石油工程测井技术应用

石油工程测井技术应用

摘要:测井作为油气田开发的眼睛已经伴随着石油工业发展存在了数十年,当前已经发展成为一门独立的学科。本文根据笔者所学知识和查阅资料,重点阐述测井技术在石油工程中的应用,为现场工程技术人员做理论性参考。

关键词:测井;油气田;技术;石油工程

0引言

测井作为油气田开发的眼睛已经伴随着石油工业发展存在了数十年,当前已经发展成为一门独立的学科。测井工程确切来说属于油服行业业务范畴,是依靠相关设备和工艺手段在钻井、采油过程中采用声、电、核、磁、热、力、电化学等物理测量方法进行目标层位数据录取,层位解释和油层复查的综合技术手段。当前随着智能算法和计算机技术的发展测井工程已经从传统的各项物理参数连续测量和解释发展成为在连续而丰富的工程参数下进行包括地层岩性、物性和流体识别等多重业务并存的综合技术。根据笔者所学知识将石油工程内的测井业务范畴归纳为自然电位、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;与地质密切相关主要识别地层岩性,帮助相关技术人员进一步了解地层的补偿声波、阵列声波、多极子声波、声波变密度、垂直地震测井。其次各别测井技术还能帮助测量地层产状、裂缝、溶洞和井身质量。例如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,辅助生产环节参数检测。重点阐述测井技术在石油工程中的应用,为现场工程技术人员做理论性参考。

1测井技术的显著特点分析

石油工程是配合前期地质勘查商业开采石油的综合技术工艺和设备仪器的集合体,为一项系统工程。而测井技术作为石油工程的眼睛已经越来越引起相关企业的重视。测井技术能够把地层的本质信息通过不同的、合适的测井方法准确而真实的反映出来,通过对测井技术反映出的信息以合理的操作技术来对油储信息进行反复的取证和测定,以显示它的精准特点。当前测井技术已经发展成为一门学科,具有独立的技术手段和先进的测试设备,可以根据现场不同情况进行选择性实用和符合性测试。其中主流的技术手段有:成像测井技术、随钻测井技术、声波测井技术、地层测井技术、电法测井技术、电缆测井技术、核测井技术等。测井技术最主要的特点为随着装备制造业的发展和测井仪器技术瓶颈的提升带动相关测井工艺进行互助型发展。以斯伦贝谢为例,其最新研制的中子术测井就是借鉴了航天科技天文通讯技术,在航空通讯卫星相关设备发展上进行创新而来的。该设备的试验成功推动了该技术方案的现场应用成为可能。而我国测井技术还是以低成本,低精度为主。虽然测井仪器已经经历了5次更新换代,但是其传统固有的理论和基础学科上技术瓶颈的显著导致了我国测井技术长期受制于人,无跨越式发展。

2测井技术在石油工程中的应用分析

2.1成像测井技术

成像测井技术应用较早,在我国使用范围广泛。该技术仪器较为简单,测试精度高,经济性良好。成像测井技术主要是利用共振仪还有测井仪等专业设备,精确勘探出石油存储地质的纵向声波与横向声波,然后通过先进的现代化数字化信息系统呈现出高清晰度的成像标准,成像测井技术对石油工程的应用起着不可忽视的重要作用,它的优势就在于操作方便且需要的成本较低,无论在什么地质环境中,它那比较完善的应用系统都适合使用。

2.2地层测井技术

地层测井技术主要依据地层能量变化而进行参数测试与收集,从而分析地层压力及相关参数(例如地层渗透率、地层流体性能、地层的含油量以及地层温湿度等)。帮助辨别储层中流体性质,以此进行下步的开采方案部署与细节掌控。该项技术在油井开采中期具有较大意义,其优势有:①对地层压力进行校准检测判断,给后续增产方案提供建设性意见(压裂、注水);②对地层中的力学性质进行有效预测,方便侧钻、开窗的顺利进行;③估算储层中残余油气量,判断单井水线波及范围。

2.3声波测井技术

声波测井技术运用年限较长,技术极其相关设备发展较为成熟。主要原理为根据油层、水层、干层的不同声波传递特征进行声波参数反馈性收集然后通过有效的技术手段分析来判断目标层情况的测井技术。当前较为先进的有哈里伯顿的定位实时响应声波测井技术,其通过机械倒眼抓手携带声波测井阵列,通过计算机网络技术远程导入地层资料,进行任务输入,达到制动下入指定位置并进行在线测试在线分析。方便用户多任务多数据量的反复测试,在保证精度的同时极大节约了人力资源成本和测井费用。在分支井侧钻和水平井开发中该技术还可以根据主井眼测试情况辅助指导下步井眼轨迹走向,并根据相关参数指定切实有效的完井措施。

2.4电法测井技术

电法测井技术发展较为缓慢,其中受设备技术瓶颈所限制导致70年展较为迟缓,其测试精度和运用范围较其他测井技术稍显落后。到90年代随着电法仪器的突破和相关技术手段的完善,加上电缆等材料技术的支撑,电法测井技术得到长足发展。该技术主要原理为通过特定仪器产生的同电位差额关系进行井筒地层电信号测量核算从而分析该层物性及含油情况。电法测井具有设备简单、经济性好等优点,当前根据电法测井相关仪器还改进衍生出感应测量和倾角测量等多种功能的设备。能进一步降低测试成本,提高工作效率。

2.5同位素测井技术

同位素测井即为核测井技术是在对石油地质中的岩石和岩土进行研究后,在了解岩石和岩土的物理特点后,根据放射性进行核测井,并经过专业技术人员的分析后进行勘探,从而使石油的开发率和利用率得到提高的一种测井技术。

3测井技术在石油工程中的发展思考

3.1测井资料在实际石油工程中缺乏全面性应用

传统的测井技术是为油田勘探开发而服务的,相关决策人员更看中探井测井资料而忽略后续开采井合理使用测井的技术手段。所以业内有测井技术和资料基本用于储层评价和油气田勘探这一片面性认识,使得后续石油工程钻探开采环节推广运用困难。笔者认为在钻井过程中若能充分利用测井技术可以有效进行岩性、岩石力学参数计算辅助钻井,钻杆、钻头等相关工具也能根据三压力剖面和地应力分析等数据进行优选,有效降低钻井风险,提高经济性。其次油服公司相关技术人员在测井资料存储与处理上工作不到位,对资料可用性与工程匹配程度无量化考核与评价,以至于工作脱节,机械性测井。给测井资料和相关技术的运用添加了阻碍,一定层面上影响了石油工业的开采。

3.2测井服务体质有待改进

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价,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。

4结语

当前随着基础科学的发展和相关仪器设备的更新换代,国内外大型油服公司对测井技术的开拓与日俱增。随着计算机技术和人工智能的发展,测井技术在指挥石油工程现场工作和后续改造作业中有着不可估量的意义。随着石油工程领域技术难度的不断增加,测井技术也在随着发展。例如,成像测井技术和随钻测井技术是伴随着钻井工程而发展的。下步地层岩性识别、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。

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作者:李鲲鹏 单位:大庆油田第五采油厂试验大队配注队