水平井测井及资料解释
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测井岗前培训之水平井工艺技术
水平井钻井技术的发展给测井施工工艺及解释带 来了新的挑战，水平井测井技术的发展均相对滞后 于水平井钻井技术的发展，但是测井界正视这种挑 战，研发了多种适合水平井钻井的测井技术和施工 工艺技术。这些技术的推广应用反过来又推动了水 平井钻井技术的发展，解决了钻井导向，疑难井无 法进行电缆施工等问题。国内外通用的水平井测井 技术包括： （1）随钻测井技术 （2）钻杆传输测井技术 （3）挠性油管测井技术 （4）泵送测井技术
水平井测井技术
大庆测井公司
目录
一、水平井概况 1、水平井钻井状况 2、水平井测井状况 二、水平井测井工艺技术 1、水平井测井原理 2、水平井测井主要工具 3、水平井测井工艺过程 三、水平井测井的风险及困难
一、水平井概述
（一）水平井钻井发展状况
在油田开发过程中，由于 气水锥进，为了减少或延缓 底水锥进速度，在底水油藏 中直井一般是在产层的顶部 层段射孔完井；若有气顶则 只能选油藏中部井段射孔完 井，同时为了保持较高的采 收率。就必然在井筒附近形 成较大的压力降落。导致井 筒周围气水严重锥进。而如 果减小压力降落又必然导致 产油量下降。
一、水平井概述
（一）水平井钻井发展状况
大庆油田目前的水平井主要应用于高含 水非均质厚油层剩余油以及外围薄差、低渗 透油层的开发，挖潜非均质厚油层的剩余油、 扩大薄差、低渗油层的采油面积，提高采收 率，水平井在大庆油田剩余油、裂缝、稠油 油藏开采和挖潜方面见到了明显的应用效果。
一、水平井概述
（二）水平井测井状况
•
5、You have to believe in yourself. That's the secret of success. ----Charles Chaplin人必须相信自己，这是成功的秘诀。-Wednesday, May 26, 2021May 21Wednesday, May 26, 20215/26/2021
水平井测井技术
大庆测井公司
目录
一、水平井概况 1、水平井钻井状况 2、水平井测井状况 二、水平井测井工艺技术 1、水平井测井原理 2、水平井测井主要工具 3、水平井测井工艺过程 三、水平井测井的风险及困难
一、水平井概述
（一）水平井钻井发展状况
在油田开发过程中，由于 气水锥进，为了减少或延缓 底水锥进速度，在底水油藏 中直井一般是在产层的顶部 层段射孔完井；若有气顶则 只能选油藏中部井段射孔完 井，同时为了保持较高的采 收率。就必然在井筒附近形 成较大的压力降落。导致井 筒周围气水严重锥进。而如 果减小压力降落又必然导致 产油量下降。
一、水平井概述
（一）水平井钻井发展状况
大庆油田目前的水平井主要应用于高含 水非均质厚油层剩余油以及外围薄差、低渗 透油层的开发，挖潜非均质厚油层的剩余油、 扩大薄差、低渗油层的采油面积，提高采收 率，水平井在大庆油田剩余油、裂缝、稠油 油藏开采和挖潜方面见到了明显的应用效果。
一、水平井概述
（二）水平井测井状况
•
5、You have to believe in yourself. That's the secret of success. ----Charles Chaplin人必须相信自己，这是成功的秘诀。-Wednesday, May 26, 2021May 21Wednesday, May 26, 20215/26/2021
水平井生产测井中国石油大学
从地面新钻的井，水平井段长度为300~1300m 2.侧钻井
从现有的井横向侧钻出来，长度为30~210m
水平井生产测井中国石油大学
水平井按曲率半径分为四类： (1)超短曲率水平井 (2)短曲率水平井 (3)中曲率半径水平井 -----是钻水平井的主要方法
特征: 半径为300~800ft， 造斜角为6°~20°/100ft。 水平井段长度1000~4000ft
NLV ＝ 液体速度，无因次；
d、e、f、g的取值见参数取值表，与流型和
流动方向有关。 计算出c 值后，若c<0，则令c = 0
水平井生产测井中国石油大学
持液率的确定 计算参数取值表
水平井生产测井中国石油大学
计算持液率
水平井生产测井中国石油大学
水平井中的仪器响应及图版制作
水平井中，由于油、气 、水里层状分离流动，因 此流量计、持水率计的响 应结果具有一定的纵向片 面性：
水平井生产测井中国石油大学
伞 式 流 量 计 的 响 应
与水平井类似，伞式流量计的响应 直线的斜率为：0.025RPS/(bbl/d)
水平井生产测井中国石油大学
流体密度响应图版
说明：
每一条曲线对应一个流 量值，分别为: 308、514、857、 1028、1543和 2055bbl/d
持水率的值可用测得的 混合密度和油、水密度 确定。
水平井生产测井中国石油大学
一 水平井技术
1 水平井概述 2水平井的分类 3水平井完井技术 4水平井入井技术
水平井生产测井中国石油大学
生产测井仪器入井技术
在直井或倾斜角不大的斜井中： 靠仪器重力下入井底目的层进行测井。
在水平井中：依靠重力仅能下入到井斜约为40°
从现有的井横向侧钻出来，长度为30~210m
水平井生产测井中国石油大学
水平井按曲率半径分为四类： (1)超短曲率水平井 (2)短曲率水平井 (3)中曲率半径水平井 -----是钻水平井的主要方法
特征: 半径为300~800ft， 造斜角为6°~20°/100ft。 水平井段长度1000~4000ft
NLV ＝ 液体速度，无因次；
d、e、f、g的取值见参数取值表，与流型和
流动方向有关。 计算出c 值后，若c<0，则令c = 0
水平井生产测井中国石油大学
持液率的确定 计算参数取值表
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计算持液率
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水平井中的仪器响应及图版制作
水平井中，由于油、气 、水里层状分离流动，因 此流量计、持水率计的响 应结果具有一定的纵向片 面性：
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伞 式 流 量 计 的 响 应
与水平井类似，伞式流量计的响应 直线的斜率为：0.025RPS/(bbl/d)
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流体密度响应图版
说明：
每一条曲线对应一个流 量值，分别为: 308、514、857、 1028、1543和 2055bbl/d
持水率的值可用测得的 混合密度和油、水密度 确定。
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一 水平井技术
1 水平井概述 2水平井的分类 3水平井完井技术 4水平井入井技术
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生产测井仪器入井技术
在直井或倾斜角不大的斜井中： 靠仪器重力下入井底目的层进行测井。
在水平井中：依靠重力仅能下入到井斜约为40°
《水平井测井工艺》PPT课件
大曲率半径水平井 中曲率半径水平井 小曲率半径水平井
造斜曲率的不同可以影响测井仪器串
上设置柔性短节的数量，使仪器本身 能通过钻具所经过的轨迹。
3
小曲率半径水平井
中曲率半径水平井
大曲率半径水平井
造斜曲率为1.5°~3°/100ft
造斜曲率为8°~50°/100ft 造斜曲率为20°~60°/100ft
5
所示。
二、水平井测井技术现 状
TLCS钻杆输送系统
钻杆
国外的钻杆输送电缆测井系统有斯伦贝谢公司的 TLCS系统、 哈里伯顿公司的Tool-Pusher系统和西方阿特拉斯的PCL系统。
胜利测井公司在消化吸收国外湿接头水平井测井系统的基础
上，开发成功了自己的湿接头式水平井测井工具，并在生产
中普遍使用，取得了明显的经济效益。
23
5. 井口显示器
井口显示器放到井口供钻工使用。它能显示出仪器串的受力情 况，这对钻工来说非常重要。井下张力比钻具的指重计灵敏得多， 这种灵敏度非常重要，因为有的仪器在5000镑压力下就会变形， 其它仪器在10000镑时就会损坏。
如果使用井口显示器并使用井口通信系统，就能使钻工很容易 地控制测井速度，使工程师腾出更多的时间集中精力测井。
于井下快速接头的公插头对接无误；
泵下枪 — 枪的底步成斜面状，在斜面的顶部设有 与井下快速接头中导向键、弹簧锁紧装置
相匹配的缺口；
17
五、辅助工 具
• 偏心短节
旋转短节
井下张力
柔性短节
井口显示 器
导向胶 锥／间 歇器
18
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
• 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、 心、肺、肾等多脏器严重损害的， 全身性疾病，而且不少患者同时 伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如 下：
7第七章水平井生产测井技术【优质文档】
水平井钻井的目的是尽可能多的钻穿油层，提高油井单井产量或注入量，从而获得更高的采收率。 一般情况下，水平井平行于油藏层面。但对大倾角油层和垂直裂缝的油层来说，水平井要横穿这些油层。
第一节 水平井完井技术
0 水平井示意图
图7－１ 垂直层面直井与平行层面水平井示意图
1.地层的岩性
3.钻井液
2.钻井方法
1.4 完井的几个问题
在水平井和斜井中，由于轻质相与重质相的分离，流型与垂直井中有较大差异. 水的表观速度较低时（小于0.1英尺／秒），为均质泡状流动。随着油相表观速度的增加，油泡开始聚集形成大油泡流动（段塞流），最后形成雾状流。
(7-13)
(7-14)
（1）校正系数的计算
下表给出了不同流型和流动方向的情况下式(7-14)中d、e、f和g的取值方法。
表８－２
（2）不同情况下参数的取值
两相流体间的摩擦系数ftp是用无滑动摩擦系数fn与校正因数es相乘得出来的：s值与 及 相关。 (1)计算fn 式中 —井内条件下的液体密度，1b/ft3 —井内条件下的气体密度，1b/ft3
0-4 水相流动中等时的流型
水平井中的流型分为三种流动： （1）分相流； （2）间断流； （3）均布流。 分相流包括层状流、波状流和环状流； 间断流包括段塞流和段状流；均布流包括泡状流和雾状流。
图7－５ 水平管道中的流型
0-5 水平井中流型的分类
②各参数的意义
从水平位置开始，角度为 的持液率等于水平管子的持液率乘以校正管子倾斜角度的因数y： 首先根据下列公式求出HL(0)： 根据适当的水平流动类型，从参数表7－１中得出的参数a、b和c的值。
(7-11)
(7-12)
2.2 持液率（持水率）HL的确定1
测井基础知识
非均质性和各向异性特别严重
4、复杂岩性裂缝性油气层
03
非均质性特别严重，物性差。
3、砾岩、火成岩油气层评价
02
油气层与水层的电阻率都高，难区分
2、地层水矿化度低且多变的油气层
01
一、测井解释面临的难题
碳酸盐岩裂缝性油气层 非均质性和各向异性特别严重
01
02
低孔隙低渗透致密砂岩油气层。
新方法
分区水泥胶结测井 多极阵列声波 交叉偶极子声波
2.1 声速测井
•基本原理
声脉冲发射器滑行纵波接收器
适当源距，使达到接受器的初至波为滑行纵波。 记录初至波到达 两个接收器的时间差 t µs/m 仪器居中，井壁规则 t=1/t
t
• 补偿声波测井
2.1 声速测井
•质量要求
1、长电极系曲线在厚泥岩处数值相等。 2、2.5米和4米梯度曲线形状相似，厚层砂岩数值接近。 3、曲线与自然电位曲线、岩性剖面有对应性。
1.2 普通电阻率测井
•微电极测井 ML
1、贴井壁测量，同时测量微梯度和微电位两条曲线。前者主要反映泥饼附近的电阻率，后者反映冲洗带电阻率。 2、探测范围小（4cm和10cm），不受围岩和邻层的影响。 3、适用条件：井径10-40cm范围。 4、质量要求 1）泥岩低值、重合； 2）渗透性砂岩数值中等，正幅度差(盐水泥浆除外）； 3）致密地层曲线数值高，没有幅度差 或正、负不定的幅度差。 4)除井眼垮塌和钻头直径超过微电极极板张开 最大幅度的井段外，不得出现大段平直现象。
新方法
阵列感应
阵列侧向 过套管电阻率
•原理：测量井中自然电场
M
N
井中电极M与地面电极N 之间的电位差
v
05
水平井测井技术
水平井测井工具第一章水平井测井技术运行的原因第一节水平井测井技术的发展过程最初的水平井测井工具是1981(或1982)年设计出来的，目的就是用来帮助客户获得由于不良井眼影响、常规测井无法实现的油井地层信息。
当时就是把一套标准的测井组—DLL/CNL/CDL/GR （双感应仪/补偿中子仪/补偿密度仪/自然伽瑪仪）装入用类似套管的材料制成的保护套内，用钻杆把这些保护套工具送到目的层，并拖动保护套使其穿过目的层从而达到测井的目的。
采用这种工具和方法，能够解决诸如桥塞、井壁岩石突出及膨胀的粘土矿物等导致的测井仪不能靠重力到达井底的问题。
随着客户对水平井测井技术的熟习和认可成度的增加，他们要求得到更多的服务。
从而使得当初的保护套式水平井测井技术逐渐演化成为目前使用最普遍的非保护套式（或称湿接头式）水平井测井技术。
这种湿连接式水平井测井技术可使用常规电缆测井中使用的任何仪器。
目前，几乎所有的水平井测井都采用湿连接头式。
随着近年来钻井定向技术的提高，水平井测井技术通常应用于大位移井或水平井的施工。
由于钻井和泥浆系统工艺的提高，保护套式工具的运用已大大减少。
然而，水平井测井并不是简单地把测井仪连到钻杆的末端再把它们下到井里，而是解决了许许多多的难题：●测井电缆必须给仪器供电并把地层信息返回到地面系统。
●钻杆沿下井壁推送仪器，使下井仪在井眼中不易居中。
●钻杆使仪器串不像电缆测井时那样容易旋转，这将导致极板有时不能紧贴井壁。
●钻杆可轻易地压坏或弄弯下井仪。
●深度如何控制。
●钻机必须能随时循环泥浆。
●如果出现紧急情况，如井喷，电缆必须能够提出来，便于井队处理事故。
第二节大斜度测井系统的概括——它是如何工作的仪器串由过渡短节连接到钻杆，用钻杆把仪器输送到测量井段顶部。
然后，仪器到达这里电缆通过接头连接仪器。
接头是用钻井液制成的，因此这种连接成为“湿连接”或者“湿接”。
测井电缆由旁通短节侧孔进入钻杆内腔。
旁通短节以下的电缆在钻杆里边，旁通短节以上的电缆在钻杆外面。
（完整word版）测井考试小结（测井原理与综合解释）
（完整word版）测井考试小结（测井原理与综合解释）一、名词解释1、测井：油气田地球物理测井，简称测井well logging ，是应用物理方法研究油气田钻井地质剖面和井的技术状况，寻找油气层并监测油气层开发的一门应用技术。
2、电法测井：是指以研究岩石及其孔隙流体的导电性、电化学性质及介电性为基础的一大类测井方法，包括以测量岩层电化学特性、导电特性和介电特性为基础的三小类测井方法。
3、声波测井：是通过研究声波在井下岩层和介质中的传播特性，来了解岩层的地质特性和井的技术状况的一类测井方法。
4、核测井：是根据岩石及其孔隙流体的核物理性质，研究钻井地质剖面，勘探石油、天然气、煤以及铀等有用矿藏的地球物理方法，是地球物理测井的重要组成部分。
5、储集层：在石油工业中，储集层是指具有一定孔隙性和渗透性的岩层。
例如油气水层。
6、高侵：当地层孔隙中原来含有的流体电阻率较低时，电阻率较高的钻井液滤液侵入后，侵入带岩石电阻率升高，这种钻井液滤液侵入称为钻井液高侵，R XO<rt多出现在水层。
< p="">7、低侵：当地层孔隙中原来含有的流体电阻率比渗入地层的钻井液滤液电阻率高时，钻井液滤液侵入后，侵入带岩石电阻率降低，这种钻井液滤液侵入称为钻井液低侵，一般多出现在地层水矿化度不很高的油气层8、水淹层：在油气田的勘探开发后期因注水或地下水动力条件的变化，油层发生水淹，称为水淹层，此时其含水饱和度上升、与原始状态不一致，在SP、TDT和电阻率等曲线上有明显反映。
9、周波跳跃(Travel time cycle Skip)：因破碎带、地层发育裂缝、地层含气等引起声波时差测井曲线上反映为时差值周期性跳波增大现象。
10、中子寿命测井：是一种特别适用于高矿化度地层水油田并且不受套管、油管限制的测井方法，它通过获得地层中热中子的寿命和宏观俘获截面来研究地层及孔隙流体性质，常用于套管井中划分油水层、计算地层剩余油饱和度、评价注水效率及油层水淹状况、研究水淹层封堵效果，为调整生产措施和二、三次采油提供重要依据，是油田开发中后期的主要测井方法之一。
新一代水平井成像测井技术
Tool (RAT) 和阵列式涡轮流量仪 Spinner Array Tool (SAT)。
CAT
RAT
SAT
CFBM
遥测、磁定位、温度、压力仪等
三、SONDEX阵列式测井仪器简介
1、阵列式电容持率仪 阵列式电容持率仪（Capacitance Array Tool ），简称CAT，主要由安装在柔性的伞形弹簧 探臂上的12个微型电容传感器组成，见右图所 示。12个相互独立的微电容传感器非常小，每 一个探测臂都有独立的电路，分别测量、记录 和传输各自的频率信号。根据在气、油和水中 探头周围的电容值的不同（电容在水中产生低 频，在油中产生高频，而在气中产生较高频率 ），以此可确定井筒截面内指定区域存的相态 。
一、水平井流态及测井关键问题
分相流
美国Tulsa（塔尔萨） 大学的 H.D.Beggs教授对水平井中的流型进 行了分析，得出三种流型（分相流、 间断流和均布流）七种流态的结论。 当气体的流量较小时，气体和水
气 相 流 量 增 大 波状流 层流
分层流动，气体在上半部，水在下半
部，界面为平面接触。随着气相流量 的逐渐增加，气体使水面形成波动流； 气体流量进一步增加形成段塞流和段 状流；之后，随着气体流量的进一步 增加，依次形成泡状流、环状流和雾 状流。因此，用垂直井中的生产测井 仪器进行中心测量，很难获得各相真 实持率。
三、SONDEX阵列式测井仪器简介
2、阵列式电阻率持率仪 阵列式电阻率持率仪（ Resistance Array Tool ），简称 RAT，其结构与工作方式与CAT 相同，见上图所示。 所不同的是传感器为12个微电 阻率传感器。测试原理为通过 测量井中油、气、水中的电导 率（水是导体，而油和气体是 非导体），以此分析判断流体 性质。传感器可以探测到很小 的流动很快的液泡。主要用于 确定井眼截面的持水率。
CAT
RAT
SAT
CFBM
遥测、磁定位、温度、压力仪等
三、SONDEX阵列式测井仪器简介
1、阵列式电容持率仪 阵列式电容持率仪（Capacitance Array Tool ），简称CAT，主要由安装在柔性的伞形弹簧 探臂上的12个微型电容传感器组成，见右图所 示。12个相互独立的微电容传感器非常小，每 一个探测臂都有独立的电路，分别测量、记录 和传输各自的频率信号。根据在气、油和水中 探头周围的电容值的不同（电容在水中产生低 频，在油中产生高频，而在气中产生较高频率 ），以此可确定井筒截面内指定区域存的相态 。
一、水平井流态及测井关键问题
分相流
美国Tulsa（塔尔萨） 大学的 H.D.Beggs教授对水平井中的流型进 行了分析，得出三种流型（分相流、 间断流和均布流）七种流态的结论。 当气体的流量较小时，气体和水
气 相 流 量 增 大 波状流 层流
分层流动，气体在上半部，水在下半
部，界面为平面接触。随着气相流量 的逐渐增加，气体使水面形成波动流； 气体流量进一步增加形成段塞流和段 状流；之后，随着气体流量的进一步 增加，依次形成泡状流、环状流和雾 状流。因此，用垂直井中的生产测井 仪器进行中心测量，很难获得各相真 实持率。
三、SONDEX阵列式测井仪器简介
2、阵列式电阻率持率仪 阵列式电阻率持率仪（ Resistance Array Tool ），简称 RAT，其结构与工作方式与CAT 相同，见上图所示。 所不同的是传感器为12个微电 阻率传感器。测试原理为通过 测量井中油、气、水中的电导 率（水是导体，而油和气体是 非导体），以此分析判断流体 性质。传感器可以探测到很小 的流动很快的液泡。主要用于 确定井眼截面的持水率。
水平井测井工艺介绍(讲课材料))
五、钻杆输送水平井测井系统
辽 河 石 油 勘 探 局 测 井 公 司 一） 钻杆输送测井系统面临的问题 1.电缆必须能给下井仪器供电并传输测井信号。 2.必须解决由钻具的压力造成的仪器无法居中问题。 3.钻具限制住仪器自身旋转，造成带极板仪器与井 壁接触不好。 4.钻具压力容易损坏仪器。——施工安全问题 5.需要准确控制测量深度。——深度控制 6.循环泥浆方面的需要。 7.发生意外情况时（卡钻、井喷等）电缆应该能从 钻具中拉出来。
演示中
接好后，对仪器供电 并检查 “对接” 是 否成功。然后由钻杆 输送下井仪器通过目 的层段，完成测井过 程，一次下一个立柱。
电缆 旁通短节 套管 母头总成 过渡短节 钻杆 公头总成
测井仪器
四）水平井测井工作原理
当湿接头锁紧装置连
演示结束 演示中
辽 河 石 油 勘 探 局 测 井 公 司
接好后，对仪器供电 并检查 “对接” 是 否成功。然后由钻杆 把仪器送过目的层， 一次下一个立柱。
辽 河 石 油 勘 探 局 测 井 公 司
4. 柔性短节
一个用于多数仪器串的顶部用来减少钻杆对仪器串 的侧向负荷。 他们也可用在仪器串不同位置来使仪器居中或偏心。 也用于较高造斜率的井眼来增加仪器串的柔韧性。 柔性短节可使仪器串自由弯曲10度，连接在仪器串的 上部可机械地帮助仪器与钻具的隔离，没有柔性短节，仪 器串就有可能在造斜率小的井眼部分损坏。由于仪器本身 不能通过钻具经过的轨迹，仪器要在中间部分弯损坏，柔 性短节允许仪器随钻具下推时找到井眼轨迹并通过井眼。 仪器串包括需居中的偏心的仪器，柔性短节机械上可用于 这些仪器间的相互隔离。以便每支仪器都用它特有的方式 运行，并获取最好的资料。
直井
油水平井h 油层源自度Ｌtw控油范围
水平井测井解释技术
水平井测井解释技术自20世纪80年代初具有工业应用价值的水平井在欧洲诞生后，水平井技术就迅速席卷石油钻采行业。
水平井技术在新油田开发和老油田调整挖潜上成效显著,它可降低勘探开发成本、大幅度提高油气单井产能和采收率等，以其投资回收率高、适用范围广泛的优点得到了全世界的青睐。
然而水平井无论在钻井、测井还是开采诸方面都是一个新的技术领域。
就测井而言，井的类型和完井方式直接影响测井仪器的输送方法，而水平井中重力与井轴方向相垂直以及井周围空间的非对称性使井下流动状态与垂直井极不相同，造成常规测井仪器在水平井中性能指标下降、响应机理发生变化、测井解释模型也随井眼位置不同而复杂化，这些都对测井提出了新的要求，同时也孕育着新的研究方向和课题。
1 水平井与直井测井环境的差异水平井不同于垂直井，其井眼也并非完全水平，井眼或地层也不会恰好位于设计所在位置。
在这个较为特殊的环境里，测井环境与垂直井有很大的差别，要充分考虑需要考虑井眼附近地层的几何形状、测量方位、重力引起的仪器偏心、井眼底部聚集的岩屑、异常侵入剖面、以及地层各向异性等的影响。
1.1 泥饼的差异在水平井中，井眼下侧的泥饼比较容易与固相滞留岩屑混层，形成相对较厚的岩屑泥饼层，该岩屑泥饼层对径向平均测井仪器影响不大;但对定向聚焦测井仪器影响较大，该类仪器沿井眼下测读数时，不能准确有效地反映出地层的真实响应。
1.2 侵入的差异在直井中,将侵入剖面简化为以井眼为轴心线的圆柱体;在水平井中，由于地层的各向异性存在,侵入剖面比较复杂,主要呈非对称侵入分布,需区别分析。
以原生孔隙为主的储层中,因原始沉积在平面上和垂向上存在明显的差异性,一般情况下,储层平面上渗透率大于垂直方向上的渗透率。
因此，水平方向最初的侵入比垂直方向的侵入要深,其侵入剖面可简化为以井眼为中心线的椭球体。
以次生孔隙为主的地层中,比如裂缝孔隙性孔隙型储层,井眼周围的地层渗透性存在着各向异性，形成更为复杂的侵入剖面。
水平井测井及资料解释
划
分
水平井类型
按
钻
遇
目
的
层 划 分
开开采采开一采组一一高组角组砂度岩裂倾储层 斜 砂缝型岩储层储 层
开采一个均匀砂岩储层
水平井类型
按
钻
探
目
的
层 划
勘探水平井
分
开发水平井
水平井类型
按
井
筒
数
划
分
常规（单底）水平井
分支（多底）水平井
目录
❖ 水平井类型 ❖ 水平井测井技术 ❖ 水平井与垂直井之间的差别 ❖ 水平井测井资料解释 ❖ 水平井测井资料实例分析
水平井测井响应特征
当仪器越过地层界面时， 深中感应在界面处均出现 “角”状响应，因此利用 这种测井特征的变化可较 为准确的划分地层界面。
水平井测井响应特征
当井眼离围岩界面的 距离在仪器的探测范围以 内时，测井响应将受围岩 的影响，不同的是在界面 处双侧向测井不存在“角” 状响应。
水平井测井响应特征
辅助工具。
旁通
◆ 旁通短节：为电缆进出钻杆提供通
道，并在电缆与仪器连接成功后，将电缆
固定好，实现钻具与绞车的同步运行。
补心高平面 测井电缆
钻具
转换 短节
井下仪器
记录点 图9 钻具输送电缆测井仪器与钻具连接示意图
湿接头式水平井施工工艺
◆ 过渡短节（也叫变径短节）：用来将仪器连接到钻杆底部， 其备用循环孔便于泥浆随时循环，内部配有扶正筒，为泵下接头扶 正导向。
在测井过程中，仪器沿井眼底边移动，井眼底边的地层 对测量值贡献较大，特别是密度等探测深度较浅的仪器测量 信息的主要来自井眼底边地层。
水平井测井响应特征
测井综合解释-2
裂缝或层理发育的地层 未胶结的纯砂岩气层、高压气层 井眼扩径严重的盐岩层 泥浆中含有天然气
周波跳跃
以上主要是对记录滑行纵波而言，对于滑行横波，由于地层的横波低于纵波，因此要想记录到滑行横波，所选择的源距更要加长，这也是长源距声波全波列测井能够记录和测量横波的主要原因之一。在实际声波测井过程中，可能会遇到地层的横波速度小于井内流体中的纵波速度的情况，即软地层或者低速地层的情况。这时，利用常规声波测井，如普通声速测井、长源距声波全波列测井，都不能测量到横波。在软地层中要测量横波速度，目前是采用偶极横波成像测井。
常用系列：2.5米和4米底部梯度电极，0.4米电位电极。
梯度曲线 电位曲线
•影响素
测量的视电阻率是电极系附近各种介质导电性的综合反映：
减阻屏蔽
1、电极系附近的地层电阻率和层厚是主要影响因素； 2、不同的电极系，测量的曲线数值和形状不同； 3、泥浆电阻率、井径、围岩电阻率及其厚度影响数值， 4、高阻邻层的屏蔽影响。 减阻屏蔽、增阻屏蔽
声波曲线的特点： ①当目的层上下围岩声波时差一致时，曲线对称于地层中点。 ②岩层界面位于时差曲线半幅点。 ③在界面上下一段距离上，测量时差是围岩和目的层时差的加权平均效应，既不能反映目的层时差，也不能反映围岩时差。 ④当目的层足够厚且大于间距时，测量时差的曲线对应地层中心处一小段的平均读值是目的层时差。
特点： 贴井壁测量，同时测量微梯度和微电位两条曲线。前者主要反映泥饼附近的电阻率，后者反映冲洗带电阻率。 探测范围小（5cm和8cm），不受围岩和邻层的影响。 适用条件：井径10-40cm范围。
选用微梯度和微电位两种电极系以及相应的电极距目的是要它们在渗透性地层上方出现明显的幅度差，因此，不但要求两者同时测量，而且要将两条视电阻率曲线用同一横向比例画在一起，采用重叠法进行解释，根据现场实践微电极测井主要有以下应用：
周波跳跃
以上主要是对记录滑行纵波而言，对于滑行横波，由于地层的横波低于纵波，因此要想记录到滑行横波，所选择的源距更要加长，这也是长源距声波全波列测井能够记录和测量横波的主要原因之一。在实际声波测井过程中，可能会遇到地层的横波速度小于井内流体中的纵波速度的情况，即软地层或者低速地层的情况。这时，利用常规声波测井，如普通声速测井、长源距声波全波列测井，都不能测量到横波。在软地层中要测量横波速度，目前是采用偶极横波成像测井。
常用系列：2.5米和4米底部梯度电极，0.4米电位电极。
梯度曲线 电位曲线
•影响素
测量的视电阻率是电极系附近各种介质导电性的综合反映：
减阻屏蔽
1、电极系附近的地层电阻率和层厚是主要影响因素； 2、不同的电极系，测量的曲线数值和形状不同； 3、泥浆电阻率、井径、围岩电阻率及其厚度影响数值， 4、高阻邻层的屏蔽影响。 减阻屏蔽、增阻屏蔽
声波曲线的特点： ①当目的层上下围岩声波时差一致时，曲线对称于地层中点。 ②岩层界面位于时差曲线半幅点。 ③在界面上下一段距离上，测量时差是围岩和目的层时差的加权平均效应，既不能反映目的层时差，也不能反映围岩时差。 ④当目的层足够厚且大于间距时，测量时差的曲线对应地层中心处一小段的平均读值是目的层时差。
特点： 贴井壁测量，同时测量微梯度和微电位两条曲线。前者主要反映泥饼附近的电阻率，后者反映冲洗带电阻率。 探测范围小（5cm和8cm），不受围岩和邻层的影响。 适用条件：井径10-40cm范围。
选用微梯度和微电位两种电极系以及相应的电极距目的是要它们在渗透性地层上方出现明显的幅度差，因此，不但要求两者同时测量，而且要将两条视电阻率曲线用同一横向比例画在一起，采用重叠法进行解释，根据现场实践微电极测井主要有以下应用：
水平井测井讲课教材
530系列仪器的设计思想
在研制520、521的基础上，跟踪世界先进 的快速平台测井仪器，保持CSU原有仪器 技术性能指标（150℃、100MPa），实现 高时效、高可靠性大满惯组合，一次下井 完成所有常规测井资料采集，同时仪器的 长度尽可能的短。
HH2530特点
安全: 仪器短、轻、推靠器不在井底推开、井下地面同 时有张力、 有实时的井斜、井径等安全参数
我国是继美国和前苏联之后，第3个钻水平井的国家，1965～ 1966年，我国在四川地区钻成了2口水平井，巴-24和磨-3水平井， 其中磨-3井的目的层是灰岩油层。钻井完钻身为1685m，水平位 移444m，油层内井段长288m，水平井段长160m。经完钻测试其 产量为邻近直井的10倍，经济效益显著。跟世界水平井技术发 展的轨迹一样，此后相当长的一段时间内，我国的水平井钻井
资料全: 三孔隙、三电阻率、三岩性、辅助测井，缺失曲线少资料可 及时相互印证 同时测出所有曲线
节约： 可扩展 马龙头、GR、TCC只下井1次，节约设备、时间，减 少工作量。可增加520或CSU仪器
井眼适应性强 ：可随时加柔性短节，柔性短节曲率半径6M、计算角 度为13.4度，实际最大角度为16.5度，可以测斜井。 有大推靠力的液压推靠、中子 偏心器、柔性短节 等辅助仪器，能同时满足仪器居中偏心的不同需要。
分辨率高 ： 一致性、重复性很好的微球，间距为8英寸的声波。
HH2530快测平台测井地面系统
马笼头
辅助测量探头
遥测短节
柔性短节
一串下井仪包括
偏心器
1 辅助测量探头
2 遥测短节100Kb/s
3 伽马能谱探头(或自然伽马)
4 推靠器(带岩性密度和微 球复合探头)
液压推靠器
测井原理及解释初步
三 测井概念
在油气勘探与开发领域，测井是一种井下 油气勘探方法。它运用物理学的原理，使 用专门的仪器设备，沿钻井剖面测量岩石 的物性参数，了解井下地质情况，从而达 到发现油气层、评估油气藏的目的。在油 气勘探领域，测井资料主要用来研究岩性
剖面、构造特征、沉积环境、评 价油气藏。此外，测井还是勘探煤
电阻率测井 是在钻孔中采用布置在不同部位的供电电极和测
声速测井 声速测井是利用不同的岩石和流体对声波传播速
度不同的特性进行的一种测井方法。通过在井中放置 发射探头和接收探头，记录声波从发射探头经地层传 播到接收探头的时间差值，所以声速测井也叫时差测 井。用时差测井曲线可以求出储集层的孔隙度，相应 地辨别岩性，特别是易于识别含气的储集层。
放射性测井 放射性测井即是在钻孔中测量放射性的方法，一
般有两大类：中子测井与自然伽马测井。中子测井是 用中子源向地层中发射连续的快中子流，这些中子与 地层中的原子核碰撞而损失一部分能量，用深测器(计 数器)测定这些能量用以计算地层的孔隙度并辨别其中 流体性质。自然伽马测井是测量地层和流体中不稳定 元素的自然放射性发出的伽马射线，用以判断岩石性 质，特别是泥质和粘土岩。 量；可以在产液井中寻找产液的井段，在注入井中寻 找注入的井段；对热力采油井，可以通过邻井的井温 测量检查注蒸汽的效果；可以评价压裂酸化施工的效 果等。 斜角度的方法。根据测得的数据，可以研究地质构造 与沉积环境，从而追踪地下油气的分布情况。
井壁取心 井壁取心是使用测井电缆将取心器下入井中，用 油气探井 为勘察地下含油气情况所钻的井称油气探井。探
炸药或机械力将岩心筒打入井壁，取下小块岩石以了 解岩石及其中流体性质的方法。
井一般有4大类。⑴参数井：了解一个地区(盆地或凹 陷)生油岩和储集岩存在和分布的情况的井；⑵预探井： 了解一个圈闭中是否含有油气和储集岩分布情况的井； ⑶评价井：在预探井发现含油气储集层后，为探明这 个圈闭(油气藏)含油气面积和地质储量所钻的井；⑷ 资料井：为获得油气藏油层参数(主要是使用特殊工具 在钻进中取出整块，进行检测与分析)所钻的井。
水平井生产测井解释技术研究
少，下倾趋势相反。
➢筛管实验段的压降比常规压降大。
13
四、实验研究
2、研究成果---模拟测井仪流型总结
常规管道流动实验 筛管管道流动实验 实验证明：在空气/水或稀油两相流动情况下模拟测井仪对流型的影响 可以忽略；空气/稠油两相流动时测井仪对流型有影响，但不很大；测 井仪的存在增加了压降损失，上倾时的压降较大。
Vsl/(m.s-1)
0.1
光滑流
环状流
波浪流
0.1
光滑流
环状流
波浪流
0.01 0.1
1 Vsg/(m.s-1) 10
100
无注入
0.01 0.1
1 Vsg/(m.s-1) 10
100
注入0.1m/s
Vsl/(m.s -1)
随着注入比例增大， 段塞流和气团流的边 界向下偏移。
Vsl/(m.s-1)
气团流
动态监测技术是解决该问题最有效的手段之一。近年来国 内外水平井的动态监测技术方面取得的成果仅局限于仪器方面 的进展，如Schlumberger（FlowScan）、Atlas（MCFM）、 Sondex(SAT、RAT、CAT)，而资料解释方法方面在国内外还 没有相应的报道。水平井生产测井解释技术已经提上了日程！
4
四、实验研究
1、实验设计——物理模拟实验
在综合考虑水平井测量过程中仪器运动、完井方式、井眼轨迹、仪器 偏心等对井筒中流态的影响因素,设计了两类实验：
不同管径、起伏管路物理模拟实验
➢40mm、50mm ➢11种井斜角度：水平管路（0º）、±2º、±5°、±15°、±30°、±45° ➢油水、气水两相、油气水三相
（5）测速（m/min）：0，3，6，9，12，15（井斜90°）
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目录
❖ 水平井类型 ❖ 水平井测井技术 ❖ 水平井与垂直井之间的差别 ❖ 水平井测井资料解释 ❖ 水平井测井资料实例分析
水平井测井资料解释
水平井特殊的井眼、地层条件、测井响应特征 （受围岩影响），决定了水平井的解释与直井有所不 同。毫无疑问，将测井数据、井眼轨迹、地质背景数 据有机结合，是成功地进行水平井解释的关键。
100
90 胜利油田历年来水平井完成情况统计
80 70 60 50 40 30 20 10
0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003
胜利油田成功地钻成全国首创的旧定向井内套管开窗水平井 草20-12侧平13井、阶梯式水平井临2平1井、海油陆采大斜度定 向井郭斜11井、单井蒸汽驱重力辅助泄油式水平井草南SWSD-平 1井、水平位移最长的水平井埕北21-平1井（斜深4837.4m、水 平位移3167.9m）、第一口分支水平井桩1-支平1井等，胜利油 田的水平井钻井技术已经走在了全国的前列。
在测井过程中，仪器沿井眼底边移动，井眼底边的地层 对测量值贡献较大，特别是密度等探测深度较浅的仪器测量 信息的主要来自井眼底边地层。
水平井测井响应特征
由于仪器的探测深度不同，以及在大斜度井段或水平井段， 不同仪器同一深度对测井响应的贡献，来自于井眼不同的方向， 造成了不同曲线对地层界面响应的不一致性。
划
分
水平井类型
按
钻
遇
目
的
层 划 分
开开采采开一采组一一高组角组砂度岩裂倾储层 斜 砂缝型岩储层储 层
开采一个均匀砂岩储层
水平井类型
按
钻
探
目
的
层 划
勘探水平井
分
开发水平井
水平井类型
按
井
筒
数
划
分
常规（单底）水平井
分支（多底）水平井
目录
❖ 水平井类型 ❖ 水平井测井技术 ❖ 水平井与垂直井之间的差别 ❖ 水平井测井资料解释 ❖ 水平井测井资料实例分析
水平井测井பைடு நூலகம்应特征
当仪器越过地层界面时， 深中感应在界面处均出现 “角”状响应，因此利用 这种测井特征的变化可较 为准确的划分地层界面。
水平井测井响应特征
当井眼离围岩界面的 距离在仪器的探测范围以 内时，测井响应将受围岩 的影响，不同的是在界面 处双侧向测井不存在“角” 状响应。
水平井测井响应特征
保护套式水平井施工工艺
该工艺主要 由井下仪器保护 套（又称篮筐） 和旁通接头两部 分组成。
不同测井工艺的对比
保护套式测井工艺的优点是不存在仪器与电缆对接失败的问 题；缺点一是只能使用小于钻杆内径的仪器，二是保护套对仪器 的测量有一定的影响。湿接头式测井工艺的缺点是必需在井下完 成仪器和电缆的对接；优点是可获得质量与普通电缆测井基本相 当的测井资料。
水平井测井响应特征
螺纹井眼的主要特征 是井径曲线呈周期性 变化，它是由于特殊 的钻井工艺造 成的，其周期取决于 钻具的组合，变化周 期是钻头与最接近钻 头的稳定器间距的两 倍。
水平井测井响应特征
水平井测井响应特征
在重力作用下，钻井过程中产生的岩屑部分沉积在井眼的低边， 在流动的泥浆作用下，沉积的岩屑会形成砂浪样的岩屑浪。井径曲 线的极大值对应于浪底，井径曲线的极小值对应于浪顶。岩屑浪常 使补偿密度、补偿中子、自然伽马等探测深度较浅的曲线呈波浪式 变化。与螺纹井眼产生的影响不同，岩屑浪对曲线的影响是无周期 且变化幅度不同。
水平井咨询系统
1990年，胜利石油管理局测井公司在国内首次研 制成功了水平井咨询系统HWAS(Horizontal Well Advisor System)， HWAS第一次把测井数据、井眼 轨迹数据和预测背景地质数据巧妙、有机地结合在一 起。无论从设计思路、原理，还是从功能上讲，HWAS 都居于世界领先水平。水平井咨询系统的问世，为充 分发挥水平井测井数据的作用，为利用测井数据为水 平井钻井、地质、采油工程提供成功的咨询服务和进 行可靠的水平井地层评价奠定了基础。
湿接头式测井工艺与电缆对接的成功率已很高，与保护套式 水平井测井工艺比较，获得的测井信息更多而且更加可靠，现已 成为大斜度井、水平井测井的主要手段。
目录
❖ 水平井类型 ❖ 水平井测井技术 ❖ 水平井与垂直井之间的差别 ❖水平井测井资料解释 ❖水平井测井资料实例分析
水平井测井响应特征
到目前为止，几乎所有的测井仪器都是为近于铅直的穿过近 乎水平地层的直井设计的，解释模型是以“介质以井眼为对称轴 径向对称”为前提建立起来的。在水平井中，地层界面与井轴接 近平行，表现为径向非对称性，目的层上、下围岩，目的层本身 的垂向非均质性以及由于重力影响而引起的流体侵入不对称性等 诸多因素都对水平井测井资料都有影响。
水平井测井响应特征
探测深度较大的仪器测量结果主要受径向不对称和各向异性 的影响，测量结果是地层及其围岩的特性参数的加权平均值。感应 或侧向仪器逐渐逼近地层界面时，深、中探测在仪器到达界面前就 受到地层界面的影响，使测量值增高或降低，且深探测要比中探测 受影响大，这时深、中、浅电阻率曲线间的关系就不能反映地层的 浸入特性和渗透性。
水平井测井资料解释—水平井咨询系统
*井 测井曲线图
*井垂直曲线图
水平井测井资料解释—水平井咨询系统
靶点
水平井测井资料解释—水平井咨询系统
水平井测井资料解释—水平井咨询系统
井筒与地层过井轴垂向剖面图
水平井测井资料解释—水平井咨询系统
水平井咨询是水平井测井资料解释的一项重要内容。利用水平 井测井资料及有关地质数据对水平井进行咨询，确定井眼在地层剖 面中的位置，进行地层评价，回答一些钻井方面的问题，是水平井 咨询的关键所在。从某种意义上讲，在开发水平井中，这项工作可 能显得更加重要，因为在开发区内，地层评价工作在附近直井中已 经比较清楚了，而主要关心的问题是井眼在储层内的轨迹，是否在 储层内，在储层内什么部位，距油水界面多远，如果钻出了目的层， 是从上界面还是从下界面钻出的……。
井眼特征分析
垂直井中，井眼承受的主要是水平地应力，而在水平井中， 井眼要承受水平地应力和铅直地应力。水平井眼一般呈椭圆状， 椭圆的长轴一般是铅直方向，水平井眼的顶边一般比底边和两 个侧边的凹凸不平程度严重。
水平井测井响应特征
在大斜度井段及 水平井段，当井眼离 围岩界面的距离在仪 器的探测范围以内时， 测井响应将受围岩的 影响。
前言
随着地质导向系统、高效钻井工具等一系列先进 技术的开发和应用,水平井钻井技术正向大位移水平井、 侧钻水平井、分支水平井和欠平衡井的方向发展,以适 应多种类型油气藏的要求。
在胜利油田，每年所钻斜井和水平井数量已达钻井 总量的60%以上。利用大斜度井、水平井技术解决了城 镇、良田、河流、水库及建筑物下油气藏的勘探开发 问题，尤其用在浅海油气藏的开发，生产成本降低幅 度更为明显。可以说，大斜度、水平井技术是降低油 气藏开发成本的最为有效的方法之一。
水平井测井及资料解释
胜利测井公司
前言
随着石油工业的发展和科学技术的进步，侧钻井、大斜 度井和水平井钻井、测井及相应的测井解释技术日臻成熟。水 平井可以提高泄油面积，特别是井眼轨迹能够穿过更多的垂直 裂缝，极大地发挥了储层的潜力，弥补了垂直井的不足，提高 了原油的采收率，能比垂直井获取更高的产能。一口水平井的 成本约为普通直井的两倍左右,而其产量可达直井的3～5倍, 甚至更多。正是这种优势使得水平井赢得了石油经营者的青睐， 在世界范围内掀起了一股水平井技术研究与开发应用的热潮。
水平井测井技术
在一般垂直井和井斜角较小的斜井 中测井时，用绞车通过电缆把测井仪 器下放到井底，然后上提测井。 由于仪器与井壁的摩擦力远小于仪器 的自重，因此，仪器靠自身的重力就 可以下至井底。测井电缆在常规测井 中有两个作用：其一，下放和上提井 下仪器；其二，把地面仪器发出的指 令传递给井下仪器，为井下仪器供电和把井下仪器采 集到的测量信号传输到地面仪，即在井下仪器与地面 仪器之间交流信息。
目录
❖ 水平井类型 ❖ 水平井测井技术 ❖ 水平井与垂直井之间的差别 ❖ 水平井测井资料解释 ❖ 水平井测井资料实例分析
水平井类型
大曲率半径：2-60/100ft;曲率半径3000-1000ft
按
造 斜
中曲率半径：8-500/100ft;曲率半径700-125ft
速
度
小曲率半径：1.5-30/ft;曲率半径40-20ft
水平井测井工艺
目前，胜利测井公司已经拥有湿接头式、保护套 式两种类型的水平井施工工艺，能够根据不同需要， 圆满完成大斜度定向井、水平井、复杂井、疑难井等 的测井任务。
湿接头式水平井施工工艺
湿接头式裸眼水平井施工工具主要由
旁通短节、过渡短节、井下快速接头和泵 钻具
下接头组成。另外，还包括一整套完备的
水平井测井技术
另外，在井眼状况比较复杂的情况下，如：台阶、缩径、键 槽、狗腿、大肚子、扭方位等也会造成仪器遇阻，使得常规测井 无法进行。
为了解决这些难题，国内外各专业测井服务公司经过不断探 索，相继研制出了许多用于起下常规电缆测井系统（包括井下仪 器和测井电缆）的辅助工具（水平井工具），这些工具的研制成 功为我们进行各种不同类型的大斜度定向井、水平井、复杂井、 疑难井的测井提供了强有力的保障。
辅助工具。
旁通
◆ 旁通短节：为电缆进出钻杆提供通
道，并在电缆与仪器连接成功后，将电缆
固定好，实现钻具与绞车的同步运行。
补心高平面 测井电缆
钻具
转换 短节
井下仪器
记录点 图9 钻具输送电缆测井仪器与钻具连接示意图
湿接头式水平井施工工艺
◆ 过渡短节（也叫变径短节）：用来将仪器连接到钻杆底部， 其备用循环孔便于泥浆随时循环，内部配有扶正筒，为泵下接头扶 正导向。