1、测井系统基本知识,2009年6月9日,测井基本概念 什么是测井系统 测井系统的发展历史 测井作业流程,提 纲,“测井”这个术语对应的英文单词是“Log”,原义是“航行日志”。这个单词生动形象地比喻了“测井”的过程和特点：使用测井系统，连续记录随深度变化的反映地层信息的各种参数，研究地下岩石物理渗流特性，寻找和评价油气及其它矿藏资源。,一、测井基本概念,什么是测井,正演过程,测井主演研究对象：测井信息,一、测井基本概念,反演过程,一、测井基本概念,测井地质和工程物理基础研究测量方法和仪器研究测井信息处理和解释研究通过三个领域的技术研究，开发出相应的测井系统，反之，利用测井系统，可以不断改进测井信
2、息的技术研究，推动测井技术和测井系统的不断创新。,测井信息研究的领域与目标,一、测井基本概念,测井地质和工程物理基础研究测量方法和仪器研究测井信息处理和解释研究通过三个领域的技术研究，开发出相应的测井系统，反之，利用测井系统，可以不断改进测井信息的技术研究，推动测井技术和测井系统的不断创新。,测井信息研究的领域与目标,一、测井基本概念,仪器电测井的电场分布，声波测井中换能器的空间分布、指向性，核测井中辐射源的空间时间能量分布和探测器的空间分布。 井眼裸眼井：钻井液或井内流体、井径、泥饼等；套管井：井内流体、套管、水泥环等。 地层单层，或性质和层厚不同的地层。地层与井眼垂直，地层和井轴有各种夹角
3、。在径向上，可以设定地层性质是宏观均匀的，也可以把它分为直径不同的侵入带、冲洗带、过渡带和原始地层。,物理模型建立,一、测井基本概念,岩石物理参数岩石的矿物成分和元素成分（岩性）、孔隙度、渗透率、含油（气、水）饱和度、地层水矿化度等 井眼工程参数井径、井液、泥饼、套管、水泥环性质 对应的参数具有空间和时间变化的特性,岩石物理及井眼工程参数 （测井解释家地质家）,一、测井基本概念,电磁学参数（如电阻率或电导率、介电常数等）弹性力学参数（如体积形变模量和切变模量，声波纵波速度、横波速度，或者声波时差等）核物理参数（岩石体积密度、元素含量、核素的特征伽马射线能谱、光电吸收系数、快中子减速时间、热中子
4、宏观吸收截面等）。反映空间三维变化，在同一次测井过程没有时间的变化,介质物性参数（测井仪器直接测量） ：测井原理的物理场方程组中直接出现的那些介质物性参数,一、测井基本概念,自然激发源：自然电位、自然伽马、井温等。人工激发源：电法仪器中的供电电源和电极、感应测井仪器中的发射线圈，声波测井仪器中的发声体，核测井中的各种中子或伽马源等。激发源的强度应该包含空间（三维）、时间（一维）、能量（一维）和方向等因素的多维函数 不同的激发源激发出不同的物理场：电磁场，声场，核辐射场。,激发源与物理场,一、测井基本概念,物理场的测量都是通过传感器将物理场强转换成电信号进行测量的。常用传感器有电磁测井中的电极或
5、线圈系，声测井中的压电晶体换能器，核测井中的碘化钠晶体和光电倍增管组合而成的伽马射线探测器等。 1）具有较大的动态范围和足够高的灵敏度。 2）有足够的空间或方向分辨能力。3）有足够的时间分辨能力。4）响应函数尽量简单。5）能够在恶劣环境条件下稳定可靠地工作。,传感器,一、测井基本概念,1）放大和检测 2）模数转换 3）编码传输 4）反馈控制 5）深度匹配 6）把电信号转化为介质物性参数 7）记录和显示,电信号的采集和处理,一、测井基本概念,测井系列的分类,一、测井基本概念,(1) 常规测井系列。提供地层的三孔隙度和电阻率，以及自然电位、自然伽马、井径等基本资料。提供以下几项数字处理解释成果：地
6、层的岩性；油、气层的深度、厚度；地层的孔隙度、含油（水）饱和度、渗透率以及泥质含量等。 (2) 地层倾角测井。地层倾角测井能向用户提供井斜角度、井斜方位、地层倾角和地层倾角方向，以及井径和井眼容积等资料。通过多井的计算机处理解释，还能够提供油藏构造形态和分析古沉积环境。 (3) 地层测试器。地层测试器能测量各井段地层的实际压力，能做出地层的压力梯度曲线，更重要的是能直接从地层中取出油、气或水样，从而给下一步的试油工作提供可靠依据，另外还能估计地层油气层的有效厚度。 (4) 井壁取心。井壁取心作业能按照测井结果准确地从井壁取出岩心，用以分析地层岩性及含油性，验证解释结果，弥补钻井取心的不足。,勘
7、探测井,一、测井基本概念,生产测井主要是指套管井的测井作业。 1) 测井下压力、温度、流量、流体密度。 2) 确定出水层位。 3) 确定串槽位置。 4) 判断剩余油饱和度。 5) 同位素示踪测井、自然伽马能谱测井。 6) 工程测井，如多臂井径、井下电视、声波变密度测井等。 7) 油层动态分析等。,生产测井,一、测井基本概念,井下工程测井作业项目主要是为试油、完井、解卡、修井、采油等服务。 (1) 射孔作业。它是用炸药爆炸高能射流，射穿套管、水泥环与地层沟通油气流通道的作业。主要有电缆输送套管射孔、电缆输送过油管套管射孔和油管输送射孔三种类型。 (2) 水泥胶结测井。主要用于检查固井质量。 (3
8、) 测钻杆遇卡位置和爆炸松扣。 (4) 爆炸切割钻杆和油管。 (5) 磁测井、多臂井径、井下电视，用以检查套管变形、腐蚀或石灰岩溶洞、裂缝等。,工程测井,一、测井基本概念,一、测井基本概念,气探井测井系列,一、测井基本概念,油探井测井系列,一、测井基本概念,气开井测井系列,一、测井基本概念,油开井测井系列,一、测井基本概念,套管井地层评价测井系列,一、测井基本概念,生产动态测井系列,一、测井基本概念,长庆工程测井系列,一个含油气系统的基本组成包括地质要素和成藏作用二大部分，其中地质要素包括烃源岩、储集层、盖层和上覆岩层，地质作用包括圈闭的形成和油气的生成运移聚集。,相关地质概念,一、测井基本概
9、念,国内油气勘探开发对测井技术的需求：勘探开发的深入：“低、深、难” 的勘探对象 1）高幅度构造区的低阻油气藏（渤海湾盆地中浅层、准噶尔盆地白垩系、松辽盆地北部中浅层）：圈闭幅度小，油源不充足，含油饱和度低，储层薄、束缚水含量高、泥质含量高，地层水矿化度变化大。 2）低孔低渗油气藏：这类油气藏在中国石油的十三个油气田中广泛存在，其特点是：储层薄且非均质严重，孔隙结构复杂。 3）裂缝性油气藏（碳酸盐岩、砂岩）：储集空间复杂多变，非均质性强，地层压力变化大。 4）隐蔽性复杂岩性油气藏：储层目标隐蔽、非均质性强，岩性复杂特殊（如砂砾岩体、火成岩等）。,一、测井基本概念,勘探油气识别的准确率，油田开发
10、的采收率，工程检测的高效准确,将各种对不同地层信息敏感的传感器送入井下，在地面采集系统的控制下，测量反映对应的地质和工程特性的相关信息，并转换成可测量的物理量。 下井仪器的电子线路，对这些信号进行测量，经过归一化、放大和处理后，按照一定的编码方式，通过专门的传输介质（有线，如电缆，无线如泥浆脉冲）传送到地面。 地面仪器对这些从井下来的数据进行“信号恢复”处理后，由系统软件完成深度对齐，实时处理，实时监视和绘制测井图件，并将数据记录在系统的永久记录介质上，在井场可以利用快速直观解释软件完成现场的资料处理，并通过远程网络传送到数据中心进行专家诊断，实时指导现场的测井数据采集。,二、什么是测井系统,
11、测井系统主要包括以下四部分： （1）地面的数据采集、控制、记录和处理系统。简称地面仪； （2）测量不同地层物理特性的下井仪器。系统可以根据测井作业的要求，选择不同组合系列的下井仪器组合串，获取所需的测井信息。 （3）测井仪器特种车辆或拖撬。内部装有测井绞车，用于装载地面仪器和电缆进行测井作业施工。 （4）测井辅助设备。包括井口装置、深度系统、水平井测井工具等特殊专用设备。,二、什么是测井系统,二、什么是测井系统,测井技术的诞生： 1927年 Conrad Schlumberger和Marcel Schlumberger 法国Pechlbrom油田 488米,三、测井系统的发展历史,中国测井的开
12、始：1939年12月20日，翁文波先生在四川巴一井（石油沟一号井）用点测方法得到了测井曲线。1948年9月，在玉门老君庙油田，翁文波先生率领赵仁寿、刘永年、王曰才用半自动测井技术在I-25井发现了油层，从测井曲线上清楚地划分出K、L和M等几个重要的油层,三、测井系统的发展历史,三、测井系统的发展历史,三、测井系统的发展历史,From Harts E&P September 2002,From WFT CMI Tool,1927,2006,三、测井系统的发展历史,手工记录系统,数字测井系统,数控测井系统,模拟测井系统,成像测井系统,只测量自然电位与普通电阻率，点测方式,自然伽马、中子伽马测井，电
13、极系测井，模拟连续记录 阿尔奇方程（1941）,三、测井系统的发展历史,感应测井、侧向测井、地层倾角测井、声波测井、补偿密度、中子寿命。主要的测井基础理论与方法已经得到实现。 3600系统，磁带记录，井下模拟信号，地面数字化,3700、CSU系统，系统双向控制，磁带或硬盘记录，井下数字化，地面程控,MAXIS500,仪器阵列化，高速电缆传输，地面图像处理，信息量大，解决非均质非线性的问题,三、测井系统的发展历史,测井技术发展的自身规律 1）多种高新技术的交叉集成，需要高素质的人材和管理队伍； 2）油公司不断变化的新技术需求和新的生产方式推动测井技术的发展（勘探对象的复杂，钻井新技术的应用） 3
14、）当代IT技术，微电子技术的发展是测井技术发展的推动力（数字测井到数控测井的转变，成像测井技术的诞生等） 4）工业界的合作及全方位的技术合作是测井技术发展的有效途径（核磁共振测井技术，声波层析成像技术，光纤陀螺测斜等） 5）关键技术的突破加速了测井技术的发展（过套管电阻率的纳伏小信号检测技术） 6)测井技术的发展必须是持续滚动呈螺旋式的发展，不断提高（成像技术） 7）国外大公司的技术并购重组，大大加快了测井技术的发展（Weatherford公司的随钻测井系统的开发）,四、测井作业流程,1任务下达测井任务由事业部生产调度或项目部生产调度以电话、书面等方式下达给具备安全生产条件的测井队，要明确井号
15、和到井时间。接收任务的测井队的测井设备适合测井设计要求、各岗人员持证上岗，已做好生产准备。事业部对行车过程实时监控。,四、测井作业流程,2队伍出发由测井队长明确一人全程负责放射源使用，包括借源、押源、进场存放、装源、卸源、还源。同时明确一人协助。二人要经体检合格可以从事放射性工作，熟练掌握装源、卸源方法和防护方法。出发前队长必须检查源罐锁和源仓锁。事业部每天查询一次源的动态。由队长了解天气及行车路况后与所有司机对行车安全进行判断，在人员疲劳、夜间行车、雨雪雾天气、山路行车的情况下，要做出风险判断。在有风险时，必须采取具体的、管用的安全措施才能出发。司机已经疲劳时不能出发。两辆车要同时出发，由测
16、井队长明确两名押车人员分别坐在副驾驶位置。行车过程中严禁超速。司机不得吸烟和打手机。戴安全带。 连续行驶2小时必须停车检查，押源人员检查源仓锁和仪器仓锁，司机休息不少于10分钟并作例行检查。,四、测井作业流程,3井场安装测井队长了解井况和井场情况后召开班前会，提出安全注意事项，明确施工方案。将所有源罐（块）放在离车10米以外可以看到的地方，用粗链条锁在一起，插上标记。由井口组长组织固定地滑轮，地滑轮要用铁链子固定在连顶节或牢固的横梁上。不能碰正在转动中的地滑轮。井口组长指挥摆车，井口、地滑轮、车要三点一线。司机放好掩铁。拉力计要接在天滑轮上方。自然电位电极、侧向N电极、电极B电极、地线要与大地
17、良好接触，并避开干扰。下井仪器连接后，对仪器连接部位进行安全检查，必须安装中子偏心弹簧、声波扶正器和侧向间隙器。 井口连接仪器时，统一手势（上指为上提，下指为下放，平甩为停车），并保持通讯畅通。在井口装源时，必须先盖好井口。,四、测井作业流程,4测前检验 下井仪器连接好后，操作工程师要先下车检查后再供电、进行测前检验。 调用的密度、中子、感应主刻度是在规定时间内最近一次做出的，仪器号、源号要与主刻度一致。 在井口做井径和自然伽玛刻度时，应盖好井口，防止井径环和自然伽玛刻度器掉井。 声波值在套管里要达到1875s/m。 双侧向内刻度要在裸眼井段刻度。,四、测井作业流程,5重复段以不大于3000m
18、/h的速度下放仪器，在井眼不好和造斜点、狗腿子、井底位置要减速。遇阻时以正常速度下放3次，若还遇阻，要求井队通井，决不可以冲仪器。仪器上提至井口200米时减速，提醒井口工。重复段在井底目的层良好井眼测量，测量长度大于50米。在井眼良好井段，重复段与主测井重复误差在规定范围，在重复超差的时候，要查明原因，排除故障，直至符合要求。,四、测井作业流程,6主测井曲线格式符合规定要求，中子、密度曲线要符合识别气层比例（中子仪器灰岩刻度时，中子：0.24-0.18p.u，密度：23g/cm3）。测井速度是仪器串中最慢的测速。不得随意加大滤波参数，保证仪器分辨率不降低。出现异常值（超出泥浆值、骨架值，平直段
19、或突变等）都要重复。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=测井时正常拉力+拉力棒额定值的75%-仪器在泥浆里的重力）。最大安全拉力不应超过电缆额定值的50%，同时，要观察电缆头张力，判断是仪器遇卡还是电缆遇卡。电缆头张力应小于拉力棒额定值75%。如果最大安全拉力不能解卡，就要上下活动电缆（活动范围：下放电缆，直到电缆头张力减小），等待穿心解卡。穿心打捞由队长负责组织。 操作工程师填写测井记录表。,四、测井作业流程,7测后检验若测后检验超过规定值，必须重测。 8资料验收由小队长在井场对测井图进行验收，验收的内容包括：主刻度、测前刻度、测后刻度、选择参数、速度、深度、幅度、张力
20、曲线、曲线相关性、图头，对每一项都要做出定量评价，填写验收记录。 凡不合格资料都要重测，需要甲方让步接受的资料，应由甲方测井监督签字认可。队长填写结算单。,四、测井作业流程,9设备拆除由装源者卸源，卸源时一定要盖好井口，卸源后必须对源仓进行冲洗。 10现场快速解释与数据传输如果需要，操作工程师要现场提供井筒数据和快速解释结果。如果在井场或基地通过网络传输资料，则要将验收后的全部资料传到解释中心。 11队伍返回路途行驶与出发要求相同。到基地后先还源后休息。,四、测井作业流程,12生产准备 仪器准备：冲洗：清洗下井仪器，特别是推靠器和声波探头必须清洗干净。机械检查：仪器头保养，各种工具保养，车辆检
21、验。更换受伤和疲劳的拉力棒。绝缘通断检查：检查仪器插头、极板、电缆、马笼头、滑环的绝缘和能断符合要求。操作检查：用模拟盒、刻度器、内刻等对仪器工作状态进行检查。主刻度：按规定对仪器进行主刻度，主刻度数据要存在计算机里。 车辆准备：按规定做出检验。 材料准备：补充常用材料和备件。,四、测井作业流程,EILog数据采集流程,9） 设置系统深度 10） 选择记录方向和驱动模式 11） 下放测井监视 12） 测井记录和实时绘图 13） 停止测井 14） 如果需要，进行测井数据后处理 15） 编辑图头 16） 创建绘图作业 17） 打印测井成果图,四、测井作业流程,1） 系统启动和初始化 2） 仪器连接 3） 启动采集模块 4） 测井工程创建和输入测井井场信息 5） 测井服务表的编辑和加载 6） 测井监视与显示参数修改 7） 仪器供电使能 8） 如果有必要，进行仪器刻度，否则直接加载刻度文件,
