测井系统基本知识

测井系统基本知识2009年6月9日一．测井基本概念二．什么是测井系统三．测井系统的发展历史四．测井作业流程提纲“测井”这个术语对应的英文单词是“Log”,原义是“航行日志”。这个单词生动形象地比喻了“测井”的过程和特点：使用测井系统，连续记录随深度变化的反映地层信息的各种参数，研究地下岩石物理渗流特性，寻找和评价油气及其它矿藏资源。一、测井基本概念什么是测井正演过程岩石物理参数或井眼工程参数地质和工程实际问题合理抽象后的物理模型（物性参数空间分布）形成的物理场（物性参数物理意义）原始测井信息（处理和采集后的电信号）激励源传感器测井主演研究对象：测井信息一、测井基本概念岩石物理参数或井眼工程参数介质物性参数空间分布推到出物理场原始测井信息（处理和采集后的电信号）激励源传感器反演过程一、测井基本概念测井地质和工程物理基础研究测量方法和仪器研究测井信息处理和解释研究通过三个领域的技术研究，开发出相应的测井系统，反之，利用测井系统，可以不断改进测井信息的技术研究，推动测井技术和测井系统的不断创新。测井信息研究的领域与目标一、测井基本概念测井地质和工程物理基础研究测量方法和仪器研究测井信息处理和解释研究通过三个领域的技术研究，开发出相应的测井系统，反之，利用测井系统，可以不断改进测井信息的技术研究，推动测井技术和测井系统的不断创新。测井信息研究的领域与目标一、测井基本概念仪器电测井的电场分布，声波测井中换能器的空间分布、指向性，核测井中辐射源的空间—时间—能量分布和探测器的空间分布。井眼裸眼井：钻井液或井内流体、井径、泥饼等；套管井：井内流体、套管、水泥环等。地层单层，或性质和层厚不同的地层。地层与井眼垂直，地层和井轴有各种夹角。在径向上，可以设定地层性质是宏观均匀的，也可以把它分为直径不同的侵入带、冲洗带、过渡带和原始地层。物理模型建立一、测井基本概念岩石物理参数岩石的矿物成分和元素成分（岩性）、孔隙度、渗透率、含油（气、水）饱和度、地层水矿化度等井眼工程参数井径、井液、泥饼、套管、水泥环性质对应的参数具有空间和时间变化的特性岩石物理及井眼工程参数（测井解释家地质家）一、测井基本概念电磁学参数（如电阻率或电导率、介电常数等）弹性力学参数（如体积形变模量和切变模量，声波纵波速度、横波速度，或者声波时差等）核物理参数（岩石体积密度、元素含量、核素的特征伽马射线能谱、光电吸收系数、快中子减速时间、热中子宏观吸收截面等）。反映空间三维变化，在同一次测井过程没有时间的变化介质物性参数（测井仪器直接测量）：测井原理的物理场方程组中直接出现的那些介质物性参数一、测井基本概念自然激发源：自然电位、自然伽马、井温等。人工激发源：电法仪器中的供电电源和电极、感应测井仪器中的发射线圈，声波测井仪器中的发声体，核测井中的各种中子或伽马源等。激发源的强度应该包含空间（三维）、时间（一维）、能量（一维）和方向等因素的多维函数不同的激发源激发出不同的物理场：电磁场，声场，核辐射场。激发源与物理场一、测井基本概念物理场的测量都是通过传感器将物理场强转换成电信号进行测量的。常用传感器有电磁测井中的电极或线圈系，声测井中的压电晶体换能器，核测井中的碘化钠晶体和光电倍增管组合而成的伽马射线探测器等。1）具有较大的动态范围和足够高的灵敏度。2）有足够的空间或方向分辨能力。3）有足够的时间分辨能力。4）响应函数尽量简单。5）能够在恶劣环境条件下稳定可靠地工作。传感器一、测井基本概念1）放大和检测2）模数转换3）编码传输4）反馈控制5）深度匹配6）把电信号转化为介质物性参数7）记录和显示电信号的采集和处理一、测井基本概念测井系列的分类一、测井基本概念分类方法生产用途按探测深度测量原理1储层参数测井系列(岩性、孔隙度和饱和度系列）岩性-孔隙度测井探测深度浅电法测井（导电性，电化学）2成像测井系列（电、声、核磁）深电阻率测井声波测井（岩石弹性）3生产测井系列（产出、注入剖面、工程测井、产层评价测井、剩余油监测)中电阻率测井放射性测井4射孔取心及特殊工艺系列浅电阻率测井光学测井（光纤传感器）5电缆地层测试微电阻率测井其它（热、气测）6随钻测井系列(1)常规测井系列。提供地层的三孔隙度和电阻率，以及自然电位、自然伽马、井径等基本资料。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，还能够提供油藏构造形态和分析古沉积环境。(3)地层测试器。地层测试器能测量各井段地层的实际压力，能做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，从而给下一步的试油工作提供可靠依据，另外还能估计地层油气层的有效厚度。(4)井壁取心。井壁取心作业能按照测井结果准确地从井壁取出岩心，用以分析地层岩性及含油性，验证解释结果，弥补钻井取心的不足。勘探测井一、测井基本概念生产测井主要是指套管井的测井作业。1)测井下压力、温度、流量、流体密度。2)确定出水层位。3)确定串槽位置。4)判断剩余油饱和度。5)同位素示踪测井、自然伽马能谱测井。6)工程测井，如多臂井径、井下电视、声波变密度测井等。7)油层动态分析等。生产测井一、测井基本概念井下工程测井作业项目主要是为试油、完井、解卡、修井、采油等服务。(1)射孔作业。它是用炸药爆炸高能射流，射穿套管、水泥环与地层沟通油气流通道的作业。主要有电缆输送套管射孔、电缆输送过油管套管射孔和油管输送射孔三种类型。(2)水泥胶结测井。主要用于检查固井质量。(3)测钻杆遇卡位置和爆炸松扣。(4)爆炸切割钻杆和油管。(5)磁测井、多臂井径、井下电视，用以检查套管变形、腐蚀或石灰岩溶洞、裂缝等。工程测井一、测井基本概念一、测井基本概念气探井测井系列1：500测井项目（全井段）1：200测井项目（目的层段）选测项目1双侧向1双侧向—微球形聚焦微电阻率成像2声波时差2岩性密度声波成像3自然电位3补偿中子核磁共振4自然伽马4声波时差5井径5自然电位6井斜6自然伽马能谱7井径8地层倾角9双感应—八侧向（上古目的层）一、测井基本概念油探井测井系列1：500测井项目（全井段）1：200测井项目（目的层段）选测项目1双感应1双感应—八侧向地层倾角2声波时差2声波时差自然伽马能谱3自然电位3补偿中子4自然伽马4补偿密度5井径5自然伽马6井斜6自然电位7微电极84米9井径一、测井基本概念气开井测井系列1：500测井项目（全井段）1：200测井项目（目的层段）选测项目1双侧向1双侧向—微球形聚焦地层倾角2声波时差2岩性密度自然伽马能谱3自然电位3补偿中子微电阻率成像4自然伽马4声波时差声波成像5井径5自然伽马核磁共振6井斜6自然电位双感应—八侧向（上古目的层）7井径一、测井基本概念油开井测井系列1：500测井项目（全井段）1：200测井项目（目的层段）选测项目1双感应1双感应—八侧向地层倾角2声波时差2声波时差自然伽马能谱3自然电位3补偿密度补偿中子4自然伽马4自然伽马地层测试5井径5自然电位6井斜6微电极74米电阻率8井径一、测井基本概念套管井地层评价测井系列序号测井方法测井项目所选仪器1剩余油饱和度测井碳氧比C/O仪器2中子寿命3自然伽马一、测井基本概念生产动态测井系列16711671序号测井方法测井项目所选仪器1油井产液剖面测井产量、含水率、磁定位环空测井仪、生产测井组合仪2气井产气剖面测井流体密度/持水率、流量、自然伽马、磁定位、井温、压力生产组合测井仪34注水井吸水剖面测井自然伽马、磁定位125自然伽马磁定位5井温井温、噪声井温仪6注气井吸水剖面测井流体密度/持水率、流量、自然伽马、磁定位、井温、压力生产组合测井仪一、测井基本概念长庆工程测井系列序号工程测井系列测井项目选用仪器1井斜井斜、方位曲线连续测斜仪或井斜仪23套损检查套损检查井径、磁壁厚多臂井径、X-Y井径、磁测井仪井温、井下电视微井温、井下电视仪36压裂效果检查压裂效果检查井温、变密度井温（变密度）三参数组合、生产测井组合仪DDL1-7/16多路遥传生产测井组合仪CBL4固井质量检查声幅、变密度、自然伽马声幅、CBL、PET仪一个含油气系统的基本组成包括地质要素和成藏作用二大部分，其中地质要素包括烃源岩、储集层、盖层和上覆岩层，地质作用包括圈闭的形成和油气的生成－运移－聚集。相关地质概念一、测井基本概念国内油气勘探开发对测井技术的需求：勘探开发的深入：“低、深、难”的勘探对象1）高幅度构造区的低阻油气藏（渤海湾盆地中浅层、准噶尔盆地白垩系、松辽盆地北部中浅层）：圈闭幅度小，油源不充足，含油饱和度低，储层薄、束缚水含量高、泥质含量高，地层水矿化度变化大。2）低孔低渗油气藏：这类油气藏在中国石油的十三个油气田中广泛存在，其特点是：储层薄且非均质严重，孔隙结构复杂。3）裂缝性油气藏（碳酸盐岩、砂岩）：储集空间复杂多变，非均质性强，地层压力变化大。4）隐蔽性复杂岩性油气藏：储层目标隐蔽、非均质性强，岩性复杂特殊（如砂砾岩体、火成岩等）。一、测井基本概念勘探油气识别的准确率，油田开发的采收率，工程检测的高效准确将各种对不同地层信息敏感的传感器送入井下，在地面采集系统的控制下，测量反映对应的地质和工程特性的相关信息，并转换成可测量的物理量。下井仪器的电子线路，对这些信号进行测量，经过归一化、放大和处理后，按照一定的编码方式，通过专门的传输介质（有线，如电缆，无线如泥浆脉冲）传送到地面。地面仪器对这些从井下来的数据进行“信号恢复”处理后，由系统软件完成深度对齐，实时处理，实时监视和绘制测井图件，并将数据记录在系统的永久记录介质上，在井场可以利用快速直观解释软件完成现场的资料处理，并通过远程网络传送到数据中心进行专家诊断，实时指导现场的测井数据采集。二、什么是测井系统测井系统主要包括以下四部分：（1）地面的数据采集、控制、记录和处理系统。简称地面仪；（2）测量不同地层物理特性的下井仪器。系统可以根据测井作业的要求，选择不同组合系列的下井仪器组合串，获取所需的测井信息。（3）测井仪器特种车辆或拖撬。内部装有测井绞车，用于装载地面仪器和电缆进行测井作业施工。（4）测井辅助设备。包括井口装置、深度系统、水平井测井工具等特殊专用设备。二、什么是测井系统二、什么是测井系统测井技术的诞生：1927年ConradSchlumberger和MarcelSchlumberger法国Pechlbrom油田488米三、测井系统的发展历史中国测井的开始：1939年12月20日，翁文波先生在四川巴一井（石油沟一号井）用点测方法得到了测井曲线。1948年9月，在玉门老君庙油田，翁文波先生率领赵仁寿、刘永年、王曰才用半自动测井技术在I-25井发现了油层，从测井曲线上清楚地划分出K、L和M等几个重要的油层三、测井系统的发展历史三、测井系统的发展历史第3页规划计划部技术进步技术进步二、测井技术进展及发展趋势时间时间6060年代年代测井技术发展历程模拟测井模拟测井模拟数据传输模拟数据传输检流计光点记录检流计光点记录单侧为主单侧为主数字测井数字测井数字磁带记录数字磁带记录部分组合部分组合单向编码传输单向编码传输数控测井数控测井计算机控制计算机控制多参数组合多参数组合双向数据传输双向数据传输7070年代年代8080年代年代2121世纪世纪提高储量提高储量1010％％提高储量提高储量10~2010~20％％数据采集量逐年提升数据采集量逐年提升成像测井成像测井测井工作站测井工作站测井结果图像化显示测井结果图像化显示实时多任务实时多任务智能接口智能接口9090年代年代网络测井网络测井统一数据传输格式统一数据传输格式远距离传输远距离传输信息共享信息共享实时反馈实时反馈随钻测井随钻测井三、测井系统的发展历史FromHartsE&PSeptember2002FromWF