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1、石油开发测井技术 及其应用,吴 锡 令 （石油大学北京）,This presentation will probably involve audience discussion, which will create action items. Use PowerPoint to keep track of these action items during your presentation In Slide Show, click on the right mouse button Select “Meeting Minder” Select the “Action Items” tab T
2、ype in action items as they come up Click OK to dismiss this box This will automatically create an Action Item slide at the end of your presentation with your points entered.,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
3、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，1995 Hill, 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,
4、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
5、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
6、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
7、: 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
8、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
9、： 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
10、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
11、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
12、=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
13、： 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
14、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
15、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
16、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
