井间速度和密度成象

引言石油勘探和开发的一个主要目的是进行井间岩性成象.在过去数十年中,通过测井曲线内插和反射地震法对该目标作了初步尝试,并取得了不同程度的成功。在井间成像中两个主要参数是岩石密度和地震波速度.最近,地球物理学家们使用两种仪器,以便在井间勘探中直接测量密度和速度.这两种井下仪是井间层析成象仪和井中重力测量(BHGM)仪。测井观测的井孔附近的物理特性,而井间层析成象和BHGM测量的是井孔以外的物理特性。近几年来,井口地震震源和接收器的长足进展,为井间地震速度变化的高分辨率创造了     

井中重力测量

引言井中重力测量(BHGM)是一种高精度的地球物理方法。它的设想虽然出现很早,但真正实现却是近二十多年的事。随着仪器、方法、计算机技术的提高,井中重力法的应用范围和效果已远远超过最初的设想。目前,在常规密度测井的配合下,它可以探测盐丘,碳酸盐岩礁体及裂隙带,测定地层的孔隙度,直接检测烃,重新评价老油田和乾井,评价待钻开     

根据井孔重力测量确定岩石密度

井孔重力仪(BHGM)公认为求取地层体积密度的重要测井工具。当重力仪贯穿水平的、横向无限延伸的、均一厚度和常密度地层时,BHGM 得出的近似密度等于地层的体积密度。对于多数应用,当轻微偏离这些假定条件时,实际上给出研究地层的大范围体积密度。异常质量存在时,不可忽视的地层体积密度失真是可能存在的。在细长的井中得到的视密度异常,其偏离密度差与密度变化界面所对的角成正比。相对于井孔圆形对称的密度变化界面,层中心的视密度变化与所对角的正弦成正比。因为在水平界面以上和以下体积密度的变形是完全相同的(对于在界面上正交的井,在投限情况下),这个视密度陡变等于界面上的真密度变化。这个密度变化称“泊松跳跃”.为了由 BHGM 的视密度得到体积密度,这里提出两种方法(1)根据紧贴目标层外和里边两个站的数据,可近似地得到泊松跳跃和加上独立的密度资料(例如,伽玛—伽玛测井),(2)模型研究(以地震或以钻井为基础)加上 BHGM 确定的密度资料,可以求得目标层的视密度.即使采用大得多的站距,BHGM 也可以研究比一般所认为的更薄地层。     

井下重力资料在地层评价方面的应用

井下重力仪是一种高精度的、大体积的、测量整体密度的仪器。这是独特的,能够不需校正,而且是在定点位置直接测出整体密度。测量大范围岩石体积可以保证测量相对地不受泥饼、侵入带、井壁冲坏或套管的影响。大体积的密度测量的应用,对于有些地层评价问题确实增加了一个新的因次(深度)。在墨西哥湾地区的井中,用井下重力测井测得的整体密度指出,它和用伽(亻马)—伽(亻马)测井所测得的密度有很大的差异。而且,它们在超压的泥岩地层中并未表现出密度的变化。这些成果提出,虽然用小范围体积的仪器测得的物理参数能够很精确,但是它们也许不能作为地层真正特性的代表。在碳酸岩—泥岩地层剖面上,由井下重力测井得来的密度仅有一个例外,其余都与伽(亻马)—伽(亻马)测井测得的密度非常符合。这个0.18克/~3厘米的密度差归因于或者是对井眼的侧向孔隙度、岩性的侧向变化、或者是一个断层。井下重力仪的高精度和测量大范围岩石体积的能力,使它在测量低孔隙度方面,例如:利比亚的碎屑石英岩的低孔隙度、以及测量在套管后面的流体密度,例如在得克萨斯的气体,都特别有用。     

井中重力测量及其在我国石油勘探中的应用前景

井中重力测量是近期发展起来的一种地球物理方法.其特点是在井中一系列测点上测量不同深度的重力值。影响仪器测量的因素有,①自由空气效应.它使重力值随测井深度增大而增大;②中间层(布格层)效应,即横向密度均匀分布的水平层状介质引起的引力影响;③异常密度分布的重力效应,它表明地壳中未构成水平均匀密度层的其它质量(异常质量)所引起的重力影响,即井中布格重力异常;④地表或海底地形的重力效应;⑤与井眼有关的例如井径、套管、泥浆等引起的重力效应。经过对上述影响因素的校正.便可得到反映井下异常体分布的垂向重力异常曲线。井中重力测量具有受干扰因素少,精度高的优点,它在油气勘探中具有广阔的应用前景。     

用井下重力计确定剩余油饱和度

用井下重力计（BHGM）测定剩余油饱和度是工业界的一项新方法。本文将介绍这项技术，并讨论它在中东油藏中的应用情况，同时展示综合误差分析的结果。这种方法我们把它称为测－采－测法。主要过程为：在正式开采前先下入井下重力计进行本底测井，开采以后，再下入井下重力计。剩余油饱和度就可根据两次井下重力计测定的体积密度之差计算出来。中东油田是应用此方法的理想地区，该地区初隙度高，原油密度小，而原生水密度大（盐水），应用此方法与并限大小、粗糙度、套管柱数量、页岩含量、及酸化作业均无关，此法还有探测半径大的特点，可达50多英尺，这就使得仪器探测的油藏体积量远远大于其它方法的探测范围。由于油藏内的孔隙度、液体饱和度常常是非均质的，因此，从整体上看所得出的剩余油饱和度比其它技术更具有代表性。此方法的缺点是在目的层进行正式开来以前需先进行井下重力计测井，它的垂直分辨率低，约10ft。本文列举了综合和实际误差分析结果，从中表明，此技术可能是测量剩余油饱和度的最精确方法。     

垂直地震剖面的采集、处理与应用

在进行 VSP 测量时,为了减少电缆波、保证激发的重复性,我们采用电火花震源在井中潜水面以下5米处以不同的能量激发,井下检波器要保持和井壁紧密接触,深度间隔为20-50米之间,电缆要处于松弛状态。资料处理的关键在于根据地震测井资料建立的速度模型,求出校正量。然后利用 VSP 测量的各道时间减去其对应的校正量,得到一条类似于地面地震观测中的自激自收时间剖面。最后通过二维滤波处理,消除了低视速度的电缆波和套管波。应用 VSP 资料可以测定地震波频率随深度变化的曲线,进而求得吸收系数,它还可用于烃类检测,了解井孔附近的地质构造和岩性特征。     

测井数据的实时速度校正

测井数据是测井仪器以一定的深度间隔对信号进行采样获得的，这里的深度指的是测井系统的电缆深度。在进行任何类型的数据处理之前，最重要的事情是知道井下仪器沿井轴方向的真实深度。众所周知，井下仪器的运动状况与井口电缆的运动状况并不一样，因而如此获得的测井数据总是存在误差。对于在垂直方向上分布有多个探测器的高分辨率测井仪器，情况尤其如此。本文提出一种完全不同的方法来解决上述问题，该方法可以实时输出经速度校正     

挪威海Kristin油田改进随钻测井和电缆测井深度控制的作业程序和方法

Krlstin是挪威海中一个高压／高温的天然气／凝析油（气）田，深度深、温度高的斜井造成电缆测井（WL）和随钻测井（LWD）深度之间差别达到20m，而且在不同的钻头行程之间变化显著。这种深度差别对油藏模拟和油井作业造成不能接受的深度误差。 为了帮助了解观测到的深度差别，使用了特定作业程序。在套管串中设置了放射性指示器，并且定期地作LWD和电缆测井。在LWD测量刚刚完成后重新对这些井段进行测井以便为比较创造条件，包括进行上行测井。对所有下行电缆测井采用原有的深度控制程序，为提供深度比较，在所有相关行程／测量中记录了GR对比测井曲线。 初始的电缆深度相信其是很好的，得到不同次测量间和下行测井与上行测井间深度良好一致的支持，这和LWD深度不同。随着深度增加而有规则地增大的深度差别，被认为主要由于温度升高和悬挂的钻杆重量增加使钻杆伸长而引起，导致LWD深度是比电缆深度浅。以钻杆为基础计算的LWD深度比以套管计数计算的深度也浅，正如以放射性指示器观测到的。 随着井斜加大，后来的一些井LWD深度和电缆深度之间差别增大，并且下行测井电缆深度的真实性受到怀疑。以电缆深度为基础的地层顶面产生出地震时间-深度变换不可靠的地区校正值，对油藏体积作图有显著关联。 如果我们不信任LWD深度和电缆深度，要寻找一种替换方法。采用在文献中能得到的一些简化模型来估算由于温度、管串重量和钻井参数变化造成的钻杆伸长／压缩。所获得的结果应用于LWD曲线仅能解释大约1/2的早期伸缩变化。研究出一种相似的方法来校正电缆伸长的深度，估算的校正值远超过标准的假设值。在对LWD和电缆测井的行程／测量作专门校正以后，深度误差已显著地减小。 对今后深度误差大井的LWD和电缆测井，推荐使用类似的校正。我们建议保持目前的“钻井工作深度”（LWD深度）和“测井工作深度”（电缆深度）作为井场深度基准，以避免作业错误，同时对地面模型以经过校正的LWD和／或电缆深度为基础，建立“校正过的深度”供使用。     

井中重力仪简介

前言井中重力仪BHGM(Borehole Gravity Meter)是由美国拉科斯特——隆贝格重力仪公司(Locaste-Romberrg Gravify Meters,Inc)制造的,该公司是目前唯一制造工业用井中重力仪的厂家。进行井中重力测量时,将仪器放到井中某一测点,测得该点的读数值,然后在间隔深度Δz的另一测点得到另一个读数值,经过校正(格值、潮汐、漂移等)后即可求得两个测点的重力值及测点间的重力差Δg,依据实用公式(忽略了由质量扰动,地表地形或海洋测深引起的重力效果)     

新一代交叉偶极声波测井仪：设计与应用实例

随着深海区勘探开发的不断发展和随钻测井地层评价技术的不断进步，同时也由于钻机费用高昂，电缆地层评价常常受限于一次钻杆传送测井。一种可用于钻杆传送环境的新型单极和交叉偶极声波测井仪已经设计出来。这种声波仪器因具有坚固的机械设计，使其不仅仅只限于接在仪器串的底部。进行钻杆传送测井或电缆传送测井时，NMR和泵抽式地层测试器可以放在测井仪器串上声波仪器的下部。该仪器用一套系统方法设计，其多数功能可地面调节。例如，每一深度的交叉偶极子声源弯棒的脉冲形状、周期、幅度和频率均可调。同样，单极子输出信号幅度也可在地面选择。对每个深度采样点的96条波形数据进行数字化时，采样点数、采样间隔和波形压缩均可选择。通过一个四组合测井系列以每英尺两个采样点采集声波数据，可以实现每个深度采样96条波形，测井速度接近1800ft／hr(30ft／min)。不同地层的实例证实了这种仪器在获取单极P波数据、单极折射横波数据、交叉偶极弯曲波时差和地层各向并性特征方面的能力。实例中包括下面几种代表性地层：*孔隙度接近零的碳酸盐岩地层，其折射横波时差和弯曲波时差小于100μs／ft。*多孔柔韧的墨西哥湾砂岩和页岩，其弯曲波传播时间可超过700μs/ft。*天然裂缝地层，可通过交叉偶极弯曲波时差探测到，并可由裸眼井眼成像资料证实。     

阿拉斯加普拉德霍湾世界首例四维微重力水驱监测结果

世界首例水驱四维地面重力监测在阿拉斯加普拉德霍湾(Prudhoe Bay)开始实施,这项监测技术是当地气顶注水项目中监测计划的重要组成部分.目前现场的测量结果表明:用高分辨率地面重力测量可以较容易地探测到水驱替气所产生的密度变化.监测水驱的重力测量方法包括在整个油藏进行时间推移(四维)地面重力测量,以及对质量平衡和注水前缘探测的四维信号进行反演.本文着重讨论时间推移地面重力测量的现场结果.重力场随时间的变化反映了油藏流体密度的变化.当存在非相关测量噪声(标准偏差为12μGal)时,重力测量的设计要能够使油藏质量分布的反演分辨率达到几百米.时差重力测量结果表明注入水的质量使地面重力增加.由重力变化测量值得到的密度变化图所显示的注入水运移与油藏模拟以及在观察井中探测到的注入水运移基本相似.预计最终重力信号可增大至约250μGal,从而得到精确的注入水运移示意图.     

标准井深度量值传递新方法及应用

为提高标准井深度量值传递的精度及效率,在测井电缆伸缩性能稳定及电缆磁性记号密度适中的条件下,以磁性记号作为中间桥梁,将上级和下级标准井接箍曲线置于同一深度坐标系中,求取上级和下级标准井接箍深度的距离差,进而获得下级标定井接箍深度.通过对多遍测量数据统计平均,进一步提高了解释精度.研究表明,新方法可有效提高工作效率和传递...     

JWB-200型笔式井温仪

用途本仪器可附在测井电缆上进行深井的井温测量工作。由于仪器外径小,因此可以通过油管或通过油管与套管之间的空间进入井中测井。使用这种仪器可以测量地温梯度,找出出气和出水层位置以及在油田开发中进行生产动态测井     

测井电缆自动注磁系统的研制

电缆磁性记作为测井射孔的深度标准,在油田勘探开发中有极其重要的地位。人工丈量做记号,深度误差大,工作时间长。文章介绍了两种电缆自动注磁方法的深度控制原理、并对系统各部分进行介绍,该系统一次下井可完成电缆自动注磁、磁定位测量任务,深度误差符合SY／5132《测井原始资料质量要求》的规定标准的要求。     

新一代交叉偶极声波测井仪：设计和实例

随着深水勘探开发不断增长和随钻测井地层评价不断发展，同时由于钻机费用高昂，电缆地层评价常常受限于一次钻杆传送测井，一种用于钻杆传送环境的新单极和交叉偶极声波测井仪已经设计出来，它具有稳固的机械设计，可以使这种声波仪器不仅仅用于仪器串的底部，进行钻杆传送测井或电缆传送测井时，NMR和泵入式地层测仪可以放在本仪器的下部。该仪器用系统方法进行设计，其多数功能可地面调节，使如，每一深度的交叉偶极弯曲条声源的脉冲形状、周期，幅度和频率均可调。同样单极子输出信号幅度也可以地面选择。对每个深度采样点的96条波形数据进行数字化时，采样点数据采样间隔和波形压缩均可选择，通过一个四组合测井系列以每英尺两个采样点采集声波数据，可以实现每个深度采样96条波形，测井速度接近1800ft/h(30ft/min）。各种地导的事例证实这种仪器在获取单极P波数据、单极折射横波数据、交叉偶极弯曲波慢度和地层各向异性特征方面的能力，实例中包括了下面几种代表性地层：孔隙度接近零的碳酸岩盐地层，其折射横波时差和弯曲波时差小于100μs/ft。 孔隙可塑的墨西哥湾砂岩和页岩，其弯曲波传播时间可超过700μs/ft。天然裂缝地层，可通过交叉偶极弯曲波时差探测到，并可由裸眼井成像资料证实。     

海洋钻井计划中随钻测井取心新技术

一种新的随钻测井取心(LWC)系统在俄勒冈海滨水合物隆起(Hydrate Ridge)海洋钻井计划(ODP)第204分部应用和测试，标志着取心技术和随钻测井技术首次进行了同时使用。现代电缆取心和LWD技术的融合在不损失时间或相伴裸眼时间更长而增加风险情况下提供两类极重要的数据集，使得同时而连续地采集大直径岩心和现场测井数据成为可能。LWC系统实质上组合了两种技术：一种是电缆式回收岩心筒与锁住器械，另一种是商用钻头电阻率仪器。该系统的组合能力提供精确的岩心-测井深度刻度和单一孔眼内岩心定向，不必起下钻杆。如果研究人员能使用对海底沉积和远在海面之下岩石所记载的关于地质与环境的大量宝贵信息资料，海洋钻井计划(ODP)能成为为仔细研究地球演变和构架而组织的科学家与研究学会的一项国际合作项目。LWD和电缆测井测量一般在作为ODP一部分而钻的所有井眼中是在取岩心之后测量的。石油与天然钻井中，取岩心计划由于时间和费用的制约往往是限制于一些关键井段，与此不同，在几乎所有ODP钻井井眼中，连续的电缆式可回收取岩心是日常工作。在水深范围由不到1000ft到接近20000ft间，ODP钻井井眼深度达到6000fI，不使用隔水管。利用海水以高压力清洗井眼的岩屑。一般，在常规取岩心作业以后用传统的电缆测井仪器对该井眼进行测井。在预计钻井会出现困难或者电缆测井质量情况差的场合会应用各种LWD技术。专用的LWD往往只是在困难钻井环境中为采集现场测井数据的解决方法之一。     

高度非均质储层的地层评价和渗透率预测

位于阿拉斯加北斜坡的Kuparuk河油田是北美洲最大的油田之一。大约有三分之一的原始石油地质储量在它的C砂岩中，该砂岩是浅海相砂岩，具有强烈的生物扰动和复杂的成岩作用特征。菱铁矿的含量变化很大，导致渗透率、孔隙度和毛细作用变化很大。 C砂岩中的矿物学、孔隙度和含水饱和度的电缆测井解释是相对简单的，它提供了粘土、菱铁矿和海绿石含量，并说明了岩心的非均匀性。由于孔隙度一渗透率交会图中点的分布极端分散，要计算实际的渗透率曲线是非常困难的。在用测井孔隙度估计渗透率的地方，关键的孔隙度-渗透率转换关系是糟糕的，因为其结果没有再现岩心分析数据中存在的极端分散状态。油藏描述的最新研究，要求重新估价渗透率模型，以便用一种简单的方式按比例放大来预测需要的特性，并输入到地质孔隙模型中使用。 现在已经开发出一种预报渗透率的新方法。它以密度测井（RHOB）和岩相为基础，随机选择数据子群的岩心体积密度值。对每隔半英尺的测井深度点，岩心体积密度值是随机重复选择的，多次重复直到滑动时窗内的平均密度值，在标称的0．05g/cc的预置容限内，与RHOB测井曲线匹配为止。然后，把与选择的岩心体积密度值对应的岩心孔隙度和渗透率值当作为每个深度点选定的最后结果。这个方法复制了岩心孔隙度和渗透率值的统计分布，获得了各半英尺深度点的数值。我们把测量深度转换为SSTVD，并将0．5ft取样间隔按比例放大为1ft和2ft取样间隔。按比例放大的渗透率值与逐井分析的岩心塞得到的kH相匹配，也与从观察许多井的最大流量得到的kH一致。在提供与其他测量的渗透率值匹配情况下，按比例放大的渗透率值也可用在地质孔隙模型上。     

远距离测井

六十年代以来,国外测井技术朝着为实现更大的探测深度的方向发展,新的测井方法不断涌现,从而使人们有可能去探索和认识离井眼较远的地下情况。 1964年,美国试验成功了井下重力测井仪。它可以在套管中测量密度,比地层密度测井仪的探测深度大10倍左右。由于它的探测范围大,排除了套管、井眼不规则以及钻井中岩石受到破坏等因素对测量结果的影响。井下重力测井可以较有效地探测地下构造(如盐丘、致密岩石裂缝的分布),求解孔隙度以及划分油气层。1978年,美国Amoco公司采用井下重力测井仪寻找老油田的死油区,探测半径达到200米。     

水平井两种复杂井周状态下声波测井响应的模拟分析

利用三维应力-速度有限差分数值模拟方法,在水平井段存在套管偏心和岩屑床条件下,正演模拟了井中声场分布,针对CBL-VDL测井给出了两种源距(3ft和5ft)的接收波形及不同时刻的声场快照.通过对计算结果的分析,了解了上述复杂井周环境对测井响应的影响,为水平井固井质量评价测井资料的解释分析提供了依据.