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摘要:測井作為油氣田開發的眼睛已經伴隨著石油工業發展存在了數十年,當前已經發展成為一門獨立的學科。本文根據筆者所學知識和查閱資料,重點闡述測井技術在石油工程中的應用,為現場工程技術人員做理論性參考。
關鍵詞:測井;油氣田;技術;石油工程
0引言
測井作為油氣田開發的眼睛已經伴隨著石油工業發展存在了數十年,當前已經發展成為一門獨立的學科。測井工程確切來說屬于油服行業業務范疇,是依靠相關設備和工藝手段在鉆井、采油過程中采用聲、電、核、磁、熱、力、電化學等物理測量方法進行目標層位數據錄取,層位解釋和油層復查的綜合技術手段。當前隨著智能算法和計算機技術的發展測井工程已經從傳統的各項物理參數連續測量和解釋發展成為在連續而豐富的工程參數下進行包括地層巖性、物性和流體識別等多重業務并存的綜合技術。根據筆者所學知識將石油工程內的測井業務范疇歸納為自然電位、自然伽馬、自然伽馬能譜、補償密度或巖性密度、地球化學元素測井;與地質密切相關主要識別地層巖性,幫助相關技術人員進一步了解地層的補償聲波、陣列聲波、多極子聲波、聲波變密度、垂直地震測井。其次各別測井技術還能幫助測量地層產狀、裂縫、溶洞和井身質量。例如超聲波測井和水泥膠結測井,可用于套管質量及固井質量檢查,輔助生產環節參數檢測。重點闡述測井技術在石油工程中的應用,為現場工程技術人員做理論性參考。
1測井技術的顯著特點分析
石油工程是配合前期地質勘查商業開采石油的綜合技術工藝和設備儀器的集合體,為一項系統工程。而測井技術作為石油工程的眼睛已經越來越引起相關企業的重視。測井技術能夠把地層的本質信息通過不同的、合適的測井方法準確而真實的反映出來,通過對測井技術反映出的信息以合理的操作技術來對油儲信息進行反復的取證和測定,以顯示它的精準特點。當前測井技術已經發展成為一門學科,具有獨立的技術手段和先進的測試設備,可以根據現場不同情況進行選擇性實用和符合性測試。其中主流的技術手段有:成像測井技術、隨鉆測井技術、聲波測井技術、地層測井技術、電法測井技術、電纜測井技術、核測井技術等。測井技術最主要的特點為隨著裝備制造業的發展和測井儀器技術瓶頸的提升帶動相關測井工藝進行互助型發展。以斯倫貝謝為例,其最新研制的中子術測井就是借鑒了航天科技天文通訊技術,在航空通訊衛星相關設備發展上進行創新而來的。該設備的試驗成功推動了該技術方案的現場應用成為可能。而我國測井技術還是以低成本,低精度為主。雖然測井儀器已經經歷了5次更新換代,但是其傳統固有的理論和基礎學科上技術瓶頸的顯著導致了我國測井技術長期受制于人,無跨越式發展。
2測井技術在石油工程中的應用分析
2.1成像測井技術
成像測井技術應用較早,在我國使用范圍廣泛。該技術儀器較為簡單,測試精度高,經濟性良好。成像測井技術主要是利用共振儀還有測井儀等專業設備,精確勘探出石油存儲地質的縱向聲波與橫向聲波,然后通過先進的現代化數字化信息系統呈現出高清晰度的成像標準,成像測井技術對石油工程的應用起著不可忽視的重要作用,它的優勢就在于操作方便且需要的成本較低,無論在什么地質環境中,它那比較完善的應用系統都適合使用。
2.2地層測井技術
地層測井技術主要依據地層能量變化而進行參數測試與收集,從而分析地層壓力及相關參數(例如地層滲透率、地層流體性能、地層的含油量以及地層溫濕度等)。幫助辨別儲層中流體性質,以此進行下步的開采方案部署與細節掌控。該項技術在油井開采中期具有較大意義,其優勢有:①對地層壓力進行校準檢測判斷,給后續增產方案提供建設性意見(壓裂、注水);②對地層中的力學性質進行有效預測,方便側鉆、開窗的順利進行;③估算儲層中殘余油氣量,判斷單井水線波及范圍。
2.3聲波測井技術
聲波測井技術運用年限較長,技術極其相關設備發展較為成熟。主要原理為根據油層、水層、干層的不同聲波傳遞特征進行聲波參數反饋性收集然后通過有效的技術手段分析來判斷目標層情況的測井技術。當前較為先進的有哈里伯頓的定位實時響應聲波測井技術,其通過機械倒眼抓手攜帶聲波測井陣列,通過計算機網絡技術遠程導入地層資料,進行任務輸入,達到制動下入指定位置并進行在線測試在線分析。方便用戶多任務多數據量的反復測試,在保證精度的同時極大節約了人力資源成本和測井費用。在分支井側鉆和水平井開發中該技術還可以根據主井眼測試情況輔助指導下步井眼軌跡走向,并根據相關參數指定切實有效的完井措施。
2.4電法測井技術
電法測井技術發展較為緩慢,其中受設備技術瓶頸所限制導致70年展較為遲緩,其測試精度和運用范圍較其他測井技術稍顯落后。到90年代隨著電法儀器的突破和相關技術手段的完善,加上電纜等材料技術的支撐,電法測井技術得到長足發展。該技術主要原理為通過特定儀器產生的同電位差額關系進行井筒地層電信號測量核算從而分析該層物性及含油情況。電法測井具有設備簡單、經濟性好等優點,當前根據電法測井相關儀器還改進衍生出感應測量和傾角測量等多種功能的設備。能進一步降低測試成本,提高工作效率。
2.5同位素測井技術
同位素測井即為核測井技術是在對石油地質中的巖石和巖土進行研究后,在了解巖石和巖土的物理特點后,根據放射性進行核測井,并經過專業技術人員的分析后進行勘探,從而使石油的開發率和利用率得到提高的一種測井技術。
3測井技術在石油工程中的發展思考
3.1測井資料在實際石油工程中缺乏全面性應用
傳統的測井技術是為油田勘探開發而服務的,相關決策人員更看中探井測井資料而忽略后續開采井合理使用測井的技術手段。所以業內有測井技術和資料基本用于儲層評價和油氣田勘探這一片面性認識,使得后續石油工程鉆探開采環節推廣運用困難。筆者認為在鉆井過程中若能充分利用測井技術可以有效進行巖性、巖石力學參數計算輔助鉆井,鉆桿、鉆頭等相關工具也能根據三壓力剖面和地應力分析等數據進行優選,有效降低鉆井風險,提高經濟性。其次油服公司相關技術人員在測井資料存儲與處理上工作不到位,對資料可用性與工程匹配程度無量化考核與評價,以至于工作脫節,機械性測井。給測井資料和相關技術的運用添加了阻礙,一定層面上影響了石油工業的開采。
3.2測井服務體質有待改進
傳統的測井技術服務以流體評價為主,主要面向甲方油公司,而工程應用服務的對象發生變化,既包括油公司(為進行更完善的鉆井工程設計、壓裂設計服務),也包括鉆井、壓裂等服務公司(更好地服務于安全鉆井、高效壓裂)。測井的投資與工程費用主要來自油公司,而油公司注重儲層的油氣識別與評價,工程應用普遍不被重視,也沒有建立測井資料工程應用服務體系,因此,測井公司的技術人員對工程應用研究的積極性不能得到充分發揮,進而影響了測井資料在工程中應用的全面發展。
4結語
當前隨著基礎科學的發展和相關儀器設備的更新換代,國內外大型油服公司對測井技術的開拓與日俱增。隨著計算機技術和人工智能的發展,測井技術在指揮石油工程現場工作和后續改造作業中有著不可估量的意義。隨著石油工程領域技術難度的不斷增加,測井技術也在隨著發展。例如,成像測井技術和隨鉆測井技術是伴隨著鉆井工程而發展的。下步地層巖性識別、裂縫識別、應力計算、地層壓力及可鉆性預測等方面必須針對目前存在的主要問題,轉變觀念,完善服務體制,使測井技術更好地服務于石油工程,在油氣勘探開發中發揮更重要的作用。
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作者:李鯤鵬 單位:大慶油田第五采油廠試驗大隊配注隊