水平井随钻C/O能谱测井影响因素的蒙特卡罗模拟研究

C/O能谱测井是确定含油饱和度的主要测井方法,在随钻条件下可以通过记录非弹性散射伽马能谱,根据C/O值来确定原始地层的含油饱和度。利用蒙特卡罗方法模拟水平井条件下不同岩性、孔隙度、饱和度、井眼尺寸、钻井液性质以及钻井液侵入、地层水矿化度、泥质含量、油气类型和源距时的非弹性散射伽马能谱,研究C/O值与含水饱和度、孔隙度的关系以及各种因素对测井响应的影响。在水平井条件下C/O值与含水饱和度呈线性相关,油基钻井液和石灰岩地层的C/O值大;井眼尺寸越小、地层水的矿化度越高、骨架中泥质越多以及源距越大时,地层的C/O值越大;钻井液侵入随着侵入深度、岩性、孔隙度和钻井液类型的不同对C/O的影响规律不同。钻井液侵入越浅、井眼尺寸越小、孔隙度越大、油质越重,利用C/O能谱测井识别地层流体越有利。图13参30     

随钻脉冲中子测井识别天然气的数值模拟

由于天然气具有密度低、黏度小等特点,利用3种孔隙度资料可以定性识别天然气层,但定量评价存在困难。为此,在随钻过程中依据天然气与油、水的含氢指数不同,利用脉冲中子测井技术记录的近、远探测器热中子或俘获伽马计数率比的相对变化量来定量确定含气饱和度;在此基础上,利用蒙特卡罗方法建立计算模型,模拟不同井眼和地层条件下脉冲中子测井远近探测器记录的热中子或伽马计数,研究其比值与含气饱和度的测井响应。结果表明:油水层和气层的计数相对变化量能反映地层的含气饱和度,孔隙度越大,相对比值越大,对气层的定量评价越准确;岩性、泥质含量、地层水的矿化度、井眼流体和尺寸以及钻井液侵入等因素都会对天然气地层的脉冲中子测井响应产生影响。总之,利用脉冲中子测井技术可以定量评价天然气层,对提高天然气识别能力和气田高效勘探开发具有重要意义。     

三探测器密度测井仪测量套管厚度和水泥环密度

为研究套管井的套管厚度和水泥环密度测量,采用MCNP数值模拟软件进行了三探测器密度测井的基本理论研究、自然伽马能谱分析、套管厚度的测井响应分析,以及水泥环密度的测井响应分析,并建立合理的解释模型。确定计数率的主要影响因素、计数率与主要影响因素的函数关系以及三探测器密度测井仪测量套管厚度和水泥环密度的数据处理方法。进行测井数据处理时发现,无论地层条件如何变化,所得套管厚度值均较为准确,而要得到准确的水泥环密度值,水泥环厚度应大于2.5cm。通过在塔里木盆地大北克深地区计算套管厚度和水泥环密度,该方法取得了较好的效果。     

随钻密度测井在大斜度井水平井中的误差分析

为提高随钻密度测量的准确度,利用蒙特卡罗方法对随钻密度测井仪的环境影响进行了模拟.补偿密度随钻测井仪的短、长源距的探测深度分别为6 cm和13.5 cm,伽马空间分布表明仪器的屏蔽效果较好,仪器钻遇地层界面时,随着源窗的正面与地层界面和与地层界面法线的夹角α或β增大,短、长源距的计数率都分别呈现过渡越快和缓慢的趋势.大斜度井水平井情况下仪器处于偏心并旋转状态,泥浆间隙小于1 cm时仪器基本满足测量精度要求.该密度仪器主要用于6 in井眼,泥浆间隙在0～6.4 mm之间.补偿密度校正可以保证仪器的测量误差在允许范围内.若要保证仪器在井眼形变、垮塌处测量精度,有必要用超声井径对密度仪器进行分区补偿.     

随钻密度测井间隙对探测器晶体影响的蒙特卡罗模拟

随钻密度测井的探测深度较浅,测量时若仪器偏心,仪器与地层间隙中会充填泥浆或岩屑等物质,得到的密度测量值是地层密度与间隙填充物质密度的综合读数.利用蒙特卡罗模拟分析了不同尺寸的Nal与BG()探测器的探测特性,并对使用2种探测器时井眼直径、间隙及其填充物质的探测器响应进行了对比分析.研究表明,使用BG)探测器时得到的模拟...     

气体介质钻井条件下测井资料分析与数值模拟

由于现有仪器都是相对于传统的液体泥浆环境条件设计和刻度的,当井孔介质为气体时,现有仪器不能直接适用。采用不同井眼介质测井资料的对比分析方法,分析了气体井眼介质条件下自然伽马、密度和补偿中子测井资料的响应特征,提出了气体钻井测井资料的密度和中子测井校正方法。采用MonteCarlo数值模拟方法对液体和气体介质补偿中子测井进行了数值模拟,分析了井眼介质不同时的探测器热中子通量同源距乘积与源距的关系、热中子计数率随孔隙度变化规律、长短源距热中子计数率关系以及长短源距热中子计数率比值关系,验证了气体井眼介质条件下实际测井响应特征。     

随钻方位伽马能谱测井影响因素分析及校正研究

在不同井眼环境和地层条件下,随钻方位伽马能谱响应会有一定差异,从而影响后续的测井解释及地质导向结果,因此,有必要研究井眼和地层因素对随钻方位伽马能谱的影响规律,以消除其带来的不利影响。对比分析了现有随钻方位伽马能谱测井仪器结构,选择了其中一种结构作为研究对象,建立了相应的MCNP计算模型;采用蒙特卡罗方法模拟了随钻方位伽马能谱测井在不同井眼、地层条件下的响应,得到了钻井液密度、钻井液中KCl含量、地层骨架,以及倾斜放射性地层的倾角、方位角、厚度对随钻方位伽马能谱测井的影响规律,在此基础上,给出了非地层因素影响的校正方法。研究结果表明:计数率与钻井液中KCl含量和地层倾角及厚度正相关,与钻井液密度、地层骨架密度和地层倾斜界面方位角负相关;KCl能改变能谱形状,其他因素不改变能谱形状。研究表明,利用井眼影响因素校正后的计数率或能谱计算的泥质含量及K,U和Th的含量更接近真实值,可为测井解释及地质导向提供更可靠的指导。      

随钻脉冲中子密度测井的蒙特卡罗模拟研究

为取代随钻密度测井仪器中的化学放射源,在Odom等人的脉冲中子密度测井模型研究的基础之上,利用蒙特卡罗模拟对其求取地层密度的方法和精度进行了分析,并对数据处理方法加以改进.通过研究,得到了改进前后地层密度与各探测器通量之间的关系和计算精度.研究结果表明,以往转换网格法所求地层密度精度较低,仍受非弹伽马源分布的影响;快中子通量的对数和伽马扩散长度的乘积与地层密度之间呈良好的指数关系,且所求结果精度更高,可以降低非弹伽马源的影响;源距较大的探测器组合所求密度精度更高.为兼顾对于薄地层的分辨率,最好保留3个伽马探测器.     

地层元素测井仪器结构设计优化

为提高地层元素测井仪器快中子屏蔽率,减少干扰信号,增加适用井眼范围,需要对地层元素测井仪器进行结构设计优化.通过建立地层元素测井仪器的蒙特卡罗模型,对具有不同源距、不同中子屏蔽体厚度及不同尺寸晶体探测器的地层元素测井仪器测井曲线进行模拟.分析地层元素测井仪器中子屏蔽体厚度、源距及晶体探测器尺寸变化和仪器响应关系.优化后的地层元素测井仪器结构参数:中子屏蔽体厚度14 cm,源距42 cm,晶体探测器尺寸Φ5 cm×20 cm.     

水平井内岩屑层对补偿中子测井的影响

在水平井中,由于重力作用井简底部会聚积一定厚度的岩屑,而岩屑层的孔隙度大于地层的孔隙度,所以岩屑层对补偿中子孔隙度测井响应有一定程度的影响.利用蒙特卡罗方法,通过分别改变地层模型的孔隙度和水平井简模型内岩屑层的厚度,研究了在石灰岩地层中,水平井筒内0～4 cm厚的岩屑层对补偿中子测井孔隙度的影响.为保证模拟结果的可靠性,把在标准条件下的模拟结果与前人结果和数据进行了对比.研究表明,随着岩屑层厚度的增加,计算的地层中子孔隙度误差越大.针对CN241增强型补偿中子测井,初步给出了水平井中岩屑层对孾隙度影响的校正图版.     

泥浆滤液侵入带的感应测井响应及环境影响

由于地层非均质性和泥浆性能等综合影响, 同一地层的侵入带半径常常是随深度变化的。通过建立二维轴对称非均匀介质中感应测井的分析模型, 基于趋肤效应几何因子理论及电磁感应原理测量地层电阻率的测井方法, 论述了侵入带前缘倾斜地层的正演计算理论和方法。并在侵入带前缘剖面不同倾角情况下, 计算了环境因素(井眼、侵入带、层厚) 对感应测井响应曲线的影响。结果表明, 在相同地层条件下, 深、中感应测井形状相似, 幅度不同, 中感应测井受侵入带影响更大。只改变井径、泥浆电阻率、侵入带电阻率、侵入带深度以及层厚, 对测井响应影响不大, 但改变侵入带形状却对测井响应影响非常大。这些认识为解释复杂侵入带环境对测井结果的一般影响和一些测井异常提 供了理论依据, 在测井解释工作中应合理考虑该影响。     

大位移水平井段岩屑运移实验研究

以相似系统理论建立了大位移水平井携岩实验装置,并根据颗粒雷诺数相似推导了实验装置与原型的参数相似关系,实验研究了环空返速、钻井液密度及有效黏度、岩屑密度及粒径大小、钻杆转速及偏心度、井斜角、机械钻速和井眼尺寸等10个参数与无因次岩屑床厚度的变化关系,在此基础上采用非线性回归方法建立了大位移水平井稳态无因次岩屑床厚度方程,并根据文献对模型进行了验证。模型对于确定大位移水平井井眼净化最小携岩排量和优化机械钻速具有参考意义。     

水平井与直井仪器偏心和泥浆侵入对双侧向测井的影响

在水平井中,由于重力的影响,往往会导致仪器偏心和泥浆侵入不对称。通过建立上、下各3层介质的水平井模型,采用三维有限元法研究了仪器偏心、泥浆侵入对水平井中双侧向测井响应的影响,并将这些影响因素与直井进行了对比,总结了水平井与直井中仪器偏心、泥浆侵入对双侧向测井影响的异同点。     

岩屑自然伽马录井技术研究及应用

如何解决PDC钻头钻井条件下岩屑细碎甚至呈粉末状给岩屑录井带来的困难已成为录井行业急待解决的问题。该文作者结合录井工作实践,大胆借鉴有关测井理论,提出了一种全新录井技术岩屑自然伽马录井技术;阐述了岩屑自然伽马录井理论与实验方法,给出了具体实验数据和结果,并与电测数据进行了对比。通过实践表明,该岩屑自然伽马录井方法与电测自然伽马相比具有较好的一致性,对于今后解决细碎岩屑录井识别岩性问题,提供了理论依据,且增加了岩屑录井识别岩性的手段。     

新型地质导向技术在渤中25—1油田的应用

在水平分支井钻进过程中，地质导向技术是保证井眼顺利进入油层，并在油层中穿行一定距离的重要技术。结合渤海海域渤中25—1油田曲流河相沉积地层水平分支井开发实例，介绍了Powerdrive和GST等地质导向钻井工具，并进一步结合LWD／MWD和综合录井技术，探讨了复杂地层的地质导向技术，包括：依据近钻头电阻率、自然伽马判断钻头处的岩性；依据衰减电阻率和相位电阻率的差别判断钻头是否接近泥岩；利用顶密度和底密度的差别判断泥岩位置；利用顶底密度差别计算地层倾角；利用电阻率曲线的极化角现象识别地层界面；依据钻时和气体数据，结合岩屑、扭矩和D指数判断钻头处岩性；利用地层的韵律性，结合砂岩粒度变化判断井眼位于油层中的位置等。综合利用这些技术，可以在现场及时指导钻进方向，保证井眼轨迹尽可能多的位于油层中。从应用该技术钻进的7口水平井及水平分支井效果上看，钻遇油层率为95．3％，达到了非常理想的水平。导向工具的先进性、导向技术的全面性及技术人员的素质水平，是保障水平井导向最优化的前提条件。     

脉冲中子伽马综合测井

通过恰当地设计测井仪结构、中子发射时序以及能谱和时间谱采集方式,可以构成集碳氧比、中子寿命、氧活化3项功能于一体的脉冲中子伽马综合测井仪.与碳氧比测井仪相比,综合测井仪增加了实时测量地层热中子宏观俘获截面、近远探测器非弹性散射及俘获伽马计数率比值、连续氧活化等功能,测井资料能在岩性、泥质含量、孔隙度、饱和度、层位产水等方面提供更丰富的实用信息.     

裸眼井中自然电场分布研究

传统的界面电位模型认为裸眼井中自然电位分布在地层与泥浆的接触面上,这种模型不完善.根据现代电化学理论,提出了一种新的裸眼井中自然电场分布模型,该模型认为,地层的自然电场分布在整个泥浆侵入带中,沿泥浆侵入方向形成电位梯度,越接近井剖面电位越高,在侵入带末端电位消失.因此,可以得出自然电位测井的探测深度就是泥浆侵入深度,并可建立自然电位与泥浆侵入深度之间的关系.新模型是对传统模型的补充和拓展.