斯伦贝谢-测井岩性识别技术与应用

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_用地层元素测井(ECS)资料评价复杂地层岩性变化

_用地层元素测井(ECS)资料评价复杂地层岩性变化

第25卷 第3期核电子学与探测技术V ol .25 No .3 2005年 5月Nuclear Electro nics&Detectio n Techno log yM ay 2005 用地层元素测井(ECS )资料评价复杂地层岩性变化程华国,袁祖贵(胜利石油管理局石油工程技术管理处,山东东营257001) 摘要:在石油测井中,地层的岩性判别是评价储层参数的首要条件,地层元素测井(ECS )能测出地层中Si 、Ca 、Fe 、S 、Ti 、Cl 、Cr 、Gd 等元素的含量,结合地质录井等资料可准确确定储层的岩性。

通过实例分析,正确评价了复杂地层的岩性变化,为石油勘探开发提供了可靠的地质参数。

关键词:地层元素测井(ECS);岩性;测井解释;γ能谱;元素分析中图分类号: T E 151 文献标识码: A 文章编号: 0258-0934(2005)03-0233-06收稿日期:2004-10-15作者简介:程华国(1954-),男,安徽安庆人,高级工程师,从事石油工程技术研究工作 随着油气田勘探开发的不断深入,相对简单和整装的油气藏越来越少,非常规储集层如火成岩、变质岩等的研究与评价越来越受到重视,而火成岩、变质岩等复杂储层的岩性识别是石油测井解释中的难题之一。

斯伦贝谢公司在本世纪向中国市场推出了一种新型的测井仪器—地层元素测井(ECS :Elemental Capture Spectro sco py ),并在中国的东北、西北和东部等油田和地区进行了测井,在岩性识别上取得了令人满意的效果。

1 ECS 测井的核物理基础利用快中子和地层中的原子核发生非弹性碰撞,碰撞的同时会发射非弹性散射γ射线,γ射线的能量和被碰撞核的核结构有关,它表征了原子核的性质。

同一种原子核在同快中子发生(n,n ′)反应中,所放出的非弹性散射γ射线的能量和数量都是一定的。

对不同的核在(n,n′)反应中放出的γ射线的能谱分析,可确定在地层中存在哪些原子核,它们的含量是多少。

美国斯伦贝谢随钻声波测井新技术

美国斯伦贝谢随钻声波测井新技术

根 据 所 需 的 物 理 记 录, 可 将 声
波信号中识别出来 [1]。
波测井仪设计成一组发射器(声源),
很 多 物 质 都 有 各 自 具 体 的 声 波 用于产生特定形式的压力脉冲。最基
慢度(下表)。例如纵波通过钢材的 本 的 方 式, 也 是 各 种 声 波 测 井 仪 常
慢度是 187 微秒 / 米(57 微秒 / 英尺)。 用 的 类 型 是 单 极 子 声 源。 单 极 子 声
波快。
于快地层这种情况。
声源的测井仪记录的资料中提取。在
临界折射的纵波在井筒中产生的
如果地层的横波慢度大于井筒流 非常需要这些资料的井段通常也无法
头波以地层纵波速度传播 [3]。根据惠 体的纵波慢度(这种情况被称为慢地 获得。
更斯原理,井壁上每一点上的纵波都 层),纵波在到达井筒时仍然会发生折
单极子声源在测量慢地层横波资
偶极子声源也具有定向性,利用
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定向接收器阵列和两个互成 90°的声 源,工程师能够得到井筒周围的定向 横波资料。这种交叉偶极测井方法提 供了最大、最小应力方位,径向速度
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分布和各向异性横波资料的方向。 上世纪 80 年代引入了将快地层中
使用的单极子声源纵波和横波数据与
Jeff Alford Matt Blyth Ed Tollefsen 美国得克萨斯州休斯敦
John Crowe 雪佛龙卡宾达海湾石油有限公司 安哥拉罗安达
Julio Loreto 得克萨斯州Sugar Land
Saeed Mohammed 沙特阿拉伯宰赫兰
随钻声波测井新技术
工程师根据声波测井仪记录的声波资料以更高的安全系数提 高钻井效率,优化完井方式。LWD 声波测井仪是在上世纪 90 年 代中期问世的,能够记录纵波资料,但不能记录所有地层的横波 资料。新型 LWD 声波测井仪能记录以前无法得到的横波资料,工 程师正在利用横波资料优化钻井作业,确定最佳钻进方向,识别 具有更好完井特征的岩层。

斯伦贝谢-测井岩性识别技术与应用(1)共32页

斯伦贝谢-测井岩性识别技术与应用(1)共32页

地层对比
对比深度以补心海 拔深度对齐。第一 道为ECS 计算的铁 元素的含量;第二 道为ECS 计算的钙 元素的含量;第三 道为ECS 计算的岩 性剖面。图中可以 明显看出,白垩系 与侏罗系以一套砂 岩、泥质砂岩为界 ,在钙曲线上表现 为上高下低,是一 个明显的界面。头 屯河组和西山窑组 的界面在铁曲线上 表现为上低下高, 在钙曲线上表现为 上高下低,特征非 常明显,头屯河组 以砂岩、泥质砂岩 结束。
采集NPLC-B
伽马谱
Maximum Tool Dia
3-3/8 in.
Pressure, Temperature
20 kpsi, 175 oC
剥谱处T理ool length, Weight
元素产额 8 ft, 128 lb
Power
50 W
闭合氧环分析
干元素比重
Si, Ca, Fe, S, Ti, Gd
沉积分析
铁元素的变化与沉积的关系
沉积岩中铁的来源主要为母岩的风化、剥蚀产物,其主要以胶体溶液 搬运,在化学和生物化学作用下沉积下来。湖泊是其较重要的沉积场所, 尤其是湖岸沼泽地带更为富集。我国“沼铁矿”常与煤系地层共生。选择 每口井各层系泥岩段铁值的变化做交会图 。
为什么选泥岩段? 1、微量元素含量高。 2、泥岩中的元素是母岩化学风化的产物选择性沉积的结果,所以, 可以利用元素的特征推测沉积环境。 3、砂岩元素的组成主要反映岩石的岩屑、矿物的成分,一定程度上 可反映母岩的性质和搬运距离,而不反映沉积环境对元素聚散的影响。
岩性识别
碳酸盐岩
岩心分析数据表明: XX13~XX20米层段碳 酸盐岩含量最高达75% ;粘土类型以伊蒙间层 为主,个别段含有少量 高岭石和绿泥石。

斯伦贝谢水平井随钻测井地质导向技术介绍

斯伦贝谢水平井随钻测井地质导向技术介绍
Top Base
L a te ra l S tra tig ra p h ic U n c e rta in ty
为什么进行实时钻井地质导向?
-地质模型的主要不确定性因素
The Plan: The Plan:
Target 1 40 ft Target 2
T heR eality: he R eality: T
EcoScope – 多功能随钻测井
多功能随钻测井仪:安全的结合钻井和地层评价


传感器于一体。 多功能随钻测井仪地层评价测量包括 – 20条电阻率,中子孔隙度,密度 ,PEF测量 – ECS 岩石岩性信息 – 多传感器井眼成像和测径器 – 地层Σ 因子测量碳氢饱和度 钻井和井眼稳定性优化 – 环空压力数据优化泥浆比重 – 三轴震动数据优化机械钻速 更安全、更快、更优化! – 减少组合钻具时间 – 较少的化学放射源,高机械钻速同时得到高 数据质量 – 测量点更靠近钻头,减少口袋长度!
-斯伦贝谢水平井随钻测井地质导向技术介绍
2010.5
随钻测量的价值观
客户需求
日进尺
油藏
高效钻井
减少非生产 时间 提高机械钻速 面积
钻井与测量
优化 地质导向 最大化
油层泄油
动力和方向
目录
斯伦贝谢钻井与随钻地质导向技术简介
—斯伦贝谢随钻地质导向定义 — 斯伦贝谢钻井与随钻地质导向技术核心
— 斯伦贝谢主要随钻地质导向技术及在国内气藏中应用
井下附加动力 可使用X5或Xceed 承受更大钻压,输出 更高扭矩
26” -17 ½” Bit Sizes 14 ¾” -12 ¼” Bit Sizes
14 ¾” -12 ¼” Bit Sizes 9 7/8” -8 ½” Bit Sizes

国外斯伦贝谢电缆测井新技术与应用

国外斯伦贝谢电缆测井新技术与应用
新的信息重新刻度和标定
斯伦贝谢测井技术的主要发展阶段 -适应油气藏勘探开发的需要
1990年以前
1990年-2000年 2000年-2006年
常规三组合
PeX+元素 声、电成像
扫描 Scanner 系列
SonicScanner MR/RtScanner
2006年-2015年
扫描 Scanner系 列+无化学源新
电缆测井新技术与应用
基于传统“三组合”测井的储层测井解释模型
油气 骨架 粘土

W体水a积te模r型 骨架(75%-85%) 流体-水/油气(15%-25%)
传统的9条曲线三组合 测井
自然伽玛-自然电位-井径:储 层
油气 密度-中子-声波:孔隙度
电阻率(深/中/浅):饱和
粘土

岩性密度/介电/核磁
元素能谱测井的原理和过程– 矿物组份和总有机碳量化
将元素干重曲线处理 解释得到矿物组份、 骨架特征参数和总有 机碳含量(TOC)
最新元素测井仪器 - 岩性扫描测井 LithoScanner
仪器设计的创新与突破 高性能的中子发生器(PNG),其输出中子 速度高达每秒3×108个,是普通中子管的2 倍、化学源的8倍以上 掺铈溴化镧(LaBr3:Ce)大晶体探测器, 精度比锗酸铋(BGO)探测器提高两倍以上, 在不牺牲光谱分辨率条件下处理超过每秒 2,500,000计数的计数率,同时高低温性能 优越 改善了原有元素测量精度和准确度
海相
陆相
海陆过渡相
复杂储层的地层测井解释模型
矿物骨架
孔隙
流体类型
体积模型
骨架(>90%) 流体-水/油气(<10%)
传统的9条曲线三组合测 井

基础研究是石油工程高质量发展基石——斯伦贝谢测井科技发展剖析及启示

基础研究是石油工程高质量发展基石——斯伦贝谢测井科技发展剖析及启示

n stries行业422023 / 08 中国石化基础研究是石油工程高质量发展基石——斯伦贝谢测井科技发展剖析及启示斯伦贝谢(SLB)公司的测井技术一直是当今世界测井技术的前沿,世界上第一套数字测井仪、第一套数控测井仪和第一套成像测井仪都出自斯伦贝谢。

科技是斯伦贝谢最重要的发展基石,斯伦贝谢从建立之初就高度重视基础研究和前瞻研究,斯伦贝谢道尔研究中心在电磁学、地声学、核学等方面的基础研究有力支撑了斯伦贝谢测井技术的发展。

剖析研究斯伦贝谢在基础研究方面的布局经验,可为中国石化石油工程在基础研究和前瞻研究方面“下好先手棋、打好主动仗”提供经验借鉴。

斯伦贝谢基础研究的沿革及特点斯伦贝谢高度重视基础前瞻研究,在公司业务稳定后就设立了研究中心开展基础研究和前瞻研究。

1948年,斯伦贝谢在美国康涅狄格州里奇菲尔德成立了研究中心(后更名为斯伦贝谢道尔研究中心),是斯伦贝谢最早开展基础研究的机构,时至今日仍是斯伦贝谢最重要、核心的研究中心,从最初的4个测井学科研究部门发展成为3个测井研究中心。

构建多层级基础研发体系,设立稳定的基础研究机构。

为保证技术的先进性和前瞻性,斯伦贝谢构建多层级研发体系,从事不同层次的基础研究和前瞻研究,分别设立美国道尔研究中心、英国剑桥研究中心和挪威斯塔万格研究中心,主要研究10~50年内不同技术方向不同层次的石油工程技术的基础研究和前瞻研究:道尔研究中心主要进行传感器、数学和建模、油气藏储层、地球科学、机械学和材料科学、碳捕获与封存、机器人等领域基础研究;英国剑桥研究中心主要开展钻完井技术、流体技术、地震以及岩石力学等方面应用研究;挪威斯塔万格研究中心主要致力于地震图像解释、地表和地下测量数据的自动分析和建模等应用研究。

此外,斯伦贝谢在全球还设有11个技术研发中心(包括北京地球科学中心BGC),主要从事石油工程领域10年内的技术和产品研发。

持续打造高水平基础研究团队。

道尔研究中心基础研究团队由来自全球多个国家的科学家和工程师组成,多数都已拿到博士学位,并且具备多年相关行业研究经验。

斯伦贝谢随钻测井高清

斯伦贝谢随钻测井高清
成果与效益
项目成功发现了潜在的油藏,提高了油田的开采效率,为投资者带来 了可观的经济回报。
案例二:某页岩气开发项目
案例概述
某页岩气开发项目面临复杂的地质条件和储层特性,需要精确的 地质信息以指导开发。
技术应用
采用斯伦贝谢随钻测井高清技术,实时监测地层变化,获取高分 辨率的地质数据,为制定开发方案提供依据。
特点
该技术具有高分辨率、高精度、实时性强等特点,能够提供准确的地下信息, 帮助石油工程师更好地了解地下情况,优化钻井设计和提高石油产量。
技术发展历程
起源
斯伦贝谢随钻测井高清技术起源于20世纪90年代,当时石 油工业面临勘探难度不断增加的问题,需要更先进的技术 来提高钻井效率和石油产量。
发展历程
经过多年的研发和技术改进,斯伦贝谢随钻测井高清技术 逐渐成熟,并开始广泛应用于全球范围内的石油勘探和开 发项目。
高清成像技术
利用高分辨率传感器和信 号处理技术,获取高清晰 度的井下图像。
图像增强处理
通过数字图像处理技术, 对井下图像进行增强、去 噪、锐化等处理,提高图 像质量。
实时传输
利用高速数据传输技术, 将井下高清图像实时传输 到地面,为现场作业提供 及时、准确的井下信息。
随钻测井技术原理
1 2 3
随钻测井定义
油田开发
在油田开发过程中,该技术可以实时监测油藏动态,了解油藏分布和储 量情况,为油田开发提供重要的决策依据。
03
矿产资源勘探
除了石油勘探和开发领域,斯伦贝谢随钻测井高清技术还可以应用于矿
产资源勘探领域,如煤、天然气等矿产资源的勘探和开发。
02
斯伦贝谢随钻测井高清技术原理
高清成像原理
01

斯伦贝谢-ECS测井岩性识别技术与应用..

斯伦贝谢-ECS测井岩性识别技术与应用..

DecisionXpress 阵列侧向输入图
DecisionXpress 质量控制图
成果图
闭合氧环分析
干元素比重
Si, Ca, Fe, S, Ti, Gd
谱岩性分析
干岩性比重
泥、碳酸盐岩、QFM、硬石膏、。。。
ECS的适用性
ECS 可在以下环境提供岩性资料: 淡水,饱和盐水或油基泥浆 含重晶石泥浆 氯化钾泥浆 含气泥浆 含气地层 不规则的井眼 高温井眼 (保温瓶保护)
沉积分析
ECS可用于沉积分析
在自然界迁移、沉积过程中,沉积物与水介质间存在着 极为复杂的化学平衡。一些元素在脱离母岩迁移再沉积时, 由于各元素自身化学性质不同,使它们沉积时在区域产生分 异。如果在地质时期环境相对稳定,其元素间的分异平衡也 相应的保持稳定。直到环境改变(如物质来源、迁移距离、 气候、生物活动、大地构造运动、火山活动等等)之后,则 会建立另一种与其相适应新的化学动态平衡。也就是说,不 同地质时期沉积岩中一些元素丰度及组合特征的变化能够反 应出当时沉积环境的变化情况。这就为ECS测井资料研究沉 积环境提供了参考依据 。
L o g S c a le
Fe
ECS 仪器和数据处理流程
AmBe Source
BGO Crystal and PMT Boron Sleeve
6.6 ft
测速: 1800 ft/hr Specifications 纵向分辨率 : 1.5 ft General Conveyance Wireline, Coile 井眼流体 : 任何流体 ECS Maximum Tool 5.0 in. 仪器尺寸 : 5.0 inDia O. D. Pressure, Temperature 20 kpsi, 175 oC 长度: Maximum Internal 6.6 ft Temp 60 oC ( for log 100 oC (PMT d oF(175 oC) 最大温度 : 350 Tool length, Weight 6.6 ft, 135 lb Maximum Hole Size 16 in. 最大压力 : 20,000 psi Minimum Hole Size 6 in. Radioactive Source 16 Ci, 241AmB 最小井眼尺寸 : 6.00 in Logging Speed 1800 ft/h
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岩性识别 常规曲线难以识别碳酸盐岩
岩性识别
伊利石 伊蒙间层 碳酸盐岩
岩性识别
碳酸盐岩
岩心分析数据表明: XX13~XX20米层段碳酸 盐岩含量最高达75%; 粘土类型以伊蒙间层为 主,个别段含有少量高 岭石和绿泥石。
XX98~XX14米试油: 10.6方/天。
岩性识别
ECS识别岩性
彩44井岩性识别图版(Fe-Si-clay) 彩45井岩性识别图版(Fe-Si-clay)
沉积分析
ECS可用于沉积分析
在自然界迁移、沉积过程中,沉积物与水介质间存在着 极为复杂的化学平衡。一些元素在脱离母岩迁移再沉积时, 由于各元素自身化学性质不同,使它们沉积时在区域产生分 异。如果在地质时期环境相对稳定,其元素间的分异平衡也 相应的保持稳定。直到环境改变(如物质来源、迁移距离、 气候、生物活动、大地构造运动、火山活动等等)之后,则 会建立另一种与其相适应新的化学动态平衡。也就是说,不 同地质时期沉积岩中一些元素丰度及组合特征的变化能够反 应出当时沉积环境的变化情况。这就为ECS测井资料研究沉 积环境提供了参考依据 。
3x4 in. BGO
NPLC-B
Electronics
Maximum Tool Dia 3-3/8 in.
Pressure, Temperature H2e0 kapsit, 17S5 oiCnk
Tool length, Weight 8 ft, 128 lb
Power
50 W
Internal
采集 剥谱处理
沉积分析
J2x
J3q
J1s
J1b
J2t
K
彩44井 Fe-Al 交会图
沉积分析
J1s J2t
J2x
J1b
J3q K
彩45井 Fe-Alห้องสมุดไป่ตู้交会图
沉积分析
J3q J2t
J2x
J1b
J1s
K
彩501井 Fe-Al 交会图
沉积分析
纵轴为Al元素,表明选取的井段为泥岩,横轴为Fe元素 ,Fe元素的变化有以下特点: (1)三口井特征基本一致,可以分为三个群落; (2)J1b、J2x Fe铁元素分布面积大,含量高; (3)J2t、J3q 、K铁元素分布面积小,含量低; (4)J1S Fe铁元素分布面积及含量介于上述两者之间。 从以上变化规律可以看出,J1b、J2x 可能处于沼泽环境 ;J1S 可能短期出露水面,形成局部沼泽环境。
伽马谱 元素产额
Dewar Flask
闭合氧环分析
干元素比重
Si, Ca, Fe, S, Ti, Gd
谱岩性分析
干岩性比重
泥、碳酸盐岩、QFM、硬石膏、。。。
ECS的适用性
ECS 可在以下环境提供岩性资料: 淡水,饱和盐水或油基泥浆 含重晶石泥浆 氯化钾泥浆 含气泥浆 含气地层 不规则的井眼 高温井眼 (保温瓶保护)
沉积分析
铁元素的变化与沉积的关系
沉积岩中铁的来源主要为母岩的风化、剥蚀产物,其主要以胶体溶液 搬运,在化学和生物化学作用下沉积下来。湖泊是其较重要的沉积场所, 尤其是湖岸沼泽地带更为富集。我国“沼铁矿”常与煤系地层共生。选择 每口井各层系泥岩段铁值的变化做交会图 。
为什么选泥岩段? 1、微量元素含量高。 2、泥岩中的元素是母岩化学风化的产物选择性沉积的结果,所以, 可以利用元素的特征推测沉积环境。 3、砂岩元素的组成主要反映岩石的岩屑、矿物的成分,一定程度上 可反映母岩的性质和搬运距离,而不反映沉积环境对元素聚散的影响。
150
200
250
ECS 仪器和数据处理流程
Specifications
测速:
1800 ft/hr
General
纵向分辨率: 1.5 ft
Conveyance
Wireline, Coiled Tubing, TLC
井眼流体:
任何流体
ECS
AmBe Source
Maximum Tool Dia 5.0 in.
斯伦贝谢 数据与咨询服务 2004.02.21
主要内容
ECS原理及仪器 ECS资料用于岩性识别 ECS资料用于地层对比 ECS资料用于沉积分析 DecisionXpress简介
ECS 的伽马能谱 非弹性散射与俘获
Log Scale
Gd
H
Si
Fe
Cl In e la s tic 非弹性散射
0
50
100
501
彩501井岩性识别图版(Fe-Si-clay)
横轴为硅曲线,纵轴为铝曲线 ,Z轴为铁曲线,图中彩色点 由蓝到红的变化,表示铁值由 小到大的变化,反映岩性由砂 岩到泥岩的变化。图中右下角 的点为煤层的反映。
地层对比
从ECS结 果可以看出: 以2892m为界 ,上部地层铁 含量大于下部 地层;钙含量大 于大于下部地 层。上部铝( 泥质)含量较 高,下部相对 较低,薄砂层 发育。
多井对比图(K1h13-J1b)
地层对比
从左至右: GR,CLAY,LITH,Fe,Ca
(cai46无LITH)
(1)泥质变化及 含量CLAY较GR清晰
(2)ECS表明,砂 层可分为两套,以 薄层泥岩(砂质泥 岩)为界。上部泥 岩薄层较多。
(3)从上至下, 泥质减少
(4)从左至右, 泥质增加
(5)CLAY&Fe可以 分辨出CAI45,CAI46 井下部砂层中部发 育泥岩(砂质泥岩 )层。
Minimum Hole Size 6 in.
最大温度: 最大压力:
350 oF(175 oC) 20,000 psi
6.6 ft
Radioactive Source Bor1o6 Cni, 241SAmlBee eve
Logging Speed
1800 ft/h
最小井眼尺寸: 6.00 in
Detector
地层对比
对比深度以补心海 拔深度对齐。第一 道为ECS 计算的铁 元素的含量;第二 道为ECS 计算的钙 元素的含量;第三 道为ECS 计算的岩 性剖面。图中可以 明显看出,白垩系 与侏罗系以一套砂 岩、泥质砂岩为界 ,在钙曲线上表现 为上高下低,是一 个明显的界面。头 屯河组和西山窑组 的界面在铁曲线上 表现为上低下高, 在钙曲线上表现为 上高下低,特征非 常明显,头屯河组 以砂岩、泥质砂岩 结束。
仪器尺寸:
5.0 in O. D.
Pressure, Temperature 20 kpsi, 175 oC Maximum Internal Temp 60 oC ( for logging)
长度:
6.6 ft
BG100OoC (CPMTrdyamsaget)al Tool length, Weight a6.6nft,d135 lPb MT Maximum Hole Size 16 in.
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