地质录井介绍(07)

1、综合录井技术简介,一、前言 二、取样 三、气体探测 四、压力监测与评价 五、录井资料质量控制,目录,中国与法国合营：,中海油田服务有限公司 50% 法国地质服务公司 50%,创建于1983年 中国石油工业最早的合营公司之一 2001年10月吸入原中海技服油藏公司,2007年3月分立单独运作。 注册资本：1165万美元 服务于石油天然气工业的多专业公司 通过5个作业基地在中国境内作业，总部设在天津塘沽 3个主要专业：综合录井-试井-DTS(综合信息服务） 1998年取得ISO9002质量认证（DNV） 雇员500余人,前言,前言,Mud Logging,DTS,Well Intervention

2、,地层评价，工程监测，气体分析，数据远程传输等,钢丝作业，压力和温度观测，生产测井，取样等,无线网络、视频会议、语音通信、井场数据集成传输等,塘沽,库尔勒,湛江,蛇口,公司总部 渤海作业基地 上海作业支持 北方陆地作业支持,南中国海 (西部) 湛江分公司 东部作业支持,南中国海 (东部) 深圳分公司,塔里木作业基地,上海,东海 上海分公司,前言,公司总部及各作业基地取得ISO9002质量认证（DNV） 质量系统贯穿所有服务和过程 对所有服务过程进行质量控制 经过核准的专门供应商 用于基地和作业现场的内审程序,质量 必要性,安全 对人员和客户的承诺,法国地质服务公司的重要组成部分 严格遵循双方母

3、公司的安全管理系统和政策 为所提供的服务建立JSA 对所有人员进行安全培训,前言,Mud Logging,DTS,Well Intervention,30 套ALS录井系统 20 套 Reserval 实时数据远程传输gWEB 多种可选设备 (QFT, Flair、 NMR、热解地化设备) 共有200多位经验丰富的现场 工程师 可选用法国地质服务公司的 外方专家和技术人员,29套绞车 (SD 模数转换,计算; 数据存储,随时间,随深度,第三方数据 (LWD,电测等),地质资料录入,传感器,气体数据,陆地数据传输与显示,数据输出,录井图和报告格式,工程方面: Hydraulics (实时或模拟水

4、马力) Drill log（工程录井图）,地质方面: Masterlog （综合录井图） Pressure log (压力图，含钻时， d指数等) Gas log (气体比率图),录井图一般格式,岩性描述,气体响应,解释岩性,钻时/伽玛曲线,录井图一般格式,地层评价,屏幕显示 - 1,屏幕显示 - 2,资料解释: 示例 1,RPM,Torque,SPP,WOH,ROP,Hook Ht,工程监测,资料解释:,录井人员对泵压下降的快速反应可以避免一次昂贵的打捞作业 地表设备的故障也是导致泵压下降的原因之一 泵压上升则有可能是井眼不清洁所致，大量岩屑堆积在井里 任何情况下 一些突如其来的变化需要立即

5、同司钻进行有效的沟通!,工程监测,资料解释: 示例 2,Hook Ht,WOH,Trip Tank Vol.,工程监测,资料解释:,A Trip Tank 计量罐是一个小容积(+/-80 bbls) 的并且能准确记录井眼泥浆变化的泥浆罐 当起出一定长度的钻具时，必须要向井眼内罐入相对体积的泥浆以平衡地层压力 当泥浆变化超过正常变化趋势时，就意味着井涌或井漏正在发生 井眼任何时候必须保持充满泥浆! 起下钻时必须要有详细的灌浆记录（TRIP SHEET)!,工程监测,资料解释: 示例 3,Torque,WOB,Hook Ht,ROP,Active Mud volume trend,SPP,工程监测

6、,资料解释:,油基泥浆十分昂贵（ $200 /bbl） -泥浆漏失将导致作业成本增加 地表泥浆漏失会导致环境污染 大批量地循环泥浆将有可能导致泥浆向地层渗漏甚至压裂地层 任何泥浆的变化情况要坐到心中有数并立即向有关方面进行通报!,工程监测,Example A,Example B,工程监测,数据输入/输出,数据可通过以下几种方式输入输出: 自然格式 ASCII 井场信息传输协议（WITS) -Wellsite Information Transfer Specification Levels 0,1,2 需要专业软件,目录,一、前言 二、取样 三、气体探测 四、压力监测与评价 五、录井资料质量控

7、制,取样,地质资料,清洗，分级，分析,地质资料,岩屑分级 地质描述 直照荧光 碳酸盐含量测试（可选） 泥岩密度（可选） 岩心、壁心描述 （可选）,显微镜下分析/荧光试验,原油荧光,滴照荧光,地质资料,岩屑大小/形状,欠平衡和欠压实对页岩掉快形状的影响,块状并带有微裂缝,凹入的横截面 , 拉伸的, 片状,岩屑形状与异常地层压力并没有直接关系.,压力监测与评价,超压作用对页岩掉快形状的影响,岩屑描述,地质资料,样品油气显示,常规荧光观察: 直照显示 (原油荧光/矿物荧光) 湿照显示 (有机溶剂浸泡) 残余油显示 (有机物蒸发后的残余物) 定量荧光试验（Qualitative Fluorescenc

8、e testing） API重度 287nm，365nm激发波下的荧光强度 原油重量百分比,地质资料,Quantitative Fluorescence Testing (QFT),QFT2 是一项作业现场和实验室都适用的荧光分析技术。通过将样品中的可动油利用有机溶剂异丙醇进行浸泡后来获取岩屑（岩心、壁心）的含油信息。可获取的参数有荧光强度、原油API重度、原油含量百分比等。,地质资料,常规荧光录井主要缺点 常规的荧光录井方法（如直照法、滴照法、荧光系列级别对比法等）是用肉眼直接观察暗盒中紫外光照射下样品或萃取样品中的原油发出的荧光，来判断样品的油气显示。 常规荧光录井存在如下缺点： 因为可见

9、光的波长范围为400nm800nm，而相当一部分的轻 质油的荧光波长小于340nm，所以可能漏失部分凝析油轻 质油的油气显示 难以区分某些泥浆处理剂产生的荧光 使用的有机溶剂如四氯化碳等对样品的荧光有较强的萃灭作 用，且对人体有较大的毒副作用 带有主观定性的色彩，不利于作图对比分析,地质资料,为了克服传统荧光录井方法的上述缺点，提高荧光录井的价值，上个世纪八十年代，美国德士古公司进行定量荧光录井技术研究，并开发成功了定量荧光录井仪器QFT-1。 目前QFT定量荧光分析仪器已更新换代到QFT-2。 QFT-2获取的荧光信息比QFT-1丰富，应用范围广泛，从凝析油轻质油油气显示的判别，到区分真假油

10、气显示，判断地层流体性质，进行油源对比，以及测量不连通孔隙的含油量等等。,地质资料,定量荧光分析原理 石油中的芳香烃在紫外线的照射下，会吸收能量，从而 使其共轭键的电子跃迁到一个不稳定的高能量轨道上运 行。当电子由激发态回到基态时，将会以光波的形式释 放过剩的能量，这种现象就是荧光； 不同环数结构的芳烃，其产生的荧光的波长不相同； 在相同油质条件下，荧光强度则与样品中芳香烃的浓度 有关。,地质资料,定量荧光测量仪器的工作原理,地质资料,BZ25-1-27S QFT曲线图,地质资料,QFT2用双过滤器荧光计，在单环芳烃的发射光波长和三环芳烃的发射光波长两个波长段测量样品的荧光强度。 这两个荧光强

11、度分别记做： “A”：代表单环芳烃的荧光强度 “B”：代表三环芳烃的荧光强度 通过对世界范围内API重度从10到70原油的统计分析，得到了原油API重度和两个荧光强度值的比值A/B的统计关系。 通过QFT2的数字录井软件，可以得到如下参数： API重度：原油的API重度，可以换算成原油比重； WtOil ：样品的原油重量百分含量 这两个参数反应了样品中原油的油质和原油浓度。 下图为某井的油气显示综合地质图，图中定量荧光参数为QFT2测得的原油API重度和岩屑中原油的重量百分含量。,QFT分析获取的参数及其代表的物理意义,地质资料,地质资料,目录,一、前言 二、取样 三、气体探测 四、压力监测与

12、评价 五、录井资料质量控制,气体探测,主要检测气体在地表的含量大小,所测组分: 轻烷烃 (C1, C2, C3, iC4, nC4, iC5, nC5) H2S CO2 测量单位: % （空气中的气体含量） Parts per million (ppm)百万分之一 10,000ppm = 1% Units (不固定; 通常 50 units = 1%，1 unit = 200ppm),录井所检测的气体是由地层破碎产生的地层气及泥浆中的部分烃类物质,气体由钻井液中脱取 通过气体管线传送到录井房 气测组分分析 气全量 色谱组分 C1 - nC5 数据存储及对比分析,气体探测,脱气器的位置原则上越靠

13、近井口越好 气体含量监测的一个重要原因在于为安全考虑,气体探测,弱真空,马达易发生故障,空气进口被泥饼堵塞,泥浆槽易堆积岩屑,搅拌器易被岩屑阻挡,轴承易受损,常规GZ1脱气器对气测资料的影响,脱气室气体受液面影响而波动较大,轻组分自然散失,气体探测,Geoservices 恒流 高效脱气器,自动清洁探头,恒流泵,绕性驱动软轴,马达以恒定的速率 驱动搅拌器和泵体,极高的搅拌效率 较小的脱气室体积,封闭的脱气罐,气体探测,Reserval快速色谱分析仪,GZG 脱气器 对C1到 nC5等各种组分具有很高并且恒定的脱气效率（对于气体比率解释分析来说十分重要） 较长的泥浆吸入管线使得脱气器的放置位置有

14、了很好的回旋余地 独特的设计去除了空气的影响 泵体的抽吸速率以及搅拌速度是恒定的,这种设计使得所探测到的气测值大小十分接近于泥浆中的实际气体含量大小，因此可以较为准确的判断和评价地层流体性质。,气测显示的影响因素,可估算的: (可以校正) 钻时ROP 井眼尺寸 钻井液流量 脱气器脱气效率 再循环气 不可估算的: (不能校正) 地层压差 ( 泥浆比重 ) 泥浆类型及粘度 地面散失 抽吸 冲击 垮塌情况 井漏/井涌 出口泥浆温度,气体探测,气体的不同含义,释放气（破碎气）: 仅由岩石破碎而产生的气体 压差气: 由临近及未钻遇的地层而来的气体，通常是由于地层压力不平 衡的原因引起 再循环气: 残余在

15、泥浆中的气体，由于除气系统未完全排除而再次被泵 入井底的气体。 污染气: 通常由于添加泥浆添加剂或做泥浆试验试验而引起 背景气: 在某一深度段的平均气测值 单根气/起下钻气: 在接单根时或起下钻时对地层的抽吸效应而产生,气体探测,释放气（破碎气）,0 20 40 60,岩石类型,井眼,泥饼,迟到时间,总循环时间,钻时曲线 mn/m,气体响应值 %,L,R,BG,BG,BG: 背景气 L: 破碎气 R: 再循环气,正常情况,静水（泥浆压力) 地层压力 所测量的气体是地层破碎产生的气体,深度,时间,侵入带,0 5 10 15 20 25 30,气体探测,钻时影响,0 20 40 60,岩石类型,井

16、眼,迟到时间,钻时曲线 mn/m,气体响应值 %,L,BG,BG,正常情况,静水（泥浆压力) 地层压力 钻时的减慢增加气体峰值在图表上的时间，从而使实测的气测值变小，通常是由于钻头磨损后期或其他原因造成，例如钻井液排量减少，控制钻进、泥浆体系变化等。,深度,时间,0 5 10 15 20 25 30,气体探测,BG: 背景气 L: 破碎气 R: 再循环气,流体界面识别,0 20 40 60,L,BG,BG,DEPTH,TIME,0 5 10 15 20 25 30,气,水,气体探测,岩石类型,井眼,钻时曲线 mn/m,气体响应值 %,迟到时间,BG: 背景气 L: 破碎气 R: 再循环气,正常

17、情况,静水（泥浆压力) 地层压力,压差,0 20 40 60,总循环时间,L,R,BG,BG,地层压力 泥浆液柱压力. 由相邻地层而来而产生的额外气体含量.,DEPTH,TIME,0 5 10 15 20 25 30,P,P,P,气体探测,岩石类型,井眼,钻时曲线 mn/m,气体响应值 %,迟到时间,BG: 背景气 L: 破碎气 R: 再循环气,再循环气,再循环气含量大小取决于: 1. 平台排气系统工作效率. 2. 泥浆性能如粘度，温度等. 3. 泥浆类型（水基或油基）. 4. 泥浆中原油 / 柴油的影响.,Flair可以同时测量进口和出口气体含量大小，因此可以去除再循环气的影响,气体探测,0

18、,5,10,15,20,25,30,35,40,6:00:14,6:33:34,7:06:54,7:40:14,8:13:34,8:46:54,9:20:14,9:53:34,10:26:54,11:00:14,11:33:34,12:06:54,12:40:14,13:13:34,13:46:54,14:20:14,14:53:34,15:26:54,16:00:14,16:33:34,17:06:54,17:40:14,18:13:34,18:46:54,iC5 Out,iC5 In,起下钻气,再循环气被再次注入,出口处被检测到,17 February 2000,再循环气,气体探测,8 1

19、/2”,井眼尺寸对气测值的影响,17 1/2”,气体探测,对于相同体积的岩石来讲，不同的钻头尺寸会有不同的气测全量大小。 有时17 1/2 “ 的井眼里即使有很好的气显示也有可能是水层,6”,一定体积的岩屑与较少的泥浆量混合,小排量,相同体积的岩屑与较多的泥浆量混合,大排量,增加钻井液排量从而减少气测值的大小.,气体探测,钻井液排量对气测值的影响,泥浆液面的影响,气体探测,泥浆类型的影响,泥浆类型 对气测组分具有一定的影响。 对于气体检测分析来讲，水基泥浆是最好的。对于油基泥浆来讲，由于其能溶解更多的重组分，而且难以被除气系统清除，因而导致更多的再循环气。 再循环气对于气体解释和评价会造成一定

20、的困难。,气体探测,Pixler 法,所用气体比率为: C1/C2 C1/C3 C1/C4+ C1/C5+,出自: Pixler (1969); Ferrie (1981),气测解释,生产能力的划分： 曲线为正斜率，表示具有生产能力。 曲线为负斜率，表示不具生产能力，或为水层。 低渗透层斜率往往不反映产层性质，而斜率很陡时，多为致密层。 皮克斯勒法的优点很明显，它只需要简单地计算及结果绘图就能提供出评价结果；但它只适用于组分出至C3及以后的数据，如果组分仅有C2就变成了简单的C1/C2比值，其图版就失去了意义。实际应用中皮克斯勒法解释多为非产层或气层。,表8 皮克斯勒烃比值法区带划分值表,气测

21、解释 Pixler 法,三角图版法,来自: Geoservices, 1970s,所用比率: C2/SC C3/SC nC4/SC 这一方法是用气测数据的C1、C2、C3、C4和C值计算出C2/C，C3/C，nC4/C三个比值，然后按照C2/C值做C3/C标轴的平行线，C3/C值做nC4/C标轴的平行线，nC4/C值做C2/C标轴的平行线，三线相交构成一个三角形，再将此三角形三个顶点与相应的图版三角形的三个顶点连线，使三条连线交于一点M。,气测解释 三角图版法,解释的原则： M点落在图版中的价值区内认为具产能，否则认为无产能 三角形的顶点朝上为正三角形，顶点朝下为倒三角。 正三角形解释为气层；

22、倒三角形解释为油层。 边长与图版三角形比值小于25为小三角形，大于75 为大三角形，2575之间为中三角形。 大三角形表示气体来自干气层或低油气比油层；小三角 形表示气体来自湿气层或高油气比油层。,气测解释 三角图版法,三角图版法的优缺点： 优点：直观，观察三角形的正反大小和M点的位置就可以判断储 层流体的性质和有无生产能力。 缺点：只适用于组分至nC4的气测数据，如果组分出至C2、C3就 无法称谓三角形法了，也就无法解释。 应用情况：此方法在实践中应用较为繁琐，适应性也较差。对 BZ25-1南油田各主要显示层段的判断多为气层或无产 能气层，无法将油水分开。,气测解释 三角图版法,Wetnes

23、s, Balance, Character,Wetness,Balance,Character,气测解释 3H法,3H法确定储层流体性质区间表,注：油气密度随WH增加而增加,气测解释 3H法,3H比值法优缺点分析 优点: 可绘制成连续曲线作直观分析，便于同电测作横向对比。 缺点: 对油气层的判断较为繁琐且受解释人员的主观影响较大。 它适用于气测组分出至iC4（至少C3）及以后的数据解释。因当 组分只有C1、C2、C3时，烃特征值CH=0，当组分只有C1、C2时 ，烃平衡值BH为无限大，对解释无意义。 实际应用绝大部分判断为气层，与实际结果相差较大。,气测解释 3H法,Gadkari 比率法（R

24、eserval法）,Light to Medium （轻中比） Light to Heavy （轻重比） Heavy to Medium （重中比）,气测解释 Gadkari法,泥岩,气测解释 Gadkari法,目录,一、前言 二、取样 三、气体探测 四、压力监测与评价 五、录井资料质量控制,监测方法,钻前: 区域地质资料 地球物理-地震资料 钻中: 钻速 d 指数, Sigma指数 LWD (电阻率, 密度, 中子, 声波) 遇阻卡情况 泥浆池液面，返出流量，泥浆泵压等 气测值, (BG, CG, ) 出口比重，温度 岩性 泥岩密度, 岩屑形状，大小等. 电测资料: 电阻率, 密度, 中子,

25、 声波 测压取样: DST, RFT/MDT,压力监测与评价,井眼不平衡的迹象（通常与地层异常压力有关）,1. 扭矩 : 地表所测量到的扭矩包括钻头处的扭矩以及钻柱与井身磨擦而产生 的扭矩。 - 扭矩随深度而增加，这是由于随着深度的增加磨擦相应增加。 - 突然的增加有可能是由于异常地层压力造成的 (泥浆比重较低) - 粘土的膨胀以及岩屑在钻头及扶正器处的聚集也可能导致扭矩增加。,2. 遇阻/遇卡 : 通常由于粘土膨胀或垮塌物拥堵造成.,压力监测与评价,气体监测,地层压力的变化往往引起地面所测气测值大小的变化.,A,B,C,压差对气测值的影响:,A: 远大于0,B: 稍大于0,C: 小于0,Ga

26、s,压力监测与评价,地层流体压力增加的一个很重要的迹象就是接立柱或起下钻时对地层的抽吸效应。,压差对接单根气的影响:,A. 正的、稳定的压差,B. 正的、减小的压差,C. 负的压差,压力监测与评价,气体监测,通过气体比率也可以进行地层压力监测。例如C2/C3比的减小可以预示着进入到了压差地层压力过渡带。,压力监测与评价,气体监测,0.3,Depth,3,d Exponent,正常压实趋势线,欠压实或超压实区域,压力监测与评价,d 指数,Bingham 于1964年最早提出d 指数这一概念，公式为： R/N = a (W/D)d,R = ROP, ft/min N = RPM W = WOB, pounds D = 钻头直径, inches a = 岩性常数 d = 胶结指数,压力监测与评价,d 指数,d Exponent,log ( ROP / 60 RPM ) d = -