平井生产测井的技术水平。文章便对我国水平井生产测井技术的发展情况、水平井生产测井技术的工艺原理和注意事项以及水平井生产测井技术的常用设备三个方面的内容进行了详细的分析和探讨,从而详细的讨论了我国石油行业中水平井生产测井技术的发展及应用情况。 标签:水平井生产;测井技术;发展及应用 1 我国水平井生产测井技术的发展情况 与传统类型的油井相比,水平井在结构构造上有着明显的复杂性,工作人员在开采水平井的过程中,常规的电缆测井的方式通常都无法使用,而这就大大的增加了测井的难度,所以,要想较好的完成水平井的测井工作也有一定困难。现阶段我国石油行业的油田开采工作,本身就比以前更加困难,随着油田含水量的不断增加,井下的复杂情况很难被准确的分析和预测到。因此,要想更加高效的利用油田资源,并且更加清晰的掌握水平井井下的具体情况,那么就必须充分的做好水平井生产测井技术的研究工作,最大限度的开发出测井工艺的应用价值,从而为我国的油田勘察和探索工作打下一个坚实的基础。 2 水平井生产测井技术的工艺原理和注意事项 2.1 水平井生产测井技术的工艺原理 通常情况下,在应用水平井生产测井技术时,我们主要采用保护套式和湿接头式两种方式,其中,后者的应用范围最为广泛。虽然两种应用方式的应用范围有着一定区别,但是它们的工作原理却基本相同,其工艺原理具体为:在一个的大型的仪器设备之中,配上所有的辅助设备和工具,经过渡短节与钻具的底部进行相互的连接,这样仪器设备就能够与待测底层的顶部良好的接触,当到达我们想要测量的位置时,电缆就会穿过旁通短节,并且将他与泵的下接头一起向下放置,这就是泵下接头与井下接头有效结合的过程,同时在泥浆里,电气与机械之间也能够良好的联接到一起。当完成这一系列的操作后,就应给予仪器电力,同时详细的检查仪器设备的运行性能,确保所有细节都准确无误后,就可以下放所有可能应用到的电缆和钻具了,之后再同时提起以完成测井的作业,位置是从旁通达到井口,而这就是整个水平井生产测井的工艺过程。

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