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1、测井系统基本知识,2009年6月9日,测井基本概念什么是测井系统测井系统的发展历史测井作业流程,提 纲,“测井”这个术语对应的英文单词是“Log”,原义是“航行日志”。这个单词生动形象地比喻了“测井”的过程和特点：使用测井系统，连续记录随深度变化的反映地层信息的各种参数，研究地下岩石物理渗流特性，寻找和评价油气及其它矿藏资源。,一、测井基本概念,什么是测井,正演过程,测井主演研究对象：测井信息,一、测井基本概念,反演过程,一、测井基本概念,测井地质和工程物理基础研究 测量方法和仪器研究 测井信息处理和解释研究 通过三个领域的技术研究，开发出相应的测井系统，反之，利用测井系统，可以不断改进测井信
2、息的技术研究，推动测井技术和测井系统的不断创新。,测井信息研究的领域与目标,一、测井基本概念,测井地质和工程物理基础研究 测量方法和仪器研究 测井信息处理和解释研究 通过三个领域的技术研究，开发出相应的测井系统，反之，利用测井系统，可以不断改进测井信息的技术研究，推动测井技术和测井系统的不断创新。,测井信息研究的领域与目标,一、测井基本概念,仪器 电测井的电场分布，声波测井中换能器的空间分布、指向性，核测井中辐射源的空间时间能量分布和探测器的空间分布。井眼 裸眼井：钻井液或井内流体、井径、泥饼等；套管井：井内流体、套管、水泥环等。地层 单层，或性质和层厚不同的地层。地层与井眼垂直，地层和井轴有
3、各种夹角。在径向上，可以设定地层性质是宏观均匀的，也可以把它分为直径不同的侵入带、冲洗带、过渡带和原始地层。,物理模型建立,一、测井基本概念,岩石物理参数 岩石的矿物成分和元素成分（岩性）、孔隙度、渗透率、含油（气、水）饱和度、地层水矿化度等 井眼工程参数 井径、井液、泥饼、套管、水泥环性质对应的参数具有空间和时间变化的特性,岩石物理及井眼工程参数（测井解释家地质家）,一、测井基本概念,电磁学参数（如电阻率或电导率、介电常数等）弹性力学参数（如体积形变模量和切变模量，声波纵波速度、横波速度，或者声波时差等）核物理参数（岩石体积密度、元素含量、核素的特征伽马射线能谱、光电吸收系数、快中子减速时间
4、、热中子宏观吸收截面等）。反映空间三维变化，在同一次测井过程没有时间的变化,介质物性参数（测井仪器直接测量）：测井原理的物理场方程组中直接出现的那些介质物性参数,一、测井基本概念,自然激发源：自然电位、自然伽马、井温等。人工激发源：电法仪器中的供电电源和电极、感应测井仪器中的发射线圈，声波测井仪器中的发声体，核测井中的各种中子或伽马源等。激发源的强度应该包含空间（三维）、时间（一维）、能量（一维）和方向等因素的多维函数 不同的激发源激发出不同的物理场：电磁场，声场，核辐射场。,激发源与物理场,一、测井基本概念,物理场的测量都是通过传感器将物理场强转换成电信号进行测量的。常用传感器有电磁测井中的
5、电极或线圈系，声测井中的压电晶体换能器，核测井中的碘化钠晶体和光电倍增管组合而成的伽马射线探测器等。1）具有较大的动态范围和足够高的灵敏度。2）有足够的空间或方向分辨能力。3）有足够的时间分辨能力。4）响应函数尽量简单。5）能够在恶劣环境条件下稳定可靠地工作。,传感器,一、测井基本概念,1）放大和检测2）模数转换3）编码传输4）反馈控制5）深度匹配6）把电信号转化为介质物性参数7）记录和显示,电信号的采集和处理,一、测井基本概念,测井系列的分类,一、测井基本概念,(1)常规测井系列。提供地层的三孔隙度和电阻率，以及自然电位、自然伽马、井径等基本资料。提供以下几项数字处理解释成果：地层的岩性；油
6、、气层的深度、厚度；地层的孔隙度、含油（水）饱和度、渗透率以及泥质含量等。(2)地层倾角测井。地层倾角测井能向用户提供井斜角度、井斜方位、地层倾角和地层倾角方向，以及井径和井眼容积等资料。通过多井的计算机处理解释，还能够提供油藏构造形态和分析古沉积环境。(3)地层测试器。地层测试器能测量各井段地层的实际压力，能做出地层的压力梯度曲线，更重要的是能直接从地层中取出油、气或水样，从而给下一步的试油工作提供可靠依据，另外还能估计地层油气层的有效厚度。(4)井壁取心。井壁取心作业能按照测井结果准确地从井壁取出岩心，用以分析地层岩性及含油性，验证解释结果，弥补钻井取心的不足。,勘探测井,一、测井基本概念
7、,生产测井主要是指套管井的测井作业。1)测井下压力、温度、流量、流体密度。2)确定出水层位。3)确定串槽位置。4)判断剩余油饱和度。5)同位素示踪测井、自然伽马能谱测井。6)工程测井，如多臂井径、井下电视、声波变密度测井等。7)油层动态分析等。,生产测井,一、测井基本概念,井下工程测井作业项目主要是为试油、完井、解卡、修井、采油等服务。(1)射孔作业。它是用炸药爆炸高能射流，射穿套管、水泥环与地层沟通油气流通道的作业。主要有电缆输送套管射孔、电缆输送过油管套管射孔和油管输送射孔三种类型。(2)水泥胶结测井。主要用于检查固井质量。(3)测钻杆遇卡位置和爆炸松扣。(4)爆炸切割钻杆和油管。(5)磁
8、测井、多臂井径、井下电视，用以检查套管变形、腐蚀或石灰岩溶洞、裂缝等。,工程测井,一、测井基本概念,一、测井基本概念,气探井测井系列,一、测井基本概念,油探井测井系列,一、测井基本概念,气开井测井系列,一、测井基本概念,油开井测井系列,一、测井基本概念,套管井地层评价测井系列,一、测井基本概念,生产动态测井系列,一、测井基本概念,长庆工程测井系列,一个含油气系统的基本组成包括地质要素和成藏作用二大部分，其中地质要素包括烃源岩、储集层、盖层和上覆岩层，地质作用包括圈闭的形成和油气的生成运移聚集。,相关地质概念,一、测井基本概念,国内油气勘探开发对测井技术的需求：勘探开发的深入：“低、深、难”的勘
9、探对象1）高幅度构造区的低阻油气藏（渤海湾盆地中浅层、准噶尔盆地白垩系、松辽盆地北部中浅层）：圈闭幅度小，油源不充足，含油饱和度低，储层薄、束缚水含量高、泥质含量高，地层水矿化度变化大。2）低孔低渗油气藏：这类油气藏在中国石油的十三个油气田中广泛存在，其特点是：储层薄且非均质严重，孔隙结构复杂。3）裂缝性油气藏（碳酸盐岩、砂岩）：储集空间复杂多变，非均质性强，地层压力变化大。4）隐蔽性复杂岩性油气藏：储层目标隐蔽、非均质性强，岩性复杂特殊（如砂砾岩体、火成岩等）。,一、测井基本概念,勘探油气识别的准确率，油田开发的采收率，工程检测的高效准确,将各种对不同地层信息敏感的传感器送入井下，在地面采集
10、系统的控制下，测量反映对应的地质和工程特性的相关信息，并转换成可测量的物理量。下井仪器的电子线路，对这些信号进行测量，经过归一化、放大和处理后，按照一定的编码方式，通过专门的传输介质（有线，如电缆，无线如泥浆脉冲）传送到地面。地面仪器对这些从井下来的数据进行“信号恢复”处理后，由系统软件完成深度对齐，实时处理，实时监视和绘制测井图件，并将数据记录在系统的永久记录介质上，在井场可以利用快速直观解释软件完成现场的资料处理，并通过远程网络传送到数据中心进行专家诊断，实时指导现场的测井数据采集。,二、什么是测井系统,测井系统主要包括以下四部分：（1）地面的数据采集、控制、记录和处理系统。简称地面仪；（
11、2）测量不同地层物理特性的下井仪器。系统可以根据测井作业的要求，选择不同组合系列的下井仪器组合串，获取所需的测井信息。（3）测井仪器特种车辆或拖撬。内部装有测井绞车，用于装载地面仪器和电缆进行测井作业施工。（4）测井辅助设备。包括井口装置、深度系统、水平井测井工具等特殊专用设备。,二、什么是测井系统,二、什么是测井系统,测井技术的诞生：1927年Conrad Schlumberger和Marcel Schlumberger 法国Pechlbrom油田488米,三、测井系统的发展历史,中国测井的开始：1939年12月20日，翁文波先生在四川巴一井（石油沟一号井）用点测方法得到了测井曲线。1948
12、年9月，在玉门老君庙油田，翁文波先生率领赵仁寿、刘永年、王曰才用半自动测井技术在I-25井发现了油层，从测井曲线上清楚地划分出K、L和M等几个重要的油层,三、测井系统的发展历史,三、测井系统的发展历史,三、测井系统的发展历史,From Harts E&P September 2002,From WFT CMI Tool,1927,2006,三、测井系统的发展历史,手工记录系统,数字测井系统,数控测井系统,模拟测井系统,成像测井系统,只测量自然电位与普通电阻率，点测方式,自然伽马、中子伽马测井，电极系测井，模拟连续记录阿尔奇方程（1941）,三、测井系统的发展历史,感应测井、侧向测井、地层倾角测
13、井、声波测井、补偿密度、中子寿命。主要的测井基础理论与方法已经得到实现。3600系统，磁带记录，井下模拟信号，地面数字化,3700、CSU系统，系统双向控制，磁带或硬盘记录，井下数字化，地面程控,MAXIS500,仪器阵列化，高速电缆传输，地面图像处理，信息量大，解决非均质非线性的问题,三、测井系统的发展历史,测井技术发展的自身规律1）多种高新技术的交叉集成，需要高素质的人材和管理队伍；2）油公司不断变化的新技术需求和新的生产方式推动测井技术的发展（勘探对象的复杂，钻井新技术的应用）3）当代IT技术，微电子技术的发展是测井技术发展的推动力（数字测井到数控测井的转变，成像测井技术的诞生等）4）工
14、业界的合作及全方位的技术合作是测井技术发展的有效途径（核磁共振测井技术，声波层析成像技术，光纤陀螺测斜等）5）关键技术的突破加速了测井技术的发展（过套管电阻率的纳伏小信号检测技术）6)测井技术的发展必须是持续滚动呈螺旋式的发展，不断提高（成像技术）7）国外大公司的技术并购重组，大大加快了测井技术的发展（Weatherford公司的随钻测井系统的开发）,四、测井作业流程,1任务下达 测井任务由事业部生产调度或项目部生产调度以电话、书面等方式下达给具备安全生产条件的测井队，要明确井号和到井时间。接收任务的测井队的测井设备适合测井设计要求、各岗人员持证上岗，已做好生产准备。事业部对行车过程实时监控。
15、,四、测井作业流程,2队伍出发 由测井队长明确一人全程负责放射源使用，包括借源、押源、进场存放、装源、卸源、还源。同时明确一人协助。二人要经体检合格可以从事放射性工作，熟练掌握装源、卸源方法和防护方法。出发前队长必须检查源罐锁和源仓锁。事业部每天查询一次源的动态。由队长了解天气及行车路况后与所有司机对行车安全进行判断，在人员疲劳、夜间行车、雨雪雾天气、山路行车的情况下，要做出风险判断。在有风险时，必须采取具体的、管用的安全措施才能出发。司机已经疲劳时不能出发。两辆车要同时出发，由测井队长明确两名押车人员分别坐在副驾驶位置。行车过程中严禁超速。司机不得吸烟和打手机。戴安全带。连续行驶2小时必须停
16、车检查，押源人员检查源仓锁和仪器仓锁，司机休息不少于10分钟并作例行检查。,四、测井作业流程,3井场安装 测井队长了解井况和井场情况后召开班前会，提出安全注意事项，明确施工方案。将所有源罐（块）放在离车10米以外可以看到的地方，用粗链条锁在一起，插上标记。由井口组长组织固定地滑轮，地滑轮要用铁链子固定在连顶节或牢固的横梁上。不能碰正在转动中的地滑轮。井口组长指挥摆车，井口、地滑轮、车要三点一线。司机放好掩铁。拉力计要接在天滑轮上方。自然电位电极、侧向N电极、电极B电极、地线要与大地良好接触，并避开干扰。下井仪器连接后，对仪器连接部位进行安全检查，必须安装中子偏心弹簧、声波扶正器和侧向间隙器。井
17、口连接仪器时，统一手势（上指为上提，下指为下放，平甩为停车），并保持通讯畅通。在井口装源时，必须先盖好井口。,四、测井作业流程,4测前检验下井仪器连接好后，操作工程师要先下车检查后再供电、进行测前检验。调用的密度、中子、感应主刻度是在规定时间内最近一次做出的，仪器号、源号要与主刻度一致。在井口做井径和自然伽玛刻度时，应盖好井口，防止井径环和自然伽玛刻度器掉井。声波值在套管里要达到1875s/m。双侧向内刻度要在裸眼井段刻度。,四、测井作业流程,5重复段 以不大于3000m/h的速度下放仪器，在井眼不好和造斜点、狗腿子、井底位置要减速。遇阻时以正常速度下放3次，若还遇阻，要求井队通井，决不可以冲
18、仪器。仪器上提至井口200米时减速，提醒井口工。重复段在井底目的层良好井眼测量，测量长度大于50米。在井眼良好井段，重复段与主测井重复误差在规定范围，在重复超差的时候，要查明原因，排除故障，直至符合要求。,四、测井作业流程,6主测井 曲线格式符合规定要求，中子、密度曲线要符合识别气层比例（中子仪器灰岩刻度时，中子：0.24，密度：23g/cm3）。测井速度是仪器串中最慢的测速。不得随意加大滤波参数，保证仪器分辨率不降低。出现异常值（超出泥浆值、骨架值，平直段或突变等）都要重复。如果遇卡，收回推靠器后立刻拉到最大安全拉力（最大安全拉力=测井时正常拉力+拉力棒额定值的75%-仪器在泥浆里的重力）。
19、最大安全拉力不应超过电缆额定值的50%，同时，要观察电缆头张力，判断是仪器遇卡还是电缆遇卡。电缆头张力应小于拉力棒额定值75%。如果最大安全拉力不能解卡，就要上下活动电缆（活动范围：下放电缆，直到电缆头张力减小），等待穿心解卡。穿心打捞由队长负责组织。操作工程师填写测井记录表。,四、测井作业流程,7测后检验 若测后检验超过规定值，必须重测。8资料验收 由小队长在井场对测井图进行验收，验收的内容包括：主刻度、测前刻度、测后刻度、选择参数、速度、深度、幅度、张力曲线、曲线相关性、图头，对每一项都要做出定量评价，填写验收记录。凡不合格资料都要重测，需要甲方让步接受的资料，应由甲方测井监督签字认可。队
20、长填写结算单。,四、测井作业流程,9设备拆除 由装源者卸源，卸源时一定要盖好井口，卸源后必须对源仓进行冲洗。10现场快速解释与数据传输 如果需要，操作工程师要现场提供井筒数据和快速解释结果。如果在井场或基地通过网络传输资料，则要将验收后的全部资料传到解释中心。11队伍返回 路途行驶与出发要求相同。到基地后先还源后休息。,四、测井作业流程,12生产准备仪器准备：冲洗：清洗下井仪器，特别是推靠器和声波探头必须清洗干净。机械检查：仪器头保养，各种工具保养，车辆检验。更换受伤和疲劳的拉力棒。绝缘通断检查：检查仪器插头、极板、电缆、马笼头、滑环的绝缘和能断符合要求。操作检查：用模拟盒、刻度器、内刻等对仪器工作状态进行检查。主刻度：按规定对仪器进行主刻度，主刻度数据要存在计算机里。车辆准备：按规定做出检验。材料准备：补充常用材料和备件。,四、测井作业流程,EILog数据采集流程,9）设置系统深度10）选择记录方向和驱动模式11）下放测井监视12）测井记录和实时绘图13）停止测井14）如果需要，进行测井数据后处理15）编辑图头16）创建绘图作业17）打印测井成果图,四、测井作业流程,1）系统启动和初始化2）仪器连接3）启动采集模块4）测井工程创建和输入测井井场信息5）测井服务表的编辑和加载6）测井监视与显示参数修改7）仪器供电使能8）如果有必要，进行仪器刻度，否则直接加载刻度文件,
