随钻测井技术的发展

随钻测井是在钻开地层的同时实时测量地层信息的一种测井技术。随钻测井自1989年成功投入商业应用以来，得到了快速的发展。本文主要介绍了电阻率测井中的补偿双电阻率测井仪(CDR)、钻头电阻率仪(RAB)、放射性测井中的补偿密度中子仪(CDN)、方位密度中子仪(AND)、声波测井中的新型声波测井仪(ISONIC)和偶极声波测井仪(BATLWD)及核磁共振测井仪(MRIL-WD)等几种目前世界上较新且应用广泛的随钻测井仪器的结构、测量原理及应用。结合电缆测井，对随钻测井的优点进行了总结。通过对随钻测井发展趋势的分析，得出了随钻测井技术应用会越来越广，但不会替代电缆测井技术的结论。     

随钻中子孔隙度测井响应特性数值模拟

随钻中子孔隙度测井在随钻地层评价中发挥重要作用, 对其响应特性研究具有重要意义.利用蒙特卡罗方法建立随钻条件下地层模型, 模拟研究随钻中子孔隙度测井响应特性.模拟结果表明: 随钻和电缆测井相同条件下中子孔隙度响应变化趋势相同, 随钻中子孔隙度曲线反映孔隙度灵敏程度高于电缆测井, 但其测井响应受钻铤影响较大; 探测深度与地层孔隙度有关, 文中条件下探测深度和纵向分辨率分别为28 cm和19 cm; 在水平井和大斜度井中, 测量方位对中子孔隙度曲线影响较大; 相对倾角α越小, 中子孔隙度曲线过渡区域中点越接近地层界面; α小于60°时, 中子孔隙度曲线受围岩影响可忽略.      

1996年随钻测井和地层评价的新进展

１９９６年的新进展包括改进的电缆测井，多用途随钻测井，取芯和岩心分析新技术以及有效地的训练和学习方法，在地层评价，特别是随钻数据采集方面的最新进展是成本降低，操作高效，同时，地层数据质量提高，数量增多，在电缆测井方面，有短小又便宜的组合测井仪；增加了核磁测井，新型多频道阵列感应电阻测率测井仪，高分辨率方位测向侧井仪；改进的套管电阻率测井仪，新型套管井密度测井仪，高分辨率管脉冲中了孔隙率测井，增强井     

储层流体及其在岩石孔隙中的核磁共振弛豫温度特性

温度是影响核磁共振弛豫的一个因素。目前国内各实验室所做的核磁共振实验测量大都局限在室温下,实验温度与地下储集层温度有很大差别,因此有必要研究温度对流体及饱和流体岩石的核磁共振弛豫的影响,提高核磁共振测井资料评价精度。本文选取自由水、不同粘度脱气原油、饱和水以及饱和变压器油的储层贝瑞砂岩和储层碳酸盐岩样品进行核磁共振变温实验,测量温度从25℃变化到90℃。结果表明:自由水和原油的核磁共振横向弛豫时间(T2)都随温度的升高而增大。温度对饱和水贝瑞砂岩和碳酸盐岩核磁共振弛豫的影响不同,饱和水贝瑞砂岩核磁共振横向弛豫时间随温度升高而减小,而饱和水碳酸盐岩横向弛豫时间随温度升高而增大。无论是饱和油的贝瑞砂岩或是饱和油的碳酸盐岩,其核磁共振横向弛豫时间都随温度升高而增大。温度对核磁共振弛豫的影响,会造成室温下得到的横向弛豫时间截止值(T2cutoff)与储层温度下的实际值有偏差,影响储层束缚水饱和度和渗透率的计算结果,建议在核磁共振测井资料解释及应用时应考虑温度的影响。     

煤层气储层裂隙阵列侧向测井响应数值模拟与分析

裂隙是煤层气储层重要的流体渗流通道,是煤层气有效储集体形成的重要条件。研究裂隙的测井响应特征是确定煤层裂隙参数的关键。利用三维有限元方法,确定不同裂隙条件的阵列侧向测井响应。研究表明:阵列侧向测井修正的视电导率与裂隙孔隙度、裂隙流体电导率基本为线性关系;随裂隙倾角增大,阵列侧向视电阻率升高;随基块电阻率增大,阵列侧向视电阻率增加;高角度裂隙(组)的阵列侧向测井深浅视电阻率呈现正差异,而基块电阻率较大的低角度裂隙(组)的响应可呈现负差异特征;相同裂隙孔隙度下,裂隙密度增加可能使裂隙组的阵列侧向视电阻率增加,当裂隙密度足够大时,测井响应基本不随裂隙密度发生变化;交叉裂隙的测井响应与平行裂隙组差异明显,且不同倾角组合的交叉裂隙的测井响应之间差异明显。      

随钻脉冲中子-伽马密度测井响应数值模拟

随钻过程中采用D-T可控中子源和2个NaI晶体探测器系统,记录两个探测器的非弹性散射和俘获伽马射线,采用俘获伽马计数比值进行含氢指数校正后,建立非弹性散射伽马计数比和地层密度的响应关系,从而实现脉冲中子-伽马密度测井.利用蒙特卡罗方法模拟地层条件下非弹性散射和俘获伽马分布,得到非弹伽马计数与地层密度和含氢指数都有关,但近、远探测器俘获伽马计数比反映含氢指数灵敏度高,利用其对含氢指数校正后就可以得到非弹伽马计数与地层密度的关系;通过二元回归方法得出地层密度校正后的响应公式,校正后视密度和真密度值相差很小.研究结果表明,在随钻过程中利用脉冲中子伽马测井方法可以确定地层密度.      

基于SVR的定向井随钻电磁波测井层厚影响快速计算

大斜度井和水平井的快速发展使得仪器测量环境变得更加复杂,其测井解释、地层评价方法和模型与直井有很大的区别。本文通过建立三维层状介质模型,利用三维有限元方法得到大斜度井和水平井随钻电磁波测井响应,分析了三维地层模型下井斜角、层厚和围岩对随钻电磁波测井响应的影响。研究结果表明：当地层厚度小于等于3 m时,随钻电磁波测井响应易受围岩和层厚影响;当层厚大于3 m时,随钻电磁波测井响应基本不受围岩和层厚影响;且直井、大斜度井和水平井中随钻电磁波测井响应存在明显差异,井斜角越大,仪器受层厚及围岩的影响越大。因此建立了不同井斜角条件下随钻电磁波测井围岩校正图版,并据此研究随钻电磁波测井层厚影响快速计算方法。本文利用支持向量回归(SVR)的机器学习算法进行建模,并用十折交叉验证法对算法进行迭代优化,使模型达到最优,最终计算得到的测井响应与基于三维有限元数值方法的计算结果具有很好的相关性,平均相对误差只有0.62%,说明该方法可以用于大斜度井和水平井随钻电磁波测井响应的快速实时计算。     

煤矿井下电磁波无线随钻测井软件设计与实现

为了实现控制煤矿井下电磁波无线随钻测井仪器,设计并实现了一套煤矿井下电磁波无线随钻测井软件。该软件包括控制软件和随钻监测软件两部分,具有系统自检、数据采集、钻进轨迹偏差计算、电磁波电阻率计算、钻头与顶底板关系判断等数据处理功能。采用MVC对软件的系统构架进行设计。描述了各模块的设计流程,并用C#语言完成软件的开发。实际应用表明该软件现场操作方便可实现随钻测井的实时监测管理。该软件的成功开发,提升了中国煤矿井下随钻测井的能力与技术水平。      

裂缝型储层流体类型识别技术--以辽河盆地大民屯凹陷中-新元古界潜山储层为例

裂缝型储层流体类型识别一直是国际测井界急待解决的难题。在对流体类型影响因素分析的基础上，采用三种识别流体类型的方法，即核磁共振测井法、常规测井法和产液剖面法，在辽河盆地大民屯凹陷中-上元古界潜山储层流体类型的识别中，取得了良好的地质应用效果，识别的符合率达到了88％。理论研究和实际应用结果均表明，在地层有效孔隙度适宜的情况下，应用核磁共振测井识别流体性质的效果比较直观和明显，核磁共振测井应用于裂缝型储层流体类型识别是有效和可靠的。对于常规测井，认识到不同流体类型与电阻率比值的高低、粘土含量的多少以及孔隙度的大小等密切相关，并提出了综合这三项因素的流体类型识别参数FTI。FTI接近于0，代表干层；FTI接近于1，代表油层；低产油层的FTI值介于油层与干层之间。实践表明该参数应用效果良好。产液剖面法可与前两种方法配合使用，相互印证。     

裂缝型储层流体类型识别技术——以辽河盆地大民屯凹陷中—新元古界潜山储层为例

裂缝型储层流体类型识别一直是国际测井界急待解决的难题。在对流体类型影响因素分析的基础上，采用三种识别流体类型的方法，即核磁共振测井法、常规测井法和产液剖面法，在辽河盆地大民屯凹陷中一上元古界潜山储层流体类型的识别中，取得了良好的地质应用效果，识别的符合率达到了88％。理论研究和实际应用结果均表明，在地层有效孔隙度适宜的情况下，应用核磁共振测井识别流体性质的效果比较直观和明显，核磁共振测井应用于裂缝型储层流体类型识别是有效和可靠的。对于常规测井，认识到不同流体类型与电阻率比值的高低、粘土含量的多少以及孔隙度的大小等密切相关，并提出了综合这三项因素的流体类型识别参数FTI。FTI接近干O，代表干层；FTI接近干1，代表油层；低产油层的FTI值介干油层与干层之间。实践表明该参数应用效果良好。产液剖面法可与前两种方法配合使用，相互印证。     

核磁共振测井在低孔低渗油气层识别中的应用

核磁共振测井具有常规测井无法比拟的优势，它可直观准确地提供储集层的孔隙度、渗透率，区分可动流体和束缚流体．根据差谱分析可以定性的识别油水层．通过求解地层的束缚流体饱和度，结合电阻率测井，采用阿尔奇饱和度解释模型，进行了油(气)层的识别和含油(气)饱和度的计算，从而拓宽了核磁共振测井资料的应用范围，为低孔低渗油(气)层的评价提供了一种新的途径．     

裂缝性储层裂缝的阵列侧向测井响应数值模拟

为了研究裂缝性储层裂缝的阵列侧向测井响应, 采用裂缝组平板裂缝模型, 利用三维有限元方法, 进行不同裂缝参数条件下的高分辨率阵列侧向测井响应数值模拟.表明阵列侧向视电导率和裂缝孔隙度与裂缝流体电导率成线性关系; 低角度裂缝的阵列侧向深浅视电阻率呈现负差异特征, 高角度缝呈现正差异; 相同裂缝孔隙度下, 裂缝密度增加可使得阵列侧向视电阻率增加, 当裂缝密度足够大时, 测井响应特征基本不随裂缝密度发生变化; 交叉缝的测井响应与具有相同角度的平行裂缝组差异明显, 且不同倾角组合的交叉缝的测井响应之间差异明显.阵列侧向测井对裂缝有较强的敏感性, 根据其测井视电阻率大小可以评价裂缝孔隙度, 根据深浅视电阻率的幅度差异可以研究裂缝的产状, 这些为将阵列侧向测井用于裂缝性储层裂缝评价有指导意义.      

汶川地震断裂带科学钻探工程一号孔主断层的随钻流体响应特征

汶川地震断裂带科学钻探工程(WFSD)的主要研究目的是探讨龙门山断裂带深部断裂的物质属性。随钻实时流体分析作为井口流体实时监测手段,首次获得了龙门山断裂带随钻流体组分响应特征,在一号孔(WFSD-1)主断层上出现随钻流体多组分同时异常,且异常强度大。通过比较WFSD-1号孔主断层的钻探岩心岩性和随钻流体组分剖面,认为随钻流体组分的异常区间与主断层的区间保持一致,表明流体异常与断层的响应特征,主断层区间的流体异常为多组分的极值异常,强度与断层泥厚度成正比。这些钻探泥浆气体响应特征将为钻探工程、取心钻进提供第一时间支持。     

科学钻探工程中的随钻实时流体分析

随钻实时流体分析是科学钻探重要组成部分,已成为科学钻探的标准配置之一,在国内外多个科学钻探工程中实施,获得了许多重要科学认识。随钻实时流体分析主要是在线测定气体浓度,实时监测钻探工程及其对流体影响,提供大量可靠的、其他方法难以得到的地学参数,建立流体地球化学剖面,测定流体同位素组成,并开展流体变化、气体识别和异常研究,研究流体来源及与地质活动关系。本文介绍了随钻流体分析的应用现状和实例,已成为科学钻探中必需的子工程之一。初步归纳随钻流体分析中主要组分的变化规律。随着科学钻探研究对象范围的逐渐扩大,随钻流体分析的应用前景也将扩大,而且已有半商业的钻探工程采用该项工作,表明随钻流体分析的重要性和实际意义。文章提出,随钻流体分析配备的分析仪器、分析流程的长期稳定性、野外现场的可靠性需要不断改进。     

基于数值模拟的远程工程支持在海洋19-6井的实践

数字化和智能化是钻井工程发展的新方向,但目前仍处于初级阶段。针对海洋19-6井中下部井段存在异常压力层,预测钻井液安全窗口较窄的问题,通过Drillworks软件采用dc指数法和分段测井资料校正法开展了地层随钻压力监测、通过动态跟踪软件Well-Ahead软件结合Landmark软件水力模块校正开展了随钻动态水力（随钻ECD当量密度和起下钻抽汲和“激动”压力分析）监测,保证了井底和套管鞋钻井液循环当量在三压力安全窗口内。通过这种远程数据支持模式的建立,进一步推进了钻井工程数字化进程,有效保证钻井工程安全。     

随钻测井钻孔深度测量装置的设计

为了解决煤矿井下随钻测井缺少深度数据问题,研制了一种钻孔深度测量装置。该装置基于光电编码器设计,将钻杆的位移量转换成计数脉冲送入单片机计算,得到钻孔的实时深度数据,通过时间与测井数据相匹配,从而为随钻测井资料解释提供深度数据的支持。      

2008年汶川地震(Ms8.0)非对称同震破碎带的确定:来自WFSD-1随钻流体的证据

地震过程中相当可观的一部分能量消耗于裂隙的活化与形成,来自汶川地震断裂带科学钻探一号孔(WFSD-1)的随钻流体表明,地震新形成的裂隙对应有较强的流体异常,它们为流体的入侵提供了良好的通道。随钻流体呈非对称性分布于主滑移面的两侧,主要的流体异常带集中在主滑移带下方须家河组顶部120 m范围内,该带中气体的含量以及变动的频率明显高于上部相同的宽度范围以及下部沉积岩层,来自地球物理测井的资料同样显示这一带破碎严重并伴随有大量水的侵入,暗示汶川地震形成的裂隙具有非对称性分布的特征。这一特征可能同时受控于断裂上盘彭灌杂岩与下盘须家河组岩层的力学性质差异以及地震破裂过程中形成的非对称性应力分布。     

基于电缆地层测试的储层径向有效渗透率计算新方法

试井方法是求取地层径向有效渗透率最直接有效的方法,但其测试费用较高。提出了基于电缆地层测试结合核磁共振测井获得地层径向有效渗透率的新方法。应用电缆地层测试仪器求取地层纵向有限测试点的有效渗透率水平分量,进而应用各测试点有效渗透率水平分量对核磁共振渗透率进行刻度,计算刻度后的核磁测井渗透率平均值,可获得既能反映测井表现的地层纵向非均质,又能表现电缆地层测试渗透率的有效性。该方法应用于现场测试,与DST (钻柱地层测试)测试结果对比具有较高的计算精度,同时可以节省大量的测试费用。      

测井仪器被卡处理工具

根据我队施工区测井仪器常常被卡的情况,我们测井组利用废岩芯管制成了简单而有效的测井仪器被卡事故处理工具。简介如下。该工具由岩芯管(1.4米长)、锁接手、铁棍及护圈制成(见图)。管子下端呈喇叭口状,并磨钝。一方面可防止外层护圈滑落,另一方面下钻时防止管口擦破电缆。为了使电缆能方便地放出管中,在管子和护圈壁上开一个通天窄口。护圈套在管外,并可以转动。使用时,先把管子与护圈窄口对齐,将电缆放入,旋转护圈,使其销钉眼与管子销钉     

浅析过钻头测井面临的挑战及应对策略

本文研究了时下热门的过钻头测井技术。过钻头测井技术是21世纪以来新兴的测井方式,不同于以往的电缆测井和随钻测井。过钻头测井主要是在水平井、大斜度井段实施测量,自该技术开发以来,解决了多种技术难题。同时,过钻头测井技术也暴露出各种问题,主要就体现在(1)抗温抗压性能;(2)垂向分辨率和测量精度;(3)测量项目。本文着重介绍了这三个方面的认识与看法,提出了一些解决方案,并简要叙述了过钻头测井技术的发展方向。