随钻测井

水平井测井技术与随钻测井中国石油天然气股份有限公司勘探与生产工程监督中心Ⅰ水平井测井技术水平井在上个世纪二、三十年代最早出现在美国，八十年代中期因油价影响被油公司高度关注并取得革命性发展。我国的水平井技术始于1965年在四川钻探的磨3井，受当时技术条件的限制，未达到预期的设计效果。Ⅰ水平井测井技术通过“八五”技术攻关，我国的水平井技术取得了长足的进步，形成了水平井设计、钻井、测井、完井、射孔、采油、动态监测等一系列配套应用技术。目前国内外完钻的水平井五花八门，各有千秋，其主要目的和应用大致可分为：水平井类型阶梯式水平井三维水平井连通水平井成对水平井138013901400141014200100200300400500600水平段m垂深m“拱”型水平井多靶点水平井分枝水平井ABABBAH0.7侧钻井水平井常规水平井Ⅰ水平井测井技术多目标勘探与评价：Ⅰ水平井测井技术增加泄油面积：Ⅰ水平井测井技术克服地面条件限制：Ⅰ水平井测井技术改善油藏开发效果$$$$$提高经济效益Ⅰ水平井测井技术设计井位示意水平井井身剖面设计是水平井施工的重要环节，剖面优化能有效地降低钻进过程中的摩阻扭矩、降低施工难度。从曲率半径分:26°/30m630°/30m510°/m长半径水平井短半径水平井中半径水平井常规水平井首选类型优点：水平井总进尺及定向控制段比长曲率半径少、施工难度比短曲率半径小Ⅰ水平井测井技术Ⅰ水平井测井技术M－11井：BP公司于英国南部WytchFarm开发区，垂直井深1605米，水平位移10114米，97年5月开钻，98年1月完井。随钻测井、随钻测量、地质导向、电缆测井。Ⅰ水平井测井技术测井难题机械方面解释方面测量方面仪器不能通过井眼重力牵引作用减弱流体的流动相态地层不对称各向异性解决油藏问题Ⅰ水平井测井技术测井输送方式湿接头式钻杆输送保护蓝式钻杆输送挠性管输送所有常规仪器适合各类井型随时循环泥浆不存在对接失败能保证仪器安全裸眼、套管、环空…不需钻机不需对接可进行常规打捞作业Ⅰ水平井测井技术众所周知，几乎所有测井仪器都是以近于铅直穿过近水平地层的常规垂直井而设计的。Ⅰ水平井测井技术模拟试验条件为均匀无限介质。Ⅰ水平井测井技术在仪器使用和资料解释评价过程中，我们始终假设（这一假设被约定俗成）地层以井轴为对称轴径向对称，在垂直井中这一假设通常是比较接近实际的。但在定向井（大位移、大斜度）和水平井中，这个假设就很难成立了。地层不是以井轴为对称轴径向对称，而是径向不对称和各向异性。Ⅰ水平井测井技术水平井测井响应：Ⅰ水平井测井技术在垂直井中，仪器的测量值主要是仪器所在地层贡献；在水平井中，仪器的测量值常常是仪器所在地层和围岩特性参数的加权平均。在极端情况下贴井壁测量仪器两个极板测量值可能差异很大。仪器响应受径向不对称性和各向异性的影响程度取决于它们各自的探测深度。探测深度越深，影响程度就越严重。水平井测井响应：Ⅰ水平井测井技术水平井井眼几何特性：Ⅰ水平井测井技术水平井泥浆侵入保持井壁稳定清除钻屑重泥浆坍塌漏失堆积湍流清除钻具研磨Ⅰ水平井测井技术螺纹井眼：湍流清除25°－65°岩屑床层流清除泥浆流动方向前冲力重力浮力浪状波纹Ⅰ水平井测井技术角度固定滑动方式转动方式螺纹井眼：最大主应力Ⅰ水平井测井技术水平井侵入特性：水平井垂直井Ⅰ水平井测井技术仪器探测特性径向平均型定向聚焦型双感应、球型聚焦双侧向补偿中子自然伽马密度微球型聚焦地层倾角Ⅰ水平井测井技术双感应测井仪器探测深度较深，常用于确定水平井井眼与地层界面的距离，当中感应探测到地层界面信息时，曲线才有反映。但此时无法确定井眼到底是临近地层的上界面还是下界面。Ⅰ水平井测井技术XX井实钻轨迹图Ⅰ水平井测井技术XX井实钻轨迹图Ⅰ水平井测井技术GR：8inCNL：12inDEN：6in径向平均定向聚焦Ⅰ水平井测井技术砂岩泥岩泥岩—砂岩：砂岩泥岩砂岩泥岩DENGRCNLDENGRCNLⅠ水平井测井技术泥岩砂岩泥岩砂岩砂岩—泥岩：砂岩泥岩砂岩DENGRCNLDENGRCNLⅠ水平井测井技术XX井实钻轨迹图Ⅰ水平井测井技术深度(m)自然伽马(API)10160自然电位(mv)50100井径(cm)1843深侧向(Ωm)0.2200浅侧向(Ωm)0.2200微球聚焦(Ωm)0.2200声波时差(μs/ft)18040补偿中子(%)86-14补偿密度(g/cm3)1.22.8192019301940195019601980自然伽马(API)10160深度(m)深侧向(Ωm)0.2200浅侧向(Ωm)0.2200192019301940195019601980Ⅰ水平井测井技术深度(m)自然伽马(API)10160自然电位(mv)50100井径(cm)1843深侧向(Ωm)0.2200浅侧向(Ωm)0.2200微球聚焦(Ωm)0.2200声波时差(μs/ft)18040补偿中子(%)86-14补偿密度(g/cm3)1.22.81980199020002010202020302050深度(m)自然伽马(API)10160自然电位(mv)50100井径(cm)1843深侧向(Ωm)0.2200浅侧向(Ωm)0.2200微球聚焦(Ωm)0.2200声波时差(μs/ft)18040补偿中子(%)86-14补偿密度(g/cm3)1.22.8211021202130214021502170Ⅰ水平井测井技术在直井中井眼与地层接近正交，曲线的半幅点对应于地层界面，利用基准曲线法和校深曲线法基本能实现所有曲线在深度上对齐。在水平井中井眼与地层的交角很小，曲线的半幅点不一定都对应地层的界面，传统的校深方法受到挑战。使用校深曲线法进行校深时，要保证校深测井仪器两次测量时的运行轨迹尽量一致。深度校正：Ⅰ水平井测井技术环境校正浅探测曲线深探测曲线中子密度声波自然伽马双侧向双感应为什么？Ⅰ水平井测井技术测井解释流体性质分析井眼轨迹分析储层参数油藏描述地质数据体轨迹精细分析修正数据体误差Ⅰ水平井测井技术XX井实钻轨迹图Ⅰ水平井测井技术当使用随钻测量仪时，随钻测量资料可作为测井环境校正和侵入校正的最重要参照资料之一。实时测量地层未受污染或侵入很浅LWD_GR(API)0150GR(API)0150深度(m)PD_LWD(Ωm)0.330RILD(Ωm)0.330AT_LWD(Ωm)0.330RILM(Ωm)0.33019001950200020502100215022002250230023502400245025502600Ⅰ水平井测井技术单一砂层的水平井，水平段内射孔校深的精度要求不是很高，但根据储层精细评价结果，对孔眼的方位及孔密要求相对比较严格。水平井射孔：Ⅰ水平井测井技术流体监测：三参数五参数七参数磁定位自然伽马井温持水流量密度压力Ⅰ水平井测井技术定向井流动状态Ⅰ水平井测井技术测井仪器Ⅰ水平井测井技术建立三相流动实验室Ⅰ水平井测井技术阵列测井仪：Ⅰ水平井测井技术技术进步随钻测量建立新模型改善仪器水平井、定向井、垂直井裸眼井、套管侧钻井没有钻进时间、存储空间的限制高分辨率阵列测井仪方位聚焦测井地质学岩石地球物理随钻测井三十年代提出随钻测井的设想随钻成像仪七十年代商业使用随钻测井邻井测井数据地震数据地质模型随钻测井数据随钻测井设计井眼轨迹和实钻井眼轨迹的差异随钻测井钻压扭矩泵压排量岩屑钻时井斜转速方位自然伽马电阻率地面系统现场工程师实时解释实时分析优质工程随钻测井可靠的MWD实时导向控制涡轮发电机供电测量数据交会进行界面确定近钻头导向井眼定位泥浆脉冲传输／井下存储适用钻具：4¾－9½涡轮发电机方位井斜自然伽马工具面、温度NaviGamma随钻测井★四个补偿功能的双频发射线圈、两个接收线圈；★8个探测深度、32个测量数值★2MHz高垂直分辩率，区分薄层和油水界面★400MHz横向探测范围大（原状地层），地质导向，早期地层边界探测和油水界面确定★适用造斜率30°／100ft随钻测井★补偿中子孔隙度，改进的微处理器，高静态测量精度，高采样率★准确的体积孔隙度测量★全能谱范围的实时测量随钻测井★地层体积密度、光电吸收截面指数、声波数据采集★准确的体积密度测量★实时方位密度测量为地质导向提供保证★通过声波井径进行环境校正、井眼体积计算★提取密度影像进行构造倾角计算★实时旋转导向测量随钻测井常规自然伽马(API)50100常规深侧向(Ωm)0.2200常规浅侧向(Ωm)0.2200深度(m)随钻自然伽马(API)60160随钻深侧向(Ωm)0.2200随钻浅侧向(Ωm)0.220018801890190019101920193019401960常规自然伽马(API)0100常规浅侧向(Ωm)0.2200常规深侧向(Ωm)0.2200深度(m)随钻自然伽马(API)0100随钻深侧向(Ωm)0.2200随钻浅侧向(Ωm)0.22001910192019301940195019601980随钻测井★旋转导向技术PowerDrive：定向井,水平井,大位移井PowerV：全自动化垂直钻井★GeoSteering近钻头地质导向技术随钻测井•近钻头井斜方位测量•可用于6“–22”井眼•最高压力和温度–20000psi135C•可利用马达推动PowerDrive/PowerV,加大扭矩,加大转速,更进一步提高钻速Pad开Pad关★钻具旋转时进行导向摩阻类型发生变化降低钻具粘卡的风险井眼更平滑解决井眼净化问题提高钻速★用于定向井,大斜度井,大位移井和水平井★在划眼和倒划眼时仪器都能正常工作PowerDrive：随钻测井★钻具旋转时进行纠斜摩阻类型发生变化降低卡钻风险井眼更平滑最大限度提高钻速★在钻进时自动感应井斜进行自动化纠斜★解放钻压,正常钻进提高钻速★在划眼和倒划眼时仪器都能正常工作PowerV：随钻测井随钻测井高油藏钻遇率增加有效泄油面积，提高单井产量井眼轨迹位于油藏最佳位置井身位于油藏物性较好的部位井眼保持在油水界面安全距离之上近钻头地质导向：XX井实钻轨迹图随钻测井保持井眼轨迹平滑：井眼轨迹起伏较大时，对完井作业、射孔、采油、动态监测都会造成不利影响。近钻头地质导向：随钻测井近钻头地质导向：常规水平井钻井不能有效达到以下特点高油藏钻遇率井眼轨迹位于油藏最佳位置井眼轨迹平滑随钻测井近钻头地质导向：★不能有效及时根据地层变化修正井眼轨迹测量点离钻头太远(10m)★不能清楚的确定井眼轨迹和地层的关系，没有方向性测量(只靠平均值)随钻测井近钻头地质导向：XX井实钻轨迹图常规水平井钻井随钻测井近钻头地质导向：实时近钻头测量(离钻头2米)伽马，电阻率，井斜实时钻头电阻率(测量钻头前方电阻率)实时方向性测量(测量井眼上下方)伽马，电阻率GeoSteering近钻头地质导向钻头电阻率塔里木油田TZ40-H7范例-0.150.150.45Porosity1.952.452.95Density1101001000Resistivity075150GR0-100-200-300-400-500-600-700DriftalongtheSectionat307.6deg(m)432543204315431043054300TVD(m)16.8331.5336.2641.4445.8352.7166.0474.7586.61100.41107.03111.15119.04127.76139.86PlanGRModTNPHModROBBModResActResModGRActTZ40-H7HorizontalSectionPre-JobModel-GRFormationProperty设计-0.150.150.45Porosity1.952.452.95Density1101001000Resistivity075150GR-100-200-300-400-500-600-700-800-900DriftalongtheSectionat307.6deg(m)432543204315431043054300TVD(m)16.8331.5336.26