在油气田勘探、钻井、开发的过程中,通过把测井仪器放在钻头上,让钻头能够“观察事物”,实现边钻边测,及时获取地层的各种资料,这就是随钻测井。
随钻测井技术是当前钻井测井技术的一个重要关键技术,其核心技术就是信号传输,目前广泛使用的是钻井液压力脉冲传输,这是目前随钻测井仪器普遍采用的方法。由于随钻测井既能用于地质导向,指导钻进,又能对复杂井、复杂地层的含油气情况进行评价,已是世界各石油服务公司争相研究、不断推出新方法新技术的热点。
随钻测井相关技术的现状
随钻测井设备作为一种前沿的技术,受市场和需要的多重影响。近年来,随钻测井的相关技术发展方向受到两方面主要因素的影响。一是技术因素的影响,按照随钻技术发展的内在逻辑,更多适应技术需求的设备不断上升,和技术相辅相成,成为随钻测井技术的发展原动力。二是受市场因素影响,根据市场的需求,相关设备也随之不断发展。国内测井技术多年以来,基本上本着国外发展什么,国内就引进什么技术的模式,不能真正实现技术的吸收、消化和创新,就会导致技术不断处于落后的状态,总是学习状态,不能实现技术的超越。
目前,国内测井设备和测井技术相对进入一个快速发展的良好时期。计算机技术的引进和应用,对于开发随钻测井技术和设备,具有突破性的历史性意义。因为我国在后发优势方面,具备更加突出的优势。对于开发那些高性能、更可靠、精度更高的地面采集系统,逐渐成为技术的一种可能,但如何能够使井下仪器技术更好地发展,这才是衡量技术水平是否提高的真正标志和品牌。中国石油在投入、研发上面不断下功夫、作文章;部分技术相对优势的民企会大规模加入到这项技术的开发中来,广泛积极地参与,从而实现技术、资金、市场、优势的良性互补,这将会使我国的随钻测井技术研究不断实现在竞争中合作,在合作中进步,在进步中共赢的良好局面。着眼未来的随钻测井技术,可以预见的未来发展格局,会以更加网络化、综合化、系统化、便携化为主要特征,而在钻井实践过程中,钻机配套地面设备系统能够实现与测井仪器等的全面结合,这样不仅能够实现及时成像,进而会通过这种技术实现对裸眼井的技术测井,同时能够与生产测井、测试、射孔、取心等工具实现对接,进而实现套管井的有效测井。在国际市场,特别是海上市场,目前几乎所有的裸眼测井作业都会采用随钻测井技术;在陆地钻采工艺中,特别是面对大斜度井和水平井的操作时,一般都会以采用随钻测井技术为主。
随钻测井的技术分类和分析
电成像技术。StarTrak仪器是一种先进的国外设备,可以在随钻的过程中,提供施工井的360度扫描图像,并且它可以在导电钻井液中进行安全运行。经过淡水泥浆井中的测井结果实验,获得的高分辨率图像能够达到与电缆测井一致的效果,同时,由于360度连续扫描的技术特点,这种测井技术没有图像间隙,优点更加突出。
NMR技术。随钻NMR技术配备有相应的预编程序,适用于不同的流体特性和多种地层结构。对于不同模式、方式的选择,我们在井下原始数据的处理和实时传送过程中,同时能够实现所有原始数据存储在井下存储器中。
核成像测井技术。通过随钻方位伽马和密度成像测井仪器,核成像技术同时在8个扇区进行数据记录,实现了全面稳定的数据接收范围,这对于事后成像地质解释方面,就可以选择更合适的井眼扇区进行导向。
随钻声波测井技术。随钻声波测井仪器可以安装在不同规格的钻铤上,通过声波数据的采集,实现井下数据的收集。特别是在快速地层的测井过程中,能够获得纵波和横波等不同的速度。声音波形数据在井下存储器中存储。在连接期间,通过自动点测完成相应的质量控制。
我国随钻测井技术的前沿化趋势
我国目前的随钻测井技术中,出现了井下仪器集成化和阵列化的发展趋势,并且不断发展和变化,从而实现了从储层物性向异性测井技术发展的技术研发方向和趋势。井下仪器的高可靠、高分辨、集成化、深探测、高时效、低成本井下仪器测量探头阵列化,会奠定提高储层饱和度精度的基础,变单点测量为阵列测量以适应地层非均质的需要,为储层评价的深入提供更加丰富可靠的信息。随钻测井实现技术方面的集成化、仪器设备的小型化、数据读取和储存的方便化,应用范围和测量项目日益得到完善。目前,随钻测井技术已能能够进行绝大部分的电缆测井,并且应用范围和应用的类别正在不断发展壮大。随钻测井技术的各种仪器实现集成化、一体化测量,不但提高了测井时效和测井效率,还相应改善了综合评价测井参数时所需信息的一致性和完整性,从而进一步奠定了测井资料的科学性和完整性,对于提高资料的评价水平具有重要意义,有效降低了成本也降低了施工风险和投资风险。
随钻测井经过近年来的迅速发展,测井系列得到了不断完善;目前地层评价和地质导向的作用也越来越大;随钻测井技术正在向成像化、系统化和阵列化方向发展;多分量阵列感应测井技术将成为储层评价的重要和有效手段;核磁共振测井则向储层流体识别和定量描述等方向发展;随钻测井和电缆测井不远的将来就可以达到平分天下。不久前,“随钻测井系统研制”课题和“随钻测井系统设计及电阻率探测关键技术研究”等随钻测量技术专题,顺利通过了中国石油天然气集团公司专家组的专项验收。这意味着这种配套系列技术已经得到中国石油的正式权威认可,并成为中国石油推广随钻测井技术工艺的“杀手锏”。随钻测井技术通过在仪器原理设计、样机研制、刻度方法和测井数据处理解释方法等方面进行大量深入探索,经过各种不同地层结构、不同口径、不同钻进方式的钻井进行多次现场试验,取得了全面、合格的测井资料,为前沿性地层评价随钻测井技术填补国内空白,其主要技术指标已经达到国际先进水平,并将在勘探开发的过程中发挥更加广泛的作用。
(作者单位:中国石油长城钻探工程有限公司测井公司)
孙向连
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