电阻率测井未来的发展
随钻测井的成就和未来
随钻测井的成就和未来编译:赵平(大庆测井公司)周利军(大庆燃气公司)王龙娇(中石油昆仑燃气公司)审校:丁柱(大庆测井公司)摘要 从1959年起,SPWLA参与完成了早期的过压分析、自然伽马分析以及介电传播测井。
由深探测介电测井发展起来的传播电阻率测井为20世纪80年代有生命力的随钻地层评价服务打开了大门。
接下来的就是中子孔隙度、地层密度和声波孔隙度测井。
20世纪90年代,这些技术走向成熟,连带业务得到发展。
随钻测井(LWD)覆盖了裸眼井测井的大部,并在许多情况下成为首选技术。
在新的钻井工具和定向随钻测量(MWD)仪器的激发下,定向钻井正在为LWD的应用创造经济前提。
服务公司对LWD发展和市场开拓的投资作出了积极响应。
文章介绍了LWD发展历程和取得的成就,重点介绍其商业核心技术。
通过阐述需求与机会分析对其发展前景提出了挑战性观点。
关键词 随钻测井 梦想 成就 未来DOI:10 3969/j.issn.1002 641X 2010 12 019 1 成就1 1 第一代定向钻井提高了服务公司的兴趣,与裸眼井测井业务无关的公司都想要涉足LWD。
Schlumber g er、Dresser和Welex控制着电缆测井市场。
LWD 的提出或许可以改变市场现状,这是1978年NL 公司的设想。
M WD将要强大的信念在增强 LWD会更强大。
钻井技术快速发展,测井越来越难。
1978年,NL公司开始组织人力开发M WD/ LWD。
NL公司没有遥测系统,因此,要连接伽马模块和电磁波电阻率仪器(EWR)模块并安装存储器。
当时采用电池驱动的RAM存储器效果很好。
系统电源采用一种新的锂亚硫酰氯电池,它耐温160。
开始试验直到1981年,出现了一种产品,即存储式的仪器,名为岩性记录测井(RLL) [FRANZ,1981]。
1981年存储式的EWR仪器推向墨西哥弯(GOM)市场。
不久,泥浆脉冲系统推出使用。
商业运作始于1983年。
《电法测井》普通电阻率测井
普通电阻率测井使用电极系进行测量，电极系包括供电电极 、测量电极和回路电极等。电极排列方式有多种，如梯度电 极系、聚焦电极系等，不同的电极排列方式适用于不同的测 量需求和地层条件。
测量方法与测量系统
总结词
普通电阻率测井的测量方法与测量系统密切相关，测量系统的性能直接影响测量结果的准确性和可靠 性。
评估油气储量
通过分析地层电阻率的变 化，可以估算出油气储量， 为资源评估和开发计划提 供数据支持。
指导钻探和开发
通过电阻率测井数据，可 以确定最佳的钻井位置和 开发方案，提高油气开采 效率和效益。
煤田勘探
识别煤层
通过测量煤层电阻率，可以确定煤层的厚度、深度和位置，为后 续的采煤和矿区规划提供依据。
案例二
某煤田利用普通电阻率测井技术发现煤层中 存在异常区域，经进一步勘探证实存在煤层 气富集区。
工程地质案例分析
案例一
某工程利用普通电阻率测井技术探测地下岩 土层的电阻率，为工程设计和施工提供了地 质依据。
案例二
某工程利用普通电阻率测井技术监测地下水 位变化，及时发现渗漏和塌陷等安全隐患。
环境地质案例分析
普通电阻率测井的历史与发展
历史
普通电阻率测井技术自20世纪初诞生以来，经历了漫长的发展历程，技术不断 改进和完善。
发展
随着科技的不断进步，普通电阻率测井技术也在不断创新和发展，测量精度和 稳定性不断提高，应用范围也不断扩大。未来，普通电阻率测井技术将继续向 着高精度、高效率、自动化和智能化方向发展。
油气田案例分析
案例一
某油田在开发过程中，通过普通电阻 率测井技术探测到油层电阻率变化， 成功发现潜在的油藏。
案例二
某油田利用普通电阻率测井技术对油 层进行监测，发现油层电阻率异常， 及时调整开发方案，提高了采收率。
测井技术的发展和现状
M
§1.1 自然电位测井
•自然电位成因 一般由地层和泥浆之间电化学作用和动电学作用产生的。
1、扩散—吸附电位：
纯砂岩 -11.6 mV/18 C 纯泥岩 59.1 mV /18 C
2、过滤电位（一般可忽略）：
泥浆柱与地层之间存在压差时，液体发 生过滤作用产生的。
•双侧向应用 1、适合于高阻剖面、盐水泥浆条件。 2、划分剖面，判断油（气）、水层； 3、求取地层真电阻率； 4、用于高阻地层裂缝识别，储层评价。
裂缝储层评价
lld =140 m lls =52 lld/lls=2.8 =7.5%
§1.4 感应测井
•基本原理 利用电磁感应原理测量地层电导率的方法。
•应用
1、提取纵、横波信息（时差和幅度） 2、利用纵、横波时差确定岩性 3、确定地层孔隙度 4、利用时差和幅度信息识别裂缝 5、计算弹性模量和力学参数，分析岩层机械特性。
•微电极测井应用
1、详细划分地层剖面； 2、判断岩性，划分渗透层； 3、精确划分储层有效厚度； 4、确定冲洗带电阻率。 5、分析储层非均质性
§1.3 侧向（聚焦）测井
•基本原理
盐水泥浆、高阻薄层条件下， 普通电阻率测井失真，········ 增加屏蔽电极， 使主电流被聚焦， 侧向流入地层的电极系测量方法。
与压差、滤液电阻率成正比 。 渗透层 平均值约为 0.77 mV
吸附电位
泥岩 - +
砂岩
+-
扩散电位
泥岩
+
+ Na+
+
— +——
— + Cl -
—+ —+
电阻率测井技术在油气勘探中的应用优势
电阻率测井技术在油气勘探中的应用优势在油气勘探领域，电阻率测井技术是一项非常重要的工具。
电阻率测井技术通过测量地下岩石的电阻率来解释地下岩层的性质和含油气性能。
在勘探工作中，电阻率测井技术的应用优势体现在以下几个方面。
一、电阻率测井技术的简便操作电阻率测井技术相对于其他勘探方法来说，操作相对简单，便于实施。
只需要将探测仪器降入井中，通过测量电流进而计算出地下岩石的电阻率。
技术操作简单使电阻率测井广泛应用于油气勘探中的地质勘测和岩性判识，为勘探工作提供了有效的工具。
二、电阻率测井技术的高精度测量电阻率测井技术以高精度测量为特点，能够获得准确的电阻率数值。
通过电阻率测井技术，勘探人员能够了解不同岩石层的电阻率分布情况，从而推断出油气储集层的分布和类型。
高精度的测量结果为勘探工作提供了重要的依据，能够准确判定勘探目标区域的潜力和价值。
三、电阻率测井技术的高效性电阻率测井技术具有高效性的特点，能够在较短的时间内获取大量的测量数据。
在油气勘探中，数据的收集和分析对于勘探工作来说非常重要。
电阻率测井技术能够在较短的时间内对目标区域进行多点测量，从而为勘探人员提供丰富的数据资源。
通过对测量数据的分析，勘探人员可以更准确地掌握地质构造特征，进一步优化勘探方案，提高勘探效率。
四、电阻率测井技术的广泛适用性电阻率测井技术适用范围广泛，不仅可以应用于陆地勘探，还可以通过测量井身周围的电阻率分布来研究海洋油气田。
同时，电阻率测井技术可以结合其他测井技术，如声波测井和密度测井，形成综合解释，为油气勘探提供更全面和准确的地层描述。
综上所述，电阻率测井技术在油气勘探中具有诸多应用优势。
它操作简便，具有高精度测量和高效性，广泛适用于不同地质条件下的勘探工作。
电阻率测井技术的应用可以为勘探人员提供准确的地下岩层描述，帮助他们判断储集层的分布和类型，为油气勘探提供重要的数据支持。
因此，电阻率测井技术是油气勘探中不可或缺的工具之一。
电阻率测井小结
电阻率测井的分类
高电阻率测井
阵列电阻率测井
适用于高电阻率地层，如泥岩、页岩 等。
通过多个电极同时测量地层的电阻率， 可以
适用于低电阻率地层，如砂岩、砾岩 等。
03 电阻率测井的应用
油气勘探
01
02
03
确定油气储层
通过测量地层电阻率，可 以判断地层是否含有油气， 以及油气的聚集程度和分 布范围。
05 电阻率测井的未来发展
技术创新与改进
新型传感器技术
研发更灵敏、更耐用的传感器，提高测量精度和稳定性。
数据处理算法优化
改进数据处理算法，降低噪音干扰，提高信号识别能力。
井下仪器小型化
减小仪器体积，减轻重量，便于下井操作和运输。
应用领域的拓展
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非常规资源勘探
应用于页岩气、煤层气等非常规资源的勘探和开 发。
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针对复杂地层和特殊油气藏 ，可以开展针对性的电阻率 测井技术研究，开发更加高 效、可靠的测量方案和技术 手段。
电阻率测井技术与其他地球 物理方法的结合应用也是未 来的研究方向之一，如与声 波测井、核测井等方法的综 合应用，可以更好地解决复 杂油气藏的勘探和开发问题 。
随着人工智能和大数据技术 的发展，电阻率测井数据的 自动处理和智能解释也是未 来的研究重点，可以提高数 据处理效率和解释精度，为 油气藏的快速发现和评估提 供有力支持。
电阻率测井可用于各种类型的地层，包括 砂岩、泥岩、石灰岩等，具有较广的适用 范围。
提供地层含流体信息
无损探测
电阻率测井结果可以反映地层中流体的性 质，如油、水或气，为地层含流体类型和 饱和度的判断提供依据。
国内外测井技术现状与发展趋势
国内外测井技术现状与发展趋势目录1. 内容简述 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 测井技术简介 (4)1.3 研究意义 (5)2. 国内外测井技术现状 (6)2.1 测井技术分类 (8)2.1.1 电成像测井技术 (10)2.1.2 声波测井技术 (11)2.1.3 核磁共振测井技术 (13)2.1.4 X射线测井技术 (14)2.2 国内外测井技术发展概述 (18)2.2.1 中国测井技术发展 (19)2.2.2 国际测井技术发展 (21)2.3 测井技术应用领域 (22)2.3.1 石油天然气勘探开发 (24)2.3.2 地热资源勘探 (25)2.3.3 基础工程地质勘探 (26)2.3.4 环境保护与地下水监测 (28)3. 发展现状分析 (29)3.1 测井技术的进步对地质研究的影响 (31)3.2 技术和设备的创新 (32)3.3 测井技术面临的技术挑战 (33)4. 发展趋势 (34)4.1 智能化和自动化 (35)4.2 技术创新与发展 (36)4.3 环保与可持续发展 (37)4.4 政策与市场驱动 (39)1. 内容简述本文旨在系统概述国内外测井技术的现状及发展趋势，将全面回顾测井技术的发展历史，并从基础理论、数据采集、处理分析及应用等方面，分析国内外测井技术的优势和不足。
重点探讨当前测井技术的热门研究领域，包括智能化测井、4D 测井、全方位测井、多参数测井、精确定位测井等，并分析其技术路线和应用前景。
结合国际国内大趋势，展望测井技术未来的发展方向，提出应对行业挑战并推动技术的创新升级的建议。
期望该文能为读者提供对测井技术的全面了解，并为行业发展提供有价值的参考。
1.1 研究背景在能源开发与利用日益严峻的当下，测井技术作为石油天然气工业不可或缺的环节，扮演着至关重要的角色。
它不仅为油气资源的勘探与开发、储层评价和提高采收率提供了重要依据，也在新材料的寻探和矿床分析中有着不可替代的作用。
讨论高密度电阻率法在地质勘探中的应用
讨论高密度电阻率法在地质勘探中的应用随着勘探技术的不断发展，电阻率法技术也随之提高，现已被广泛用到地质勘探当中。
其中，高密度电阻率法具有很多优点，譬如获取信息大而且速度快，测点密度高及分辨率高等，在现如今地质勘探的使用当中，取得了较为理想的效果，因此这种勘探方法应该逐步进行推广，使之合理被使用。
标签：高密度;电阻率发;地质勘探;应用一、前言高密度电阻率法是在常规直流电法的基础上通过观测系统的电极排列而形成的一种直流电法勘探新技术。
通过对电极装置位置的改变，收集水平和垂直方向上地质体的相对视电阻率，通过视电阻率的差异反演出地下地质体的分布情况，从而帮助解决不同的地质问题。
相对于常规电阻率方法，高密度电阻率法具有以下优点：电极布设一次完成，这使数据采集系统有较高精度和抗干扰能力;能进行多种电极方式的测量，获得的资料更加丰富;野外数据采集、收录实现了自动化和智能化;数据处理、成像显示实时一体化。
随着经济的不断发展，高密度电阻率法被推广到许多地质工程领域，由于其应用范围广泛，物理勘探技术为国家经济发展做出了有力贡献，因此它和人们的生活密切先关，其作用也不可忽视。
二、高密度电阻率法及其工作原理1、高密度电阻法高密度电阻法已被国内外广泛运用于各种领域，譬如，隧道开挖方案可行性、堤坝隐患监测、污染物侵蚀分布、高速公路勘探及地下水位探测等方面，而且许多专家先后都做了深入研究，结果说明高密度电阻法在这些领域当中，为其提供了准确实际意义上的服务，起到了良好的效果，因此其重要性不言而喻。
2、高密度电阻法的工作原理高密度电阻率法根据现场环境地质调查及水文工程需要而研制开发出的一种电探探测系统，见图1，包括数据的采集、资料处理两部分。
高密度电阻率法实现了数据的快速采集与分析处理，从而改变了电法勘探的传统的低效运作模式，大幅度提高了工作效率，勘探的智能化程度向前迈进了一步。
高密度电阻率法与常规直流电法相同，以探测地下目标体与围岩间电性导差异为基础的一种地球物理勘探方法。
普通电阻率测井
电缆保护器
保护电缆不受损坏，确保数据传输的稳定性。
井口控制器
控制井口设备的开关和调节，如泥浆泵和气 体分离器等。
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普通电阻率测井的操作 流程
测井前准备
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仪器检查
确保测井仪器工作正常， 无故障，并按照要求进行 校准。
井场调研
了解井场的地质、地层、 井况等信息，为测井提供 基础数据。
工具准备
通过集成人工智能、物联网和大数据等技术，实 现电阻率测井的智能化和自动化，提高测量效率 和精度。
多学科交叉融合
加强与其他地球物理、地质学、环境科学等学科 的交叉融合，拓展电阻率测井技术的应用领域和 范围。
绿色环保与可持续发展
在电阻率测井技术的发展过程中，注重环境保护 和可持续发展，降低测量过程中的能耗和污染。
地面设备
电源系统
为井下仪器提供电源，通常采 用直流电源。
采集系统
用于采集井下仪器传输的数据 ，具备数据存储和处理功能。
控制系统
对井下仪器进行控制，包括发 送指令和接收数据。
显示器
实时显示测量数据和图像，便 于现场分析和解释。
井下仪器
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电阻率探头
测量地层电阻率的传感器，通 常采用四极或三极探头。
地层岩石的孔隙度决定了地层中流体的分布和流动性，从而影响电阻率的测量值。一般来说，低孔隙度的岩石具 有较高的电阻率，而高孔隙度的岩石则具有较低的电阻率。因此，在分析普通电阻率测井结果时，需要考虑地层 岩石的孔隙度因素。
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普通电阻率测井的优缺 点
优点
精度高
普通电阻率测井能够提供高精度的地 层电阻率测量结果，有助于准确评估 地层特性。
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电阻率测井未来的发展
1
“L’huile, l’huile”，法国工程师Gilbert Deschâtre 在1929年11月从美国俄克拉何马州Seminole 寄往巴黎家里的信中写到，翻译过来即为“石油，石油”。
他在信中继续写到：“如果我们有办法发现它，他们就不会认为我们的价格太高。
他们总是在问：’你们知道如何区分含油砂岩与含水砂岩吗?‘...我们当然可以区分，假若他们先告诉我们地层是砂岩层！”因此，Deschâtre 向Société de prospection électrique 总部提交报告，建议对利用井中的仪器测量岩石电特性的新技术进行试验研究[1]。
在此两年前，一位名叫亨利·道尔的年轻工程师在法国Pechelbronn 进行了首次“电取心”试验，将康拉德·斯伦贝谢及其兄弟马歇尔提出的一个想法付诸实施。
道尔与Deschâtre 一起在寒冷的Greater Seminole 油田对后来被称为电测井的技术进行了现场实验。
这项新测量技术通过一个简单但却意义深远的事实彻底改变了石油勘探行业：水是导体，油是绝缘体。
虽然经过多年发展，但这一基本事实对石油勘探行业依然至关重要。
最早的电测方法导致几代电极仪器的问世，这些仪器通过向地层中发射稳定电流来测量地层对电流的阻力（电阻率）。
最新的Rt Scanner 三轴感应仪器直接源自道尔在二十世纪四十年代后期发明的一种创新仪器。
这种仪器利用电磁感应原理在岩石中产生交流电，从而解决了油基泥浆（直流电无法通过油基泥浆）钻井中地层电阻率的测量问题（请参见“三轴感应电阻率测井新技术”，第64页）。
Daschâtre 的惊呼至今余音袅绕，只不过内容现在变为“漏掉的石油！”。
或者更直接一些：“储量！储量！”。
巨大的石油需求对石油供应及价格产生极大的压力，所以石油行业需要更加准确地评价规模较小、更深、更复杂油气藏的储量。
为此，要求地层评价能够确定至少三个参数：岩性、几何形态及饱和度，其中最重要的参数是饱和度，即孔隙中油气的百分比，但定量分析饱和度需要知道前两个参数。
岩性：存在哪些类岩石型？现在，即使所有其他
手段均告失败，地质师也可以根据核、声波与磁共振测井或岩心样品准确获得储层岩石的类型、组分及孔隙度。
几何形态：岩石的结构如何？油藏的复杂结构，尤其是水平井周围三维油藏结构依然蒙着一层神秘面纱。
而现在，Rt Scanner 仪器完全解决了这个问题：它是第一个真正意义上的三维电阻率仪器，能够感应并测量电流在地层中任何方向上的流动。
Rt Scanner 仪器将主要首先用于识别薄砂岩油层与更薄的页岩互层组成的层状油藏。
通过测量在纵横方向上的电阻率（这两个方向上的电阻率可能相差10%甚至更大），这种新型仪器可以更准确地计算石油地质储量。
电子与材料方面的巨大进展使得业界可以制造出灵活小巧的三轴感应线圈，从而使新型感应仪器得以问世。
不过，该仪器的研制依赖于对该仪器及其电磁场能够进行三维模拟的新能力。
反演是目前的一大难题，这要依靠理论研究人员和模拟分析人员继续努力，来解决将原始物理测量结果转变为定量岩石特性的问题。
最终目标是得到一个可以根据测量结果确定油藏几何形态的模型，而非假设岩石与流体在井筒周围分布情况的模型。
这一目标任重而道远，而Rt Scanner 仪器提供了为实现这一目标所需的信息。
Michael Oristaglio
斯伦贝谢道尔研究中心技术顾问美国马萨诸塞州坎布里奇
Michael Oristaglio 是斯伦贝谢并购小组的技术顾问，在位于马萨诸塞州坎布里奇的斯伦贝谢道尔研究中心（SDR ）工作，负责物色寻找为能源行业开发早期技术的公司。
他于1982年加入斯伦贝谢，在SDR 的机电部门工作，曾作为科学工作者和管理人员参与地震勘探、软件开发和电磁学等领域的工作。
2000至2004年间，Michael 在Witten 技术公司工作，该公司是一家小型企业，主要开发用于勘测地下管网的探地雷达。
他在美国康涅狄格州New Haven 的耶鲁大学获得地质学和地球物理学学士学位与硕士学位，在英国牛津大学获得地球化学硕士学位和地球物理学博士学位。
1.Deschátre 的想法有一点是错误的：当他与亨利·道尔遇到负责组织测井试验的地质师时，他们得知客户对试验结果非常满意，并且急于继续后面的工作，但前提是需要将人员与服务费从每月的两千美元降低至四百美元。