努力发展测井技术，加快测井装备改造.ppt

1,努力发展测井技术 加快测井装备改造,吴铭德,测井新技术培训班 二OO二年七月江汉油田,2,目录 一、世界石油资源及测井市场简况 二、近年来世界测井技术发展简况 三、加快我国测井技术发展 四、加快我国测井装备研制 我国测井队伍装备的现状 我国测井装备的研究开发 关于我国测井装备研制的几点建议,3,一、世界石油资源及测井市场简况,4,2000年初世界剩余石油探明可采储量1386亿吨,5,Oil and Gas R/P ratio by region,6,CNPC 石 油,CNPC： 总资产6500亿元； 剩余石油可采储量18亿吨，年产原油1亿多吨，占全国2/3左右； 原油产量居世界大公司第7位； 2000年销售收入3451亿元，利润600亿元。,7,我国石油资源,探明后备储量不足，开发储量与产量不能平衡协调发展。 1988-1997年，累计产油12.47亿吨；但可采储量仅增加了10.39亿吨，亏空2.08亿吨。 1993年成为石油净进口国，2000年净进口7000万吨。,8,斯仑贝谢公司为 18.8亿美元， 占62 % 阿特拉斯公司为 4.75亿美元， 占15 % 哈里伯顿公司为 4.33亿美元， 占14 % 其他各公司共为 2.90亿美元， 占9 %,每年测井工作量约为31亿美元,9,近年来世界测井技术发展情况 近年来，测井技术的发展主要体现于改善仪器性能，增强仪器功能。 LWD 套管井地层评价 各向异性的识别与分析 油井监测于油管监测,二、近年来世界测井技术发展情况,10,LWD,增加： 脉冲中子 横波时差 随钻地震 NMR孔隙度 环空压力 地层测试 还可通过方位电阻率等确定地层倾角。,11,套管井地层评价,全套常规裸眼井测井内容（电阻率、声波、密度/中子孔隙度、地层测试等）都可以在套管井内测得。 突出项目：过油管脉冲中子测井,12,各向异性的识别与分析,在大斜度井、水平井内用电缆测井或LWD的阵列测井或多分量测井与井眼成象及NMR相结合。 地应力差异（天然裂缝、人工裂缝、井眼不稳定、出砂等）用多极声波来研究。 裂缝研究：交叉偶极子 砂泥层薄互层造成的宏观各向异向：三分量感应测井及阵列电阻率测井反演技术。,13,油井监测及油管动态监测,电缆测井： 套管井电阻率 过油管脉冲中子 交叉偶极子 井内地震 微电震 倾斜测井仪 永久性井下探测器,14,永久性井下探测器,15,1994年以来测井技术的发展,16,斯仑贝谢公司 始于1927年,Shlumberger Oilfield Services（ 斯仑贝谢油田服务公司） 2000年收入96亿美元； Shlumberger Sema （斯仑贝谢 Sema ：IT公司） 2000年收入24亿美元； 75000人；160个国家,17,套管井电阻率测井（CFHR）,一个主电极，四组电压测量电极，每两组测量电极之间的间距为2ft，每一组由相隔120度且并联的三块极板组成。一个回路电极。 仪器长度43ft（13m） 工作频率1Hz（0.25-10Hz) 点测:每点2-5分钟 测速:每点2分钟120ft/h (37m/h),18,套管井电阻率测井（CFHR）,由发射电极向套管注入电流，大部分电流沿套管流动，但有少量电流会漏入地层。 用测量电极测定下行电流在套管上产生的电压差（10-9V数量级），每三个测量电极提供一个测量结果。,19,20,套管井电阻率测井（CFHR）应用,寻找漏失的油气层 对老油田重新评价 油层饱和度动态监测 气/油/水界面监测 在套管井内进行地层评价 可在任何井内流体的条件下进行测井。,21,套管井地层测试器（CHDT）,钻穿套管 进行多次测压 取样 封闭套管,22,快测平台,与常规测井仪相比，长度减少大约一半，重量轻一半，大大减少井场占用时间，井场连接快，刻度快，测井快，井场资料处理快。 测井资料精度提高，高鉴别率的微电阻率测井及成象测量、速度校正等。 高可靠性：所有的器件都经过与LWD仪器同样严格的振动测试和温度试验。,23,24,油藏饱和度测井仪（RST）,用高产额中子管和高效双探测器系统进行C/O测井和热中子衰减测井。 C/O测井特别适用于低矿化度水和地层水矿化度不确定的井内。 热中子衰减测井特别适用于高矿化度水地层。 此仪器可与生产测井仪组合。,25,油藏饱和度测井仪（RST）,（11/16）和（2）过油管下井仪 2仪器中有专门的探测器屏蔽体，可在井内流体特性未知的生产井内测井，并可在大斜度井内确定持水率。,26,油藏饱和度测井仪（RST）,可进行以下三类型测量： 1）C/O或俘获截面测定。 2）由非弹性散射及俘获伽马射线能谱确定岩性及元素含量。 3）由持水率可得知井内流体动态： WFL-水流测井 PVL-相速度测井,27,水流测井仪（WFL）,中子管发出中子脉冲，水中的氧被激活，在回到稳态的过程中射出伽马射线。由近、远两个探测器探测到伽马射线，可以求得水流速度和持水率。,28,29,30,相速度测井仪（PVL）,钆的热中子俘获截面特别大，由流体释放器向井内注入溶于油（或溶于水）的含钆化合物。等其流过RST的两个探测器时，可以求得油相（或水相）的流速。 此方法用于具有层流的水平井内。,31,32,贝克休斯公司,2000年产值52亿美元 在 100多个国家和地区服务 2.9万人 国际石油技术服务市场占有率23%,33,贝克阿特拉斯测井队伍分布情况,34,贝克阿特拉斯测井突出技术,三维感应测井 (3D Explorer Induction Logging ) 增强垂向鉴别能力，比高分辨率感应 (HDIL)对薄层的分辨率更高,35,三维感应测井仪,用途：薄互层中的油气评价 线圈系统：与仪器同轴的“Z”方向线圈系与其正交的“X”、”Y”线圈阵列。 通过反演求得垂向电阻率和水平方向电阻率。,36,三维感应测井仪,一般的感应测井仪（包括HDIL等）在地层中所应生的感应电流与地层平行，只能测得水平电导率。 在薄互层中，水平电导率主要取决于导电性强的泥质夹层。,37,三维感应测井仪,38,三维感应测井仪,例如，如果泥质夹层电阻率为1欧姆，含油砂岩电阻率为10欧姆-米。若砂泥岩各占50%，用一般的感应测井仪测得的电阻率为1.8欧姆-米，难以发现油气层。,39,三维感应测井仪,垂向电阻率对含油砂岩的薄层反映十分明显，即使含油砂岩的比例只占20%，也能较好地反映出来。,40,三维感应测井仪,实际效果： 在低阻地层中，三维感应测井仪成功地探测到了含油砂岩薄层。 在砂岩薄互层中的油藏，三维感应测井仪为储量计算提供了有价值的测井信息。,41,实例1,42,实例2,43,高分辨率侧向测井（HDLL）,一个发射电极，18个测量电极。 测量发射电极的电流、电位和测量电极的一系列电位值和电位差值。通过反演，得到电阻率曲线。 垂向鉴别能力为12-18”，电阻率剖面直径为120”。,44,高分辨率侧向测井（HDLL）,可用于复杂油气藏评价，尤其是深侵入薄互层油气藏的评价。 采用一维、二维和三维（径向变化，围岩、倾斜地层）反演技术。 采用适当的“窗口”处理技术来加速反演过程，最后得到电阻率分布图象。,45,高分辨率侧向测井（HDLL）,提供资料 1）现场处理资料： 三条经过井眼校正聚焦电阻率曲线，五条梯度电极曲线和五条电位电极曲线。 质量控制曲线 2）计算中心提供的资料： 经过加速度校正的资料 地层电阻率剖面：反映层系和径向侵入剖面。 拟合数据 质量控制曲线,46,哈里伯顿公司,是全球能源工业最大的制造厂商之一。 在五个国家，有九个制造中心。 用户遍布100多个国家。,47,高频介电测井（HFD）,极板型：可用于淡水泥浆，盐水泥浆和 油基泥浆 频率： 1 GHz， 三个接收天线 源距： 8 12 17 垂向鉴别能力：6.5 5 3 探测深度： 测量范围： （0.2-200欧姆米） 主要曲线： （）（）,48,高频介电测井（HFD）,求得可靠的XO 可进行薄层分析 采用自动增益控制，可用于电阻率变化范围大的剖面（90 db） 配有加速度计,49,双源距超热中子测井（）,在空气钻井、天然气钻井、泡沫泥浆钻井以及有大量热中子俘获元素存在时，超热中子测井明显优于常规中子测井仪。 特点： 可靠的孔隙度测井仪 重复性，一致性好。 不受硼等强中子俘获元素的影响 环境校正值小（即使是在注蒸汽等高温环境下）,50,双源距超热中子测井（）,仪器： 偏心型 居里镅铍源 二个氦-3正比计数管 4-10 采样点/英尺（10-12采样点/米） 探测深度：4,51,（第三代）交叉偶极子声波测井仪,低频单极子发射探头：中心频率5KHz 二组（Y-Y及X-X）交叉偶极子发射探头：0.5-3KHz 8组x4接收探头 ：0.5-20KHz 高可靠仪器, LWD 的技术 源距: 单极(至第一个接收探头) 9 ft 双极(至第一个接收探头) 8 ft 间距: 0.5ft (15cm),52,（第三代）交叉偶极子声波测井仪,隔声体: 按钻杆传送测井的环境进行设计 抗拉强度 100,000 lbs (45, 455kg) 抗压强度 100,000 lbs (45, 455kg) 隔声体以下所挂下井仪的动态工作范围为5000 lbs,超过动态工作范围后无永久性形变.,53,（第三代）交叉偶极子声波测井仪,测量X-X方向和Y-Y方向的挠曲波(横波)旅行时间,确定快波和慢波的旅行时间及方向. 确定最小主应力,最大主应力及其方向,用于地质力学分析。 探测各向异性：地层在不同方向的声波衰减特性，有利于三维地震资料处理。 低频,较长的波长,探测深度大,减小蚀变带的影响，更易于与地震资料结合。,54,油藏描述测井仪（RDT）,主要部件： 双探头 石英压力计 流体控制及泵出部分 取样筒部分 zero shock pvt 井下取样。 地层流体特性监测 双探头各向异性测试 压力梯度测试,55,地层测试器,在测试中实时监控八个参数： 粘度 密度 泡点 压缩系数 水平渗透率（KH） 垂向渗透率（KV） 各向异性参数（KV/KH） 根据这些参数，确定何时取样。,56,双探头系统用于测定Kv，Kh；通过数控反馈系统精确地控制流量，以便尽快达到稳定压力。 若采用两个双探头系统，可测定压力梯度及各向异性。,57,双探头模块,由地面控制的预测试（可达100cc） 流量和容积可调（0.1-15cc/sec) 进行流量或压力控制的压降测试 紧紧靠近的双探头 流体电阻率电容测量,58,石英压力计模块（）,刻度范围：14.7-20000psi 鉴别率： 0.01psi 精度=(1psi + 0.01%x 读数）,59,流量控制及泵出模块（）,在 500psi 下可达加仑分钟 压力范围：4000-8000psi 取样泵速可控 无冲击效应，取样时保持在泡点压力以上,60,取样筒模块（）,3 X 1000CC 高压取样筒 由&标准的取样筒。,61,中石化情况,中石化测井行业整合已在运作之中，综合竞争能力将迅速增大。 1）3000型测井仪定型生产 2）积极进行成象测井仪攻关 3）射孔技术显示较强优势 4）具备陆上及海上作业能力 5）中石化成立国际公司开始重视国际市场，为 其技术服务队伍进入国际市场创造了条件。,62,海洋石油情况 CNOOC,1、已与70多个石油公司签订了149个石油合同和协议，对国际石油市场的运作模式非常熟悉。 2、2000年总资产533亿元，净资产415.5亿元。 3、2000年油气产量（油当量）2235万吨。 4、2000年人均劳动生产率77.8万元。 、员工总数.1万人。 、年底，探明储量18亿桶油当量。,63,中海石油油田服务公司重组,南方钻井公司 北方钻井公司 油田服务公司 地球物理勘探公司 测井公司 技术服务公司,64,国内测井力量对比（年初）,65,三、加快我国测井技术发展,66,以装备研究为中心带动测井 技术发展,1、测井技术发展5个阶段都是以测井装备的推出为标志的。 2、中国与发达国家测井的主要差距在于装备的研制与批量生产。 3、测井设备研制滞后太多也成为制约中国测井发展的主要因素。 4、在测井装备方面理清思路，有效组织尽快突破已成为21世纪的中国测井工作者的历史责任。 5、以装备研究为中心，带动测井技术全面发展。,67,加快六大技术系列攻关,成象测井技术系列 快测平台技术系列 随钻测井技术系列 套管井测井技术系列 射孔技术系列 资料处理技术系列,68,成象测井技术系列,为适应复杂油气藏勘探开发的需要发展起来的专门技术 在信息采集的规模、精度、信息传输、数据处理以及地质解释应用等方面都将测井技术的发展推到一个新阶段,69,我国石油储量近来自陆相沉积为主的砂岩油藏 我国油气田地质条件复杂，油气储层类型多，岩性复杂 储层非均质严重，物性变化大。 薄互，低孔低渗严重 需要深探测，高分辨的测井仪器和方法,70,成象测井系列，除了成象功能外，还配有一批探测深度大、垂向分辨率高、测量精度高的测井仪器。在我国石油勘探开发中将发挥积极作用。,71,国产成象测井系统,成象测井地面系统。 年底完成生产样机的研制。 ）系统软件采用了面向对象的设计思想。 ）采用了实时多任务操作统， 数据采集的实时性和可靠性好。 ）采用风格的（图形 用户界面），易掌握，操作简便，测井 时效高。,72,国产成象测井系统,高速电缆传输研究 地面遥测模块和遥传短节已完成，正通电缆与成象地面仪器进行连调。 急需的几种成象测井仪器 微电阻率扫描测井仪 阵列感应成像测井仪 核磁共振成像测井仪 组合式地层测试仪,73,我国成象测井系统研究,微电阻率扫描测井仪 1）科研样机于1998年初研制完成。2000年6月通过鉴定。测得的电成象测井图与国外同类仪器的测井图对比情况良好。,74,我国成象测井系统研究,阵列感应测井仪研制预计于今年年底完成并进行井下试验。 1）五种探测深度(25,50,75,150,225cm) 2）三种纵向分解率（30，60，90cm) 3）三种成象剖面图（径向电阻率，视地层水电阻率，和饱和度成象剖面图）,75,我国成象测井系统研究,阵列中子测井仪预计在2002年上半年进行现场试验。集热中子、超热中子和中子寿命测井于一体，大大提高热中子和超热中子的测量精度。,76,1）获取的储层参数多，主要有热中子孔隙度，热中子寿命、地层热中子的采获截面，超热中子孔隙度，超热中子寿命、中子散射截面。 2）减低岩性、矿化度、井眼、温度、仪器与井壁间隙等因素的影响。 3）较高的纵向分辨率和区分薄层的能力。,77,我国有开创性的测井仪器,聚焦性极化电位测井仪 频率域复电阻率测井仪,78,传统的饱和度求取方法,过去，裸眼井测井主要是依靠电阻率测井来求取地层含水饱和度。 基本公式是阿尔奇公式。它主要适用于均匀、各向同性的孔隙性纯净砂岩。,79,传统的饱和度求取方法遇到的困难,因各种因素造成a,m,n等参数的变化。 双重孔隙结构造成的影响。,80,传统的饱和度求取方法遇到的困难,由于地层水电阻率造成的困难。 1、垂向或平面上地层水电阻率的变化 2、泥浆滤液侵入很深造成的影响 3、注入水造成的影响，对水淹层评价和剩余油饱和度的确定造成极大困难。 4、地层水本身矿化度极低，使油水层电阻率差别较小。,81,传统的饱和度求取方法遇到的困难,泥质附加导电性造成的困难 一般采用适合于泥质砂岩饱和度公式、双水模型等方法来解决，在这些公式中考虑了泥质含量，但是泥质附加导电性除了与泥质含量有关外，还与泥质成分等其他因素有关。,82,极化电位测井仪,用测井资料求解地层水矿化度和阳离子交换量Qv使当前测井技术的研究课题。 江汉测井所于1994年研制出了（非聚焦型）极化电位测井仪。 在人工电场作用下使地层极化而形成极化电场。在撤去激发电场后，采用时域方法记录不同时间的极化电位和极化率。 求得地层水矿化度和Qv. 于几个油田推广对水淹层评价求解剩余油饱和度发挥积极作用。,83,聚焦型极化电位测井仪,正在进行聚焦型极化电位测井仪和自然电位组合测井仪。该仪器可以提供： 深浅电阻率测井曲线； 深浅极化电位曲线； 深浅极化率衰减曲线； 自然电位曲线；,84,聚焦型极化电位测井仪,经过处理后得到： 地层水矿化度曲线及地层水电阻率曲线； 地层阳离子交换量曲线； 地层含油饱和度曲线。,85,聚焦型极化电位测井仪,应用前景较好，可望用于： 水淹层评价； 在地层水矿化度变化较大之情况下的储层评价； 低阻油层评价； 泥质含量较高之储层的评价； 砂泥岩地层中的薄层划分，厚层细分等。,86,频率域复电阻率测井仪,石油大学等单位对100HZ-15MHZ岩石的复电阻率频谱与物性参数的关系作了比较精细的分析，提出了用岩石界面极化频率，x信号峰值等参数确定含水饱和度的新方法。 在此基础上探索研制频率域复电阻率测井仪。,87,测井项目分布情况,国际市场 测井项目分布情况,88,裸眼测井项目,89,我国快测平台研究（一）,地面系统: 已经完成 采用前端机技术，YME64总线 多个DSP负责对数据进行解编码 Vxworks 实时操作系统负责数据采集和预处理 中控和辅控采用NT操作系统 界面友好 测井过程中，对测井设备状态进行实时监控，便于故障定位和系统维护 两台DRCIOLD计算机 两台17”彩显,90,我国快测平台研究（二）,伽玛能谱 补偿中子 密度和微电阻率 下井仪： 声波 感应/侧向 测斜 辅助测量,91,我国快测平台研究（三）,主要指标： 1） 总长度18米(国外三组合测井为27米， 快测 平台为12米）； 耐压 100Mpa (国外快测平台为70Mpa),92,我国快测平台研究（四）,主要指标： 2） 耐温 150 摄氏度（国外三组和为175 度，快测平台为120度） 可靠性 ： 50井次免维修 使用井眼 ： 6”20”,93,密度和微电阻率组合在一个极板上。 以上下井仪可组合在一起下井。 此系统还可挂接地层倾角测井仪、地层测试器、生产测井仪等。 可进行射孔、井壁取芯等作业。,94,随钻测井技术系列（一）,水平井，定向井的大量出现促进随钻测井技术的发展 随钻测井可进行地质导向 随钻测井可以提供接近于原状地层的测井信息，对划分油气水层十分有利。,95,苏丹1/2/4区块地层水矿化度仅为1000-4000ppm, 而泥浆滤液矿化度约为23000ppm，Rmf=0.30欧姆-米。泥浆进入对深测的读数造成严重影响，对油水划分造成极大困难。,实例,96,在苏丹Talih west-2井中进行随钻测井，6天后用同一仪器在起钻中上测，三个油层的视电阻率分别由30，40，200欧姆-米下降为10，25，60欧姆-米。而水层的视电阻率相对变化较小。,97,Effect of dynamic mud invasion on LLD resistivity measured in Bentiu and Aradeiba reservoirs,E1 Toor-6,First run : Aug.21,1998 (2 days open hole) Second run : Sep. 7, 1998 (19 days open hole) Time Lapse Between Runs : 17 days,98,Effect of dynamic mud invasion on LLD resistivity measured in Bentiu and Aradeiba reservoirs,First run : July 30,1997 (2 days open hole) Second run : Aug. 9, 1997 (12 days open hole) Time Lapse Between Runs : 10 days,Unity-31,99,套管井测井技术系列,生产测井快测平台 过油管储层特性下井仪 套管腐蚀检测仪,100,生产测井快测平台,101,1、我国注水开发的储量已占可采储量的90%以上。 2、受注水影响的产量已占总产量的80% 3、油井综合含水85%。 4、多年注水后，油气层特性发生了较大变化。 5、识别水淹层，确定剩余油饱和度及其分布的要求十分迫切。,102,固井质量检测 套管损坏检测 增产措施效果