随钻测井与油藏工程特色测井技术

随钻测井与油藏工程特色测井技术____陈国华香港合创国际有限公司多年以来，香港华油合创公司能在测井市场竞争日益激烈的状况下得以生存和迅速发展，主要得益于推广一些独特的测井及工艺技术。在深入分析国内测井市场现状的情况下，公司把战略发展目光首先聚集到了俄罗斯。从2002年至今，公司组团赴俄罗斯交流学习、考察多次，足迹遍及俄罗斯的各主要地球物理研究机构、石油设备生产单位，逐步将一些具有一定特色的测井技术引进国内推广应用。目前，公司已成功地将过套管电阻率、宽能域中子伽马能谱、多管柱电磁探伤成像、固井质量检测、随钻近钻头电磁波测井等俄罗斯独具特色的测井仪器引进、推广到国内十多个油田，并取得很好的应用效果，深受广大用户的欢迎。同时我们还在积极开展引进推广西方随钻测井装备，研发近钻头随钻测量系统、随钻LWD及探索随钻多级中继无线传输、油藏动态监测与智能完井等相关石油工程测井新产品。前言1、随钻近钻头测量系统（方位伽玛成像、电阻率、井斜）——（新产品，订货周期8个月）2、高速MWD传输系统（≤5bit/s）——（合作开发，8～12个月）3、随钻探边方位电阻率成像测井——（倾斜天线，合作开发）4、EM__MWD（多级分段无线传输、复合传输、混合传输）—（合作开发）5、随钻LWD测井技术——产品可以集成订货（1）电磁波电阻率测井仪器——（新产品，订货周期半年时间交货，2MHz、400KHz）（2）自然伽玛测井——（订货半年时间交货）（3）方位伽玛成像—（四探测器，合作开发，可以与随钻电阻率测井集成或单独订货）6、随钻声波井径—（合作开发）7、油藏动态分层监测—（合作开发）8、电缆测井新方法一、CPUC随钻测井新产品及开发项目需要开发新产品吗？需要技术合作吗？二、高温钻测量系统（MWD）为满足市场及客户的需求，2014年，香港合创国际有限公司推出集MWD（井斜、方位、工具面）、自然伽玛、电阻率为一体的高温随钻LWD测井系统新产品。高温随钻LWD测井系统简介A、高温随钻LWD测井井下系统模块（1）LWD（电磁波电阻率测井、自然伽玛测井）（2）MWD（方向传感器模块、脉冲发生器模块）（3）电池组模块（4）地面系统模块（数据获取、解码和显示技术）这些模块经过优化配置和组合，可以满足用户特定的需求。高温随钻LWD测井系统简介1、仪器耐温指标高高温：175ºC；压力：138Mpa。2、仪器可靠性高应用极限案例：175ºC条件下，连续无故障工作500小时。3、产品服务业绩优秀2004年～：销售随钻仪器500多套（1000支），多服务于北美市场（美国、加拿大、墨西哥…）。4、产品开发背景5、产品适应性（相关技术指标）、安全可靠性、经济优越性B、高温随钻LWD测井系统的特点高温随钻LWD测井系统简介1、脉冲发生器活塞补偿，没有橡胶气囊或波纹管；紧凑坚固的设计，部件比同类设备少50%；低功耗的设计；低操作成本；系统具有高可靠性；可兼容其他同类产品。高温钻测量系统（MWD）2、测斜探管自有专利的磁力计，提供出色的精确度；特殊加固的Z加速度计，可提高可靠性；使用标准通信总线，兼容其他QDT式的系统；该模块是目前行业内极端温度条件下最准确和稳定的产品。高温钻测量系统（MWD）3、电子模块提供井底信号处理、通信、电源管理；接头、底座、连接器及通讯协议均满足标准要求；模块化设计，维护成本低；兼容QDT式的系统。高温钻测量系统（MWD）4、井下仪器可打捞高温钻测量系统（MWD）5、地面系统使用业内领先的数据获取、解码和显示技术；可根据用户要求进行特殊配置；所有的组件以专业的方式集成。高温钻测量系统（MWD）三、随钻自然伽玛测井用一个高灵敏度的密封碘化钠闪烁晶体和一个坚固耐用的高温度光电倍增管，以达到高质量的测井曲线。三、随钻自然伽玛测井𝑇1𝑇4𝑇2𝑇3𝑅1𝑅2对称测量模式工作频率–2MHz和400kHz；激励、接收天线–四发,双收；提供测量曲线–8条经补偿的定量电阻率曲线四、双频电磁波传播电阻率测井1、NBMS—3000近钻头随钻短节结构五、CPUC近钻头随钻测量系统顺时针旋转360°，并以22.5°为单位，依次划分成为16个扇区。方位伽玛每秒计数采样100次，由磁力计和加速度计确定探测器方位的位置，定性描述特征与识别采用实时传输8个扇区数据图像；地面回放提供16～32个扇区数据图像。2、NBMS—3000近钻头随钻方位伽马成像五、CPUC近钻头随钻测量系统3、NBMS—3000近钻头随钻测量短节配接系统结构图五、CPUC近钻头随钻测量系统4、近钻头随钻测井信号传输工作流程MWD正脉冲发生器无线接收、发射短节螺杆钻柱串无线短传电阻率方位自然伽马成像井斜井斜方位工具面温度地面接收输出随钻测井参数：深、浅电阻率方位伽玛成像5、近钻头随钻电阻率测井地质应用02468101214161820298529902995300030053010301530203025RelsRcpuc电阻率/Ωm井深/m仪器直径：6½井眼直径：8½地层电阻率：0.7Ω.m2Ω.m5Ω.m2Ω.m10Ω.m20Ω.m1Ω.m利用近钻头随钻电阻率测井曲线定性确定饱和度、划分岩性wnwmtabRSR六、EM__MWD（多级分段无线传输、复合传输、混合传输）六、EM__MWD（多级分段无线传输、复合传输、混合传输）七、随钻探边—方位电阻率成像测井随钻方位电阻率成像测井的技术优势——与常规的LWD测量仪器对比而言，方位电阻率边界探测仪器主要优势：探测深、探边界、探方向麦克斯韦方程——描述定向电磁波测井仪器的数学物理模型式中：H为磁场强度，A/m；E是电场强度，V/m；𝐽𝑖为感应电流密度，A/𝑚2；𝐽𝑠为源电流密度，A/𝑚2；ｉ为虚数单位；ω为角频率，rad/s；𝜇0＝４π×10−7（H/m）；σ′为复电导率，S/m；ε为介质介电常数，F/m。定向电磁波传播随钻测量理论基础0isiHJJiEEiHJE采用发射线圈与接收线圈分别垂直或平行，仪器与地层界面平行，仪器旋转过程中，接收线圈的磁场分量𝐻𝑖𝑗（i，j＝ｘ，ｙ，ｚ）随仪器工具面角相对变化，ｉ、ｊ分别为发射线圈和接收线圈磁矩方向。可以看出磁场的９个分量中（实部和虚部），除了𝑯𝒛𝒛外，其余分量均具备方位分辨能力，而𝐻𝑧𝑧一般用来测量地层电导率。其中𝐻𝑥𝑧、𝐻𝑧𝑥、𝐻𝑦𝑧、𝐻𝑧𝑦——周期为２π𝐻𝑥𝑥、𝐻𝑦𝑦、𝐻𝑥𝑦、𝐻𝑦𝑥——周期为π显然，利用𝑯𝒙𝒙、𝑯𝒚𝒚、𝑯𝒙𝒚、𝑯𝒚𝒙分量无法直接区分相差180°的地层方位变化。我们在传统的随钻电磁波电阻率的基础上只需增加１个倾斜或横向接收发射（发射）线圈，即可实现对地层的方位识别。传统的随钻电磁波电阻率仪器一般只测量电磁场的zz分量，而随钻方位电磁波电阻率则实现了多分量测量。 HxzHyzHzxHHxxHxyHHyxHyyzzyzH定向电磁波传播随钻测量基本理论基础随钻超声井径测量原理假定超声波发射后所走的路程为S，所走的时间为T，超声波在泥装中的传播速度为V，则根据公式：S=V·T我们可以推算出超声波在泥浆中的传播速度：V=S/T式中，S为超声波传播所走的往返距离，随钻测井中换能器是放置在钻头上的，相当于换能器是处在油井的中心位置，换能器到井壁的距离则为超声波往返距离，假设测井仪器中心到换能器表面的距离为L，则可以把井眼半径表示为：R=L+S/2。八、随钻超声成像/随钻井径八、随钻超声成像/随钻井径高含水层高含水层油层油层封隔器高含水层高含水层九、油藏动态分层监测1、实现地层开、关控制实现油藏垂直井或水平井智能监测，可以开、关井下产层（产出井）。2、实现远程作业控制作业者可以通过远程开启井下，地面控制调节单个产层的生产状态。3、实现产液量控制通过双向通讯，调节流体控制阀，控制储层产液量。4、实现油井动态分层监测采用井下传感器（光纤含水率计、压力、流量、密度、温度）采集储层流体动态数据。九、油藏动态分层监测十、生产井测试技术矩阵电极结构分布设计1.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.1.0.0.0.0.0.0.0.0.0.1.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.1.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.1.0.0.0.0.0.0.0.0.0.1.十一、裸眼井电缆测井—侵入带电阻率测井新方法特色测井技术——1、高精度侵入带电阻率测井新方法；2、多球聚焦电阻率测井新方法；3、侵入带半径测井新方法高侵地层十二、裸眼井电缆测井—薄层扇区侧向测井方法051015202530354045-2-1012系列1系列20102030405060708090-2-1012系列1系列2地层参数为:Rm=3；Rs=5；Rxo=25；Dxo/2=0.25m；Rt=100；H=0.3m薄层反演测井曲线十三、高分辨率薄层电阻率测井新方法与反演技术结束语当今世界，随钻测量技术快速发展，已成为石油工程业界高科技的典型代表，甚至是衡量一个国家石油工业或公司钻井水平的象征之一。1、国外高度重视随钻测井新技术、新方法、前沿技术研发（1）壳牌公司模式一项钻井高新技术从发展到成熟需近5～10年时间，技术研发规划紧紧围绕公司发展战略需求进行设计，技术发展方向非常明确，并按“近、中、远”三个层次划分，对前瞻性项目，一般超前10年以上开始组织，持续长期攻关。（2）斯伦贝谢公司模式技术研发分10～15年、5～10年、3～5年、1～3年规划，实施研发一代、推广一代、储备一代科技战略。（3）技术特点“抢前抓早”—科技创新、技术领先。井下数据量越来越大，需要高速率、大容量上传井下信息实时传输成为随钻技术发展的瓶颈无线传输方式的传输速率均在100bits/s以下泥浆压力脉冲传输：12bits/s电磁波传输：通常10bits/s，有100bits/s报道声波传输：不成熟，最高50100bits/s结束语2、面向生产实际应关注的几项技术IntelliServ公司已生产出能够以2Mbit/s速度进行随钻信息传输的智能钻柱网络系统，数据传输速率是泥浆脉冲的近20万倍，国内还处于研发、试验阶段。从技术现状看，高速信息钻杆、智能钻杆等“有线”方式是实现高速大容量传输的重要途径。结束语随着油、气藏储层勘探与开发愈加复杂化，挑战也越来越大，地质导向技术也相应的向综合性、多参数、三维可视化、决策迅速的方向发展。·旋转导向钻井技术·近钻头测量传感器技术·随钻测井三维地质建模技术·远程数据传输技术结束语救援井作业密集井防碰井眼连通结束语煤层气——联通井稠油开采——平行井开发区块钻井——防碰海上事故井——救援井结束语结束语径向钻井—新型破岩技术新型建井技术—包括微井眼、单直径井…新一代深井钻井技术未来一趟钻技术智能钻井系统—相关技术超前视功能的NBMS/LWD地质导向仪—近钻头方位电阻率、钻头电阻率结束语3、建议加强随钻测井基础理论研究，高度重视前沿技术、储备技术的研发，实施国内外强强联合（优势互补、借用“外脑”、搭乘技术“快车”…），“抢前抓早”占领相关技术优势领域，以此确保企业的可持续发展，满足油田勘探、开发的技术服务需求。结束语