14--FELWD随钻测井系统在地质导向中的应用吴杰

FELWD随钻测井系统在地质导向中的应用二零一二年五月二十五日汇报人：吴杰单位：随钻测井中心目录一、引言二、国内外随钻测井仪器发展现状三、LWD仪器地质导向原理四、FELWD随钻测井系统应用实例五、结论一、地质导向钻井技术的形成在开采小油层、断块油层、薄油层和老油田衰竭剩余油藏等油藏的过程中常规的直井、定向井和水平井钻井技术和普通的随钻测量仪器无法引导井身轨迹准确的穿越储层。为了对上述油藏进行有效开采、提高开发效益、降低开发风险,经过不断的探索和发展,在几何导向钻井技术的基础上,逐步形成了地质导向钻井技术[1]。地质导向定义：用地质准则来设计井眼的位置[2]。LWD随钻测井仪器和带有测近钻头地质参数的仪器都能进行地质导向钻井，本文着重讨论LWD随钻测井仪器在地质导向钻井中的应用。一、引言二、国内外随钻测井仪器发展现状一、引言二、国内外随钻测井仪器发展现状三、LWD仪器地质导向原理四、FELWD随钻测井系统应用实例五、结论Schlumberger公司的VISION系列与EcoScopeEcoScope和VISION比较集成度更高，测点离钻头更近,井眼轨迹传感器和地层评价传感器装在一个钻铤上，采用中子发生器替代化学源。二、国内外随钻测井仪器发展现状二、国内外随钻测井仪器发展现状二、国内外随钻测井仪器发展现状贝克阿特拉斯公司的TraKTM系列哈里伯顿公司的FEWD系统：伽马DGR电阻率(EWR-4™、EWR-5™）中子孔隙度(CNΦ™、CTN™)密度(SLD™、ALD™)声波(BAT™)核磁共振(NMR-LWD)地层压力测试(GeoTap威德福公司的Weatherford®LWDHAGRTM高温方位伽马SAGRTM方位伽马能谱MFRTM多频电阻率TNPTM热中子孔隙度AZDTM方位密度ShockwavaTM随钻声波威德福公司2008年分别在北海和墨西哥湾创造了LWD仪器使用最高井温（194℃）、井底压力（233MPa）的世界纪录。国外随钻测井发展趋势是：多参数，高速率，组合化，小型化，阵列化二、国内外随钻测井仪器发展现状1987，机械单多点测斜仪2008，LWD系统研究2003，MWD系统1992，电子单多点测斜仪1993，引进BGD制造技术中国石油测井有限公司随钻测井技术发展历程2010，国内首套三参数随钻测井系统FELWD二、国内外随钻测井仪器发展现状三、LWD仪器地质导向原理一、引言二、国内外随钻测井仪器发展现状三、LWD仪器地质导向原理四、FELWD随钻测井系统应用实例五、结论三、LWD仪器进行地质导向原理◆LWD仪器在大井斜角度钻进时能够预测未钻遇地层三、LWD仪器地质导向原理=()LWDLWDtg仪器探测半径预测距离仪器测点零长井眼轨迹与地层夹角图1LWD仪器预测未钻遇地层原理模型图GIR探测深度1.34,测点零长9m；井斜83°时能够预测钻头前方：1.9m,井斜85°时能够预测钻头前方：6.3m,三、LWD仪器地质导向原理在陆相沉积地层中储层没有油水同层的现象且地层构造稳定可以通过单一的自然伽马曲线判断岩性。构造不稳定可根据自然伽马和电阻率曲线在各种岩性中的响应关系判断钻遇地层岩性。基本原理是利用电阻率在泥岩中呈现低值，在含油气砂岩中呈现高值，自然伽马在泥岩中呈现高值和砂岩中呈现低值的特性,观察砂、泥岩及过渡带岩性在曲线上的明显反应及形态变化,分析判断是否钻入油层[3]。综合地质录井、气测资料进行地质导向施工。◆根据各种地层的物性特征判断所钻遇地层图2各种地层伽马、电阻率、孔隙度曲线特征[4]电磁波电阻率类仪器在井斜角大于60°时，仪器在穿过不同电阻率地层界面上时测井曲线会出现明显的极化角，电阻率数值有显著变化[4]。极化角有助于判断地层界面。三、LWD仪器地质导向原理图3电磁波电阻率在不同电阻率地层界面钻进时极化角特征与均质砂岩储集层相比，海相灰岩、白云岩储集层具有岩性复杂、储集空间类型多样、非均匀各向异性强、孔隙低、渗透性高、双重孔隙介质侵入特性等复杂的地质现象，无规则的地质规律可寻。至于随钻测井，由于其特殊的测量环境，海相灰岩、白云岩储集层电阻率幅值大多在2×104Ω•m左右。对测井仪器要求更高。为了准确地辨别岩性进行地质导向除了需要伽马、电阻率曲线外还需要进行孔隙度随钻测井（声波、补偿中子、岩性密度）[5]。三、LWD仪器地质导向原理四、FELWD随钻测井系统应用实例一、引言二、国内外随钻测井仪器发展现状三、LWD仪器地质导向原理四、FELWD随钻测井系统应用实例五、结论◆GIR方位伽马感应电阻率仪器介绍GIR方位伽马感应电阻率仪器将随钻方位伽马仪器和随钻感应测井仪器集成在一只钻铤上，同时进行伽马和电阻率测量。自然伽马测量范围：0API～500API电阻率测量范围：0.2Ω•m-2000Ω•m感应电阻率探测深度：1.34m,纵向分辨率：1.2m。四、FELWD随钻测井系统应用实例图4感应电阻率测量原理图大北P平2井位于松辽盆地南部中央坳陷区红岗阶地大安北构造，目的层葡萄花油层储层主要为三角洲前缘河道砂、席状砂，侧变较快、连通性较差，为岩性油藏。油层有效厚度较薄，储量丰度低，单井产能低。采用水平井开发可以提高单井产能、提高开发效果。目的油层厚度1.5米，且油水同层。该井是大安地区第一口水平段超过1000米的评价水平井。四、FELWD随钻测井系统应用实例◆GIR方位伽马感应电阻率在大北P平2井的应用图5大北P平2井地层地震剖面四、FELWD随钻测井系统应用实例在井深1631米、井斜达到83°后起钻下入GIR方位伽马感应电阻率仪器找油层，实时曲线显示正在泥岩里面钻进，于是将井斜增至84°-85°稳斜找油，在垂深1484米处钻遇油层，随后进入水平段施工，通过伽马曲线和电阻率曲线判断当伽马值高于100API，电阻率值低于5Ω•m即钻出砂岩储层进入泥岩，在施工过程中同时综合气测录井、岩屑特征进行地质导向施工，全烃含量在大部水平段达到30000ppm，该井油层钻遇率达到86%。图6大北P平2井实时垂深测井曲线◆WPR电磁波电阻率仪器介绍WPR电磁波电阻率随钻测井仪采用四发双收对称天线系统，两种工作频率2MHz和400KHz同时工作，能提供8条不同探测深度电阻率曲线，其中相位差电阻率曲线4条，幅度衰减电阻率曲线4条。它应用了最佳的对称补偿方法，消除了井眼不规则的影响、天线系统和电路系统的漂移，提高了电阻率测量精度。测量范围：0.1Ω•m-2000Ω•m。最大探测深度：1.67m。四、FELWD随钻测井系统应用实例图7电磁波电阻率补偿原理图◆WPR电磁波电阻率在榆平1井的应用榆平1井是长庆油田2011年在榆林地区施工的一口重点气探井，完井井深3764米，其目的层为石盒子组盒8上段气层，由于该井是在所在地区打的一口气探井，甲方要求在施工过程中加测随钻伽马电阻率进行地质导向施工，该井在整个造斜段施工15天，钻遇目的气层。自然伽马、和电阻率对应关系很好，随钻伽马的薄层分辨率高，随后和电缆测井5700仪器进行对比发现：无论是电阻率数据还是伽马数据相关性都较好,泥浆电阻率远小于地层电阻率时电磁波电阻率探测深度深。四、FELWD随钻测井系统应用实例图8榆平1井随钻伽马、电阻率与5700侧向、自然伽马对比图◆GRT伽马侧向电阻率随钻测井仪介绍侧向电阻率随钻测井仪器使用四个间隔90°独立的接收电极来对地层电阻率测量。不用转动仪器就可以获得方位侧向电阻率。早期指示围岩地层的方向和距离，避免钻出油层。宽探测范围，对于高阻油藏有明显的优势；实时数据能指示围岩的距离和方位，能够准确判断油气水层。测量范围：0.2Ω•m-20000Ω•m。四、FELWD随钻测井系统应用实例图9侧向电阻率测量原理图10实时数据能够指示围岩方位、边界距离◆GRT随钻侧向在录取测井资料中的应用目前主流的波传播仪器由于原理限制，对于海相碳酸盐沉积的地层测值误差较大，但是采用电流测量方式的侧向电阻率仪器能解决上述问题，最大测量值能达到20000Ω•m，目前通过钻后测井模式已在塔中油田的多口超过6000米的深井中取得了合格资料，解决了在复杂井况下录取测井资料的难题。若采用实时模式，侧向电阻率可以提供四个方位电阻率曲线，有效指导现场施工人员进行地质导向施工，判断盖层的边界和距离。四、FELWD随钻测井系统应用实例图11侧向电阻率在中古xx井测得曲线◆水平井解释软件LOGXD有助于地质导向更好地入靶LOGXD是一款水平井、大斜度井测井资料处理解释软件，开钻前利用邻井的测井资料、地震资料建立地层模型，在钻进过程中再导入实时的测井数据跟踪钻头轨迹，结合FELWD的远程传输功能组成专家系统实时指导现场导向施工。四、FELWD随钻测井系统应用实例调整设计轨迹施工NY建立地层模型确定井眼轨迹实时测井数据按照设计轨迹施工找到油层实际地层与邻井地层模型对比相同收集邻井测井、地震资料试油、评估施工效果图12使用LOGXD进行地质导向施工流程图四、FELWD随钻测井系统应用实例图13大北H平1井LOGXD实时处理测井曲线界面◆结论(1）LWD仪器虽然不是近钻头测量但在大斜度井中仍然能够进行地质导向作业，不同的沉积地层需要不同的随钻测井仪器来指导现场作业。（2）FELWD系统能够准确地测量地层的岩性参数、地层电阻率，同时通过LOGXD水平井解释软件根据邻井测井资料、地震剖面建立合理的地层模型能更有效地引导地质导向作业。（3）在现场进行地质导向作业除了参考随钻曲线外还得根据现场岩屑录井、气测数据综合判断。五、结论谢谢不足之处请各位专家指出