测井新技术.pdf

测井新技术这是这学期唯一的一门课程，在这门课上我们主要学习了随钻测井、电缆声波测井、复杂储集层测井评价和阵列测井等新技术。我们主要学习随钻测井技术功能与优点，随钻测井仪器介绍以及其注意事项；电缆声波测井的渗透薄层斯通利波反射、套管胶结不好时地层声速的提取、阵列声波频散分析等；复杂储层测井评价的内容、基本思路、难点及努力方向；同时也了解了阵列侧向测井、二维直井阵列侧向测井响应数值模拟、井周成像测井及阵列感应测井。除此之外我们还听了一些测井方面的前沿知识讲座，如日本3 月份的地震解读等。下面我主要是对随钻测井技术进行较为详细的描述。在油气田勘探、开发过程中，钻井之后必须进行测井，以便了解地层的含油气情况。但是，测井资料的获取总是在钻井完工之后，用电缆将仪器放入井中进行测量，然而，在某些情况下，如井的斜度超过65 度的大斜度井甚至水平井，用电缆很难将仪器放下去；此外，井壁状况不好易发生坍塌或堵塞也难取得测井资料。由于钻井过程中要用钻井液循环，带出钻碎的岩屑，钻井液滤液总要侵入地层。因此，钻完之后再测井，地层的各种参数与刚钻开地层时有所差别。于是人们在想，如果把测井仪器放在钻头上，让钻头长上“眼睛”，一边钻进一边就获取地层的各种资料，这就是随钻测井。随钻测井新技术体现出一种新的钻井服务思路，就是以最低的成本生产出油和气为宗旨，为更准确地进行地层评价而引入了复杂的定向井工艺。也为扩充井和水平井生产，提供了一种合作式的优化井的思路，以便最大限度地增加储层油气产量。随钻测井技术把随钻测井工程师与现场的钻井工程师和地质专家结合起来，提供高水平的储层区评估开采服务，这将使设计井位和勘探开发的目的性体现得更加准确。这样不仅对任何状况的井，特别是水平井可以进行测井，而且利用测得的钻井参数和地层参数及时调整钻头轨迹，使之沿目的层方向钻进。由于随钻测井获得的地层参数是刚钻开的地层参数，它最接近地层的原始状态，用于对复杂地层的含油、气评价比一般电缆测井更有利。随钻测井技术是在钻井过程中利用LWD(logging while drilling)的随钻测量系统进行实时跟踪监测，既能测量工程参数满足钻井需要，又能在钻进过程中进行随钻测井，及时获取随钻测井资料，从而准确判断地层特性，引导井眼轨迹钻达目的层，并在储层中穿行，实现地质导向的目的，达到油气开发利益的最大化。随钻测井也就是在钻进过程中为克服钻井风险或提高钻进效益在复杂地址条件下钻进同时进行的测井活动。LWD 随钻测井是钻井地质导向技术的关键部分，它主要包括MWD(measure while drilling)、深浅电阻率、自然伽马、中子密度、近钻头传感器等，与常规测井资料相比，随钻资料更为客观真实地反映了地层的实际地质特征。当一些井不能用电缆测井，或者在某些特殊地层条件下操作困难，花费钻井时间过多，就可以用随钻测井代替电缆测井。随钻测量系统，同时既具有MWD、测井的功能。利用LWD 无线随钻测量仪，能够同时测量井眼倾角、方位等几何参数及井径、仪器面信息和地层电阻率、自然伽马射线、中子空隙度、密度、声波和图像测井等地质参数，从而在钻进施工过程中能够及时掌握地层变化情况，调整钻进轨迹，使井眼轨迹尽可能沿着设计线运行。它不仅可以避免钻井风险而且具有地质导向能力同时也可以与其他测井仪器一起使用。这项技术能够在一定程度上取代测井，从随钻到测井工程一次完成，随钻测井技术是钻井工程的一项革命性技术。使用随钻LWD 具有以下优点：1、在钻井过程中，不需要起下钻、通井、电测，大大节省了钻井施工时间，降低成本，可以代替电缆测井。2、在钻井过程中，可以实时监测，根据随钻地质参数的变化，随时指导工程施工。3、由于地层暴露时间短，即测量时间距钻开时间短，影响因素少，消除了泥浆浸入和泥饼对测井质量的影响，可以获得贴近原始地层的测井信息，所获得的地质特性更加真实可靠，因此，随钻测井的及时性，能够提高测井曲线的质量。4、满足地质对薄油层的开采。5、提高储层界面卡准率，可以进行地质导向引导井眼轨迹进入油层并在目的层穿行，大幅度提高水平井的单井产量。6、利用LWD 随钻测井资料，替代完井电测，导致的钻井周期缩短，克服大斜度井于水平井无法进行电缆测井的困难，同时降低电缆测井所带来的风险，提高经济效益。随钻测井的地质导向功能是其突出特点之一，常规定向钻井大都依据邻井资料和地质设计预先确定好的路径，根据钻头方向的井斜数据，进行几何导向。这种技术在目的层很厚、地质结构简单时应用效果很好，但在目的层较薄、地质结构复杂或对地下情况不很清楚时，则导向效率就较低。而钻大角度井或水平井时，在薄油层或有复杂褶皱、断层的油藏中，一般将井身与界面（如油层顶部、油水界面等）保持一定距离，这就使几何导向面临着挑战。而随钻测井则在地质导向方面有很大优势。地质导向技术就是根据地质导向工具提供的实时井下地质信息和定向数据，辨明所钻遇的地质环境并预报将要钻遇的地下情况，引导钻头进入油层并将井眼保持在产层中。它由在钻头处进行测量的地质导向工具和功能完备的井场信息系统两大部分组成。当地质情况复杂或在薄产层中进行钻井导向时，测量点（即传感器）与钻头之间的距离和前导模拟软件的质量很关键。地质导向钻井要时刻注意钻头位置、当前井身轨迹、未来井身轨迹及必要的井身轨迹校正。但仅仅依靠钻头处或近钻头处的电阻率、井斜及自然伽码传感器有时会有明显的不足，这就需要前导模拟这种功能强大的软件来帮助地质导向。前导模拟软件是钻水平井处理复杂情况时地质导向成功的关键。地质导向工具内包括有三轴加速器、传感器、电阻率工具及所有对应传感器电路部件。加速器能进行井斜和工具面角的测量，它位于钻铤的外壳离钻头很近（0.3m 或更近）,能很快提供BHA（井底钻具组合）的方位、斜度信息，以便于地面对井眼轨道进行连续控制，射线传感器由NaI 晶体和光电倍增管组成；它隐蔽于工具一侧或对应180分布于钻铤内壁提供不同方位的射线测量，离钻头约0.3m。伽马检测可为标志层、套管下入深度及钻井取心提供理想的对比，判断钻头是否穿出地层的顶界或底界。地质导向技术在水平井和大角度井钻井时具有以下优点：地质导向工具能让井场人员尽早识别出地质上的重大变化；在钻头处进行实时导向校正和含油气检测，提高了在目的层中钻进的能力；能识别井身轨迹的垂直深度变化；能标识出钻井时遇到的意外岩性变化；钻后评价能帮助识别地质结构的变化；近钻头的岩石物理方面测量几乎是在地层在未遭破碎时就完成了。该技术的应用在短短的时间内就赢得了“钻头上的窗口”这一美誉，未来要开发出更先进的地质导向工具和前导模拟软件，使该技术更富有成效。生产实践证明，随钻测井技术作为一项日新月异地快速发展的技术，正得到越来越多的石油公司的认可和使用。由此可见，该技术将会发展成为未来石油勘探开发服务领域的重点高新技术，同时也是迈向自动化，智能化钻井的重要技术中间环节。因此，国外石油仪器制造厂商都在开足马力，加大随钻领域的投入和并购步伐，向着更大更强的方向发展。