1. 测井技术
问题太模糊。给个基本的:
测井,也叫地球物理测井或石油测井,简称测井,是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性,测量地球物理参数的方法,属于应用地球物理方法(包括重、磁、电、震、测井)之一。石油钻井时,在钻到设计井深深度后都必须进行测井,又称完井电测,以获得各种石油地质及工程技术资料,作为完井和开发油田的原始资料。这种测井习惯上称为裸眼测井。而在油井下完套管后所进行的二系列测井,习惯上称为生产测井或开发测井。其发展大体经历了模拟测井、数字测井、数控测井、成像测井四个阶段。
通常地球物理测井,把利用电、磁、声、热、核等物理原理制造的各种测井仪器,由测井电缆下入井内,使地面电测仪可沿着井筒连续记录随深度变化的各种参数。通过表示这类参数的曲线,来识别地下的岩层,如油、气、水层、煤层、金属矿床等。
对石油工业来说,在勘探期间寻找新油田的测井称勘探测井,内容有:①地层倾角测井(了解地下构造及沉积构造);②饱和度测井(识别岩性、油、气、水储集层);③电缆式地层测试(对油、气、水储集层进行测试)。
在开采过程中的测井称开发测井。主要测定井下油、气、水层的岩石物理性质,监测各油层的工作情况,检查开发井的技术状况等,是开发井采取作业措施和进行油田开发调整的重要依据。内容有饱和度测井、生产测井、工程测井。
2. 海上油管输送射孔与钻井中途测试技术
一、海上油管输送射孔技术
最早的采油方式是裸眼采油或筛管采油,随着固井工艺的产生,发展了射孔采油方式。1932年美国LENEWELLS公司开始子弹式射孔,1946年WELEX公司开始使用聚能射孔弹射孔,1949年麦克洛夫公司开始搞油管输送射孔(TCP),但由于技术上的欠缺而没有发展起来,1953年EXXON和斯伦贝谢尔公司开始搞过油管射孔,1970年VANN公司正式将TCP用于生产。
目前世界一流的射孔公司有Compac、Halliburton、Owen、Goex、Baker、Schlumberger等公司。这些公司的射孔器材共同的特点是:产品系列化程度高、加工精度高、检测手段完备、检测数据准确齐全、技术更新快、向高密度多方位高技术发展、低岩屑污染小。
国内在1958年以前使用苏联的枪身射孔器,20世纪60年代初开始用磁性定位器测套管接箍进行定位射孔,70年代广泛开展使用了过油管射孔,80年代中期开始引进油管输送射孔TCP技术,1988年以后逐渐在各油田推广使用。
随着海上勘探成果不断扩大,海洋石油勘探开发工作的重点将进一步由勘探向开发转移,油田开发井将逐年增加。然而,海上准备开发的油田大多属于边际油田,若在开发中采用进口器材进行作业,则有很多边际油田因成本高而无法进行开发。为满足海上油气田勘探开发井作业中所需的新型系列射孔器材,用国产射孔器材全面替代进口产品,降低开发成本,填补套管高密度射孔在国内的空白,推进我国海洋石油勘探开发进程,研制新型射孔器材成为当务之急。我国射孔器材产品尽管在小口径、低密度上取得了较大的成就,但与国际相比总体水平仍然较低,加工精度也较差,加之产品系列不配套、检测手段不完善,无法完全满足海上作业的需要。
为使海洋石油勘探开发进一步降低成本,加快射孔器材的国产化进程,中国海油开发研制了油管传送射孔(TCP)——HY114、HY159射孔抢,并将这一具有自主知识产权的实用新型专利设计产品尽快地应用于生产。
(一)海上射孔
1.射孔
利用火攻器材或其他能源的能量射开套管、水泥环和地层,沟通油气流通道的井下作业叫做射孔。
在勘探开发过程中射孔是一项不可缺少的重要手段。经钻井、录井和测井发现了油气层之后,就要下套管、固井,然后必须射孔,进行试油,以确定该油层有无开采价值。对于开发生产井,进行完井作业、射孔,而后才能进行下生产管柱、下泵、防砂等其他采油、注水等作业。油气田在开发过程中,若进行开发方案的调整,往往需进行补孔,以保持油气田的产量。
随着射孔技术采油技术的发展和我国各大油田二三十年来在勘探开发工作中的经验积累,逐步提高了对射孔技术重要性的认识,对射孔作业越来越予以重视,因而近年来我国射孔技术有了飞速的发展,取得了很大的成绩。
2.射孔方式
目前国内外广泛被采用的射孔方式主要有3类:①电缆输送射孔;②过油管射孔;③油管输送射孔(TCP)。
这3类射孔都属于炸药聚能射孔,即利用制成倒锥形的高能炸药在爆炸时产生的聚焦高能射流来射开套管和地层的工艺。
最近水力射孔在穿透深度上有新的突破,但还没有广泛地推广使用。
3.射孔工艺
射孔工艺有正压射孔和负压射孔两种,根据现场不同的井筒条件、地层条件以及完井工艺要求选择不同的射孔工艺。
a.正压射孔:为了顺利地采出地层里的油气,钻井之后必须下套管并固水泥于套管与地层之间,然后射开油气层井段的套管和水泥环,沟通油气流通道。因而在射孔之前,地层和套管里边是两个不同的压力系统。如果套管中的液柱压力大于地层压力,射孔后井液会压向地层,加上射孔的压实作用和杵堵,就构成了对地层的“二次污染”,这叫正压射孔。
b.负压射孔:射孔时套管里液柱压力小于地层压力,射开以后地层中的油、气流向井筒,能将射孔产生的碎屑冲出来,井液也不会进入地层。这叫负压射孔。负压射孔能产生回流清洗孔眼,消除二次污染,因而能大大提高油气井的产能。负压射孔是最好的射孔方式,但要实现负压射孔,电缆输送方式是不行的。过油管射孔只是在第一枪才可以构成负压,第二枪及以后均为等压射孔。而由于井口防喷装置长度的限制,过油管射孔每次下井的枪长度有限,只射一枪的井很少,所以过油管射孔不能满足负压射孔的要求。只有油管输送射孔(TCP)才能满足负压射孔的各种要求。
(二)海上油管输送射孔仪
油管输送射孔(简称TCP)是用油管或钻杆将射孔器材输送到井下进行射孔的。它与电缆输送射孔相同的地方是同样用雷管、导爆索、传爆管和射孔弹4种火工器材,同样适应于各种套管的射孔枪。
1.油管输送射孔特点
与电缆输送射孔不同的地方只是输送和引爆方式不同,其特点是:
输送能力强,能一次射开几百米油气层,作业效率高;
使用大直径、高孔密射孔枪和大药量射孔弹,能满足高穿深、大孔径的射孔要求;
按设计要求构成大的负压差,射孔时能充分清洗孔眼,消除二次污染;
达到高的产率比,提高单井产量;
在射孔后立即投产,快速受益;
在引爆前安装好井口和井下安全接头等控制设施,确保安全;
与DST测试联合作业求准地层的产能;
使用范围广:适合于大斜度井、水平井、高压油气井、腐蚀性井液井、砾石充填井、双油管采油井、泵抽井等。
2.油管输送射孔管柱结构
图7-78打开取样筒
(二)地层测试器研究
研究一套井下泵抽式流体取样测试器及其解释系统,通过其泵抽系统能够取得地层流体真样,通过压力测试曲线计算油气层的渗透性、压力分布、产能等参数,部分替代中途试油技术。主要研究内容包括以下5个方面。
1.仿真实验模型及数值模拟
仿真模型采用三维圆柱体或球体结构,模拟复杂的井眼及地层条件。通过模拟仿真实验来研究在不同地层压力、不同流体饱和度、不同渗透率、不同泥饼厚度以及不同排液速度等条件下,仪器的响应特性,从而建立地层特性与仪器数值响应关系。针对渤海大油田不同的储层条件,建立具有对不同地层压力和流体进行采样的模型,取得一系列的实验数据。重点考虑:①地层浅和弱胶结疏松砂岩对仪器及解释模型的特殊要求;②稠油开采条件下的趋肤效应和存储效应;③油井出砂情况下对模型的影响。
兼顾陆上各类油气田的储层特性,进行针对性模拟。研究带有管线存储和表皮效应的各向异性非稳态渗流模型;研究双探针各向异性解析解;研究谐波压力和脉冲的相位延迟渗流模型;研究双探针有限元模拟方法。
2.液压动力系统结构设计与制造
钻井中途油气层测试技术的井下仪器包括电子线路、液压动力系统、PACKER(座封液压探头)系统、泵抽系统、流体特性实时识别系统、反向注入模块、PVT(Pressure,Volume,Tem-perature)取样筒、大取样控制模块等。这些模块的设计除了满足工程上的要求外,受特定工作环境所限,需要考虑高温、高压等恶劣井况条件的要求。由于这些系统都是非常精密的机械装置,故在本仪器的机械设计与制造工艺方面有着相当大的难度。具体是液压源的体积、功率、温度设计;液路及液压阀门系统设计;双探测器对三维动态流体模型影响下的间距设计;研究复杂地层条件下高压流体排出泵的设计制作;不同流体、不同地层压力条件下的流体反向注入技术;流体自动识别技术;取样控制及其样品保存技术研究。
3.电子控制与数据传输模块的设计与制造
井下电子线路部分主要具有两个功能,一是接收地面发来的指令并进行译码,以控制井下仪器各种机械动作和监测仪器各种状态;二是进行数据采集与数据转换,并将数据传输到地面进行处理。具体是MPU(Micro Processor Unit)微处理器控制电路;继电器控制电路;各种传感器信号处理电路;数据采集处理与传输。
4.地面支持系统
包括地面面板和系统软件,油气层特性测井仪的所有井下功能都由地面系统控制。包括测试数据的记录、不同测试参数的地面调整(如测压采样点的确定,预测体积、泵排速度、压力降的选择等)、井下工况及采样流体性质的判断。它的泵抽系统能对流过仪器或被抽进采样筒的液体进行同步监测和计算其特性参数。这些功能的实现都需要地面软件的支持。
5.测试制度设计、资料解释模型研究与解释软件开发
a.不同油气藏测试工作制度设计方法。对稠油、低渗透、油气水多相等复杂条件,研究测试时间短、流速低、排出量小的合理测试工作制度,泵排的时间控制,多探针垂向干扰测试设计。
b.低速、短时压力资料的定量解释和解释新模型开发。球形和圆柱形压力降和压力恢复叠加分析,考虑管线井储和表皮效应的典型曲线分析,流动期识别和流动模型,多层模型、复合模型、多相流模型,垂向干扰模型、反向注入模型,油藏边界分析模型。
c.与三维地震、钻井、录井、油藏工程等多学科综合评价研究油气藏方法。确定合适钻井液,完井设计,油藏开发建议,研究部分代替DST(Drill Stem Test)的短时间测试产能预测技术。
d.资料解释软件系统。
上述研究的关键技术包括三维仿真模型研究与数值模拟计算;高温高压微型液压动力系统;双PACKER系统;光谱流体识别技术;流体采样与样品保存技术;井下实时自控系统;地面测量与控制系统;复杂油藏的资料解释方法;反向流体注入技术。
地层测试技术研制成功将在油气勘探中解决重大疑难地质问题:重复抽样和重复测试,使压力测量更为准确;利用泵抽技术将泥浆滤液排出,获取原状地层流体样品;双封隔器技术,保证在任何岩层中取得地层流体样品,解决单封隔器在稠油粉砂岩中取样堵塞等问题;将逐步替代试油技术,成为地层评价的重要工具,并为降低成本提供有利工具。另外,鉴于目前国内尚无较好的油气裸眼井分层测试技术可以利用,可以作为开展海洋或陆上石油勘探井和开发井分层动态测试及取样测试,不失为一项极好的分层动态直接测量技术。海洋与陆上每口油气井都需要进行这项地层动态取样测试。凭借其测取的前所未有的、十分完备的油藏分层动态资料,就可以确切地、完美地认识油层及各个分层,并将其测试结果用于油气勘探、油田开发、采油工程的各个方面,有利于高质量高速度高效率地进行油气勘探及油气田开发。再就是,储层特性测井仪器将具有自主知识产权,拥有国内外市场竞争的法律地位,可以冲破种种限制,对国外提供这种测井技术服务,从而获得较好的经济效益。
3. 测井的原理
测井,是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性,测量地球物理参数的方法,属于应用地球物理方法(包括重、磁、电、震、测井)之一。石油钻井时,在钻到设计井深深度后都必须进行测井,又称完井电测,以获得各种石油地质及工程技术资料,作为完井和开发油田的原始资料。这种测井习惯上称为裸眼测井。而在油井下完套管后所进行的二系列测井,习惯上称为生产测井或开发测井。其发展大体经历了模拟测井、数字测井、数控测井、成像测井四个阶段。
4. 井间测量
1.电阻率法
在油田裸眼井之间通以电流并测量井间电位来求得地层电阻率。根据电流和电位的测量值用波伊森方程可以得到流体饱和度的分布。国内胜利油田和美国电磁仪器公司(EMI)等合作,在井间电磁成像技术的现场实验和应用研究方面取得了重要进展(赵文杰等,1999),成功地进行了三对井的大型现场实验,不仅实现了大井间距(达430m)的裸眼井井间电磁测量和成像,而且还在过一层金属套管的井间电磁测量和成像方面取得突破,从而展现出井间电磁成像技术在油藏描述和监测中的重要应用前景。
2.井间示踪剂测试
此方法是将两种或多种在油相和水相之间具有不同分配系数的示踪剂注入井中,根据在观察井中所监测到的示踪剂之间分异的程度可确定平均的井间剩余油饱和度。
5. 四种测井方法的应用.
声波时差
主要用来判断渗透层,声波时差越大,说明岩石中间的空隙越大,也就说明绝对孔隙度越好.在油层区域范围内,声波时差非常小时,可以判定该层位为干层.
自然伽玛
主要用来判断泥质含量,伽玛值越高,说明泥质含量越高,也就是这段的物性不好.
自然电位
主要用来判断岩性,在沙泥岩区域,当自然电位高时,可以判定为泥岩,低为砂岩.
电阻率
电阻率一般分为三条曲线:深感应,中感应,八侧向三条.
三者之间的间隔距离说明含水情况,间隔距离越大,说明含水越高.
另外还有两条4M和2.5M的电阻曲线,仅仅作为参考,一般情况下不太用得到的.
另外,还有一个微电位和微梯度,他们之间的间隔距离说明渗透率和孔隙度.
间隔距离越大,说明渗透率越好.两条平行的情况说明该层的渗透率比较稳定.
几条曲线综合运用:
假设为低自然电位,低自然伽玛,高声波时差:
高电阻且三条曲线分开距离小,可以基本判定为油层.
高电阻且分开距离大,可以基本判定为油水同层活底水油层.
低电阻且分开距离大,可以基本判定为水层.
个人见解.有错误的话希望批评指正.
6. 裸眼测井的测井内容
(一)裸眼井测井
1.常规测井系列。对于裸眼井段的测井,一般常规测井提供地层的三孔隙度和三电阻率,以及自然电位、自然伽玛、井径等基本测井资料。经过车装或撬装计算机系统或计算中心的数字处理,能够向用户提供以下几项数字处理解释成果;地层的岩性;油、气层的深度、厚度;地层的孔隙度、含油(水)饱和度、渗透率以及泥质含量等。
2.地层倾角测井。地层倾角测井能向用户提供井斜角度、井斜方位、地层倾角和地层倾角方向,以及井径和井眼容积等资料。通过多井的计算机处理解释,还能提供油藏构造形态和分析古沉积环境,从而帮助指导下一步的勘探工作。
3.地层测试器。地层测试器能测量各井段储集层地层的实际压力,能作出地层的压力梯度曲线,更重要的是能直接从地层中取出油、气或水样,从而给下一步的测井资料评价和试油工作提供可靠依据。
7. 常规测井方法有哪些
测井,也叫地球物理测井或矿场地球物理,简称测井,是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性,测量地球物理参数的方法,属于应用地球物理方法(包括重、磁、电、震、核)之一。石油钻井时,在钻到设计井深深度后都必须进行测井,又称完井电测,以获得各种石油地质及工程技术资料,作为完井和开发油田的原始资料。这种测井习惯上称为裸眼测井。而在油井下完套管后所进行的二系列测井,习惯上称为生产测井或开发测井。其发展大体经历了模拟测井、数字测井、数控测井、成像测井四个阶段。
常规测井方法有以下几种:
井径测井
自然伽马测井
自然电位测井
密度测井
补偿中子测井
声波速度测井
声波幅度测井
声波全波列测井
双侧向测井
微电阻率测井
双感应测井
自然伽马能谱测井
阵列感应测井
核磁共振测井
地层倾角测井
8. 单井剩余油饱和度测量
单井测量包括岩心分析、回流示踪剂测试、测井和单井不稳定测试。
1.岩心分析
岩心分析对于剩余油饱和度确定可分为三类:常规取心、压力取心和海绵取心。在剩余油饱和度的测量中,当井下岩心取到地面后,要求能使岩心中所含流体保持原状,但常规取心技术不能达到这一要求,这是因为:①不能保持岩心压力。②损失岩心中的流体。压力取心技术解决了岩心中流体收缩和岩心排油的问题,它通过密闭技术,在岩心被冷冻处理前使岩心样品保持在井中压力下,保持的压力可从几百到6千多磅/平方英寸,所得的剩余油饱和度精度很高,其缺点是取心收获率不高,大约从51%到70%。海绵取心技术是在常规的岩心筒上加一个海绵套,由多孔亲油聚氨脂海绵制成,以岩心中渗出的油被海绵吸入量来校正含油饱和度。这种技术所提供的含油饱和度接近压力取心所确定的值,但其成本则接近于常规取心。
2.回流示踪剂测试
它是将一种原始示踪剂(例如乙酸乙脂)注入测试井中,然后关井使示踪剂在水中的部分水解并生成次生示踪剂(乙醇),然后开井生产,并监测这两种示踪剂的浓度。用这两种示踪剂回到井中的时间差,来确定剩余油饱和度。实验证实示踪剂测试的精度为±2%~±3%孔隙体积。单井示踪剂测试的特点是探测深度大(3~12m),和具备控制探测深度的能力。
3.测井方法
测井是获取可靠剩余油饱和度剖面最广泛使用的方法。每种测井技术都有其独特的优点和限制。根据井眼条件,在剩余饱和度的测量中有两类测井方法:①裸眼井测井,包括电阻率测井、核磁测井、电磁波传播测井和介电常数测井。②套管井测井,包括脉冲中子俘获测井、碳氧比测井和重力测井。其中,裸眼井的电阻率测井和套管井测井中的碳氧比测井是国内油田开发测井系列的主要测井项目。目前,国内各油田(如大庆、辽河、华北、胜利)正在开发双源距碳氧比测井技术,以克服井筒内流体对测量的影响,提高剩余油饱和度解释精度。有的油田正在研制硼中子寿命测井技术,以解决低矿化度地层水地区套管井剩余油监测的问题。核磁共振成像测井和地层测试器组合测井在辽河等油田的应用中取得了良好的效果,将成为今后剩余油监测的一项重要的测井项目和内容。
4.单井不稳定测试
因为油和水的相对渗透率是含水(或油)饱和度的函数,所以可以用试井方法根据有效渗透率估算剩余油饱和度。
9. 其他测井
(一)井径测井
井径测井是测量井筒直径大小的一种测井方法。在裸眼井中井径测井是测量裸眼井的直径,在套管井中井径测井是测量套管的内径。在裸眼井中,由于地下各地层的机械强度不同以及各地层受到的泥浆冲洗、浸泡和钻头的碰撞的差别,实际的井径往往与钻头直径不同,并且不同机械强度的地层有不同的井径。在裸眼井中测量井径不规则程度,提供下套管固井施工所需要的水泥用量参数;还可根据钻孔的不规则形态,分析判断地下岩层裂缝的发育程度和裂缝的方向。在套管井中,由于套管长期与地层水接触,具有腐蚀性的地层水将对套管造成损害,套管壁厚度发生变化,或者由于来自套管各方的地层应力不同,使套管发生形变。套管的这些变化都会引起套管内径的变化。在套管受损坏的井中,井径测井可以测量套管损坏的位置和变形情况。
井径仪主要由井径臂和一个电位器组成,井径臂末端靠弹簧作用力紧贴在井壁上。仪器随电缆上提测量时,井径臂发生与井径变化相对应的伸张和收拢变化,这个变化带动电位器上的滑线电阻移动,即把井径的变化转化为仪器电阻的变化,若给电位器充以恒定的电流,则可以把井径的变化通过仪器电阻的变化转化为电位差的变化加以记录。
井径测井的主要用途有:①定性识别岩性;②估算固井水泥用量;③用于其他测井曲线的井眼影响校正。
(二)地层倾角测井
地层倾角测井用来在钻井中测量地层的视电阻率、井斜、井径和下井仪方位等地层倾角数据资料;经过数据处理,获得地层的倾角和方位角等信息。地层倾角测井仪主要由电极系、井径仪和测斜系统及电子线路部分组成。地层倾角测井仪能同时测出十条曲线,包括四条微电阻率曲线,两条井径曲线,三条空间位置曲线,一条电缆张力曲线。地层倾角测井综合了电阻率、井径和井斜测井等基础测井工作的功能。电缆张力曲线可以指出井下仪器在井内的运动情况,以便评价测井资料的可靠性。
通过地层倾角测井可以获得井眼附近地层的井段深度、倾角和倾向、井斜角、方位角以及计算点置信度等数据。成果图件主要有矢量图、杆状图、方位频率图、改进施密特图和圆柱面展开图。
地层倾角测井研究构造和沉积时,在矢量图上可以把地层倾角的矢量与深度关系大致分为四类:
1)红模式:倾向大体一致,倾角随深度增加而增大的一组矢量,它可以指示断层、砂坝及河道等。
2)蓝模式:倾向大体一致,倾角随深度增加逐渐变小的一组矢量。它一般反映地层水流层理、不整合等。
3)绿模式:倾向大体一致,倾角随深度不变的一组矢量。一般反映构造倾斜和水平层层理等。
4)白模式(杂乱模式):倾角变化大或矢量点很少,这种倾角模式的可信度差,标示着有新层面、风化面或岩性粗的块状地层等存在。
地层倾角测井的主要用途有:①识别地质构造;②沉积相研究;③地应力计算和裂缝识别。
(三)FMI测井
FMI测井即全井眼微电阻率扫描成像测井,是一种电成像测井方法(贾文玉等,2000)。FMI测井仪器包括五部分:遥测、控制、绝缘、采集线路和测斜以及极板和探头部分。
FMI的电流回路为上部电极地层下部电极。上部电极是电子线路的外壳,下部电极是极板。测量时,八个极板全部紧贴井壁,由地面成像测井装置控制向地层发射电流,记录每个电极的电流及所施加的电压,两者反映井壁四周地层微电阻率的变化。采集数据经预处理和均衡处理后可以得到电阻率图像,反映井壁上细微的岩性、物性及井壁结构的变化。
FMI测井模式主要有三种:
1)全井眼模式:使用八个极板进行全井眼扫描成像测井,具有最高的井眼覆盖率和最全面的测井数据。
2)四极板模式:只用FMI的四个主极板进行测量,覆盖率为全井眼的一半,但测速高,成本低。
3)倾角测井模式:仅用四个极板上的八个纽扣电极采集井壁地层信息,效果与地层倾角仪相同。
FMI测井的主要用途有:①裂缝识别与评价;②测井相研究;③构造研究。
(四)核磁共振测井(NMR)
NMR即核磁共振测井,是由两个同极性强磁铁体系在轴向建立均匀强磁场,并采用“内部建场、外部接收”的核磁共振技术,接收磁化后地层核磁共振信号。通过发射线圈或天线向井中发射电磁波而建立射频交变电磁场,交变磁力线垂直于径向磁场方向,其发射频率等于均匀磁化区域氢核的核磁共振频率以保证测量信号最强并可测,最后接收由这个区域的氢核在退激过程中的信号幅度和衰减。核磁共振信号的幅度与测量范围内氢核的数量成正比。弛豫时间取决于孔隙尺寸的大小,小孔隙使弛豫时间缩短。弛豫时间可以反映测量区域内的自由流体情况,进而得到地层渗透率、饱和度等参数(肖立志,1998)。
核磁测井测量核磁弛豫的方法有自由感应衰减法、自旋回波法、CPMG脉冲序列法和反转恢复法等。测量横向弛豫时间主要采用CPMG脉冲序列法,可以消除由于扩散引起的误差,使结果更为准确可靠,并提高信噪比。测量纵向弛豫时间采用反转恢复法。核磁测井主要以横向弛豫时间为主要测量对象。核磁测井的观测模式与观测仪器密切相关,主要有标准横向弛豫时间测井等。
核磁测井的主要用途有:①储层特性识别与评价;②流体性质识别。
目前实现核磁共振测井的商用仪器有贝克休斯公司的MREX、斯仑贝谢公司的CMR和哈里伯顿公司的MRIL等。这些仪器结构、测井方式、探测空间、探测深度、纵向分辨率等,都存在一定的差异,但它们的测井基本原理却是完全一致的,无论采用何种仪器,在适当的井眼环境条件下,通过选择合理的测井工作方式及参数(工作频率、测速、等待时间、回波间隔、回波数等),便可得到满意的测量结果。
10. 裸眼井声波幅度测井(声波衰减测井)
(一)裸眼井声波衰减机理
1.钻井液中的衰减
泥浆固体颗粒与流体的摩擦力使声能损失和悬浮于泥浆中颗粒声波频散损失造成波的衰减。其衰减遵循指数规律:
地球物理测井
式中:m为声波在流体中的衰减系数(dB/m);x为衰减测量对应的距离(m)。
2.入射角小于临界角的声波衰减
泥浆和地层界面处由于能量传递而造成的声波衰减。入射波声能(A0)与透射波声能(As)比称能量传递系数Tc:
地球物理测井
传递系数和岩石、泥浆的相对波阻抗有关,波阻抗又与岩石、泥浆声速成正比。
3.岩石中的衰减
摩擦能量损失。纵波和横波的衰减呈指数函数形式:
地球物理测井
式中:a为总衰减系数(dB/m);l为波传播距离(m)。
由于频散和绕射而产生的能量损失,主要出现在裂缝性、孔洞型岩石上。总之,岩石中的声波衰减,是指声波经过岩石、泥浆等介质边界的传递所造成的摩擦声能损失。
由以上分析可见,声波衰减测井可适用于地层分析。
(二)井中声波幅度测量
在裸眼井中进行声波幅度测井时,其声系由单发射器和单接收器组成(图2-5)。在脉冲电流作用下,发射器T把电能转换成机械能,并以声波的形式发射出去。声脉冲频率一般选择20 Hz,声波频率选择20 kHz。20 kHz的声波属于超声范围,因此,声波幅度测井也叫超声波测井。发射器产生的声波,穿过泥浆射向井壁岩层,一部分进入岩层成为透射波;一部分反射回来。以临界角入射的一部分,则在井壁上产生滑行波。滑行波引起向井内发射的首波(或叫折射波)。此外,还有一部分直接沿泥浆传播的直达波。因为声波幅度测井是要观测与声波能量传递给岩层时声能损失的程度。由于不可能直接测量岩层的衰减,所以采用测量研究沿井壁滑行波幅度的间接方法。为了使最先到达接收器R的声波是由滑行波引起的首波,声波幅度测井仪器的源距L(发射器到接收器的距离)要选择得足够长,以保证滑行波比直达波先到达探测器。根据上述要求,选择1 m长的源距已足够。
(三)声波幅度测井成果分析
如图2-12所示,声波幅度测井曲线记录在左数第3道中。
声波测井综合解释表明:A层为一高压水层,B层和C层为油层;A层与B层之间有17 m厚的泥岩夹层。从图中看出,声波幅度曲线有不同程度的能量降低。泥岩最甚,高压水层A居中,而B、C油层能量降低程度不如水层,更不及泥岩层。