石油开发测井技术及其应用..ppt

石油开发测井技术及其应用,吴锡令（石油大学北京）,Thispresentationwillprobablyinvolveaudiencediscussion,whichwillcreateactionitems.UsePowerPointtokeeptrackoftheseactionitemsduringyourpresentationInSlideShow,clickontherightmousebuttonSelect“MeetingMinder”Selectthe“ActionItems”tabTypeinactionitemsastheycomeupClickOKtodismissthisboxThiswillautomaticallycreateanActionItemslideattheendofyourpresentationwithyourpointsentered.,讲座内容：,一、地球物理测井概论二、流动剖面测井技术三、钻采工程测井技术四、油层监视测井技术五、生产测井技术应用六、测井技术发展趋势*开发测井前沿技术研究,参考书目：,吴锡令著。石油开发测井原理。北京：高等教育出版社，2004吴锡令著。生产测井原理。北京：石油工业出版社，1997乔贺堂主编。生产测井原理与资料解释。北京：石油工业出版社，1992.C.库兹涅佐夫等著。油气田开发期地球物理监测技术。北京：石油工业出版社，1995Hill,A.D.著。生产测井理论与评价。北京：石油工业出版社，1995,一、地球物理测井概论,1.1测井学科特点1.2测井技术特点1.3测井应用特点1.4测井研究特点,1.1测井学科特点,观测学科：应用物理学方法原理，采用电子仪器，测量钻井内信息的技术学科。交叉学科：物理学+电子学+信息学+地质工程+石油工程,1.2测井技术特点,信息技术：Logging的由来信息采集、处理、解释高新技术：知识含量高技术运用新,1.3测井应用特点：,石油勘探开发的“眼睛”裸眼测井：发现和评价油气层的储集性质及生产能力生产测井：监视和分析油气层的开发动态及生产状况,1.4测井研究特点,测井基础：了解探测对象的物理性质及变化规律测量方法：探索探测空间物理场特征及测量方法测井仪器：开发适用于井下条件的电子测量仪器测量工艺：提高测井仪器设备的应用技巧及效果信息处理：求取被测量媒质的物理性质参数资料解释：提取勘探开发直接有用的参数和信息,二、流动剖面测井技术,流量:涡轮流量计，核示踪流量计密度：压差密度计，伽马密度计持率：电容持水率计，核持水率计温度：电阻温度计，热电偶温度计压力；应变压力计，石英压力计辅助：自然伽马仪，磁定位仪，井径仪,涡轮流量计测井,工作原理敞流测量集流测量,涡轮流量计工作原理,作用原理:管内流体线性运动=涡轮旋转运动稳态方程:响应方程:,敞流测量,仪器测量井的条件：稳定流动仪器条件：带扶正器连续测量：上、下应反转曲线8-10条井下刻度目的：回归确定K、Vth方法：交会应用：检查测井资料质量估计视流速,敞流测量资料解释,定性分析:确定流体产出或吸入层位判断流体性质变化估算各层流量比例定量解释:分层读值计算流动响应确定视流速确定平均流速计算体积流量确定分层流量,集流测量,仪器测量井的条件：稳定流动仪器条件：带集流器定点测量：35分钟资料解释读值：停抽法或平均法计算流量：查图或公式应用特点可测较低流量可由RPS直接求流量测量流动剖面不连续,核流量计测井,测量原理：采用“标记法”标记物：核同位素溶液探测器：伽马探头测量方法：定点测量连续测量跟踪测量,定点测量,测量:选点喷射测量解释:记录点:两个探头中点流速:流量:应用:适用于高流速,连续测量,测量:恒速移动喷射测量解释:记录点:两个探头中点流速:流量:应用:适用于低流速,跟踪测量,测量:选点喷射测参考曲线测跟踪曲线解释:记录点:两深度中点流速:应用:适用中、低流速,配注剖面测井,测量原理：采用“标记法”标记物：放射性同位素微球探测器：伽马探头测量方法：测GR基线释放活化悬浮液测示踪曲线解释方法：“面积法”应用特点：假设条件往往不能成立常受管壁沾污和大孔道影响,压差密度计测井,测量依据:工作原理:仪器内腔充满的煤油与井眼流体的密度差异通过压敏箱作用于磁棒换能线圈输出相关信号仪器测量:了解井斜、出砂情况居中、恒速、重复测量,压差密度计测井应用,测量响应:资料解释:定性判别气、油、水定量计算持率应用特点:全井眼探测不能用于水平井和大斜度井,伽马密度计测井,方法原理:利用流体对伽马射线的吸收特性当油、气、水的质量吸收系数相等由从而仪器测量:居中、限速、重复测量,伽马密度计测井应用,资料解释:定性判别气、油、水定量计算持率应用特点:取样测量受放射性涨落误差影响用于水平井和斜井测量时只能反映局部流体。,电容持水率计测井,测量原理:利用油气与水的介电性质差异，探头为同轴柱状电容器，振荡频率是流体电容率的函数实验模型：理论模型：水为连续相（球形分布）油为连续相,环空式电容持水率计,探头结构:有导流孔,流体可从内、外电极间流过仪器测量:必须居中资料解释:持水率：应用特点:油、气为连续相时适用水为连续相时仅对碰撞测量电极的油气泡有响应,取样式电容持水率计,探头结构:进、出液口加阀门，可取样仪器测量:选点居中，取样分离后测量资料解释:依据实验关系图版应用特点:可测量较高持水率测量可靠性与分离状态有关测量误差比较大（约17%）,温度测井,油层岩石的热学性质:假定地层为均质无限圆柱体，热扩散方程为井下流体的热学性质:任意深度下流体的温度，是岩石、流体的热学性质以及流量、时间的函数电阻温度计:利用不同材料电阻元件的温度系数差异，通过桥式电路间接反映温度的变化。,温度测井资料分析,井温测量测井条件：温度场稳定，最先下井）测井速度：分析方法:井温曲线不同深度处的读数对比不同时间测量的多条井温曲线对比井温曲线与原始地温梯度曲成对比基本思路:找出井温曲线上异常显示，分析推断产生异常的原因。,温度测井资料应用,确定地温梯度测量温度恢复曲线依地温公式作图划分注水剖面恢复井温负异常指示吸水层流动井温回地温示吸水底界判断产液层位流动井温曲线上正异常显示判断产液层位流动井温曲线上负异常显示,温度测井资料应用(2),检查水泥串槽流动井温曲线：未射孔井段有异常径向微差井温：负异常指示串槽方位评价酸化压裂效果酸化后测流动井温：正异常示酸化层压裂后测恢复井温：负异常示压裂层流动井温曲线半定量解释估算分层流量的简化公式：条件：注水量大于20方/天注入时间长于100天井温曲线呈指数变化,压力测井,油藏压力成因:油藏压力=上覆岩层地静压力+底、边水水柱压力地层压力：岩石孔隙内流体的压力静水压深关系：井下流体压力:压力测量:由于分子的重量和分子运动对器壁撞击结果。,应变压力计,测量原理:压力=弹性元件变形=应变电阻片变形=R变电阻应变灵敏系数：传感器结构:膜式或测力计式测量特点:下测比上测读数准确温度影响：参考线圈与应变线圈，升温比降温易达热平衡。滞后影响：压力升高读数偏低小，压力降低时读数偏高大。,石英压力计,测量原理:压力=晶体内电荷中心移位=表面束缚电荷=F变电阻应变灵敏系数：传感器:压力管+配对晶体测量响应：测量特点：精确测量要求配对晶体的温差小于0.5,流动压力测井应用,判断井下流体相态:流动压力Pwf泡点压力Pb评价油井产能:评价气井产能:评价油层生产性质：了解入井流量关系，分析各层生产状况。,稳定压力试井应用,应用基础:短时间内改变油井工作制度=流动压力、产量相应变化=地层压力、采油指数相对稳定稳定条件:产量波5%，压力波动1atm确定油层原始压力：评价油层生产特性：,三、钻采工程测井技术,水泥胶结评价：声波变密度仪，多扇区声波仪，超声成像仪管壁质量检测：多臂井径仪，管柱分析仪，超声成像仪管外流动识别：温度仪，噪声仪，核示踪仪，核能谱仪地层处理检查流量计，温度仪，核示踪仪,结构示意图,1、标准声波发射器用于3英尺声幅和5英尺全波列测井，中心频率是25KHz。2、八扇区水泥胶结测井，中心频率是80120KHz。3、每扇区发射/接收周向45度范围的滑行波信号，解释该扇区的水泥胶结质量。,SBT扇区声波测井仪原理,返回,SBT扇区声波测井仪应用,1、给出八个独立扇区的声幅值和胶结图；2、给出3英尺声幅和5英尺变密度曲线。,SBT扇区声波测井仪优点,1、周向分辨率高，可以探测10孔道；2、能同时测量八扇区水泥胶结图和3英尺声幅及5英尺变密度信号；3、信号受泥浆密度影响小。,返回,扇区水泥胶结测井用于检查固井质量，测井资料可提供自由套管段，水泥胶结好、中、差井段，水泥返高及遇阻深度。,CAST-V套管井井壁成像,带眼筛管,提供套管壁厚、偏心、井斜、相对方位、CBL幅度、变密度、胶结指数、声阻抗、声阻抗图,固井质量检查,利用超声波在介质中的传播和反射特性。由井下仪器的超声换能器（由电机驱动，在井眼内旋转扫描）发射和接收脉冲式超声波。对套管内壁或井壁的回波幅度和时间信息进行处理。对破损部位使用不同角度，不同形式的各种图形加以描绘。其中包括立体图、纵横截面图、时间图、幅度图和井径曲线。,超声电视,返回,立体图,纵截面图,套损检测实例,超声电视,PAT仪结构示意图,返回,1、利用套管的电磁特征检查套管腐蚀。2、高频电流探测套管内表面腐蚀。3、通过对漏磁通的测试，指示整个套管的损坏情况。,PAT管子分析仪原理,1、主要用于探测套管壁的损伤。2、鉴别损坏发生在内壁还是外壁。3、用PAT、磁测井资料可评价井内套管状况。,应用,PAT测井结果显示三个应射孔段均被射开,PAT测井检测射孔状况,PAT测井可提供套管技术特性资料，用于判断套管腐蚀监测及射孔位置等,PAT测井监测套管损坏实例,方位井斜测井仪的主体部分由一个三自由度框架陀螺仪和两个石英伺服加速度传感器构成。利用高速旋转陀螺的定轴性，通过连接在轴上的电位器输出方位信号，再利用两个互相垂直放置的伺服加速度计的输出信号，计算出仪器的倾斜角和方位角。,方位井斜测井仪测量原理,方位井斜,返回,四、油层监视测井技术,地层物性评价：中子、密度、声波测井仪地层含油性评价：油层监视核测井仪过套管电阻率测井仪地层产能评价：电缆地层测试仪,测量非弹伽马(碳氧比)测量俘获伽马(中子寿命)还兼作它用(氧活化能谱示踪等),脉冲中子测井,Halliburton的外径54mm双源距脉冲中子测井仪RMT，在35%孔隙度下含油饱和度测量误差为12%。*该公司大直径碳氧比仪器SGT测量误差为9%。,脉冲中子测井仪器,中子发生器探测器短接,电子线路,底鼻子,2.125英寸,1.687英寸,油藏监测仪RMT,测速是C/O仪器的两倍多在不牺牲质量和精度的情况下，有过油管测井能力整个仪器串可过73mm以上油管产生的信息和数据量与大直径脉冲中子能谱仪相同，同时近源距探测器增加了仪器的性能通过丰富的油藏监测资料详细分析油藏状况，使优化油藏管理成为可能,具有两种测井模式非弹性模式（优化C/O测量）C/O饱和度、元素的产额、地层、氧活化俘获测井模式地层、孔隙度、元素产额C/O饱和度、氧活化,技术指标：耐温：1750C耐压：103MPa套管尺寸：60244mm垂直分辨率：（90%）0.762m精度:2%5ft/min探测深度:(50%)0.152m非弹0.304m俘获,用途：用该仪器可完成以下工作在低的或未知地层水矿化度条件下确定含油饱和度确定地层流体界面通过谱测量精确探测水流测量地层孔隙度识别岩性、矿物通过硅活化评价砾石充填效果,油藏监测仪RMT,五、生产测井技术应用,生产测井环境,生产测井设备,生产测井条件,生产测井系列,检测含水率过高问题,检测气油比过高问题,检测油井内技术状况,监测地层内剩余油,返回,六、测井技术发展趋势,6.1成像测井的技术内涵6.2测井技术的发展动向6.3水平井生产测井技术,6.1成像测井的技术内涵,第一代：半自动测井（2040年代）第二代：全自动测井（5060年代）第三代：数控测井（7080年代）第四代：成像测井（90年代以来）,成像测井的技术实质,技术实质：运用一个物理可实现系统完成被测量物场某种特性分布的Redon变换和Redon逆变换技术特点：采用阵列式探头实现对被测物场非线性测量采用图像显示有助分析人员的直观形象思维测量系统：数据采集+数据处理+图像重建+图像分析,RE