随钻测井技术进展课件.ppt
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- 测井 技术 进展 课件
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1、随钻测井技术进展随钻测井技术进展2022-11-102前前 言言1 MWD/LWD概述概述2 随钻地层评价测井方法随钻地层评价测井方法q 随钻电阻率测井随钻电阻率测井q 随钻核随钻核/核磁测井核磁测井q 随钻声波测井随钻声波测井3 地质导向地质导向4 结束语结束语2022-11-1032022-11-1042022-11-105地层地层测井仪器测井仪器测井响应测井响应激发信号激发信号接收信号接收信号获取资料获取资料测井应用测井应用方方 法法理论、实验理论、实验解释评价等解释评价等2022-11-106发展新型测井单项方法、采集装备、采集技术和现发展新型测井单项方法、采集装备、采集技术和现场快速
2、解释场快速解释服务公司服务公司 1)发展测井精细评价技术)发展测井精细评价技术v 成熟技术的推广和深入研究成熟技术的推广和深入研究v 前沿技术的关注和评价前沿技术的关注和评价v 老资料的重新认识与应用老资料的重新认识与应用 2)发展一体化多学科结合的油气层测井评价核心技术)发展一体化多学科结合的油气层测井评价核心技术 油油 公公司司2022-11-107三大测井服务公司(三大测井服务公司(Schlumberger,Halliburton,Baker Atlas)都是集研发、制造和服务于一体,使用自主研)都是集研发、制造和服务于一体,使用自主研制的测井装备开展技术服务,形成了技术和市场的良制的测
3、井装备开展技术服务,形成了技术和市场的良性循环,占有国际测井市场性循环,占有国际测井市场90%左右的工作量。左右的工作量。150家石油企业统家石油企业统计,计,2001年勘探开年勘探开发总投入发总投入1,000亿亿美元,其中,测井美元,其中,测井投入投入40亿美元。亿美元。Schlumberger62%其他公司其他公司合计合计9%Baker Atlas15%Halliburton14%国际测井市场份额国际测井市场份额(2001)Baker Atlas公司公司 ECLIPS-5700Schlumberger公司公司 MAXIS-500Halliburton公司公司 EXCELL-2000三大测井
4、服务公司成像装备的技术三大测井服务公司成像装备的技术水平相当,为水平相当,为20世纪世纪90年代推出年代推出的产品,分别为:的产品,分别为:国际测井行业概况(续)国际测井行业概况(续)2022-11-1091 MWD/LWD 2022-11-10101927:Schlumberger 兄弟在法国得到第一条电缆测井曲线1929:Jokosky 申请第一个泥浆脉冲传送专利1950:Arp 发明正向泥浆脉冲系统1960:利用正向泥浆脉冲的机械测斜仪出现,并用到现在1971:Mobil R&D 第一次成功实验泥浆警笛1978:定向MWD的商用传输系统1980:Schlumberger/Anadrill
5、 引入多探头MWDMWD/LWD发展简史 早期2022-11-1011MWD/LWD发展简史 LWD的诞生1984:NL Baroid 引入 岩性记录测井(RLL)电磁波电阻率和自然伽玛测井 Teleco,Anadrill,Exlog和Gearhart 提供电阻率和自然伽马测井服务1986:NL Baroid 引入三组合 LWD1989:Sperry 引入三组合 LWD Anadrill引入三组合 LWD2022-11-1012MWD/LWD发展简史 钻头成像1992:Anadrill 公司的IDEAL系统(Integrated Drilling Evaluation and Logging)
6、开始服务 钻头电阻率仪RAB(Resistivity At Bit)地质导向仪GST(GeoSteering Tool)井眼成像仪/声波井径仪1993:Baroid(NL Sperry)开始利用近钻头倾角仪1995:出现商用小井眼电阻率仪1996:Anadrill 小井眼三组合测井仪1999:Schlumberger 引入实时地层成像2001:Schlumberger 引入随钻地震 SMWD2022-11-1013v 随钻测量(Measurement While Drilling)是在钻井过程中进行井下信息的实时测量和上传的技术的简称;v 由井下部分(脉冲发生器,驱动电路,定向测量探管,井下控
7、制器,电源等)和地面部分(地面传感器,地面信息处理和控制系统)组成,以钻井液作为信息传输介质;v 通常意义的MWD仪器系统,主要限于对工程参数(井斜、方位和工具面等)的测量,它只是一种测量仪器,无直接导向钻进的功能经典随钻测量(经典随钻测量(MWD)概念)概念2022-11-1014v 随钻测井(Logging While Drilling)是在随钻测量(MWD)基础上发展起来的一种功能更齐全、结构更复杂的随钻测量系统,主要是在常规MWD基础上增加电阻率、中子、密度和声波等测量短节,用以获取测井信息;v 与MWD相比,LWD传输的信息更多,不可能完全泥浆脉冲传送数据,采用井下存储(起钻后回放)
8、和部分信息实时上传方式处理;v LWD作为随钻测井仪器,其任务是获取测井信息,无导向、决策功能;LWD位于井下钻具组合(BHA)上部,测量得到的电阻率、自然伽玛等参数已不属于近钻头测量。经典随钻测井(经典随钻测井(LWD)概念)概念2022-11-1015著名公司关于著名公司关于MWD/LWD的认识的认识BP-Amoco公司公司:MWD是指随钻压力之类的钻井测量和各类定向测量,而LWD专指地层评价测井服务。Baker Hughes公司公司:将MWD用于一般的井下平台,包括脉冲发射器、通讯和方位系统,而LWD专门用于地层评价仪器,如电阻率、声波和中子探头。Halliburton公司公司:MWD泛
9、指钻井时所有的井下测量,特指与方向/方位及钻井有关的测量;LWD指钻井时的岩石物理参数测量。2022-11-1016随钻测井发展的动力和条件随钻测井发展的动力和条件工程需求:测井成功率、钻井安全与效率工程需求:测井成功率、钻井安全与效率地层评价地层评价常规地层评价(浅泥浆侵入)常规地层评价(浅泥浆侵入)时间推移测井(多次测量)时间推移测井(多次测量)地层各向异性评价地层各向异性评价地质导向地质导向降低费用:少占用钻台时间,节省时间和资金降低费用:少占用钻台时间,节省时间和资金数据传输数据传输“瓶颈瓶颈”问题的解决问题的解决 2022-11-1017随钻测井现状随钻测井现状 目前,随钻测井技术发
10、展很快,已经具备几乎所有目前,随钻测井技术发展很快,已经具备几乎所有的电缆测井项目;的电缆测井项目;国外,在海上,几乎所有的裸眼测井作业采用随钻国外,在海上,几乎所有的裸眼测井作业采用随钻测井技术测井技术;在陆地上,特别是大斜度井和水平井,;在陆地上,特别是大斜度井和水平井,以采用随钻测井技术为主;以采用随钻测井技术为主;中国国内随钻测井技术较落后,以电缆测井为主。中国国内随钻测井技术较落后,以电缆测井为主。2022-11-1018MWD/LWD内容内容2022-11-1019随钻测井系统随钻测井系统(1)Schlumberger公司 收购Anadrill公司,著名的系统为 VISION系统,
11、包括伽马、电磁波传播、方位密度-中子、常规和方位电阻率仪器等。可以获得全井眼图像,用于构造解释、地质导向、地层评价和井眼故障分析。主要包括主要包括:VISION475、VISION675和VISION825:分别适合在小井径(5.756.25 in.)井眼、89.875 in.井眼和12.25 in.的井眼 中使用;ProVISION:增加了磁共振测量,可以实时提供孔隙度、束缚水和自由水体积、渗透率和孔隙尺寸等;GeoVISION:地质导向(Geosteering)。2022-11-1020Schlumberger 公司的公司的VISION 系统系统2022-11-1021随钻测井系统随钻测井
12、系统(2)Halliburton公司 收购以随钻测井技术为主的专业公司Sperry-Sun,随钻测井技术处于领先地位。著名的系统为INTEQ系统和PATHFINDER系统,包括伽马、电阻率、密度中子、声波、核磁共振(2002年推入市场)、地层测试、井径和部分成像测井等测井方法,基本具备电缆测井的功能。2022-11-1022Halliburton公司的公司的 PATHFINDER系统系统伽马测量伽马测量电阻率测量电阻率测量定向测量定向测量脉冲仪脉冲仪电池电池密度测量密度测量中子测量中子测量井径测量井径测量DNSCM HDSLCWRGMMultiLink接头接头2022-11-1023随钻测井系
13、统随钻测井系统(3)Baker Hughes公司 OnTrak为最新一代的随钻测量系统(为该公司著名的AutoTrak系统的重要组成部分),包括方位伽马、电阻率、中子、密度、温度、压力、井径和方向等测量,提供底部钻具组合(BHA)的方向控制、动态监测与地层评价服务。2022-11-1024v 随钻电阻率测井随钻电阻率测井v 随钻核随钻核/核磁测井核磁测井v 随钻声波测井随钻声波测井2022-11-1025q 基本原理与电缆电测井相同,以电磁波传播电基本原理与电缆电测井相同,以电磁波传播电阻率测井方法为主阻率测井方法为主q 仪器相对简单,处理、解释比较困难仪器相对简单,处理、解释比较困难q 由于
14、泥浆侵入、地层倾斜、各向异性、围岩和由于泥浆侵入、地层倾斜、各向异性、围岩和井眼等影响,解释处理相对复杂,尤其是倾斜地井眼等影响,解释处理相对复杂,尤其是倾斜地层和各向异性影响,使处理解释复杂化、困难化层和各向异性影响,使处理解释复杂化、困难化q 需要考虑介电常数影响需要考虑介电常数影响2022-11-1026电测井基本原理电测井基本原理)()()(22xJixEkxET)()()(xxUx磁导率介电常数电导率:波数 :)(2iik地层电地层电性参数性参数2022-11-1027电测井测量方程电测井测量方程 KVRaRKVXaX121log20aRVVEATT221aRIUKRa 直流电测井感
15、应测井电磁波传播测井Geolink公司已经开发出低频(公司已经开发出低频(20kHz)随钻)随钻感应测井仪器;感应测井仪器;2022-11-1028电磁波传播电阻率测井电磁波传播电阻率测井通过发射线圈激发电磁波,电磁波信号在地层中传播,其相位和振幅发生改变,根据变化量判断地层的电性参数特征主要特点主要特点:频率以2MHz为主,单发双收单发双收为基本结构,测量幅度比幅度比(衰减)(衰减)和相位差相位差数值,转换得到深、浅电阻率曲线。2022-11-10292 MHz 电法测井仪器电法测井仪器v 相位差电阻率相位差电阻率有较好的轴向分辨率和较浅的径向探测深度;适用地层适用地层:200.mv 幅度比
16、电阻率幅度比电阻率的轴向分辨率差,径向探测深度较大;适用地层适用地层:100.m 探测深度较深探测深度较深 可在非导电井眼中应用可在非导电井眼中应用 能够反映各向异性能够反映各向异性 受井眼影响比较小受井眼影响比较小 垂向分辨率相对较差垂向分辨率相对较差 无方位测量信息无方位测量信息 受地层倾角影响明显受地层倾角影响明显相位差幅度比.m2022-11-1030各向同性各向同性/各向异性地层模拟结果各向异性地层模拟结果2022-11-1031Halliburton 公司公司 CWRGM 仪器仪器地层电阻率范围:0.15200.m 2MHz双间距电阻率测量:CWR(6.75,8,9.5 in.)、
17、SCWR(4.75 in.)相位差测量R55P,R25PR35P,R15P 衰减测量 R55A,R25AR35A,R15A GR55 in.发射探发射探头头25 in.55 in.25in.发射器发射器接收探头接收探头(测量点)(测量点)25in.发射探发射探头头55in.发射探发射探头头深深 度(度(ft)1010.2 Rm=0.1.m,dh=8.5in.010203040R55PR25PR55AR25AR55P和和R25P 分辨率匹配的相位测量可以识别分辨率匹配的相位测量可以识别 6 in.的地层的地层6 in.1 ft2 ft4 ftRt电阻率(.m)2022-11-1032Schlum
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