利用随钻电成像实现近井眼地质状况的高分辨率可视化

井眼电成像能够为地质学家和岩石物理学家提供独特的井下图像。电缆输送成像仪器获取的图像能够解释关键的地质特征如地层构造等。随钻测井（LWD）技术的进步能够在水基泥浆钻井条件下成功进行高分辨率电成像。 随钻成像的主要优点是能在钻井时使井眼形状更规则，它能和100％覆盖井眼（电缆成像是部分井眼覆盖）。在应用中，其主要优点是能够进行实时决策，相应就能节省钻机时间。传送到地面的图像虽然是在受到遥传限制情况下进行优化的，但它能及早指示钻头进入地层的角度，从而更准确地进行地质导向。 对这种新型高分辨率随钻电成像仪器的现场应用效果进行分析，表明它在现场是有价值的，在导电性泥浆中成像的质量和准确性非常好。通过一系列的电缆成像和取心，我们对比了随钻仪器的测量效果，表明随钻成像与电缆成像有可比性。此外，由于随钻电成像的100％井眼覆盖率．可以更好地认识地质特性，可以清晰地显示层状扰动泥岩、生物扰动交互砂岩、组合裂缝以及裂缝群。 新型随钻测井（LWD）仪器的特性可通过数学和实验模拟表现出来。在实验室中，我们对一套人工储层进行模拟测井，地层的倾斜界面、起伏变化、裂缝及不同的泥浆电阻率都是已知的。实验结果表明各模型上的一致性很好，LWD的电测井径与电缆成像仪测的井径是线性的。     

电成像测井的偏心校正方法研究

当电成像仪器存在偏心时，电成像图像不能真实反映井壁周围的地层信息，影响地质解释与应用。基于电成像测井的井径曲线，采用最小二乘法对椭圆井眼进行拟合，提取椭圆参数；在此基础上，计算仪器各极板在椭圆井眼中的位置，得到真实的井壁微电阻率图像。哈里伯顿的微电阻率井眼成像（EMI）测井仪实测的电成像偏心校正结果表明，该算法提取的椭圆参数准确，得到了真实的井壁周围地层的图像，为后续精细评价提供真实的资料。     

随钻电阻率成像测井仪定量评价地层界面探究

随钻电阻率成像测井仪不仅可以通过井壁电成像直观显示微小的地质体特征,还具有识别地层界面的能力。为了探索随钻电阻率成像测井仪在界面处的测井响应特征,利用三维有限元方法,研究了其具有方位性时的地层界面测井响应规律,并根据模拟结果建立了地层界面参数定量计算模型。结果表明,该仪器在水平井中不同方位钮扣电极的电阻率测量差值和仪器与地层界面的距离呈较好的幂指数关系;该仪器在斜井中与地层界面的夹角和不同方位钮扣电极电阻率曲线犄角间的最大距离呈幂指数关系,且基本不受地层界面上下地层电阻率对比度的影响。建立的地层界面参数解释模型表明:仪器与地层界面的距离小于1.00 m,可以识别出地层界面;仪器与地层界面夹角小于20°时,可定量计算出二者夹角。研究结果为随钻电阻率成像测井的地质工程应用提供了理论依据。      

用方位密度成像测井资料计算水平井钻遇地层倾角的方法

Schlumberger公司的随钻方位密度测井(ADN)可以提供井周16个方位的密度成像资料,为过井眼的地质界面产状的计算提供了方便.对于垂直井或大斜井,当井眼穿过一个有明显电测响应变化的地质界面时,利用井壁成像资料可以方便地描述地质界面的产状;对于水平井,由于井眼轨迹基本与地层平行,井眼轨迹常常只能穿越地层界面.传统的对界面产状的描述方法已不再适用.提出了一种利用方位密度成像测井计算水平井井旁地层产状的方法.希望随着测井新技术的出现不断完善新的解释方法,以提高随钻方位密度测井的使用范围和精度.     

河3支平1井TAML5级分支井钻完井技术

为满足分支井眼可以合采也可以分采的要求,验证TAML5级完井分支井技术对胜利油田复杂地质环境的适应性,胜利油田在河3区块部署了1口TAML5级完井分支水平井——河3-支平1井。该井施工工艺复杂,操作难度大,对井径扩大率要求高,对井眼轨迹要求严格,复杂尾管串下入难度大,对井眼连接器总成和上分支井眼回接的密封性能要求高。该井在钻完井过程中综合应用了地质导向钻井、井眼轨道优选、套管开窗侧钻、陀螺定向、防碰绕障、井径扩大率控制与井壁稳定技术,确保了该井的顺利完成,为TAML 5级完井分支井技术的推广应用积累了经验。分析了该井钻完井的主要技术难点,介绍了该井的工程设计、钻完井技术措施,重点介绍了该井的完井过程。      

基于CBIL回波时间图像识别地应力方向

常规测井资料在地应力的计算中已发挥了重要的作用，但难于准确地确定地应力的方向。井周声波成像测井（CBIL）回波时间图像能够直观地反映储层应力作用下的井壁表现如井眼崩落、裂缝等，根据这些应力响应特征可以判断储层的应力方向。回波时间最长的方向为最小地应力方向，最大地应力方向与之垂直。采用最小二乘法回归井径与回波时间的线性刻度系数，通过回波时间图像刻度成井径图像确定井眼崩落的方位，从而确定最小地应力的方位。结果表明，该方法能够有效地识别地应力的方向。     

国内随钻电阻率成像测井技术获突破

<正>由中国石油集团测井有限公司自主研制的随钻电阻率成像测井仪,在冀东油田获取的12条电阻率曲线,准确反映了不同探测深度的地层电阻率。获得的随钻电阻率成像图,真实反映了地层裂缝变化和井眼破裂层段。随钻电阻率成像测井技术是大斜度井、水平井开发中,识别裂缝、薄层、低孔低渗等复杂油气藏的重要手段。2012年6月,中油测井公司和中国石油集团休斯敦技术研究中心共同在美国休斯敦成立随钻测井研     

利用模拟井研究用声波成像资料计算裂缝宽度问题

介绍利用模拟井研究用井周声波成像测井资料定量计算裂缝宽度的方法。模拟井是根据真实地层的构造特征，采用不同岩性的岩石加工而成的一组试验井，模拟井壁岩性变化和井壁构造现象，以反映井壁复杂的地质特征。通过综合分析模拟井的井周声波成像测井资料，提出了裂缝回波幅度与裂缝宽度的3种关系模型，根据裂缝的视宽度与回波幅度的变化关系，给出了改进后的裂缝宽度计算公式。采用该方法，用模拟井的井周声波成像测井资料计算裂缝宽度，计算结果的平均误差为7％，在模拟井中验证了该定量计算方法的可靠性。该方法在实际应用中取得了很好的效果。图6参6     

切XX井微电阻率扫描成像测井评价

利用常规测井资料进行复杂岩性储层测井评价的工作难度很大,测井解释符合率很低.新一代的微电阻率扫描成像测井技术可以提供井眼扫描图像,直观地反映井壁地层特征.利用微电阻率扫描成像测井资料进行复杂岩性储层测井评价取得了满意的效果.文章主要介绍微电阻率扫描成像测井在青海省柴达木盆地昆北油田某井储层评价中的应用情况。     

三十六臂井径成像测井技术在吐哈油田的应用

对油水井套管损伤情况的检测是工程测井的主要内容之一,36臂成像井径测井能较准确判断套管弯曲、变径、变形等情况。本文介绍了36臂井径成像测井仪器、解释方法,并给出测井实例。36臂井径通过独立臂的硬接触提供36条井径测井曲线,提供套管的质量状况,成果图图像直观、准确,可形成立体图、井壁展开成像图、井壁截面图。     

随钻高分辨率电阻率成像仪器探测特性研究

针对现有随钻电阻率成像仪器周向钮扣电极分布少的问题,设计了一种新的钮扣电极分布方案。该仪器周向排布8个圆形钮扣电极,纵向分为2排,且每排钮扣电极直径不同,既能在复合钻进时进行全井眼覆盖扫描成像,又能在滑动钻进时获得8个扇区固定方位的井眼图像;建立了复杂的水平层状地层、含周向异常体地层和水平井地层等3种地层模型,利用有限元方法分析了仪器在不同地层模型中的测井响应特征。分析结果表明:该仪器具有较好的纵向分辨率,钮扣电极的纵向分辨率与其直径相当,可以准确识别方位性高阻地层;水平井地层界面对仪器不同方位测量的影响不同,侧向测量模式在地层界面处的响应与电缆侧向测井类似。该仪器在复杂地层中具有较好的适用性,研究结果对随钻电阻率成像仪器的研发和数据解释具有指导作用。      

防碰分离系数算法优选与邻井相对位置测量误差计算

在丛式井和加密井的定向钻井工程中,科学地评估正钻井与相邻已钻井的井眼碰撞风险具有十分重要的意义。目前,常用于评估井眼碰撞风险的分离系数具有多种计算方法。在分析分离系数常用计算方法局限性基础上,通过协方差矩阵的合成,建立了考虑井径影响的邻井相对位置测量误差计算模型,提出了基于邻井相对位置测量误差计算的分离系数算法优选方法;通过实例计算,分析了相同条件下常用分离系数（垂足分离系数和定向分离系数）计算结果的差异。同时,实例计算结果表明,文章提出的分离系数算法优选方法可以优选出符合实际情况的分离系数,为定向井工程实施防碰作业提供更为科学的依据,具有重要的应用价值。     

随钻方位自然伽马成像测井在地质导向中的应用

地质导向根据钻井过程中实时测量的地质和工程参数指导钻头钻进方向,使钻头尽可能在产层内钻进。随钻方位自然伽马成像测井仪器利用多个自然伽马传感器,将带有方位信息的测量数据实时上传到地面用于地质导向。利用地质导向建模软件,分析仪器在钻遇倾斜地层、断层、不同倾斜角地层时仪器响应特征,为实时地质导向提供理论依据。现场利用实时随钻方位自然伽马成像测井资料对水平井钻探进行实时追踪,及时判断钻遇地层的边界位置并调整井眼轨迹,结合其他资料指导水平井施工,较好地实现了地质导向目的。     

煤层气欠平衡水平井的井眼清洁监测方法

煤层气欠平衡水平井钻井作业时,由于水平井具有水平位移大的特点,极易造成钻井液携岩不畅等问题,易导致井壁不稳定,增加了井壁坍塌及井漏的风险。为此,基于井眼清洁程度与井筒环空循环压力的变化具有相关性这一特点,把PWD测量的井底压力用于井眼清洁程度监测。采用C++语言开发出一套煤层气欠平衡水平钻井井眼清洁监测系统,该系统通过实时采集数据监测井底的环空压力数据,与理论计算的环空压力数据进行对比,寻找井眼清洁程度与环空压力变化规律及组合特征,用专家系统隶属度脉冲曲线判断井眼清洁程度,从而实时诊断井眼清洁度并对井眼不清洁发出预警,实现了对煤层气欠平衡水平井井眼清洁度的实时评价。实际监测应用结果表明,在井下出现煤层垮塌或钻井液性能变化而表现出井眼重度不清洁预警情况下,需要及时改变注气量、钻井液性能等工程措施,进行钻井液循环排除岩屑在环空的滞留,以消除沉砂带来的安全风险。     

用超声测量技术监测人工井壁的变化

钻井过程中,井壁的坍塌会影响钻井进度及测井工作的正常进行,而泥浆配方的正确选取是防止井壁坍塌的重要因素。因此,采用实验室测量技术,通过制作人工井壁,模拟钻井时的不同温度、压力、泥浆循环速度,配制不同类型的泥浆,用超声测量技术监测人工井壁在不同条件下的变化情况。大量试验表明,超声测量技术可监测各个方向及深度的井壁变化,精确度高。试验结果可作为钻井时选择泥浆类型的主要而可靠的依据。     

便携式岩屑声波录井系统研制与测试

为了在钻井过程中实时测量所钻地层的声波速度,在研究岩屑声波录井方法的基础上,研制了高精度的便携式岩屑声波录井系统。设计岩屑声波录井系统时,采用了具有脉冲发生器和示波器功能的一体化电路,并研制了能够快速读取、存储波形数据的软件示波器;采用了超声波透射法,通过超声波探头发射1 MHz频率的超声波,测量声波穿过岩屑样品的纵波速度和横波速度。对该系统进行了实验室比对和实钻井偶极子声波测井比对测试,结果表明,声波速度测量精度大于98.0%、岩屑声波和电缆声波数据一致性大于80.0%。利用该系统不仅可以随钻监测地层异常压力,还可以实时评价岩石的脆性、可压性、可钻性和井壁稳定性。      

逆流自吸效应对页岩油储层坍塌压力的影响研究

页岩油储层在采用水基钻井液欠平衡钻进时,由于毛细管力作用,钻井液滤液仍会进入地层,降低地层稳定性。为此,进行了逆流自吸效应对页岩油储层坍塌压力的影响规律研究。基于两相渗流理论,建立了逆流自吸作用下的水侵模型,分析发现页岩油储层井眼附近的含水饱和度随欠压差值增大而降低;在考虑水化作用对地层岩石强度的影响的基础上,建立了井周应力模型,对页岩油储层的坍塌压力当量密度变化规律进行了分析。研究发现:逆流自吸作用下,钻井时间越长,欠压差值越小,页岩油储层坍塌压力越大,越不利于井眼稳定;当只改变欠压差值时,页岩油储层最大井径扩大率存在最小值。研究认为,建立的井周应力模型可为页岩油储层欠平衡钻井设置合理欠压差值以及调整钻井液密度提供理论依据。      

阿根廷圣豪尔赫湾油田复杂地层防塌钻井液技术

阿根廷圣豪尔赫湾油田二开钻遇地层以泥岩和凝灰岩为主,地层破碎且微裂缝发育,岩石中蒙脱石和石英含量高,水敏性强,在应用BIOCAT钻井液钻进二开井段时井塌频繁,井径扩大率超过100%,每年有2~4口井因井塌而报废。为此,优选防塌抑制性能强的SRIPE-inhibitor系列抑制剂代替BIOCAT抑制剂,并添加非渗透剂SMT3、弹性石墨和碳酸钙等封堵材料,形成了非渗透强抑制防塌钻井液。室内抑制性能评价结果表明,非渗透强抑制防塌钻井液比BIOCAT钻井液具有更强的防塌抑制性能,膨胀率降低10百分点以上,回收率提高60~70百分点,坍塌周期延长1倍。阿根廷圣豪尔赫湾油田24口井应用了非渗透强抑制防塌钻井液,与应用BIOCAT钻井液的邻井相比,井塌明显减少,二开井段井径扩大率由100%降至10%,钻井周期缩短15%,钻井成本降低10%。这表明,非渗透强抑制防塌钻井液可解决阿根廷圣豪尔赫湾油田二开井段井壁失稳的问题。      

探测裸眼井中裂缝的井眼成象仪

电测井工具是利用微电子、数字遥控系统及声传感技术的新一代测井仪，将其沿井身上提时，旋转传感器以脉冲反向模式扫描井身周围，接收井壁地层的反射声脉冲，并进行数据采集，经计算机软件处理使图象显示成黑、白和灰色，从而鉴定孔隙类型、层理特点及岩石特性参数，直接量化了井壁中裂缝和孔洞的面积。可用于井间对比以预测侧向和垂向的岩相变化，确认沉积环境、强化油层特性描述。并叙述了与伽马测井仪、六臂倾角测量仪等同时使用     

华北ND1区块气体钻井地层适应性评价

华北地区ND1区块ND101井中深部古近系沙河街组首次采用气体钻井提速,因井壁失稳、地层流体产出及井下燃爆等一系列的难点,严重阻碍了该区块气体钻井的实施。为此,基于气体钻井理论并与现场实践相结合,建立了一套有效的气体钻井适应性评价分析体系,包括气体钻地层井壁稳定评价和产出地层流体影响评价。通过评价产出地层流体对气体钻井壁坍塌、井下燃爆的影响,得到了3个方面重要认识：①快速产出的储层气体降低了近井壁地层孔隙压力,对气体钻井壁稳定更有利,因而,适当提高注气量可保障沙河街组氮气钻井有效进行;②修正的气体钻井井壁稳定分析模型提高了地层产水条件下坍塌压力当量密度预测的精度,可作为合理筛选该地区中下部地层气体钻井井段的依据;③采用邻井测井资料估算地层出水量并计算不同产水量下立管压力的方法,可确定维持气体钻井在一定湿度范围内的相应注气量参数,实钻中可根据立管压力、排砂管线湿度变化判断井下地层出水、出油及井壁干燥情况,及时调整或改变钻井措施。