NMR电缆测井.doc

放射性测井,声波测井,电阻率测井NMR电缆测井仪器:随钻核磁共振测井仪(NMR-LWD)（一种新的随钻核磁共振测井仪的设计与实现）最近，一种随钻核磁共振测井仪(NMRLWD)已经投入商业运营。该仪器提供了以核磁共振为基础的一整套解释成果， 包括与矿物学无关的孔隙度、束缚流体体积(BFV)、自由流体体积(FFV)、渗透率、油气的探测、T1 和 T2分布等。该仪器可工作在钻进、滑动和静止三种模式，并为井眼轨迹最优化提供实时信息。最近，新的proVISION NMRLWD仪器已经投人商业运行。该仪器所提供的是大家熟悉的基于T2的解释成果，对钻井进度的影响是最小的。仪器的磁场设计确保磁场对测量仪器的影响最小，确保由于钻进造成的数据混乱也最小。仪器硬件中加上的运动传感器用来探测恶劣的钻井条件并提供NMR测井质量控制。运动传感器的数据还用来探测仪器是在旋转、滑动还是静止，可以针对每一种情况对NMR的脉冲参数进行调节。声波随钻测井仪APX(能大幅度提高测井质量的声波随钻测井仪器APX)电阻率测井中的补偿双电阻率测井仪(CDR)、钻头电阻率仪(RAB)、放射性测井中的补偿密度中子仪(CDN)、方位密度中子仪(AND)、声波测井中的新型声波测井仪(ISONIC)和偶极声波测井仪(BAT LWD)及核磁共振测井仪(MRIL-WD)MWD随钻电磁测井仪(国外)新技术:一.四极子波技术(更完美的随钻声波测井技术)在电缆测井中，已开发出各种声波测井方法测量地层的横波速度。在快地层环境下，地层的横波速度是大于井眼流体的横波传播速度，一种单极子仪器利用沿井眼折射的声波能测量横波速度。然而，在慢地层中(地层的横波速度比井眼流体的横波速度慢)，用单极子测井不能直接测量横波，引发了偶极子声波测井仪的研制。偶极子声波测井是基于这种事实：在低频率(1KHZ一3KHZ)时偶极子弯曲波以地层的横波速度传播。目前认为偶极子电缆测井仪是一种成熟技术，并且在世界各地能得到。然而，在将已确立的电缆测井技术转移到LWD领域时，设计者正确地考虑两种测井环境间存在的差别是十分需要的。大量的LWD偶极声波模拟表明，这些差别对偶极声波测量有显著的影响。沿接箍传播的强仪器波型叠加到地层响应波上。而且，和电缆测井情况不同LWD偶极子弯曲波和地层的横波速度相比是大大地低。在2KHZ一10KHZ频率范围内，单极子声波测井数据主要由接箍波和通过井眼流体传播(斯通利波)的波组成，而偶极子声波数据由接箍波和地层弯曲波两者组成。结果，LWD偶极子测量需要作消除接箍信号的校正和对计算的过低速度作变换。需要一种替换技术。虽然以前已研究过四极子波测量技术，因为偶极子波技术在电缆测井市场中已充分使用，四极子波测量技术尚未简单地商业化应用。然而，在钻井环境中钻井噪音、仪器波型、井眼流体导波及变化不定的仪器几何形状有害地影响波传播特征到如此程度：测量严重地受损害或甚至无效。LWD要解决的困难是在钻井过程制约下，在各种地质环境中提供连续纵波及精确的横波慢度值。为致力于解决这些问题，已使用四极子波技术(和一全向源结合)有很肯定的结果。四极子波技术的2个主要优点是：污染仪器波型在低频情况下最小并且其波速度和地层的横波速度一致。二.核磁共振随钻测井技术(核磁共振随钻测井技术进展及其应用)核磁共振(NMR)测井技术已经发展成为油藏描述的重要的岩石物理工具。井下核磁共振测井仪器的使用在油气工业中使用越来越普遍。其得到的地层参数(如总孑L隙度和束缚流体体积)被视为标准并且非常可靠。然而，生产井的设计及完井措施让利用电缆和钻杆传输测井的数据获取变得困难。特别是斜井、水平井和多分支井通常需要经济开发。而且，井眼稳定性的问题也常常阻止常规电缆测井数据采集。在这些前提下，随钻测井技术(LWD)成为解决这个问题的唯一有效的办法。在过去的不到l0年的时间里，先后有多家石油公司及单位参与到核磁共振随钻测井MRILWD(Magnetic Resonance Imaging Logging While Drilling)技术的研发中来。Numar公司和Speny Sun公司在1996年就开始致力于其MRILWD 计划，现在其第二代核磁共振随钻测井仪器MRILWDTM 已经进入商业化阶段，其采用在钻井同时测量对振动不敏感的T1，在仪器滑动的时候测量T2，从而实现在钻井条件下与MRILPTM 相媲美的地层参数的测量；Target公司和Aberdeen大学合作研发核磁共振随钻测井系统MRLWD。它采用独特的电子及机械技术来克服钻井时振动造成的影响，同时采用高性能涡轮发电机供电；斯伦贝谢公司及贝克阿特拉斯公司也在进行MRILWD技术的研究并取得了进展。2 MRILWD仪器及其工作原理目前市场上比较完善的是哈里伯顿公司开发的第二代核磁共振随钻测井仪MRIL-WDTM。它在第一代的基础上进行了一些改变3如同电缆核磁共振仪器一样，随钻仪器也是心轴仪。目前版本的仪器专为钻头直径为8 12”，至l0 58”而设计。整个仪器长度为39英尺，通过4 12”的仪器连接到钻柱上面。仪器的上部包拈电子元件，下部包括传感器。电子元件部分由电池、电容、仪器控制记录电子插件和无线电发射干接收装置组成，同时也包含一个用于仪器旋转的传感器打丘件。两个壁上的读出端口的第一个提供外部电源，第二个端口连接仪器控制和数据存储。利用这个端口，仪器在每次操作前程序化设计好，原始波形和辅助传感器数据从仪器的存储器读入到Sperry-Sun的INSITE地面系统。电路连接到下井仪器车上通过泥浆脉冲发生器传输总孔隙度，流体含量等数据。3仪器工作模式MRILWDTM 可以在不同的测井模式下工作。在LWD条件下，仪器根据指示仪器旋转的磁力计上的读数而自动切换模式。仪器工作模式也可以在井下通过泥浆脉冲发生器手动设置。在钻井的条件下工作，我们需要进行饱和恢复 Tl实验。一系列从lmS到l2s的饱和恢复时间的T1实验为储层流体提供完全的弛豫信息。T1谱能够描绘出各种流体，从弛豫时间为0.5ms左右的泥浆束缚流体的快速弛豫，毛管束缚流体的中等弛豫到 自由流体的慢弛豫。T1时间对仪器在钻井条件下的运动不敏感。在钻井后测量模式(MAD)下，也就是当钻柱不转动的时候，我们可以得到标准的CPMC T2回波串。这种模式与NMR电缆测计一佯所有的标准的NMR处理及解释技术都可以应用。典型的时间域分析(TDA)和扩散增强法(EDM)以及扩散调整幅度(DMA)能够准确地识别流体。综合与泥浆侵入信息，这些结果可以用于判别流体类型。4 T1 处理及解释方法对于含有不同组分的流体来说，其弛豫曲线在时间域内可以表述为：XtST,n=J式中：x n 第11个【亘I波的 ；t 饱和恢复时问；(i)组分了L隙度；rr1纵向弛豫时l词； 横I J弛豫I对问；T IIIi戍l1_iJ 再。流体的极化和衰减分别川lcx 一t T1)以及exp(一nT 12)来表示。在仪器运