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測井系統(tǒng)基本知識,2009年6月9日,測井基本概念什么是測井系統(tǒng)測井系統(tǒng)的發(fā)展歷史測井作業(yè)流程,提綱,“測井”這個術(shù)語對應(yīng)的英文單詞是“Log”,原義是“航行日志”。這個單詞生動形象地比喻了“測井”的過程和特點：使用測井系統(tǒng)，連續(xù)記錄隨深度變化的反映地層信息的各種參數(shù)，研究地下巖石物理滲流特性，尋找和評價油氣及其它礦藏資源。,一、測井基本概念,什么是測井,正演過程,測井主演研究對象：測井信息,一、測井基本概念,反演過程,一、測井基本概念,測井地質(zhì)和工程物理基礎(chǔ)研究測量方法和儀器研究測井信息處理和解釋研究通過三個領(lǐng)域的技術(shù)研究，開發(fā)出相應(yīng)的測井系統(tǒng)，反之，利用測井系統(tǒng)，可以不斷改進(jìn)測井信息的技術(shù)研究，推動測井技術(shù)和測井系統(tǒng)的不斷創(chuàng)新。,測井信息研究的領(lǐng)域與目標(biāo),一、測井基本概念,測井地質(zhì)和工程物理基礎(chǔ)研究測量方法和儀器研究測井信息處理和解釋研究通過三個領(lǐng)域的技術(shù)研究，開發(fā)出相應(yīng)的測井系統(tǒng)，反之，利用測井系統(tǒng)，可以不斷改進(jìn)測井信息的技術(shù)研究，推動測井技術(shù)和測井系統(tǒng)的不斷創(chuàng)新。,測井信息研究的領(lǐng)域與目標(biāo),一、測井基本概念,儀器電測井的電場分布，聲波測井中換能器的空間分布、指向性，核測井中輻射源的空間時間能量分布和探測器的空間分布。井眼裸眼井：鉆井液或井內(nèi)流體、井徑、泥餅等；套管井：井內(nèi)流體、套管、水泥環(huán)等。地層單層，或性質(zhì)和層厚不同的地層。地層與井眼垂直，地層和井軸有各種夾角。在徑向上，可以設(shè)定地層性質(zhì)是宏觀均勻的，也可以把它分為直徑不同的侵入帶、沖洗帶、過渡帶和原始地層。,物理模型建立,一、測井基本概念,巖石物理參數(shù)巖石的礦物成分和元素成分（巖性）、孔隙度、滲透率、含油（氣、水）飽和度、地層水礦化度等井眼工程參數(shù)井徑、井液、泥餅、套管、水泥環(huán)性質(zhì)對應(yīng)的參數(shù)具有空間和時間變化的特性,巖石物理及井眼工程參數(shù)（測井解釋家地質(zhì)家）,一、測井基本概念,電磁學(xué)參數(shù)（如電阻率或電導(dǎo)率、介電常數(shù)等）彈性力學(xué)參數(shù)（如體積形變模量和切變模量，聲波縱波速度、橫波速度，或者聲波時差等）核物理參數(shù)（巖石體積密度、元素含量、核素的特征伽馬射線能譜、光電吸收系數(shù)、快中子減速時間、熱中子宏觀吸收截面等）。反映空間三維變化，在同一次測井過程沒有時間的變化,介質(zhì)物性參數(shù)（測井儀器直接測量）：測井原理的物理場方程組中直接出現(xiàn)的那些介質(zhì)物性參數(shù),一、測井基本概念,自然激發(fā)源：自然電位、自然伽馬、井溫等。人工激發(fā)源：電法儀器中的供電電源和電極、感應(yīng)測井儀器中的發(fā)射線圈，聲波測井儀器中的發(fā)聲體，核測井中的各種中子或伽馬源等。激發(fā)源的強度應(yīng)該包含空間（三維）、時間（一維）、能量（一維）和方向等因素的多維函數(shù)不同的激發(fā)源激發(fā)出不同的物理場：電磁場，聲場，核輻射場。,激發(fā)源與物理場,一、測井基本概念,物理場的測量都是通過傳感器將物理場強轉(zhuǎn)換成電信號進(jìn)行測量的。常用傳感器有電磁測井中的電極或線圈系，聲測井中的壓電晶體換能器，核測井中的碘化鈉晶體和光電倍增管組合而成的伽馬射線探測器等。1）具有較大的動態(tài)范圍和足夠高的靈敏度。2）有足夠的空間或方向分辨能力。3）有足夠的時間分辨能力。4）響應(yīng)函數(shù)盡量簡單。5）能夠在惡劣環(huán)境條件下穩(wěn)定可靠地工作。,傳感器,一、測井基本概念,1）放大和檢測2）模數(shù)轉(zhuǎn)換3）編碼傳輸4）反饋控制5）深度匹配6）把電信號轉(zhuǎn)化為介質(zhì)物性參數(shù)7）記錄和顯示,電信號的采集和處理,一、測井基本概念,測井系列的分類,一、測井基本概念,(1)常規(guī)測井系列。提供地層的三孔隙度和電阻率，以及自然電位、自然伽馬、井徑等基本資料。提供以下幾項數(shù)字處理解釋成果：地層的巖性；油、氣層的深度、厚度；地層的孔隙度、含油（水）飽和度、滲透率以及泥質(zhì)含量等。(2)地層傾角測井。地層傾角測井能向用戶提供井斜角度、井斜方位、地層傾角和地層傾角方向，以及井徑和井眼容積等資料。通過多井的計算機處理解釋，還能夠提供油藏構(gòu)造形態(tài)和分析古沉積環(huán)境。(3)地層測試器。地層測試器能測量各井段地層的實際壓力，能做出地層的壓力梯度曲線，更重要的是能直接從地層中取出油、氣或水樣，從而給下一步的試油工作提供可靠依據(jù)，另外還能估計地層油氣層的有效厚度。(4)井壁取心。井壁取心作業(yè)能按照測井結(jié)果準(zhǔn)確地從井壁取出巖心，用以分析地層巖性及含油性，驗證解釋結(jié)果，彌補鉆井取心的不足。,勘探測井,一、測井基本概念,生產(chǎn)測井主要是指套管井的測井作業(yè)。1)測井下壓力、溫度、流量、流體密度。2)確定出水層位。3)確定串槽位置。4)判斷剩余油飽和度。5)同位素示蹤測井、自然伽馬能譜測井。6)工程測井，如多臂井徑、井下電視、聲波變密度測井等。7)油層動態(tài)分析等。,生產(chǎn)測井,一、測井基本概念,井下工程測井作業(yè)項目主要是為試油、完井、解卡、修井、采油等服務(wù)。(1)射孔作業(yè)。它是用炸藥爆炸高能射流，射穿套管、水泥環(huán)與地層溝通油氣流通道的作業(yè)。主要有電纜輸送套管射孔、電纜輸送過油管套管射孔和油管輸送射孔三種類型。(2)水泥膠結(jié)測井。主要用于檢查固井質(zhì)量。(3)測鉆桿遇卡位置和爆炸松扣。(4)爆炸切割鉆桿和油管。(5)磁測井、多臂井徑、井下電視，用以檢查套管變形、腐蝕或石灰?guī)r溶洞、裂縫等。,工程測井,一、測井基本概念,一、測井基本概念,氣探井測井系列,一、測井基本概念,油探井測井系列,一、測井基本概念,氣開井測井系列,一、測井基本概念,油開井測井系列,一、測井基本概念,套管井地層評價測井系列,一、測井基本概念,生產(chǎn)動態(tài)測井系列,一、測井基本概念,長慶工程測井系列,一個含油氣系統(tǒng)的基本組成包括地質(zhì)要素和成藏作用二大部分，其中地質(zhì)要素包括烴源巖、儲集層、蓋層和上覆巖層，地質(zhì)作用包括圈閉的形成和油氣的生成運移聚集。,相關(guān)地質(zhì)概念,一、測井基本概念,國內(nèi)油氣勘探開發(fā)對測井技術(shù)的需求：勘探開發(fā)的深入：“低、深、難”的勘探對象1）高幅度構(gòu)造區(qū)的低阻油氣藏（渤海灣盆地中淺層、準(zhǔn)噶爾盆地白堊系、松遼盆地北部中淺層）：圈閉幅度小，油源不充足，含油飽和度低，儲層薄、束縛水含量高、泥質(zhì)含量高，地層水礦化度變化大。2）低孔低滲油氣藏：這類油氣藏在中國石油的十三個油氣田中廣泛存在，其特點是：儲層薄且非均質(zhì)嚴(yán)重，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜。3）裂縫性油氣藏（碳酸鹽巖、砂巖）：儲集空間復(fù)雜多變，非均質(zhì)性強，地層壓力變化大。4）隱蔽性復(fù)雜巖性油氣藏：儲層目標(biāo)隱蔽、非均質(zhì)性強，巖性復(fù)雜特殊（如砂礫巖體、火成巖等）。,一、測井基本概念,勘探油氣識別的準(zhǔn)確率，油田開發(fā)的采收率，工程檢測的高效準(zhǔn)確,將各種對不同地層信息敏感的傳感器送入井下，在地面采集系統(tǒng)的控制下，測量反映對應(yīng)的地質(zhì)和工程特性的相關(guān)信息，并轉(zhuǎn)換成可測量的物理量。下井儀器的電子線路，對這些信號進(jìn)行測量，經(jīng)過歸一化、放大和處理后，按照一定的編碼方式，通過專門的傳輸介質(zhì)（有線，如電纜，無線如泥漿脈沖）傳送到地面。地面儀器對這些從井下來的數(shù)據(jù)進(jìn)行“信號恢復(fù)”處理后，由系統(tǒng)軟件完成深度對齊，實時處理，實時監(jiān)視和繪制測井圖件，并將數(shù)據(jù)記錄在系統(tǒng)的永久記錄介質(zhì)上，在井場可以利用快速直觀解釋軟件完成現(xiàn)場的資料處理，并通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳送到數(shù)據(jù)中心進(jìn)行專家診斷，實時指導(dǎo)現(xiàn)場的測井?dāng)?shù)據(jù)采集。,二、什么是測井系統(tǒng),測井系統(tǒng)主要包括以下四部分：（1）地面的數(shù)據(jù)采集、控制、記錄和處理系統(tǒng)。簡稱地面儀；（2）測量不同地層物理特性的下井儀器。系統(tǒng)可以根據(jù)測井作業(yè)的要求，選擇不同組合系列的下井儀器組合串，獲取所需的測井信息。（3）測井儀器特種車輛或拖撬。內(nèi)部裝有測井絞車，用于裝載地面儀器和電纜進(jìn)行測井作業(yè)施工。（4）測井輔助設(shè)備。包括井口裝置、深度系統(tǒng)、水平井測井工具等特殊專用設(shè)備。,二、什么是測井系統(tǒng),二、什么是測井系統(tǒng),測井技術(shù)的誕生：1927年ConradSchlumberger和MarcelSchlumberger法國Pechlbrom油田488米,三、測井系統(tǒng)的發(fā)展歷史,中國測井的開始：1939年12月20日，翁文波先生在四川巴一井（石油溝一號井）用點測方法得到了測井曲線。1948年9月，在玉門老君廟油田，翁文波先生率領(lǐng)趙仁壽、劉永年、王曰才用半自動測井技術(shù)在I-25井發(fā)現(xiàn)了油層，從測井曲線上清楚地劃分出K、L和M等幾個重要的油層,三、測井系統(tǒng)的發(fā)展歷史,三、測井系統(tǒng)的發(fā)展歷史,三、測井系統(tǒng)的發(fā)展歷史,FromHartsE&PSeptember2002,FromWFTCMITool,1927,2006,三、測井系統(tǒng)的發(fā)展歷史,手工記錄系統(tǒng),數(shù)字測井系統(tǒng),數(shù)控測井系統(tǒng),模擬測井系統(tǒng),成像測井系統(tǒng),只測量自然電位與普通電阻率，點測方式,自然伽馬、中子伽馬測井，電極系測井，模擬連續(xù)記錄阿爾奇方程（1941）,三、測井系統(tǒng)的發(fā)展歷史,感應(yīng)測井、側(cè)向測井、地層傾角測井、聲波測井、補償密度、中子壽命。主要的測井基礎(chǔ)理論與方法已經(jīng)得到實現(xiàn)。3600系統(tǒng)，磁帶記錄，井下模擬信號，地面數(shù)字化,3700、CSU系統(tǒng)，系統(tǒng)雙向控制，磁帶或硬盤記錄，井下數(shù)字化，地面程控,MAXIS500,儀器陣列化，高速電纜傳輸，地面圖像處理，信息量大，解決非均質(zhì)非線性的問題,三、測井系統(tǒng)的發(fā)展歷史,測井技術(shù)發(fā)展的自身規(guī)律1）多種高新技術(shù)的交叉集成，需要高素質(zhì)的人材和管理隊伍；2）油公司不斷變化的新技術(shù)需求和新的生產(chǎn)方式推動測井技術(shù)的發(fā)展（勘探對象的復(fù)雜，鉆井新技術(shù)的應(yīng)用）3）當(dāng)代IT技術(shù)，微電子技術(shù)的發(fā)展是測井技術(shù)發(fā)展的推動力（數(shù)字測井到數(shù)控測井的轉(zhuǎn)變，成像測井技術(shù)的誕生等）4）工業(yè)界的合作及全方位的技術(shù)合作是測井技術(shù)發(fā)展的有效途徑（核磁共振測井技術(shù)，聲波層析成像技術(shù)，光纖陀螺測斜等）5）關(guān)鍵技術(shù)的突破加速了測井技術(shù)的發(fā)展（過套管電阻率的納伏小信號檢測技術(shù)）6)測井技術(shù)的發(fā)展必須是持續(xù)滾動呈螺旋式的發(fā)展，不斷提高（成像技術(shù)）7）國外大公司的技術(shù)并購重組，大大加快了測井技術(shù)的發(fā)展（Weatherford公司的隨鉆測井系統(tǒng)的開發(fā)）,四、測井作業(yè)流程,1任務(wù)下達(dá)測井任務(wù)由事業(yè)部生產(chǎn)調(diào)度或項目部生產(chǎn)調(diào)度以電話、書面等方式下達(dá)給具備安全生產(chǎn)條件的測井隊，要明確井號和到井時間。接收任務(wù)的測井隊的測井設(shè)備適合測井設(shè)計要求、各崗人員持證上崗，已做好生產(chǎn)準(zhǔn)備。事業(yè)部對行車過程實時監(jiān)控。,四、測井作業(yè)流程,2隊伍出發(fā)由測井隊長明確一人全程負(fù)責(zé)放射源使用，包括借源、押源、進(jìn)場存放、裝源、卸源、還源。同時明確一人協(xié)助。二人要經(jīng)體檢合格可以從事放射性工作，熟練掌握裝源、卸源方法和防護(hù)方法。出發(fā)前隊長必須檢查源罐鎖和源倉鎖。事業(yè)部每天查詢一次源的動態(tài)。由隊長了解天氣及行車路況后與所有司機對行車安全進(jìn)行判斷，在人員疲勞、夜間行車、雨雪霧天氣、山路行車的情況下，要做出風(fēng)險判斷。在有風(fēng)險時，必須采取具體的、管用的安全措施才能出發(fā)。司機已經(jīng)疲勞時不能出發(fā)。兩輛車要同時出發(fā)，由測井隊長明確兩名押車人員分別坐在副駕駛位置。行車過程中嚴(yán)禁超速。司機不得吸煙和打手機。戴安全帶。連續(xù)行駛2小時必須停車檢查，押源人員檢查源倉鎖和儀器倉鎖，司機休息不少于10分鐘并作例行檢查。,四、測井作業(yè)流程,3井場安裝測井隊長了解井況和井場情況后召開班前會，提出安全注意事項，明確施工方案。將所有源罐（塊）放在離車10米以外可以看到的地方，用粗鏈條鎖在一起，插上標(biāo)記。由井口組長組織固定地滑輪，地滑輪要用鐵鏈子固定在連頂節(jié)或牢固的橫梁上。不能碰正在轉(zhuǎn)動中的地滑輪。井口組長指揮擺車，井口、地滑輪、車要三點一線。司機放好掩鐵。拉力計要接在天滑輪上方。自然電位電極、側(cè)向N電極、電極B電極、地線要與大地良好接觸，并避開干擾。下井儀器連接后，對儀器連接部位進(jìn)行安全檢查，必須安裝中子偏心彈簧、聲波扶正器和側(cè)向間隙器。井口連接儀器時，統(tǒng)一手勢（上指為上提，下指為下放，平甩為停車），并保持通訊暢通。在井口裝源時，必須先蓋好井口。,四、測井作業(yè)流程,4測前檢驗下井儀器連接好后，操作工程師要先下車檢查后再供電、進(jìn)行測前檢驗。調(diào)用的密度、中子、感應(yīng)主刻度是在規(guī)定時間內(nèi)最近一次做出的，儀器號、源號要與主刻度一致。在井口做井徑和自然伽瑪刻度時，應(yīng)蓋好井口，防止井徑環(huán)和自然伽瑪刻度器掉井。聲波值在套管里要達(dá)到1875s/m。雙側(cè)向內(nèi)刻度要在裸眼井段刻度。,四、測井作業(yè)流程,5重復(fù)段以不大于3000m/h的速度下放儀器，在井眼不好和造斜點、狗腿子、井底位置要減速。遇阻時以正常速度下放3次，若還遇阻，要求井隊通井，決不可以沖儀器。儀器上提至井口200米時減速，提醒井口工。重復(fù)段在井底目的層良好井眼測量，測量長度大于50米。在井眼良好井段，重復(fù)段與主測井重復(fù)誤差在規(guī)定范圍，在重復(fù)超差的時候，要查明原因，排除故障，直至符合要求。,四、測井作業(yè)流程,6主測井曲線格式符合規(guī)定要求，中子、密度曲線要符合識別氣層比例（中子儀器灰?guī)r刻度時，中子：0.24-0.18p.u，密度：23g/cm3）。測井速度是儀器串中最慢的測速。不得隨意加大濾波參數(shù)，保證儀器分辨率不降低。出現(xiàn)異常值（超出泥漿值、骨架值，平直段或突變等）都要重復(fù)。如果遇卡，收回推靠器后立刻拉到最大安全拉力（最大安全拉力=測井時正常拉力+拉力棒額定值的75%-儀器在泥漿里的重力）。最大安全拉力不應(yīng)超過電纜額定值的50%，同時，要觀察電纜頭張力，判斷是儀器遇卡還是電纜遇卡。電纜頭張力應(yīng)小于拉力棒額定值75%。如果最大安全拉力不能解卡，就要上下活動電纜（活動范圍：下放電纜，直到電纜頭張力減?。?，等待穿心解卡。穿心打撈由隊長負(fù)責(zé)組織。操作工程師填寫測井記錄表。,四、測井作業(yè)流程,7測后檢驗若測后檢驗超過規(guī)定值，必須重測。8資料驗收由小隊長在井場對測井圖進(jìn)行驗收，驗收的內(nèi)容包括：主刻度、測前刻度、測后刻度、選擇參數(shù)、速度、深度、幅度、張力曲線、曲線相關(guān)性、圖頭，對每一項都要做出定量評價，填寫驗收記錄。凡