The formation evaluation tool and its application in offshore China

The Formation Evaluation Tool （FET） introduced in the paper represents a new generation of formation evaluation systems developed and manufactured by China Oilfield Services Limited （COSL）, CNOOC, using a FET technology transfer from Crocker Research, Australia. The system has been applied successfully in the Bohai Sea and South China Sea. For instance, a multilayered oil and water system has been confirmed with the aid of accurate formation pressure tests, even in very thin beds and edge water reservoirs, overcoming the difficulty of determining this kind of oil-water and gas-water contacts. Moreover, the FET pumping and real-time fluid monitoring function allows acquiring a true sample of formation fluid unpolluted by drilling mud which plays an important role in determining the fluid properties of the target stratum and analyzing the fluid component. The principles and purpose of the Formation Evaluation Tool （FET） will be briefly introduced and successful examples of the application of the technology will be described in detail in this paper.     

电缆地层测试在低渗储层应用方法的研究

电缆地层测试技术在油气田勘探开发中得到了越来越多的应用,然而在低渗储层中的应用遇到了很大的挑战。本文通过数值模拟和现场资料分析了电缆地层测试在不同渗透性储层中的压力响应和抽吸流体的时间,指出在低渗储层中压降幅度大,压力恢复和抽吸地层流体的时间变长,容易造成预测试失败和仪器卡在井下的危险,阐明了在低渗储层中仪器的管储效应明显,地层容易出现超压现象。针对电缆地层测试在低渗透储层遇到的各种问题,本文在数据处理方面分析了FRA算法(Formation Rate Analysis)原理,探讨了其在低渗储层的适用性。在仪器选择上分析了大面积坐封胶垫探针(LAPA)和双封隔器模块在低渗储层的应用效果,同时指出精密数字泵抽技术是其成功应用于低渗储层的关键。     

电缆地层测试最小测试时间的确定

电缆地层测试器是重要的地层评价仪器,可以测量地层压力和渗透率、识别流体类型、确定油水界面.然而在低孔低渗地层中,由于泥饼的封闭性差而造成的地层增压现象,致使无法测量到地层真实压力.同时由于长时间的测试,容易将仪器卡在地层中而造成事故.本文提出一种确定电缆地层测试最小测试时间的方法.利用有限元方法计算泥饼和原状地层中的压力分布情况,求取泥浆柱静压力的影响半径,继而确定储层的最小测试时间,并且针对渗透性不同的储层给出了最小测试时间的范围.电缆地层测试最小测试时间的确定,可以确保电缆地层测试器在低孔低渗储层中测量到地层的真实信息,减小由于测量时间过长而引起工程事故发生率.     

电缆地层测试评价井旁裂缝的有限元数值模拟方法

本文采用有限元方法模拟了电缆地层测试器的双封隔器和谐波脉冲测试方法在井旁裂缝中的压力响应.根据裂缝性储层渗流力学原理,首先模拟了双封隔器压力测试在裂缝与井壁相交和不相交两种情况下的压力响应,模拟结果表明:当裂缝与井壁相交时,压力响应随裂缝导流性质的变化发生显著改变;当裂缝与井壁不相交时,除非裂缝的导流能力非常大或离井壁非常近,否则压力响应随着裂缝导流能力的变化并不明显.说明双封隔器测试方法可以有效评价与井壁相交裂缝的导流能力,而对远离井壁的裂缝并不敏感.谐波脉冲压力测试一直被用来探测地层的各向异性,本文通过数值模拟方法探讨和分析了谐波测试方法探测和评价与井壁不相交裂缝的可行性,数值模拟结果表明谐波的压力幅度和相位延迟对裂缝的导流能力变化敏感,说明该方法可以用来评价井旁裂缝.此外,本文还对脉冲频率和双探针间距对评价效果的影响进行了分析.     

地层渗透率与水合物含量关系的模拟研究(英文)

本文通过人工变换T2分布和建立管-球模型模拟法研究含水合物地层渗透率与水合物含量之间的关系。首先,在渗透率的模拟试验中,我们改变了束缚水与可动水的比例、总孔隙度以及与之关联的T2分布。试验结果表明,相对渗透率与水合物含量之间的关系受到这些因素的制约。随后,我们用管-球模型表示水合物生长的孔隙空间,并把水合物的生长过程看成是向孔隙空间随机扔小球的过程。在此过程中,采用两种方法计算渗透率,一是Schlumberger’sT2公式(即SDR模型),二是Darcy定律与Poiseuille流动方程相结合的方法。前人的实验研究表明,在一定的水合物含量范围内,渗透率基本保持不变。以此为参考,我们将计算结果与之进行比较。我们发现,采用SDR模型时,渗透率的数值模拟曲线与Masuda模型N=15时的结果相近。而采用Darcy定律时,渗透率模拟值较高,但与实验结果的趋势相一致,都会出现渗透率的平直阶段。尤其,当水合物晶体在孔隙体内优先生成时,优先的概率越高,渗透率的平直范围越大。     

多相岩石弹性特征的试验研究及其在地层评价中的一些应用

弹性特征是岩石的基本物理特征 ,是弹性波传播和岩石力学问题分析的基础。岩石是矿物的集合体 ,是典型的多相混合介质。岩石的性质不仅取决于构成岩石的固相和流体的特征 ,还与固 -流两相的排列方式有关。本文将岩石视为多相体 ,从其各组成相的弹性特征和组成相之间的相互作用着手研究岩石的弹性特征。1　开展了多相岩石固相体积模量的试验测试　　利用“不套封”压缩试验测试了砂岩、花岗岩和熔融氧化硅的固相体积模量。测试结果表明 ,砂岩的固相体积模量可在 3 8Gpa左右发生较大变化 ,与岩石固相的组成成分和胶结物的构造位置等因素有关…     

定向电磁波传播随钻测量基本理论及其在地层界面预测中的应用

采用水平层状各向异性介质中的磁流源并矢Green函数计算定向电磁波传播随钻测量的幅度衰减和相位移.分析了定向电磁测量的探测范围和对地层界面的灵敏性,研究了地层各向异性、地层相对倾角和接收天线倾角对定向测量的影响.计算结果表明,频率越低、线圈距越大、目的层和围岩层电阻率对比度越大,定向电磁测量的探测范围越大.随着接收天线倾角的增加,定向幅度衰减在接近地层界面时的变化更加明显,对地层界面的灵敏性增加.采用对称天线结构可消除定向测量信号在远离地层界面处对地层各向异性和地层相对倾角的依赖,实现对地层界面的准确预测.     

参量阵浅地层剖面仪在海底羽状流探测中的应用——以ATLAS P70在马克兰海域调查为例

海底渗漏的羽状流是沉积层赋存天然气水合物的重要证据之一,基于非线性水声学原理的参量阵浅地层剖面仪作为海洋探测的重要设备,对于获得羽状流在水体中的物性特征和渗漏点的浅地层信息有着重大意义.本文根据ATLAS P70浅地层剖面仪在马克兰海域调查中得到的浅地层剖面数据,结合多道地震数据、多波束数据以及地质样品等资料,刻画了研究区内羽状流形态特征,分析了羽状流区海底地层流体运移的通道以及近海底微地形地貌特征.通过研究发现在羽状流区伴随泥火山喷发,自生碳酸盐岩发育,剥蚀海底松散沉积物形成大小不一的麻坑,滋生生物群落等特征.反映在浅剖初始高频(20 kHz)数据界面上羽状流表现为柱状浑浊反射异常,形态呈火焰状,高度由80 m到1500 m不等;对应在次级低频(4 kHz)信号界面可以清晰显示流体渗漏的浅地层结构特征,从中不仅可以识别出流体的运移通道,如泥火山和管状通道等,而且揭示了流体逸散的残留地貌,如麻坑构造和海底滑坡等.本文依托参量阵浅地层剖面数据,对巴基斯坦马克兰海域羽状流有了较全面的认识,为天然气水合物的研究垫定了基础.     

TSP在软、硬岩地层中的应用效果分析

介绍了TSP超前预报系统实现预报的基本原理.从基本原理出发分析了TSP对不同岩性地层的适应性问题;通过实例分析了TSP在不同地层中的顸测效果.结果表明当围岩中没有大的不良地质体时,TSP在软岩中的预测效果较差,而在硬岩中预测效果好.     

分形滤波(S-A)技术在物探数据异常分解中的应用

分形滤波(S-A)技术能够有效地揭示地球物理场的空间相关性,对背景场以及异常场进行分解。应用分形滤波(S-A)技术分解内蒙古某银矿区地面高精度磁测异常,结果表明:对研究区高精度磁异常进行了有效分解,获得了研究区背景场以及异常场特征,并剖析所获得的异常场,分解异常8处,并据此结合地质情况提出研究区的成矿有利区。     

Petrophysical evaluation and its application to AVO based on conventional and CMR-MDT logs

常规测井为 AVO 分析提供了基础的资料, 成为联系岩石物理与地震资料的桥梁。然而如果储层存在有复杂的流体系统, 如地层被严重地层流体侵入、电阻率响应低及盐水矿化度复杂等的现象, 则常规测井无法提供高质量的测井资料, 导致得出错误的弹性计算结果, 使 AVO 结果与地震资料不吻合。中国渤海湾地区第三系裂缝性储层复杂, 我们利用常规测井和核磁共振测井与模块地层动态测试相结合的组合仪完成了地层评价和储层描述。研究结果表明岩石物理学家利用上述方法技术可以获得诸如空隙度、渗透率、含水饱和度、束缚流体以及空隙压力等重要的储层参数并进一步综合应用这些结果和以实验室测量数据为基础的岩性分析结果进行在地震域岩石物理研究和 AVO 分析。     

重力-地震联合变密度剥层技术研究深层构造

在某些已经完成三维地震勘探工作的油气田区,因深层地震资料不好,深层构造难以得到解决。虽然结合地震资料与重力资料的重力剥皮技术得到开发和使用,但由于它没有考虑地层密度的横向变化,因此未能获得满意的处理效果。为了改善该类地区的重力勘探效果,本文提出了变密度剥层方法,它利用各地层的三维地震深度资料和三维地震层速度转换的具横向变化的密度资料,通过正演其重力效应,并从布格重力异常中去除,从而得到主要反映深部地质构造信息的变密度剥层重力异常。在北非某区块,除基底顶面外,各层地震资料良好,通过重力-地震联合变密度剥层处理得到的剥层重力异常,与已知地震和钻井资料吻合良好,为深部基底研究奠定了良好的基础。     

The application of combined gravity and seismic data formation separation for revealing deep structure

In some oilfields with 3D seismic data, the deeper structure cannot be observed due to poor quality deep seismic data. Layer stripping using both seismic and gravity data is a solution for this problem but it cannot get satisfactory results because the horizontal variations in formation density are ignored. We present a variable-density formation separation technique to address this problem. Based on 3D seismic depth data and laterallyvariable density derived from 3D seismic velocity data, the upper formation gravity effect is calculated by forward modeling and removed from the Bouguer gravity. The formation-separated gravity anomaly with variable density is obtained, which mainly reflects the deeper geological structure. In block XX of North Africa, the shallow formations seismic data is excellent but the data at the top of basement is poor. The formation-separated gravity anomaly processed under the control of 3D seismic data fits well with the known seismic interpretation and wells. It makes the geological interpretation more reliable.     

近海高分辨率多道地震拖缆系统及其在海洋工程中的应用

目前我国近海工程地震勘探主要使用单道地震拖缆接收,地层分辨率较低,无法进行速度分析、覆盖叠加等精细处理.为了解决此问题,本文提出近海高分辨率多道地震拖缆技术,并结合该技术的研究成果,简要介绍了多道地震勘探系统组成和地震拖缆的结构设计,讨论了拖缆水听器的选择,组内距、道间距的确定,并给出了一个工程应用实例.该系统可以满足今后海洋研究和工程勘探的需要,在试验和应用中取得了很好的探测效果,具有很好的应用前景.     

我国近海地震活动特征及其与地球物理场的关系

对我国近海海域有历史记载以来的地震的震级、震中参数进行了整理分析,并分析了各海域地震活动的时、空分布规律,根据历史地震资料,确定海域受历史地震影响的最大影响烈度,然后初步分析了地震活动与现代构造应力场、地球物理场的关系.研究发现:(1)近海海域历史地震资料的精度较低,中强地震存在明显的遗漏.(2)渤海、台湾海峡、南海北部地震活动性较强,黄海次之,东海最弱.(3)近海海域的震害主要来自海域地震和近岸陆地强震的影响,影响强弱依次为:渤海、黄海、东南沿海、东海.(4)现代构造应力场以水平向构造应力场作用下的走滑运动为主,最大主应力方向受印度板决和太平洋板块、菲律宾海板块的俯冲挤压方向影响.(5)海域地球物理场,特别是布格重力异常、地壳厚度分布与强震构造带的空间分布关系的相关性较好.本文的研究结果可为我国海域及滨海重要工程的抗震设防、海域地震危险性区划提供一定的基础.     

稳定井流抽水含水层参数计算及富水性评价

针对目前单孔稳定流求参存在的问题,本文在分析新生界松散含水层条件及三次降深抽水过程基础上,利用其抽水试验恢复阶段的数据,分别求得各含水层多个参数,其值真实反映了含水层的实际情况。利用多元回归方法,求得降深与流量关系,通过其系数值大小分析,间接得出各含水层的富水性程度,为地下水的勘探与评价提供一定借鉴。     

地震调制比及其在华北地震中期预报中的应用

通过对调制比预报地震方法进行改进，并使用改进后的地震调制比Rm10对华北地区进行空间扫描。结果表明，中强地震前1～3年，未来震中周围通常出现Rm10中期异常区，具有较好的中期预报效果。