大斜度水平井生产测井技术(斯伦贝谢)
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光纤测井的特性及应用美国斯伦贝谢公司的持气率光纤传感仪
光纤测井的特性及应用蒋鹏志1. 引言测井技术又称为地球物理测井技术，是一种井下油气勘探的重要手段，是在钻探井中使用反映热、声、电、光、磁和核放射性等物理性质的仪器测量地层的各种物理信息；通过对这些信息按各自的物理原理和它们之间相互联系进行数据处理和解释，辨别地下岩石的孔隙性、渗透性和流体性质及其分布，用于发现油气藏，评估油气储量及其产量。
测井技术在油气田开发和钻井工程中有广泛的用途，是勘探煤、盐、硫、石膏、金属、地热、地下水、放射性等矿产资源的重要方法和有效手段，并应用到工程地质、灾害地质、生态环境等领域。
在油气藏勘探开发中测井技术是地质家和油气藏开发工程师的“眼睛”，通过测井获得的资料是测井评价、地质研究和油气藏开发的科学依据。
在油田的开发过程中，需要知道在产液或注水过程中有关井内流体的持性与状态的详细资料，其可靠性和准确性是至关重要的。
因此测井，是石油勘探开发过程中不可缺少的重要环节。
矿场地球物理测井是通过定量测定井下钻穿地层的电、声、光、核、热、力等物理信息，用以判断地层的岩性及流体的性质，确定油、气、水层的位置，定量解释油、气层的厚度，含水饱和度和储层的物性等参数，了解井下状况的一整套技术。
但传统的电子基传感器无法在井下恶劣的环境(诸如高温、高压、腐蚀、地磁地电干扰)下工作，而光纤传感器可以克服这些困难。
光纤传感器具有灵敏度高、可靠性好、原材料硅资源丰富、抗电磁干扰, 抗腐蚀、耐高压(几十兆帕以上)、电绝缘性能好、可绕曲、防爆、频带宽、损耗低等优点，可以高精度地测量井筒和井场环境参数。
同时，光纤传感器具有分布式测量能力，可以给出被测量空间的剖面信息。
而且，光纤传感器横截面积小，外形短，在井筒中占据空间极小。
它还便于与计算机相连，实现智能化和远距离监控。
2.理论上的预期优势（1）温度监测井内检测区剖面的温度变化可以与其他地面采集的资料（流量、含水、井口压力等）以及裸眼测井曲线对比，从而为操作者提供井下各种参数变化的定性和定量信息。
测 井新技术发展介绍
• 我国在碳酸盐岩油气层、火成岩裂缝性油气层、砾岩油气
层、复杂岩性油气层、低孔低渗油气层、稠油层以及水淹 层剩余油饱和度等测井方面积累了丰富的经验。
• 在生产测井方面形成了具有中国特色的生产测井技术。 • 在常规测井的资料分析、解释方面，处于国际先进水平。
四、测井前沿技术
测井前沿技术研究就是测井超前技术研究，也是测井创新技术研究， 它是发展测井高科技的基础。
• 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。
三、测井技术发展现状
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 经拥有了裸眼井电缆测井所拥有的各种测井方法。
• 随钻测量(LWD)的进展体现在：仪器尺寸更小；扩大了温度范围；出
注：测井装备主要分成像测井系统、引进数控测井系统、国产数控测井
系统三个层次。
三、测井技术发展现状
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、井下光电成像测井、脉冲回声水
地 面 装 备 电缆 遥测
井 下 仪 器
地层微电阻率扫描 FMI 偶极横波声波 DSI 超声波成像 USI 阵列感应 AIT 地震成像仪 CSI 核孔隙度岩性仪 NPLT 模块式地层动态测时仪 MDT 方位电阻率成像 ARI 以及CSU系列下井仪
微电阻率成像 EMI 阵列声波 LFD 六臂倾角 SEDT 高分辨率感应 HRI 声波扫描 CAST 自能伽马 NGRT 选择式地层测试器 SFT 使用PIO接口面板，支持其 它非DITS传输仪器
层、复杂岩性油气层、低孔低渗油气层、稠油层以及水淹 层剩余油饱和度等测井方面积累了丰富的经验。
• 在生产测井方面形成了具有中国特色的生产测井技术。 • 在常规测井的资料分析、解释方面，处于国际先进水平。
四、测井前沿技术
测井前沿技术研究就是测井超前技术研究，也是测井创新技术研究， 它是发展测井高科技的基础。
• 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。
三、测井技术发展现状
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 经拥有了裸眼井电缆测井所拥有的各种测井方法。
• 随钻测量(LWD)的进展体现在：仪器尺寸更小；扩大了温度范围；出
注：测井装备主要分成像测井系统、引进数控测井系统、国产数控测井
系统三个层次。
三、测井技术发展现状
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、井下光电成像测井、脉冲回声水
地 面 装 备 电缆 遥测
井 下 仪 器
地层微电阻率扫描 FMI 偶极横波声波 DSI 超声波成像 USI 阵列感应 AIT 地震成像仪 CSI 核孔隙度岩性仪 NPLT 模块式地层动态测时仪 MDT 方位电阻率成像 ARI 以及CSU系列下井仪
微电阻率成像 EMI 阵列声波 LFD 六臂倾角 SEDT 高分辨率感应 HRI 声波扫描 CAST 自能伽马 NGRT 选择式地层测试器 SFT 使用PIO接口面板，支持其 它非DITS传输仪器
随钻测井 LWD
▪ arcVISION 感应电阻率 ▪ geoVISION 侧向电阻率 ▪ adnVISION 方位中子密度 ▪ proVISION 随钻核磁共振 ▪ sonicVISION 随钻声波 ▪ seismicVISION 随钻地震
geoVISION 侧向电阻 率
▪ 适用于高导电性泥浆环境 ▪ 提供钻头，环形电极以及三个方位聚焦纽扣电极的电阻率 ▪ 高分辨率侧向测井减小了邻层的影响 ▪ 钻头电阻率提供实时下套管和取心点的选择 ▪ 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
– 随钻测井技术和工具: • 岩性，工具测量曲线
• 工程应用软件和电脑技术
– 可视化的井眼轨迹位置和超前预测的工程应用软件 – 可实现基于网络的井下数据处理和存取 – 远程服
务
• 人员和作业程序
– 地质导向师进行实时导向服务 – 客户地质师 – 钻井工程师和定向井工程师
随钻测井技术和工具
斯伦贝谢随钻测井技术—Vision系列
井斜 well deflection, well deviation
• 井斜角就是井眼方向线与重力线之间的夹 角
井眼方向线与重力线都是有方向 的。井斜角表示了井眼轨迹在某 点处倾斜的大小。
斜度与分类
• 1.低斜度定向井：井斜小于15度
• 2.中斜度定向井：井斜在15-45度之间
• 3.大斜度定向井：井斜在46-85度之间
随钻测井
定义
• 随钻测井LWD ：一般是指在钻井的过程中 测量地层岩石物理参数，并用数据遥测系 统将测量结果实时送到地面进行处理。由 于目前数据传输技术的限制，大量的数据 存储在井下存储器中，起钻后回放
• 随钻测量MWD： 一般是指钻井工程参数 测量，如井斜、方位和工具面等的测量。 有时，MWD泛指钻井时所有的井下测量。
geoVISION 侧向电阻 率
▪ 适用于高导电性泥浆环境 ▪ 提供钻头，环形电极以及三个方位聚焦纽扣电极的电阻率 ▪ 高分辨率侧向测井减小了邻层的影响 ▪ 钻头电阻率提供实时下套管和取心点的选择 ▪ 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
– 随钻测井技术和工具: • 岩性，工具测量曲线
• 工程应用软件和电脑技术
– 可视化的井眼轨迹位置和超前预测的工程应用软件 – 可实现基于网络的井下数据处理和存取 – 远程服
务
• 人员和作业程序
– 地质导向师进行实时导向服务 – 客户地质师 – 钻井工程师和定向井工程师
随钻测井技术和工具
斯伦贝谢随钻测井技术—Vision系列
井斜 well deflection, well deviation
• 井斜角就是井眼方向线与重力线之间的夹 角
井眼方向线与重力线都是有方向 的。井斜角表示了井眼轨迹在某 点处倾斜的大小。
斜度与分类
• 1.低斜度定向井：井斜小于15度
• 2.中斜度定向井：井斜在15-45度之间
• 3.大斜度定向井：井斜在46-85度之间
随钻测井
定义
• 随钻测井LWD ：一般是指在钻井的过程中 测量地层岩石物理参数，并用数据遥测系 统将测量结果实时送到地面进行处理。由 于目前数据传输技术的限制，大量的数据 存储在井下存储器中，起钻后回放
• 随钻测量MWD： 一般是指钻井工程参数 测量，如井斜、方位和工具面等的测量。 有时，MWD泛指钻井时所有的井下测量。
水平井产液剖面测井方法与工艺
1、选择最安全的美国连续油管输送测井
自喷水平井测井
用∮ 1.5英寸连续 油管内穿∮5.6mm 电缆，设计带涡流 喷孔的（油管与仪 器）电缆配接头， 靠连续油管柔性弹 力和液氮喷射力过 油管/套管输送测 井仪器进入水平井 底，电动张收滚轮 扶正器和笼式集流 伞，用不同测速， 上提仪器测井。
机抽水平井测井
滚轮扶正器
4、SONDEX公司的八参数组合生产测井资料处理与解释
地面采集部分
持气率与管子直径的响应曲线
FDR刻度图版
持水率仪器响应曲线
应用实例
结束语
我国测井行业通过近几年的技术引进、消化、攻关与 生产实践，水平井（大斜度井）生产测井技术有了长足 的发展与进步，水平井测井也取得了较好的生产应用效 果，但在该领域还面临很多技术难题，如何进一步提高 水平井动态监测工艺水平、发展水平井测井手段、研究 水平井测井资料解释方法，以提高水平井测井施工成功 率和资料解释精度，更好地满足油气田水平井动态监测 的需要，是今后一个时期内水平井生产测井的主要发展 方向。
液力输送水平井注硼中子寿命测井解释成果图示4井下爬行器输送方式参数测量范围精度分辨率温度012505001压力0mpa40mpa05fs001mpa流量0m3d140m3d202m3d磁定位变化大于2v耐温125耐压40mpa测量仪器及主要技术指标第三部分江汉大宇公司水平井测井技术第三部分江汉大宇公司水平井测井技术1选择最安全的美国连续油管输送测井用15英寸连续油管内穿56mm电缆设计带涡流喷孔的油管与仪器电缆配接头靠连续油管柔性弹力和液氮喷射力过油管套管输送测井仪器进入水平井底电动张收滚轮扶正器和笼式集流伞用不同测速上提仪器测井
用∮ 5/8英寸连续 油管内穿∮5.6mm 电缆，设计带涡流 喷孔的（油管与仪 器）电缆配接头， 靠连续油管柔性弹 力和液氮喷射力经 偏心井口，过环空 输送测井仪器进入 水平井底，电动张 收滚轮扶正器和笼 式集流伞，用不同 测速，上提仪器测 井。
石油测井技术介绍
同的电极距，通过测量人工电场电位梯度或电位的变化
来确定地层电阻率的变化。利用具有不同径向探测深度
的横向测井技术，可以识别岩性、划分储层、确定地层 有效厚度、进行地层剖面对比、确定地层真电阻率及定 性判断油气水层等。目前还保留了 2.5米、4米梯度和微 电极（微电位和微梯度组合）等普通电阻率测井方法。
第二代：数字测井（60年代开始）
第三代：数控测井（70年代后期） 第四代：成像测井（90年代初期）
翁文波先生于1939年在四川隆昌的井中测出了我国第一条电测曲线 （点测）开创了我国测井技术的发展历程。我国测井技术在50年代以横向 测井为代表，60年代发展了声波与聚焦电测井（感应测井、侧向测井）, 均为模拟记录。到70年代中期，开始应用密度与中子测井，地层倾角测井 与电缆式地层测试器，并采用数字磁带记录。80年代中期数控测井投入运 用，从地层倾角测井到高分辨率地层倾角测井，到后期发展为微电阻扫描 成像测井，地层测试器发展为重复式多点压力测量，密度测井发展为岩性 密度测井，碳氧比测井、自然伽马能谱测井等也相继应用。进入90年代， 成像测井系统逐步投入应用，包括核磁共振测井、井壁微电阻扫描成像 （发展为六个、八个极板）、井壁声波成像、偶极子阵列声波、井旁声波 测井、阵列感应、三相量感应、方位侧向等测井，以及模块式地层测试器
随着技术的进步，近年来各种针对非均质各向异性地层 的侧向电阻率测井技术产品己投入使用，如高分辨率侧向测 井仪，方位电阻率侧向测井仪、阵列侧向测井仪等。 侧向测井可以用来定量计算钻井液冲冼带、侵入带半径、 地层真电阻率和含油饱和度等储层参数。
SL6233 强聚焦数控双侧向测井仪
SL6233强聚焦数控双侧向测井仪采用多层屏蔽及多反馈控制等新技术，提高了测井仪器的电阻率测量范围及测量精度。
来确定地层电阻率的变化。利用具有不同径向探测深度
的横向测井技术，可以识别岩性、划分储层、确定地层 有效厚度、进行地层剖面对比、确定地层真电阻率及定 性判断油气水层等。目前还保留了 2.5米、4米梯度和微 电极（微电位和微梯度组合）等普通电阻率测井方法。
第二代：数字测井（60年代开始）
第三代：数控测井（70年代后期） 第四代：成像测井（90年代初期）
翁文波先生于1939年在四川隆昌的井中测出了我国第一条电测曲线 （点测）开创了我国测井技术的发展历程。我国测井技术在50年代以横向 测井为代表，60年代发展了声波与聚焦电测井（感应测井、侧向测井）, 均为模拟记录。到70年代中期，开始应用密度与中子测井，地层倾角测井 与电缆式地层测试器，并采用数字磁带记录。80年代中期数控测井投入运 用，从地层倾角测井到高分辨率地层倾角测井，到后期发展为微电阻扫描 成像测井，地层测试器发展为重复式多点压力测量，密度测井发展为岩性 密度测井，碳氧比测井、自然伽马能谱测井等也相继应用。进入90年代， 成像测井系统逐步投入应用，包括核磁共振测井、井壁微电阻扫描成像 （发展为六个、八个极板）、井壁声波成像、偶极子阵列声波、井旁声波 测井、阵列感应、三相量感应、方位侧向等测井，以及模块式地层测试器
随着技术的进步，近年来各种针对非均质各向异性地层 的侧向电阻率测井技术产品己投入使用，如高分辨率侧向测 井仪，方位电阻率侧向测井仪、阵列侧向测井仪等。 侧向测井可以用来定量计算钻井液冲冼带、侵入带半径、 地层真电阻率和含油饱和度等储层参数。
SL6233 强聚焦数控双侧向测井仪
SL6233强聚焦数控双侧向测井仪采用多层屏蔽及多反馈控制等新技术，提高了测井仪器的电阻率测量范围及测量精度。
水平井生产测井工艺技术与应用
第二十五页，共44页。
5、 非自喷状况下的水平井产液剖面测井工艺技术及应用
◆ “双管柱”应用实例——氧活化找水测井
出 水 部 位
1 、 本 井 在 泵 抽 的 条 件 下 测 量 ， 测 量 时 地 面 流 量 为 110 m3/d，氧活化测井测得总量为120 m3/d。 2、测量出水结果： 1905.9-1910.1m：出水约45 m3/d，占总量的37.5%。 1963.3-1968.3m：出水约15 m3/d，占总量的12.5%； 1991.9-2111.6m：出水约60 m3/d，占总量的50%；
套管阀门 安全下接头
测井电缆
油管 安全上接头
扶正器 模拟柱塞泵
双向卡瓦封隔器
模拟抽油机坐封卡瓦
第二十七页，共44页。
爬行器
测井仪器
模拟抽油机工作原理
5、 非自喷状况下的水平井产液剖面测井工艺技术及应用
（3） “模拟抽油机” 应用实例——产液剖面测井
测井资料处 理成果图
作业机提液状态
曲9-平10井产液剖面测井实际应用
力
输
可进行电磁探伤套管质量检查测井。
送
法
测
可进行同位素示踪等注水剖面项目测井。
井
工
艺
测井前井下管柱一次设置完成，测井过程中不再动用管 具作业，测井与作业人员劳动强度大大降低。井口轻易实
现电缆密封，可带压进行作业。
第七页，共44页。
2、 “水力输送法”水平井测井工艺技术及应用
❖ 设计研制了水力输送工艺技术及专用工具；
坨x-平x井电磁探伤测井成果图
第十七页，共44页。
1607米 处测得一 处破损点
3、 “爬行器输送法”水平井测井工艺技术及应用
大斜度水平井固井技术-郭老师
和窄边的流体的流动速度是不一致的。一般的会认为窄边的流速比宽边的要大，实际上 并不完全是这样的。
在试验中可见，宽边的液体先流动，窄边的后流动，而随着两者比例的增大，宽边的液
体甚至已呈紊流流态而窄边的液体还没有流动。
因为液体总是会向着所受阻力最小的方向即间隙最宽的部分流动。
21
一、大斜度井段固井的特点和技术关键
地层纵向下塌应力，故要求水泥环要具备良好的支撑作用。一般说，大
斜度井段对固井作业有以下要求：
封隔注水泥井段内各组渗透性岩层或产层，防止层间窜通； 形成连续且坚固的水泥环以支撑和保护套管柱； 支撑并巩固易垮塌的砂岩层等； 为射孔提供均匀的环空间隙及填充良好的中间介质； 控制地层压力等。
一、大斜度井段固井的特点和技术关键
套管的下入、居中与套管附件的选用
在大斜度井中，特别是轨迹较为复杂的大斜度井中扶正套管，并使套管顺利下到井底是 较困难的。 弯曲裸眼井段的摩擦角大，其摩擦系数也较大，套管下入时在井壁上有较大的摩擦阻力， 在55度以上的井斜角时，套管柱将不可能靠自身重量而下行，需要加上一定压力才能克 服阻力下滑。
良好的井眼条件和井眼清洁度；
套管柱居中度；
井眼处理和适合固井的钻井液性能调整； 前置液的用量及紊流接触时间；
合理的替浆技术；
活动套管柱等其它的工艺措施。
在大斜度井段的套管固井作业中，光滑且规则的增斜、稳斜和降斜等井
段，能较好的保证套管下入和居中，并能提高水泥浆的顶替效率。在井眼轨迹
双弓弹性扶正器 套管居中度与所选用的扶正器类型和安放的间隔有关。刚性扶
正器的扶正效果最好。对于弹性扶正器，恢复力越高的扶正器，扶正效果越好。
因此， 在大斜度井中，具有较高恢复力的双弓弹性扶正器也大量使用。
水平井解释研究讲课材料
2. 解释： ? 未建立起理想的水平井测井处理解释的相关模型。只能对油气层做 定性解释。 ? 斯伦贝谢开发了ＩＮＦＯＲＭ水平井处理软件（未商业化，没见过 具体效果）。 ? ＦＯＲＷＡＲＤ软件只停留在简单水平井眼轨迹图的绘制 。
一、发展应用现状
技术路线：
立足于常规测井系列，总 结出一套适合塔里木油田的实 用测井解释技术。
优化钻 井方案
完善井眼轨迹 与 油藏关系成图系统
直井与水平井 测井资料变化 规律研究
油藏储层 参数收集 整理
常规测井处理解释
建立水平井解释实用方法
二、技术路线及关键技术
?径向平均型测井仪器响应特征
径向平均型测井仪器探测特征示意图
探测是以井筒为中心，与井 筒垂直的一个“地层圆盘”的平 均读数，当地层均质、径向同性 时反映地层真实情况；水平井由 于地层径向异性，所以不能准确 反映地层实际特征。
Q(degree)
三、主要研究内容及成果
轮南26-4直井和大斜度井测井结果比较
井斜32度
直井：Ild=0.65,Ilm=1.0 斜井：Ild=0.84,Ilm=1.3
井斜65度
直井：Ild=0.5,Ilm=0.7 斜井：Ild=1.3,Ilm=1.8
三、主要研究内容及成果
HD1-1H随钻测井与常规测井比较
《大斜度井、水平井 测井解释研究》补充内容
?请大家下课后思考这样的问题：
水平井测井解释需要解决哪几个问 题？同一层段，水平井与导眼直井的 AC、GR、Rild曲线值有何差异？
夏宏泉 2005/9/20
汇报提纲
一、国内外发展应用现状 二、技术路线及关键技术 三、主要研究内容及成果 四、存在的问题及解决方案
l 2 ? RV
一、发展应用现状
技术路线：
立足于常规测井系列，总 结出一套适合塔里木油田的实 用测井解释技术。
优化钻 井方案
完善井眼轨迹 与 油藏关系成图系统
直井与水平井 测井资料变化 规律研究
油藏储层 参数收集 整理
常规测井处理解释
建立水平井解释实用方法
二、技术路线及关键技术
?径向平均型测井仪器响应特征
径向平均型测井仪器探测特征示意图
探测是以井筒为中心，与井 筒垂直的一个“地层圆盘”的平 均读数，当地层均质、径向同性 时反映地层真实情况；水平井由 于地层径向异性，所以不能准确 反映地层实际特征。
Q(degree)
三、主要研究内容及成果
轮南26-4直井和大斜度井测井结果比较
井斜32度
直井：Ild=0.65,Ilm=1.0 斜井：Ild=0.84,Ilm=1.3
井斜65度
直井：Ild=0.5,Ilm=0.7 斜井：Ild=1.3,Ilm=1.8
三、主要研究内容及成果
HD1-1H随钻测井与常规测井比较
《大斜度井、水平井 测井解释研究》补充内容
?请大家下课后思考这样的问题：
水平井测井解释需要解决哪几个问 题？同一层段，水平井与导眼直井的 AC、GR、Rild曲线值有何差异？
夏宏泉 2005/9/20
汇报提纲
一、国内外发展应用现状 二、技术路线及关键技术 三、主要研究内容及成果 四、存在的问题及解决方案
l 2 ? RV