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摘 要：摘本文浅析了当前我国石油测井技术面临的主要挑战,以及存在的主要困难和问题,探讨当前常用测井技术及其特点,对传感器在石油测井中的运用及石油测井技术发展趋势进行了研究。
关键词：传感器测井技术 石油测井 应用
测井是油气勘探开发的主要工程技术之一,生产测井是油田在开发过程中的测井项目和油井工程测井的总和,工程测井以及地面重复仪器测试,是利用声、电、核、磁等学科原理,对地层和油气动态进行测量的高科技技术。测井技术的首要任务是发现油气层,同时它也是油气藏动态监测的重要手段,测井技术贯穿于油气勘探开发全过程。
一、当前石油测井技术面临的主要挑战
随着石油业的飞速发展,业务量大量攀升,面临的形势越来越严峻,必须要认清形势,准确把握机遇,加快推进石油测井技术的科学进步,全面提升石油行业核心竞争力。
1.油气藏勘探开发更加困难
随着石油、油气资源的日益枯竭,油气藏勘探开发越来越困难,对测井装备、技术提出了新的挑战和要求。勘探对象日益复杂,前陆盆地、碳酸盐岩、隐蔽性岩性油气藏等成为主攻方向。老油田水淹层识别,剩余油饱和度的确定,成为当务之急。大斜度井、水平井测井都对测井解释评价提出了更高的要求。在油田开发后期,高含水低产液井逐渐增多,油田综合含水率逐年增高,对油田动态监测装备和技术提出了新的要求。一些诸如:碳酸盐岩、火成岩等复杂岩性和复杂储集空间油气藏,以及低孔隙度、低渗透率、低电阻率油气储层的勘探开发,要求测井装备和技术分辨率更高、探测要更深、精度要更高。同时,由于各类特殊地质条件、地质导向和油藏评价对石油测井技术也提出了新的更高的要求,油气田勘探开发难度进一步加大。
2.测井装备有待于进一步加大研发力度
随着特殊钻完井工藝技术的发展,测井环境和井身结构发生了改变,原有测井仪器适用条件已与新的井眼环境不同,如水平井、分支井、气体钻井、欠平衡钻井、小井眼钻井的大量应用等,需要开发相应配套的测井技术和工艺,提高射孔器材性能和工艺技术水平。国内测井装备型号多,层次标准不齐,整体技术水平相对偏低。早期引进的数控装备和国产测井装备超期服役,老化严重,可靠性和测量精度不能满足生产要求。成像测井、核磁共振测井、随钻测井装备全部为引进,价格不断上涨,配件和备件的配套存在问题。测井仪器装备的更新以及海外测井市场开拓,对自主产权的品牌测井装备和相应的处理解释软件提出了迫切需求。因此,要集中物力财力加大对测井相关装备的研发力度,提升测井整体技术水平。
3.常用测井技术有：核测井技术、声波测井法、井温测井法等
二、传感器技术在测井中的运用
测井技术方法有很多种,如上文所述的几点常用测井方法,还有一部分是基于传感器技术的测井方法,比较突出的有电子基传感器和光纤传感器。但由于传统的电子基传感器无法在井下恶劣的环境,诸如高温、高压、腐蚀、地磁地电干扰下工作,因此电子基传感器逐渐被淘汰,取而代之的是以光纤传感器技术、网络传感器技术为代表的新型传感器在测井中得到越来越广泛的应用。
1.光纤传感器技术在测井中的运用光纤传感技术是20世纪70年代伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的新型传感技术,光纤传感器因其对电磁干扰不敏感而且能承受极端条件,包括高温、高压以及强烈的冲击与振动,可以高精度地测量井筒和井场环境参数t同时,光纤传感器具有分布式测量能力,可以测量被测量的空间分布,给出剖面信息。而且,光纤传感器横截面积小,外形短,在井筒中占据空间极小。激光光纤核测井技术,是激光技术与光纤技术相结合的传感器,用于在充有原油和泥浆等非透明流体的井中进行测井。激光光纤核传感器是在光纤通信和光纤传感器的基础上产生的,它利用了光致损耗和光致发光等物理效应,比常规核探测器具有更多的优越性,可发针对不同的核探测的能级范围,研制在该范围的敏感探头。光纤具有高速率、大容量传输能力,还能搭载其他井下仪器信号。
2.网络传感器技术在测井的运用
网络测井将对现有的井下传感器进行进一步的集成和发展,其发展方向将仍然是井下探头的阵列化,地面采集的图像化,以及更为重要的,信息共享和油藏解决方案的实时化。按照这一标准,组合性快速平台可能成为网络测井的第一要素,而核磁共振、阵列感应、声电成像、交叉偶极声波、脉冲中子、模块式地层测试技术、以及井壁取心等方法,通过改进,有望集成到网络测井技术体系中,形成测井识别和评价油气水、测井岩石力学分析、测井地质分析、测井监测油气藏动态等多个实时化测井系列。测井技术正面临着新的变革。基于互联网技术的第五代测井数据采集系统以快速、可靠、信息共享为主要特征,正在形成之中。相应地,井下仪器提供的观测信息应该适合网络技术和油藏实时解决方案的要求。一些有深刻物理背景的、能够快速提供地层流体和地质信息的方法,在网络测井中一定会得到进一步重视和发展。核磁共振、阵列感应、声电成像、交叉偶极声波、脉冲中子、过套管电阻率、以及电缆地层测试和井壁取心等方法,将成为新一代测井技术中不可缺少的重要方法。
三、石油测井技术展望
测井技术经过80年的发展,特别是近十几年来,油气勘探开发的新的需求成为测井技术发展的重要动力之一,相关领域的技术进步推动了测井技术的发展,如物理学各学科和微电子、自动化、计算机、新材料等最新的技术成果在测井技术进步中得到体现。测井装备和技术向高可靠、高精度、高效率、网络化方向发展,以适应新的地质和工程环境的要求。坚持成套测井装备的发展思路,在加快EILog测井系统推广和规模化应用基础上,重点开展新型成像测井系统和核磁共振测井仪器的研制,开发和改进适应我国地质特点的特色测井仪器,加快产品升级,形成具有自主知识产权的先进适用的测井成套装备品牌系列。测量方法向多源、多波、多谱、多接收器方向发展,测量参数由二维向三维成像发展,更大提高井眼覆盖率,以适应对地层非均质测量的需要。通过各种传感器集成,以及电子线路和电源共用,缩短仪器长度,提高测井时效,降低服务成本。井下永久传感器技术进一步得到发展,随钻测井数据传输方式多样化,数据传输率不断提高,仪器可靠性更强。安全环保要求使非化学源的核测量探头将得到全面应用。
参考文献
[1]方朝亮,吴铭德,冯启宁.测井关键技术展望[J].石油科技论坛,2005,(1).
关键词：传感器测井技术 石油测井 应用
测井是油气勘探开发的主要工程技术之一,生产测井是油田在开发过程中的测井项目和油井工程测井的总和,工程测井以及地面重复仪器测试,是利用声、电、核、磁等学科原理,对地层和油气动态进行测量的高科技技术。测井技术的首要任务是发现油气层,同时它也是油气藏动态监测的重要手段,测井技术贯穿于油气勘探开发全过程。
一、当前石油测井技术面临的主要挑战
随着石油业的飞速发展,业务量大量攀升,面临的形势越来越严峻,必须要认清形势,准确把握机遇,加快推进石油测井技术的科学进步,全面提升石油行业核心竞争力。
1.油气藏勘探开发更加困难
随着石油、油气资源的日益枯竭,油气藏勘探开发越来越困难,对测井装备、技术提出了新的挑战和要求。勘探对象日益复杂,前陆盆地、碳酸盐岩、隐蔽性岩性油气藏等成为主攻方向。老油田水淹层识别,剩余油饱和度的确定,成为当务之急。大斜度井、水平井测井都对测井解释评价提出了更高的要求。在油田开发后期,高含水低产液井逐渐增多,油田综合含水率逐年增高,对油田动态监测装备和技术提出了新的要求。一些诸如:碳酸盐岩、火成岩等复杂岩性和复杂储集空间油气藏,以及低孔隙度、低渗透率、低电阻率油气储层的勘探开发,要求测井装备和技术分辨率更高、探测要更深、精度要更高。同时,由于各类特殊地质条件、地质导向和油藏评价对石油测井技术也提出了新的更高的要求,油气田勘探开发难度进一步加大。
2.测井装备有待于进一步加大研发力度
随着特殊钻完井工藝技术的发展,测井环境和井身结构发生了改变,原有测井仪器适用条件已与新的井眼环境不同,如水平井、分支井、气体钻井、欠平衡钻井、小井眼钻井的大量应用等,需要开发相应配套的测井技术和工艺,提高射孔器材性能和工艺技术水平。国内测井装备型号多,层次标准不齐,整体技术水平相对偏低。早期引进的数控装备和国产测井装备超期服役,老化严重,可靠性和测量精度不能满足生产要求。成像测井、核磁共振测井、随钻测井装备全部为引进,价格不断上涨,配件和备件的配套存在问题。测井仪器装备的更新以及海外测井市场开拓,对自主产权的品牌测井装备和相应的处理解释软件提出了迫切需求。因此,要集中物力财力加大对测井相关装备的研发力度,提升测井整体技术水平。
3.常用测井技术有：核测井技术、声波测井法、井温测井法等
二、传感器技术在测井中的运用
测井技术方法有很多种,如上文所述的几点常用测井方法,还有一部分是基于传感器技术的测井方法,比较突出的有电子基传感器和光纤传感器。但由于传统的电子基传感器无法在井下恶劣的环境,诸如高温、高压、腐蚀、地磁地电干扰下工作,因此电子基传感器逐渐被淘汰,取而代之的是以光纤传感器技术、网络传感器技术为代表的新型传感器在测井中得到越来越广泛的应用。
1.光纤传感器技术在测井中的运用光纤传感技术是20世纪70年代伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的新型传感技术,光纤传感器因其对电磁干扰不敏感而且能承受极端条件,包括高温、高压以及强烈的冲击与振动,可以高精度地测量井筒和井场环境参数t同时,光纤传感器具有分布式测量能力,可以测量被测量的空间分布,给出剖面信息。而且,光纤传感器横截面积小,外形短,在井筒中占据空间极小。激光光纤核测井技术,是激光技术与光纤技术相结合的传感器,用于在充有原油和泥浆等非透明流体的井中进行测井。激光光纤核传感器是在光纤通信和光纤传感器的基础上产生的,它利用了光致损耗和光致发光等物理效应,比常规核探测器具有更多的优越性,可发针对不同的核探测的能级范围,研制在该范围的敏感探头。光纤具有高速率、大容量传输能力,还能搭载其他井下仪器信号。
2.网络传感器技术在测井的运用
网络测井将对现有的井下传感器进行进一步的集成和发展,其发展方向将仍然是井下探头的阵列化,地面采集的图像化,以及更为重要的,信息共享和油藏解决方案的实时化。按照这一标准,组合性快速平台可能成为网络测井的第一要素,而核磁共振、阵列感应、声电成像、交叉偶极声波、脉冲中子、模块式地层测试技术、以及井壁取心等方法,通过改进,有望集成到网络测井技术体系中,形成测井识别和评价油气水、测井岩石力学分析、测井地质分析、测井监测油气藏动态等多个实时化测井系列。测井技术正面临着新的变革。基于互联网技术的第五代测井数据采集系统以快速、可靠、信息共享为主要特征,正在形成之中。相应地,井下仪器提供的观测信息应该适合网络技术和油藏实时解决方案的要求。一些有深刻物理背景的、能够快速提供地层流体和地质信息的方法,在网络测井中一定会得到进一步重视和发展。核磁共振、阵列感应、声电成像、交叉偶极声波、脉冲中子、过套管电阻率、以及电缆地层测试和井壁取心等方法,将成为新一代测井技术中不可缺少的重要方法。
三、石油测井技术展望
测井技术经过80年的发展,特别是近十几年来,油气勘探开发的新的需求成为测井技术发展的重要动力之一,相关领域的技术进步推动了测井技术的发展,如物理学各学科和微电子、自动化、计算机、新材料等最新的技术成果在测井技术进步中得到体现。测井装备和技术向高可靠、高精度、高效率、网络化方向发展,以适应新的地质和工程环境的要求。坚持成套测井装备的发展思路,在加快EILog测井系统推广和规模化应用基础上,重点开展新型成像测井系统和核磁共振测井仪器的研制,开发和改进适应我国地质特点的特色测井仪器,加快产品升级,形成具有自主知识产权的先进适用的测井成套装备品牌系列。测量方法向多源、多波、多谱、多接收器方向发展,测量参数由二维向三维成像发展,更大提高井眼覆盖率,以适应对地层非均质测量的需要。通过各种传感器集成,以及电子线路和电源共用,缩短仪器长度,提高测井时效,降低服务成本。井下永久传感器技术进一步得到发展,随钻测井数据传输方式多样化,数据传输率不断提高,仪器可靠性更强。安全环保要求使非化学源的核测量探头将得到全面应用。
参考文献
[1]方朝亮,吴铭德,冯启宁.测井关键技术展望[J].石油科技论坛,2005,(1).