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测井技术在石油工程中的应用分析与发展思考

第40卷第6期石 油 钻 探 技 术

V o l .40N o .6

2012年11月P E T R O L E UM D R I L L I N G T E C H N I Q U E S N o v .,2012

收稿日期:20121

008;改回日期:20121110。作者简介:陆黄生(1961—),男,福建屏南人,1983年毕业于武

汉地质学院石油地质专业,2008年获南京大学构造地质专业博士学位,教授级高级工程师,测录井研究所所长,主要从事测录井工艺研究及管理工作。

联系方式:(010)84988361,l u h s .s r i p e @s i n o p

e c .c o m 。?专家视点?

d o i :10.3969/j

.i s s n .10010890.2012.06.001测井技术在石油工程中的应用分析与发展思考

陆黄生

(中国石化石油工程技术研究院,北京100101

)摘 要:测井技术在油气田勘探开发中发挥了重要作用,已成为油气资源评价、油藏管理、钻井和采油工程设

计、固井质量评价的高效技术手段,随着三维成像技术和随钻测井技术的发展,测井作业取得的岩石地球物理参数和工程参数越来越丰富,如何利用这些测井资料促进石油工程技术难题的解决,是测井解释人员与工程技术人员面临的重要问题。在详细分析测井资料在钻井工程、完井工程、储层改造工程及开发工程中的应用情况的基础上,指出目前测井资料在石油工程中的应用还存在重视程度不够、服务体制不完善、技术先进性欠缺等问题,未来测井技术应该在地质环境因素描述、可视化井筒测井技术、非常规油气资源工程应用等方面加强研究。

关键词:测井资料钻井工程应用现状发展趋势

中图分类号:T E 151 文献标识码:A 文章编号:10010

890(2012)06000107A p p l i c a t i o na n dD e v e l o p m e n tA n a l y s i s o fW e l l L o g g i n g

I n f o r m a t i o n i nP e t r o l e u m E n g i n e e r i n g

L uH u a n g s h e n g

(

,

,100101,

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A b s t r a c t :W e l l l o g g i n g t e c h n o l o g yp l a y s a n i m p o r t a n t r o l e o no i l f i e l d e x p l o r a t i o na n d e x p

l o i t a t i o n a n d b e c o m e s t h e e f f e c t i v em e t h o d s o n r e s o u r c e a s s e s s m e n t ,r e s e r v o i rm a n a g e m e n t ,d r i l l i n g a n d p r o d u c t i o n e n g

i -n e e r i n g a n dw e l l c e m e n t i n g .W i t h t h ed e v e l o p m e n t o f t h r e ed i m e n s i o n a l i m a g e l o g g i n g a

n dL WDt e c h n o l o -g y ,t h e g e o p h y s i c a l a n d e n g i n e e r i n gp a r a m e t e r s b e c o m e sm u c hm o r e a b u n d a n t l y

.H o w e v e r ,w e l l l o g g i n g i n -t e r p r e t o r s a n d e n g i n e e r s a r e f a c e dw i t ho n e p r o b l e mt h a t h o wt o a p p l y t h e s e l o g g i n g

i n f o r m a t i o n i n p e t r o l e -u me n g i n e e r i n g b e t t e r .B a s e d o n t h e d e t a i l a n a l y s i s o f l o g g i n g i n f o r m a t i o nu s e d i nd r i l l i n g ,w e l l c o m p

l e t i o n ,r e s e r v o i r s t i m u l a t i o na n d p r o d u c t i o ne n g i n e e r i n g ,i t i sc o n c l u d e dt h a tw e l l l o g g i n g i n f o r m a t i o na p p

l i e d i n p e t r o l e u me n g i n e e r i n g h a s s o m e t r o u b l e ,s u c ha sn o t e n o u g

ha t t e n t i o n ,n o p e r f e c t s e r v i c e ,a n du n a d v a n c e d l o g g i n g t e c h n o l o g y .I na d d i t i o n ,t h e f u t u r e l o g g i n g t e c h n o l o g y m a y b e t a k ee f f e c to n g e o l o g i c a l s e t t i n g d e -s c r i p t i o n ,v i s u a l b o r e h o l e l o g g i n g ,a n du n c o n v e n t i o n a l r e s o u r c e e x p

l o r a t i o n .K e y w o r d s :w e l l l o g g i n g d a t a ;d r i l l i n g e n g i n e e r i n g ;a p p l i c a t i o ns t a t u s q u o ;d e v e l o p m e n t t e n d e n c y 测井是石油勘探开发必不可少的一项技术,

它采用声、电、核、磁、热、力、电化学等物理测量方法,应用电子及计算机等技术,

对地层的各项物理参数进行连续测量,通过对测得的数据进行处理和解释,不仅能够评价地层岩性、物性和识别流体,而且还能取得丰富的工程参数。与工程应用密切相关的主要测井项目有:自然电位、自然伽马、自然伽马能谱、补偿密度或岩性密度、地球化学元素测井,可用于识别地层岩性;补偿声波、阵列声波、多极子声波、声波变密度、垂直地震测井,可用于测量岩石弹性性质;井径、井斜、地层倾角、声电成像测井,可用于测量地

层产状、裂缝、溶洞和井身质量;地层压力测试、产液量,可用于直接测量地层参数;超声波测井和水泥胶结测井,可用于套管质量及固井质量检查;等等。

国内外学者尤其是各大测井服务公司对测井资料在石油工程中的应用研究不断深入,大大拓展了

石 油 钻 探 技 术2012年11月

测井技术的应用领域和解决工程技术难题的能力[121]。近年来,成像测井技术和随钻测井技术快速发展,不仅在油气识别评价方面取得了长足进步,而且在地层岩性识别、裂缝识别、应力计算、地层压力及可钻性预测等方面也取得了显著进展,在石油工程应用中获得十分明显的效果。

为了进一步深化测井资料在石油工程中的应用,促进石油工程技术难题的解决,必须针对目前存在的主要问题,转变观念,完善服务体制,使测井技术更好地服务于石油工程,在油气勘探开发中发挥更重要的作用。

1 测井资料工程应用现状

目前,测井资料在识别岩性、流体,判断裂缝发育程度及计算岩石力学参数等方面应用较多,为钻井工程、储层改造工程、完井工程和开发工程等方面技术难题的解决发挥了重要作用。

1.1 在钻井工程中的应用

1.1.1 地层岩性分析

地下岩石的岩性并不是单一的,不同矿物组分组成的岩石必然具有不同的特性,纯岩石的特征参数比较容易确定,多组分岩石的岩石特征参数极其复杂,钻井过程中的地层稳定性千差万别,除岩石本身固结程度因素外,黏土矿物的成分与含量是重要的影响参数。通过测井地层岩性分析技术,建立地层岩性、黏土矿物成分剖面,可以指导钻井过程中钻井液体系优选和配方优化,提高钻井的安全性和钻进效率。

常规声、电、核等测井技术以及地球化学元素测井技术的发展,使精确评价地层岩性及矿物成分成为现实,一般情况下,可以采用自然伽马能谱测井,结合中子、密度、声波等测井资料评价地层岩性,分析伊利石、蒙脱石、高岭石等黏土矿物的含量。近年来,国外主要测井服务公司相继推出地球化学元素测井(E C S、G E M、F L E X),是唯一能从岩石成分角度解决岩性识别问题的测井方法,通过对测量的非弹性散射与俘获伽马射线进行剥谱分析,得到地层中各种元素的含量,再利用氧化物闭合模型和综合处理解释得到地层的矿物含量,进而对复杂储层的敏感性矿物进行识别。

目前,元素测井在国外得到广泛应用,国内尚处于起步阶段。

1.1.2 地层岩石可钻性评价

地层岩石的可钻性反映地层岩石在钻进过程中

的综合性质,是钻头选型、优化钻进参数的主要依

据。地层岩石的可钻性主要由所钻遇地层的岩石强

度、硬度和弹性等参数决定,测井资料中的声波时

差、密度、孔隙度、泥质含量等参数可以反映上述各

参数[2223]。因此,在有代表性的岩心可钻性数据测量及分级的基础上,综合考虑岩石的孔隙度、泥质含

量、密度和声波时差与可钻性级值的关系,建立钻遇

地层可钻性级值多元一次回归模型,可以得到连续

的岩石可钻性剖面。随着测井技术的发展,声波时

差、密度测量精度越来越高,孔隙度、泥质含量计算

越来越准确,因此求取的地层岩石可钻性的适用性

也将越来越强。

测井资料可较好地体现岩石的物理机械力学特

性,地层的横波时差反映了地层的剪切变形特性,地

层的纵波时差反映了地层的拉伸和压缩变形特性及

强度特性,而地层的岩石可钻性则反映了岩石的抗

钻头冲击与剪切破坏的能力,因此岩石的纵横波时

差必然能反映出岩石的可钻性。试验与研究表明,

岩石可钻性级值d与声波时差Δ、岩石密度具有较好的相关性,采用多元回归方法以建立多因素测井参量与可钻性的关系模型[24]:

d=0+1l nΔ+2l n(1) 1.1.3 地层压力及地应力测井评价

利用测井资料计算地层岩石力学参数、预测地

层压力,首先要用到地层的弹性参数,而散射模型法

是一种精度较高的求取横波速度的新方法,它把岩

石看成是由各种不同矿物成分及孔隙水组成的复合

介质。按J.G.B e r r y m a n散射模型和M.N.B i o t理论可以计算出纵波和横波速度p,s,复合介质密度及某种矿物成分含量。

根据弹性波理论,对于均质无限介质,纵波速度p为:

p=d(1-d)0.5[b(1+d)(1-2d)]0.5

=1/Δp(2) 横波速度s为:

s=0.5d[2b(1+d)]0.5=1/Δs(3)式中,,d,Δp和Δs分别为杨氏模量、拉梅系数、纵波时差、横波时差。

现代测井技术的声学测井一次下井可以连续获

··

第40卷第6期陆黄生.测井技术在石油工程中的应用分析与发展思考

取地层的纵波、横波及斯通利波3种传播特性与速度,结合常规测井获取的地层密度、地层岩性等信息,可以获取地层的岩石力学参数。目前主要应用两种声学仪器,一是S c h l u m b e r g e r公司的偶极声波(D S I),另一种是B a k e rH u g h e s公司的多极子声波(X MA C-I I)。这两种仪器除能提供传统的纵波测量、地层孔隙度外,更多的是应用于针对岩石力学参数的评价。主要能够提供以下信息与成果:1)地层纵波、横波与斯通利波传播速度;2)利用岩石力学模型结合地层密度资料计算出泊松比、弹性模量、切变模量、体积模量、体积压缩系数等岩石力学参数;3)计算所钻地层或目的层的最大和最小水平主应力、岩石破裂压力、坍塌压力、地层孔隙压力。

从测井资料得到的地层弹性参数为动态参数,而与岩石静态参数反映的岩石应力状态不同,二者之间存在一定的差别,实际应用时需要进行转换。

通过三轴应力试验可以得到单点的泊松比、弹性模量、抗压强度、内聚力、内摩擦角等岩石力学参数,利用声波测井、密度以及求取的岩性成分和孔隙度资料可以计算地层动态岩石力学参数,提供连续的岩石力学剖面。偶极子声波测井能够较为精确地测量不同软硬地层的纵波、横波速度,结合地层岩性识别技术提供的岩性成分、孔隙度,可以准确描述各向同性地层的岩石力学特性。声波扫描测井技术(S o n i c S c a n n e r)可以更准确地描述纵波和横波速度在径向、周向和轴向上的变化,从而能够精确描述地层岩石力学特性的各向异性,为各向异性强的页岩气储层、低孔低渗储层岩石力学特性评价提供依据。

利用测井资料可以获取进行井眼稳定性分析的必要参数:所测井段地层的黏土矿物类型、含量,以及最大水平主应力、岩石的破裂压力、坍塌压力、地层孔隙压力等,从而建立全井段地层孔隙压力剖面,指导该区钻井工程设计,有利于解决窄钻井液密度窗口的技术难题,达到平衡、安全、快速钻进,防止油气层污染和井眼垮塌或井漏等造成井下故障。1.1.4 地层裂缝识别

地层如果裂缝发育能够导致钻井过程中发生井漏、井涌,甚至井喷事故。井周声波扫描,可以直观识别地层缝洞发育情况,而新一代的声、电成像测井不仅可以直观反映地层缝洞发育的情况,而且可以分析缝洞发育的特征参数,如面孔率、裂缝宽度、裂缝孔隙度等。同时,还可以提供地应力大小和方向等地层特性参数。识别地层缝洞与预测裂缝的发育程度,能够指导钻井过程中钻井参数的调整、钻井液性能的优化,实现高效安全钻进。

观察岩心是识别裂缝的最直接的方法,但因钻井取心量少而不能够完全满足裂缝分析的需求。利用岩心标定的超声波成像测井、微电阻率成像测井资料可以定量评价裂缝、溶洞的产状及发育程度。利用井径、密度、浅电阻率和声波时差等常规测井资料也可以定性分析裂缝。通过综合分析多种测井资料和多井评价,可以明确裂缝主要发育层段、发育区域、发育强度,为钻井工程提供技术支持。页岩气的勘探开发促进了成像测井技术的发展。在气体钻井中利用井下光学成像测井技术(O P T V)和在油基钻井液中利用微电阻率成像测井技术(O B M I、E A R T H、OMR I),均能够有效分析地层的非均质

性、描述裂缝特征。

1.1.5 随钻测井导向

利用随钻测井资料进行地质导向,可以及时掌握地质参数的变化规律,模拟井眼轨迹在油藏中的位置,优化水平井井眼轨迹,指导钻头钻进方向,可以获得最大的油层钻遇率[2526]。

随钻测井已经能够提供几乎所有电缆测井项目,拥有比较完整的随钻声、电、核测井方法,可以提供远探测电阻率进行地层边界测量。目前,S c h l u m-b e r g e r、B a k e rH u g h e s、H a l l i b u r t o n、W e a t h e r f o r d等油田技术服务公司已开发出成套随钻测井装备,G e-o L i n k、G E能源、C B G、中国石油C P L、中国石化等公司也开发了部分随钻测井装备。

近年来,特别是远探测随钻测井、扫描测井系列和随钻地震等方面的技术发展,不仅起到了很好的地质导向作用,也为地层压力等工程参数的预测提供了有力支撑。

1.2 在完井工程中的应用

应用测井资料可以进行固井质量评价、射孔方案优选,为生产方案的制定提供依据。

1.2.1 固井质量评价

固井作业是钻井工程中的一个重要环节,固井质量的好坏,将影响到油气开采效果及油气井寿命,测井技术是目前评价固井质量唯一有效的方法。

初期固井质量评价主要采用声幅变密度(C B L-V D L)测井技术,应用声幅定量评价沿井周整体的第一界面胶结质量;应用变密度测井结果评价

·

·

石 油 钻 探 技 术2012年11月

第二界面胶结质量,建立不同固井质量标准图版,通过与图版的对比,对固井质量进行定性评价。

扇区胶结声波测井技术(S B T )

、环井周超声波测井技术(C A S T -V )

的发展,使第一界面胶结质量的评价,从单一的评价井周整体固井质量发展到能够详细评价井筒360°

范围第一界面的胶结质量,能够准确判断第一界面存在的槽道、孔洞大小及分布状况。

目前,S c h l u m b e r g

e r 公司开发了I s o l a t i o n S c a n n e r [27]

技术,采用脉冲超声成像U S I 测井仪器,

通过声阻抗和挠曲波衰减成像技术评价井筒360°范围内第一、第二界面的胶结情况,适用于不同性质的水泥浆,评价套管外气液水性质,测量水泥环厚度。图1为某井应用I s o l a t i o nS c a n n e r 技术评价第一、二界面水泥胶结的情况[

23

],通过三维图形显示水泥环形状、水泥环外是否存在流体及流体类型(黄色代表固体,绿色代表液体,红色代表气体)

测井技术在石油工程中的应用分析与发展思考

。图1 某井I s o l a t i o nS c a n n e r 三维固井质量评价F i g

.1 T h r e e d i m e n s i o n a l v i s u a l i z a t i o no fw e l l c e m e n -t i n g b y

I s o l a t i o nS c a n n e r 1.2.2 射孔优化技术

射孔方案对油气井产能的影响非常大,射孔方案的优选与储层物性、裂缝形态分布、地应力大小和方向有关。研究表明,最好的射孔方位是沿着最大水平主应力方向。裂缝性地层中的裂缝系统如果不同,对射孔的要求也不同,因此在射孔之前要利用测井资料充分了解裂缝的结构和类型,计算裂缝储层的射孔产能,为优化射孔施工提供依据。

射孔优化流程为:1

)综合利用反映岩性、物性及含油性的伽马、孔隙度、电阻率测井资料,进行储层油气识别与评价,定量计算孔隙度、渗透率、饱和度等参数,明确油水关系;2)利用成像测井资料,解释划分裂缝发育段,分析地质构造、地层产状,利用多

极子声波资料计算地应力大小及方向,分析各向异性,确定射孔参数;3)结合固井质量和施工工艺,优选射孔层位及位置,达到优化射孔的目的。1.3 在储层改造工程中的应用

储层改造前需要对储层的岩性、岩石的脆性指数、地应力大小和分布有明确的了解,压裂后可以通过测井来判断压裂效果,同时根据岩石力学参数进行压裂高度和裂缝形态预测。1.3.1 地应力大小及方向评价

地应力剖面测井解释是在一定的假设条件下,以地应力实测数据为基础,建立相对简单的地应力计算模型,利用相关的地球物理测井资料进行地应力计算分析的一种方法,其计算结果的准确性在一定程度上依赖于所建立的计算模型的可靠性。地应力方向的评价主要应用微电阻率成像和偶极子声波测井,微电阻率成像测井主要用来分析井壁崩落和钻井诱导缝,井壁崩落方向代表最小主应力的方向,钻井诱导缝的倾向代表最大主应力方向;偶极子声波测井横波分离后沿最大水平主应力方向的传播速度快,而沿最小水平主应力方向的传播速度慢,利用横波速度的差异可以进行地应力方向的评价。

沿最小主应力方向布井,不仅能够有效避免井壁失稳、井塌,而且能够沿最大主应力方向压裂,可以提高压裂效果。1.3.2 压裂效果检测

储层压裂改造的目的是在油藏中产生一个大平面的流动“管道”,增加储层的渗流能力,从而达到提高油气产能的目的。在压裂时要对泵入压力进行设计,压力过小,不能压裂储层,达不到压裂的目的;泵入压力太大,可能会把邻近水层压开,造成油水窜槽。此外,对于岩石力学特性差异较大的目的层,不能同时进行压裂,要进行合理的选层。

常规电阻率、电成像推移测井是检测人工裂缝缝高的有效方法。利用常规电阻率测井控制人工裂缝缝高的原理是:使用深、浅侧向电阻率的高低及其差异来反映裂缝、溶蚀孔洞的发育情况,在压裂前后各进行一次双侧向电阻率测井,将两次的测井曲线进行对比,如果曲线形态相同、大小相差不大,说明压裂前后变化不大,压裂效果不好;如果压裂后,深、浅侧向电阻率的差异大,说明裂缝孔隙发育,压裂效

·

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第40卷第6期陆黄生.测井技术在石油工程中的应用分析与发展思考

果好。该方法是一种既经济又有效的检测手段,在

塔中地区碳酸盐岩储层压裂效果检测中获得了较好

的应用效果。

1.3.3 压裂缝高预测

储层压裂改造完成后,可用多种监测方法评估

压裂改造效果。目前主要有:利用井间地震的方法

监测压裂后人工裂缝延展的方向和径向延展的长

度,利用声波测井(主要是D S I、X MA C声波测井仪)测量横波在压裂层段的速度、能量的差异来检测

人工裂缝的缝高及缝长。

利用D S I、X MA C-I I等多极子阵列声波测井获取纵波和横波在地层中的传播速度,结合常规测井资料计算岩石力学参数,对地层压力和破裂压力进行偏移分析,最终得到地层最小破裂压力及在一定的等效压力递增时,相应裂缝的纵向高度延伸,从而指导压裂施工压力的设计。

1.4 在套管、油管损伤探测中的应用

在油井开采过程中,经常出现套管破损、脱落和

断裂变形等问题,有时钻井过程中也会出现套管磨

损情况,利用现代测井成像技术可以准确判断套管

变形及破损位置,及时进行修补,降低作业风险和成

本。电磁探伤、井下声波电视和多臂井径等测井方

法在套损检测方面效果明显。

电磁探伤测井技术可以在油管内探测套管的(或在套管内检测内层套管和外层套管的)厚度、腐蚀、变形破裂等,准确探明井下管柱结构、工具位置,并能探测套管以外的铁磁性物质(如套管扶正器、表层套管等)。这使得对油、水井的井身结构进行普查成为可能,可以及时发现井下套管的变形。其主要特点是在正常生产情况下进行油管测量、检测多层管柱,测量结果不受井内钻井液类型、套管壁上石蜡等物质的影响。

井下声波电视测井又称三维井壁超声成像测

井,是利用超声波的传播特性和井壁对超声波的发

射性质实现井身剖面的探测,既可以用于裸眼井,又

可用于套管井。它利用计算机图像处理技术对回波

幅度及回波时间信息进行处理,可以以二维、三维方

式显示出套管的立体图、纵横截面图,三维图可做360°旋转显示,横截面图可清楚显示任意深度、任意角度的套管内壁横断面射孔孔眼的分布及腐蚀、变形、裂缝等情况。

多臂井径测井仪主要用于测量套管内径变化,

提供套管形变、弯曲、断裂、腐蚀等信息,目前可利用2~80臂井径测井检测评价套损情况。

2 国内测井资料应用中的主要问题2.1 测井资料工程应用重视程度不够

目前,无论是测井服务公司还是油公司,更偏注重于将测井资料用于储层发现及油气评价,在工程中的应用推介不足,也没有认真研究钻井工程服务公司的技术需求,岩性、岩石力学参数计算、三压力剖面和地应力分析等成果的应用不足,需求与应用严重脱节。

另外,测井技术人员对测井资料在工程中的应用跟踪不够,对应用效果评价也不够深入,不能像提高油气测井解释符合率那样经常进行资料复查,提高应用效果,一定程度上阻碍了测井资料在石油工程中应用的发展。

2.2 测井工程应用服务体制亟待完善

传统的测井技术服务以流体评价为主,主要面向甲方油公司,而工程应用服务的对象发生变化,既包括油公司(为进行更完善的钻井工程设计、压裂设计服务),也包括钻井、压裂等服务公司(更好地服务于安全钻井、高效压裂)。测井的投资与工程费用主要来自油公司,而油公司注重储层的油气识别与评介,工程应用普遍不被重视,也没有建立测井资料工程应用服务体系,因此,测井公司的技术人员对工程应用研究的积极性不能得到充分发挥,进而影响了测井资料在工程中应用的全面发展。

2.3 理论基础不够系统,实验基础比较薄弱

目前,国外测井资料已普遍应用于钻井、完井、压裂等工程施工中,而国内测井资料的工程应用虽然已逐渐开展,但缺乏全面系统的基础理论研究,测井资料的应用缺乏深度和广度,知其然而不知其所以然。

目前,国内整体实验基础条件较差,硬件相对落后,实验数据不能满足需求。同时,实验分析不系统,研究过程中往往受数据不全的困扰,不同参数间的关系难以明确。

页岩气的勘探开发对测井实验技术、工程应用带来新的挑战,如何利用测井技术快速准确地对页岩气储层进行识别和评价,如何将测井技术更好地服务于工程作业,这是目前急需解决的问题。同时在实验研究中,测井、钻井、压裂间的协作往往不够,

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·

石 油 钻 探 技 术2012年11月

关注于本行业所需的实验数据,造成研究不配套或做一些重复性实验,甚至由于实际岩心样品数量不足,资料不全,影响了技术的综合性研究。

2.4 测井新技术有待于进一步发展

测井资料工程应用是随着测井新技术、新仪器的出现而快速发展的,而国内高新仪器的研制与开发,特别是随钻测井、地质导向、远探测系列以及数字模拟等技术的发展,明显存在差距。

3 主要发展方向

3.1 加强地质环境因素描述技术研究

许多工程问题,很大程度上可以归结为地质问题,只有搞清了地质问题,才能有针对性地制定出工程解决方案。要研究回答地质问题,开展地质工程一体化研究,测井技术起桥梁和纽带的作用,而工程地质一体化的基础是工程地质环境,为此,必须加强地质环境因素描述技术研究。测井技术为地质环境描述研究提供了很好的技术手段,因此,加强地质环境因素描述技术研究,必然是测井工程应用研究的一个新的方向。中国石化石油工程技术研究院在地质环境因素描述技术研究方面起步早,研究较深入,成果显著,应用效果良好,走在同行前列。

3.2 加强可视化井筒测井技术研究

随着测井技术的进步与发展,形成了不同方法、不同探测深度的测井技术,探测范围由井筒附近不断向井间横向延伸,特别是高精度成像测井技术和远探测测井技术的发展,数据资料越来越丰富,解决的问题越来越多,地层各向异性评价越来越深入,描述越来越清楚。结合地质研究、地震预测技术,将地质因素、工程因素数字化、可视化,已成为一个研究方向。

3.3 快速决策的地质导向技术前景广阔

为满足薄层及隐蔽油气储层的开发需求,大斜度井和定向井钻井技术被广泛应用,随钻测井,特别是地质导向测井技术,得到推广和应用。随钻测井技术不仅可以在无法实施电缆测井的井眼中替代电缆测井来获取地层评价资料,而且可以实施地质导向,准确控制井眼轨迹。

在过去10年内,随钻测井技术取得了重大进步,核、电等随钻测井仪器已经与电缆测井仪器相媲美,其测井响应比电缆测井更接近地层真值。S c h l u m b e r g e、H a l l i b u r t o n和B a k e rH u g h e s等公司在随钻测井技术方面取得了令人瞩目的成绩,其中以S c h l u m b e r g e r公司的V i s i o n和S c o p e系列为不同时期仪器的典型代表。这些公司均提供了与硬件相配套的随钻测井储层评价和地质导向软件,并与钻井工程控制软件模块结合,使其技术的适应性及竞争力更强。

随钻测井技术的发展,使得测井反映的地层信息更加实时化、更接近于地层原始信息,能够实时监测钻井工程参数,提供更加准确的地层岩性、岩石力学等信息,为钻井液体系优选、性能优化和钻头选型提供实时的依据。

3.4 加强非常规油气资源工程应用研究

非常规油气资源,尤其是目前国内广泛关注的页岩油气,由于其岩性、孔隙结构复杂,油气赋存方式多样,开采过程中通常采用大型压裂方法。为了提高页岩油气层的采收率,还通常采用长水平段水平井,因此需要充分关注水平段的井眼稳定性、地层压力和地应力的变化,提供合理的压裂改造和开采方案,延长页岩油气井的开采寿命。因此迫切需要进行测井资料在页岩油气工程中的应用研究。3.5 深化不同类型测井技术的工程应用研究

测井通过声、电、放射性等手段获取地层信息,蕴含地层各种特性,但目前在油气勘探工程中的应用主要以岩石力学特征为主,主要应用测井的声学信息,对于地层电学、放射性等信息在工程中的应用分析及应用力度不够,需要进一步挖掘,深入研究。

4 结束语

多年来,测井技术在油气田勘探开发中发挥了重要作用,形成了岩性、流体识别、岩石力学参数计算、地应力分析、地层压力分析等技术,能够为高效安全钻井、优化完井方式、提高压裂效果等提供技术支撑。随着测井技术的发展,如何使各种测井信息在工程中得到综合应用,是测井解释人员与工程技术人员面临的共同课题,也是测井技术发展的动力和新方向。展望未来,测井技术必将在解决复杂石油工程技术难题中发挥更大的作用。

致谢:该文在撰写过程中得到李永杰、吴海燕、谢关宝、秦黎明、廖东良等同志的大力帮助,在此一并表示感谢!

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第40卷第6期陆黄生.测井技术在石油工程中的应用分析与发展思考

参 考 文 献

R e f e r e n c e s

[1] T a n g CA.N u m e r i c a l s i m u l a t i o n o n p r o g r e s s i v e f a i l u r e l e a d-i n g

t o c o l l a p s ea n da s s o c i a t e ds e i s m i c i t y[J].I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o fR o c k M e c h a n i c s a n dM i n i n g S c i e n c e,1997,34(2):249261.

[2] E s m e r s o y C,K a n eM,B o y dA,e t a l.F r a c t u r e a n d s t r e s s e v a l u-

a t i o nu s i n g d i p o l e-s h e a ra n i s o t r o p y l o g s[R].S P W L A1995-J,

1995.

[3] T a n g X M,C h u n d u r uR K.S i m u l t a n e o u s i n v e r s i o no f f o r m a t i o n

s h e a r-w a v e a n i s o t r o p yp a r a m e t e r s f r o mc r o s s-d i p o l e a c o u s t i c-a r r a y w a v e f o r md a t a[J].G e o p h y s i c s,1999,64(5):15021511. [4] 秦绪英,陈有明,陆黄生.井中应力场的计算及其应用研究[J].

石油物探,2003,42(2):271275.

Q i n X u y i n g,C h e n Y o u m i n g,L u H u a n g s h e n g.C a l c u l a t i o n o f

b o r e h o l e s t r e s sw i t h f u l l-w a v e a

c o u s t i c l o g g i n g

d a t a a n d i t s a p-

p l i c a t i o n[J].G e o p h y s i c a lP r o s p e c t i n g f o rP e t r o l e u m,2003,42

(2):271275.

[5] 时军虎,徐锐,李亚平.测井资料在岩石力学中的应用[J].国外

测井技术,2003(3):2224.

S h i J u n h u,X uR u i,L iY a p i n g.A p p l i c a t i o no fw e l l l o g g i n g d a t a t o r o c km e c h a n i c a l p a r a m e t e r s[J].W o r l d W e l lL o g g i n g T e c h-n o l o g y,2003(3):2224.

[6] 刘景武.多极子声波测井资料在辽河油田硬地层中的应用[J].

现代地质,2004,18(3):378382.

L i uJ i n g w u.T h e a p p l i c a t i o n o fm u l t i p o l e a r r a y a c o u s t i cm e t h o d o nh a r d f o r m a t i o no fL i a o h eo i l f i e l d[J].G e o s c i e n c e,2003,18

(3):2224.

[7] 赵静.正交偶极子声波测井在西峰油田的应用研究[J].国外测

井技术,2004(5):3740.

Z h a o J i n g.T h ea p p l i e dr e s e a r c ho f t h e p e r p e n d i c u l a rd o u b l e t

a r r a y a c o u s t i c l o g g i n g i nX i f e n g o i l f i e l d[J].W o r l d W e l lL o g-

g i n g T e c h n o l o g y,2004(5):3740.

[8] 苏远大,乔文孝,孙建孟,等.正交偶极声波测井资料在评价地

层各向异性中的应用[J].石油物探,2005,44(4):409412.

S uY u a n d a,Q i a oW e n x i a o,S u n J i a n m e n g,e t a l.E v a l u a t i n g f o r-m a t i o ns h e a r-w a v ea n i s o t r o p y b y u s i n g c r o s s-d i p o l ea c o u s t i c l o g g i n g d a t a[J].G e o p h y s i c a l P r o s p e c t i n g f o rP e t r o l e u m,2005, 44(4):409412.

[9] D u r h u u s J,A a d n o y BS.I ns i t us t r e s s s t a t e f r o mi n v e r s i o no f

f r a c t u r i n

g d a t af r o m o i lw e l l sa n db o r e

h o l e

i m a g el o g s[J].

J o u r n a l o f P e t r o l e u mS c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g,2003,38(3/4): 121130.

[10] 刘之的,夏宏泉,汤小燕,等.成像测井资料在地应力计算中的

应用[J].西南石油学院学报,2005,27(4):912.

L i uZ h i d i,X i aH o n g q u a n,T a n g X i a o y a n,e t a l.T h e a p p l i c a t i o n

o f t h ef o r m a t i o ns t r e s sc a l c u l a t i o nu s i n g i m a g e w e l l l o g g i n g

d a t a[J].J o u r n a l o fS o u t h w

e s tP e t r o l e u mI n s t i t u t e,2005,27

(4):912.

[11] 黄华.F M I成像测井技术在塔中碳酸盐岩中的应用[J].资源

环境与工程,2008,22(1):9295.

H u a n g H u a.A p p l i c a t i o no fF M Iw e l l l o g g i n g t e c h n o l o g y i n

c a r b o n a t e r e s e r v o i r o f T a z h o n g O i l f i e l d[J].R e s o u r c e s

E n v i r o n m e n t&E n g i n e e r i n g,2008,22(1):9295.

[12] 苏静,范翔宇,刘跃辉,等.地层倾角测井的地质应用研究[J].

国外测井技术,2009(3):1215.

S u J i n g,F a nX i a n g y u,L i uY u e h u i,e t a l.R e s e a r c ho n t h e g e o-l o g i c a l a p p l i c a t i o n o fd i p l o g g i n g[J].W o r l d W e l lL o g g i n g

T e c h n o l o g y,2009(3):1215.

[13] 朱文娟.成像测井资料在裂缝识别中的应用[J].石油仪器,

2009,23(3):4547.

Z h u W e n j u a n.A p p l i c a t i o n o fi m a g i n g w e l ll o g g i n g d a t at o

f r a c t u r ed i s t i n

g u i s

h

i n g[J].P e t r o l e u m I n s t r u m e n t s,2009,23

(3):4547.

[14] 赵永强.成像测井综合分析地应力方向的方法[J].石油钻探

技术,2009,37(6):3943.

Z h a oY o n g q i a n g.A m e t h o do f a n a l y z i n g c r u s t a l s t r e s so r i e n-t a t i o nu s i n g i m a g i n g l o g g i n g[J].P e t r o l e u m D r i l l i n g T e c h-

n i q u e s,2009,37(6):3943.

[15] 唐林,徐绍成.利用超声波预测井壁岩石力学参数[J].钻井液

与完井液,1997,14(4):35.

T a n g L i n,X u S h a o c h e n g.P r e d i c t i n g t h e w e l l b o r e r o c k

s t r e n g t hb y u l t r a s o n o g r a p h y[J].D r i l l i n g F l u i d&C o m p l e t i o n

F l u i d,1997,14(4):35.

[16] 朴玉芝,赵素红.利用测井资料确定合理钻井液密度方法的研

究[J].钻采工艺,1998,21(5):2022.

P i a oY u z h i,Z h a oS u h o n g.A s t u d y o n m e t h o do fd e f i n i t i n g

d r i l l i n g f l u i dd

e n s i t y b y u s i n g l o g i n

f o r m a t i o n[J].D r i l l i n g&

P r o d u c t i o nT e c h n o l o g y,1998,21(5):2022. [17] P a p a m i c h o sE,V a r d o u l a k i s I,S u l e mJ.G e n e r a l i z e d c o n t i n u u m

m o d e l s f o r b o r e h o l e s t a b i l i t y a n a l y s i s[R].S P E28025,1994.

[18] 金衍,陈勉.工程井壁稳定分析的一种实用方法[J].石油钻采

工艺,2000,22(1):3133.

J i nY a n,C h e n M i a n.A n e w p r a c t i c a lm e t h o df o ra n a l y s i so f

w e l l b o r e s t a b i l i t y[J].O i lD r i l l i n g&P r o d u c t i o nT e c h n o l o g y, 2000,22(1):3133.

[19] 王力,刘春雨,杨锐,等.利用测井资料计算井壁稳定条件研究

[J].西部探矿工程,2003,15(11):5963.

W a n g L i,L i uC h u n y u,Y a n g R u i,e t a l.S u d y o nt h ew e l l s t a-

b i l i t y b a s e do nt h ew e l l l o g g i n g i n f o r m a t i o n[J].W e s t-C h i n a

E x p l o r a t i o nE n g i n e e r i n g,2003,15(11):5963.

[20] 刘向君,罗平亚.石油测井与井壁稳定性[M].北京:石油工业

出版社,1999.

L i uX i a n g y j i u n,L u o P i n g y a.O i l w e l l l o g g i n g a n d b o r e h o l e s t a-

b i l i t y[M].B e i j i n g:P e t r o l e u mI n d u s t r y P r e s s,1999.

[21] 路保平,张传进,鲍洪志.利用多测井参考数求取岩石可钻性

[J].石油钻探技术,1998,26(3):46.

L uB a o p i n g,Z h a n g C h u a n j i n,B a o H o n g z h i.A c h i e v i n g r o c k

d r i l l a b i l i t y w i t hm u l t i-l o g g i n g p a r a m

e t e r s[J].P e t r o l e u mD r i l l-

i n g T e c h n i q u e s,1998,26(3):46.

[22] J o n a t h a n M u d e,S h y a m A r o r a,T o m M c D o n a l d,e t a l.W i r e l i n e

d i

e l e c t r i cm e a s u r e m e n t sm a k ea c o m e b a c k:a p p l i c a t i o n s i nO-

m a n f o r a n e w g e n e r a t i o n d i e l e c t r i c l o g m e a s u r e m e n t:S P W L A

51s tA n n u a lL o g g i n g S y m p o s i u m,P e r t h,J u n e1923,2010

[C].

[23] 梁彩芳.测井及地震资料在钻井工程中的应用[J].石油钻探

技术,2003,31(3):2628.

L i a n g C a i f a n g.A p p l i c a t i o n so fl o g g i n g a n ds e i s m i cd a t ai n

d r i l l i n g

e n g i n e e r i n g[J].P e t r o l e u m D r i l l i n g T e c h n i q u e s,2003,

31(3):2628.

[24] 张传进,鲍洪志,路保平.测井资料在钻井工程中应用现状及

展望[J].天然气工业,2002,22(5):5557.

Z h a n g C h u a n j i n,B a o H o n g z h i,L uB a o p i n g.P r e s e n t s i t u a t i o n

a n d p r o s p e c t s f o r a p p l y i n g l o g d a t a i n d r i l l i n g e n g i n e e r i n g[J].

N a t u r a lG a s I n d u s t r y,2002,22(5):5557.

[25] 武磊.随钻测井技术新进展[J].科技创新导报,2010(3):56.

W uL e i.N e wd e v e l o p m e n t so f l o g g i n g w h i l ed r i l l i n g[J].S c i-

e n c e a n dT e c h n o l o g y I n n o v a t i o nH e r a l d,2010(3):56.

[26] 崔玉梅.多分支井三维井眼轨迹设计方法研究[J].渤海大学

学报:自然科学版,2010,31(3):225230.

C u iY u m e i.R e s e a r c ho nd e s i g nm e t h o d s o f t h r e e d i m e n s i o n a l

w e l l b o r e t r a j e c t o r y f o rm u l t i l a t e r a lw e l l[J].J o u r n a l o fB o h a i

U n i v e r s i t y:N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n,2010,31(3):225230.

[27] A l-S u w a i d iAS,A l-M a r r i F M,S u l t a nE,e t a l.I n c r e a s e d c e r-

t a i n t y i n t h e d e t e r m i n a t i o n o f z o n a l i s o l a t i o n t h r o u g h t h e i n t e-

g r a t i o no f a n n u l u s g e o m e t r y i m a g i n g a n d i m p r o v e ds o l i d-f l u i d

d i s c r i m i n a t i o n[R].S P E120061,2009.

·

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