測(cè)井系統(tǒng)基本知識(shí).ppt

測(cè)井系統(tǒng)基本知識(shí),2009年6月9日,測(cè)井基本概念什么是測(cè)井系統(tǒng)測(cè)井系統(tǒng)的發(fā)展歷史測(cè)井作業(yè)流程,提綱,“測(cè)井”這個(gè)術(shù)語(yǔ)對(duì)應(yīng)的英文單詞是“Log”,原義是“航行日志”。這個(gè)單詞生動(dòng)形象地比喻了“測(cè)井”的過(guò)程和特點(diǎn)：使用測(cè)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(píng)價(jià)油氣及其它礦藏資源。,一、測(cè)井基本概念,什么是測(cè)井,正演過(guò)程,測(cè)井主演研究對(duì)象：測(cè)井信息,一、測(cè)井基本概念,反演過(guò)程,一、測(cè)井基本概念,測(cè)井地質(zhì)和工程物理基礎(chǔ)研究測(cè)量方法和儀器研究測(cè)井信息處理和解釋研究通過(guò)三個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)研究，開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的測(cè)井系統(tǒng)，反之，利用測(cè)井系統(tǒng)，可以不斷改進(jìn)測(cè)井信息的技術(shù)研究，推動(dòng)測(cè)井技術(shù)和測(cè)井系統(tǒng)的不斷創(chuàng)新。,測(cè)井信息研究的領(lǐng)域與目標(biāo),一、測(cè)井基本概念,測(cè)井地質(zhì)和工程物理基礎(chǔ)研究測(cè)量方法和儀器研究測(cè)井信息處理和解釋研究通過(guò)三個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)研究，開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的測(cè)井系統(tǒng)，反之，利用測(cè)井系統(tǒng)，可以不斷改進(jìn)測(cè)井信息的技術(shù)研究，推動(dòng)測(cè)井技術(shù)和測(cè)井系統(tǒng)的不斷創(chuàng)新。,測(cè)井信息研究的領(lǐng)域與目標(biāo),一、測(cè)井基本概念,儀器電測(cè)井的電場(chǎng)分布，聲波測(cè)井中換能器的空間分布、指向性，核測(cè)井中輻射源的空間時(shí)間能量分布和探測(cè)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(guān)均勻的，也可以把它分為直徑不同的侵入帶、沖洗帶、過(guò)渡帶和原始地層。,物理模型建立,一、測(cè)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(duì)應(yīng)的參數(shù)具有空間和時(shí)間變化的特性,巖石物理及井眼工程參數(shù)（測(cè)井解釋家地質(zhì)家）,一、測(cè)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(shí)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(xiàn)能譜、光電吸收系數(shù)、快中子減速時(shí)間、熱中子宏觀(guān)吸收截面等）。反映空間三維變化，在同一次測(cè)井過(guò)程沒(méi)有時(shí)間的變化,介質(zhì)物性參數(shù)（測(cè)井儀器直接測(cè)量）：測(cè)井原理的物理場(chǎng)方程組中直接出現(xiàn)的那些介質(zhì)物性參數(shù),一、測(cè)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(cè)井儀器中的發(fā)射線(xiàn)圈，聲波測(cè)井儀器中的發(fā)聲體，核測(cè)井中的各種中子或伽馬源等。激發(fā)源的強(qiáng)度應(yīng)該包含空間（三維）、時(shí)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(chǎng)：電磁場(chǎng)，聲場(chǎng)，核輻射場(chǎng)。,激發(fā)源與物理場(chǎng),一、測(cè)井基本概念,物理場(chǎng)的測(cè)量都是通過(guò)傳感器將物理場(chǎng)強(qiáng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量的。常用傳感器有電磁測(cè)井中的電極或線(xiàn)圈系，聲測(cè)井中的壓電晶體換能器，核測(cè)井中的碘化鈉晶體和光電倍增管組合而成的伽馬射線(xiàn)探測(cè)器等。1）具有較大的動(dòng)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(shí)間分辨能力。4）響應(yīng)函數(shù)盡量簡(jiǎn)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(cè)井基本概念,1）放大和檢測(cè)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(hào)轉(zhuǎn)化為介質(zhì)物性參數(shù)7）記錄和顯示,電信號(hào)的采集和處理,一、測(cè)井基本概念,測(cè)井系列的分類(lèi),一、測(cè)井基本概念,(1)常規(guī)測(cè)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(xiàng)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(cè)井。地層傾角測(cè)井能向用戶(hù)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(guò)多井的計(jì)算機(jī)處理解釋?zhuān)€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(cè)試器。地層測(cè)試器能測(cè)量各井段地層的實(shí)際壓力，能做出地層的壓力梯度曲線(xiàn)，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(jì)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(cè)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(yàn)證解釋結(jié)果，彌補(bǔ)鉆井取心的不足。,勘探測(cè)井,一、測(cè)井基本概念,生產(chǎn)測(cè)井主要是指套管井的測(cè)井作業(yè)。1)測(cè)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(cè)井、自然伽馬能譜測(cè)井。6)工程測(cè)井，如多臂井徑、井下電視、聲波變密度測(cè)井等。7)油層動(dòng)態(tài)分析等。,生產(chǎn)測(cè)井,一、測(cè)井基本概念,井下工程測(cè)井作業(yè)項(xiàng)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(guò)油管套管射孔和油管輸送射孔三種類(lèi)型。(2)水泥膠結(jié)測(cè)井。主要用于檢查固井質(zhì)量。(3)測(cè)鉆桿遇卡位置和爆炸松扣。(4)爆炸切割鉆桿和油管。(5)磁測(cè)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(cè)井,一、測(cè)井基本概念,一、測(cè)井基本概念,氣探井測(cè)井系列,一、測(cè)井基本概念,油探井測(cè)井系列,一、測(cè)井基本概念,氣開(kāi)井測(cè)井系列,一、測(cè)井基本概念,油開(kāi)井測(cè)井系列,一、測(cè)井基本概念,套管井地層評(píng)價(jià)測(cè)井系列,一、測(cè)井基本概念,生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測(cè)井系列,一、測(cè)井基本概念,長(zhǎng)慶工程測(cè)井系列,一個(gè)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(chǔ)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(yùn)移聚集。,相關(guān)地質(zhì)概念,一、測(cè)井基本概念,國(guó)內(nèi)油氣勘探開(kāi)發(fā)對(duì)測(cè)井技術(shù)的需求：勘探開(kāi)發(fā)的深入：“低、深、難”的勘探對(duì)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(chǔ)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(lèi)油氣藏在中國(guó)石油的十三個(gè)油氣田中廣泛存在，其特點(diǎn)是：儲(chǔ)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(chǔ)集空間復(fù)雜多變，非均質(zhì)性強(qiáng)，地層壓力變化大。4）隱蔽性復(fù)雜巖性油氣藏：儲(chǔ)層目標(biāo)隱蔽、非均質(zhì)性強(qiáng)，巖性復(fù)雜特殊（如砂礫巖體、火成巖等）。,一、測(cè)井基本概念,勘探油氣識(shí)別的準(zhǔn)確率，油田開(kāi)發(fā)的采收率，工程檢測(cè)的高效準(zhǔn)確,將各種對(duì)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(cè)量反映對(duì)應(yīng)的地質(zhì)和工程特性的相關(guān)信息，并轉(zhuǎn)換成可測(cè)量的物理量。下井儀器的電子線(xiàn)路，對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)過(guò)歸一化、放大和處理后，按照一定的編碼方式，通過(guò)專(zhuān)門(mén)的傳輸介質(zhì)（有線(xiàn)，如電纜，無(wú)線(xiàn)如泥漿脈沖）傳送到地面。地面儀器對(duì)這些從井下來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行“信號(hào)恢復(fù)”處理后，由系統(tǒng)軟件完成深度對(duì)齊，實(shí)時(shí)處理，實(shí)時(shí)監(jiān)視和繪制測(cè)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(chǎng)可以利用快速直觀(guān)解釋軟件完成現(xiàn)場(chǎng)的資料處理，并通過(guò)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳送到數(shù)據(jù)中心進(jìn)行專(zhuān)家診斷，實(shí)時(shí)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集。,二、什么是測(cè)井系統(tǒng),測(cè)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(jiǎn)稱(chēng)地面儀；（2）測(cè)量不同地層物理特性的下井儀器。系統(tǒng)可以根據(jù)測(cè)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(cè)井信息。（3）測(cè)井儀器特種車(chē)輛或拖撬。內(nèi)部裝有測(cè)井絞車(chē)，用于裝載地面儀器和電纜進(jìn)行測(cè)井作業(yè)施工。（4）測(cè)井輔助設(shè)備。包括井口裝置、深度系統(tǒng)、水平井測(cè)井工具等特殊專(zhuān)用設(shè)備。,二、什么是測(cè)井系統(tǒng),二、什么是測(cè)井系統(tǒng),測(cè)井技術(shù)的誕生：1927年ConradSchlumberger和MarcelSchlumberger法國(guó)Pechlbrom油田488米,三、測(cè)井系統(tǒng)的發(fā)展歷史,中國(guó)測(cè)井的開(kāi)始：1939年12月20日，翁文波先生在四川巴一井（石油溝一號(hào)井）用點(diǎn)測(cè)方法得到了測(cè)井曲線(xiàn)。1948年9月，在玉門(mén)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(dòng)測(cè)井技術(shù)在I-25井發(fā)現(xiàn)了油層，從測(cè)井曲線(xiàn)上清楚地劃分出K、L和M等幾個(gè)重要的油層,三、測(cè)井系統(tǒng)的發(fā)展歷史,三、測(cè)井系統(tǒng)的發(fā)展歷史,三、測(cè)井系統(tǒng)的發(fā)展歷史,FromHartsE&PSeptember2002,FromWFTCMITool,1927,2006,三、測(cè)井系統(tǒng)的發(fā)展歷史,手工記錄系統(tǒng),數(shù)字測(cè)井系統(tǒng),數(shù)控測(cè)井系統(tǒng),模擬測(cè)井系統(tǒng),成像測(cè)井系統(tǒng),只測(cè)量自然電位與普通電阻率，點(diǎn)測(cè)方式,自然伽馬、中子伽馬測(cè)井，電極系測(cè)井，模擬連續(xù)記錄阿爾奇方程（1941）,三、測(cè)井系統(tǒng)的發(fā)展歷史,感應(yīng)測(cè)井、側(cè)向測(cè)井、地層傾角測(cè)井、聲波測(cè)井、補(bǔ)償密度、中子壽命。主要的測(cè)井基礎(chǔ)理論與方法已經(jīng)得到實(shí)現(xiàn)。3600系統(tǒng)，磁帶記錄，井下模擬信號(hào)，地面數(shù)字化,3700、CSU系統(tǒng)，系統(tǒng)雙向控制，磁帶或硬盤(pán)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(xiàn)性的問(wèn)題,三、測(cè)井系統(tǒng)的發(fā)展歷史,測(cè)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(duì)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(dòng)測(cè)井技術(shù)的發(fā)展（勘探對(duì)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(cè)井技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)力（數(shù)字測(cè)井到數(shù)控測(cè)井的轉(zhuǎn)變，成像測(cè)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(cè)井技術(shù)發(fā)展的有效途徑（核磁共振測(cè)井技術(shù)，聲波層析成像技術(shù)，光纖陀螺測(cè)斜等）5）關(guān)鍵技術(shù)的突破加速了測(cè)井技術(shù)的發(fā)展（過(guò)套管電阻率的納伏小信號(hào)檢測(cè)技術(shù)）6)測(cè)井技術(shù)的發(fā)展必須是持續(xù)滾動(dòng)呈螺旋式的發(fā)展，不斷提高（成像技術(shù)）7）國(guó)外大公司的技術(shù)并購(gòu)重組，大大加快了測(cè)井技術(shù)的發(fā)展（Weatherford公司的隨鉆測(cè)井系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)）,四、測(cè)井作業(yè)流程,1任務(wù)下達(dá)測(cè)井任務(wù)由事業(yè)部生產(chǎn)調(diào)度或項(xiàng)目部生產(chǎn)調(diào)度以電話(huà)、書(shū)面等方式下達(dá)給具備安全生產(chǎn)條件的測(cè)井隊(duì)，要明確井號(hào)和到井時(shí)間。接收任務(wù)的測(cè)井隊(duì)的測(cè)井設(shè)備適合測(cè)井設(shè)計(jì)要求、各崗人員持證上崗，已做好生產(chǎn)準(zhǔn)備。事業(yè)部對(duì)行車(chē)過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。,四、測(cè)井作業(yè)流程,2隊(duì)伍出發(fā)由測(cè)井隊(duì)長(zhǎng)明確一人全程負(fù)責(zé)放射源使用，包括借源、押源、進(jìn)場(chǎng)存放、裝源、卸源、還源。同時(shí)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(duì)長(zhǎng)必須檢查源罐鎖和源倉(cāng)鎖。事業(yè)部每天查詢(xún)一次源的動(dòng)態(tài)。由隊(duì)長(zhǎng)了解天氣及行車(chē)路況后與所有司機(jī)對(duì)行車(chē)安全進(jìn)行判斷，在人員疲勞、夜間行車(chē)、雨雪霧天氣、山路行車(chē)的情況下，要做出風(fēng)險(xiǎn)判斷。在有風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，必須采取具體的、管用的安全措施才能出發(fā)。司機(jī)已經(jīng)疲勞時(shí)不能出發(fā)。兩輛車(chē)要同時(shí)出發(fā)，由測(cè)井隊(duì)長(zhǎng)明確兩名押車(chē)人員分別坐在副駕駛位置。行車(chē)過(guò)程中嚴(yán)禁超速。司機(jī)不得吸煙和打手機(jī)。戴安全帶。連續(xù)行駛2小時(shí)必須停車(chē)檢查，押源人員檢查源倉(cāng)鎖和儀器倉(cāng)鎖，司機(jī)休息不少于10分鐘并作例行檢查。,四、測(cè)井作業(yè)流程,3井場(chǎng)安裝測(cè)井隊(duì)長(zhǎng)了解井況和井場(chǎng)情況后召開(kāi)班前會(huì)，提出安全注意事項(xiàng)，明確施工方案。將所有源罐（塊）放在離車(chē)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(zhǎng)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(dòng)中的地滑輪。井口組長(zhǎng)指揮擺車(chē)，井口、地滑輪、車(chē)要三點(diǎn)一線(xiàn)。司機(jī)放好掩鐵。拉力計(jì)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(xiàn)要與大地良好接觸，并避開(kāi)干擾。下井儀器連接后，對(duì)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(shí)，統(tǒng)一手勢(shì)（上指為上提，下指為下放，平甩為停車(chē)），并保持通訊暢通。在井口裝源時(shí)，必須先蓋好井口。,四、測(cè)井作業(yè)流程,4測(cè)前檢驗(yàn)下井儀器連接好后，操作工程師要先下車(chē)檢查后再供電、進(jìn)行測(cè)前檢驗(yàn)。調(diào)用的密度、中子、感應(yīng)主刻度是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)最近一次做出的，儀器號(hào)、源號(hào)要與主刻度一致。在井口做井徑和自然伽瑪刻度時(shí)，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(cè)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(diǎn)、狗腿子、井底位置要減速。遇阻時(shí)以正常速度下放3次，若還遇阻，要求井隊(duì)通井，決不可以沖儀器。儀器上提至井口200米時(shí)減速，提醒井口工。重復(fù)段在井底目的層良好井眼測(cè)量，測(cè)量長(zhǎng)度大于50米。在井眼良好井段，重復(fù)段與主測(cè)井重復(fù)誤差在規(guī)定范圍，在重復(fù)超差的時(shí)候，要查明原因，排除故障，直至符合要求。,四、測(cè)井作業(yè)流程,6主測(cè)井曲線(xiàn)格式符合規(guī)定要求，中子、密度曲線(xiàn)要符合識(shí)別氣層比例（中子儀器灰?guī)r刻度時(shí)，中子：0.24-0.18p.u，密度：23g/cm3）。測(cè)井速度是儀器串中最慢的測(cè)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(cè)井時(shí)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(guò)電纜額定值的50%，同時(shí)，要觀(guān)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(dòng)電纜（活動(dòng)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(duì)長(zhǎng)負(fù)責(zé)組織。操作工程師填寫(xiě)測(cè)井記錄表。,四、測(cè)井作業(yè)流程,7測(cè)后檢驗(yàn)若測(cè)后檢驗(yàn)超過(guò)規(guī)定值，必須重測(cè)。8資料驗(yàn)收由小隊(duì)長(zhǎng)在井場(chǎng)對(duì)測(cè)井圖進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收的內(nèi)容包括：主刻度、測(cè)前刻度、測(cè)后刻度、選擇參數(shù)、速度、深度、幅度、張力曲線(xiàn)、曲線(xiàn)相關(guān)性、圖頭，對(duì)每一項(xiàng)都要做出定量評(píng)價(jià)，填寫(xiě)驗(yàn)收記錄。凡