国内外石油测井新技术

国内外石油测井新技术

第一节岩石物理性质

岩石物理性质研究是进行油层识别与评价的核心技术，主要研究岩石的电、声、核等物理性质，研究手段主要是实验室岩心测量。这些测量是刻度现场测井曲线、建立测井参数与孔隙度、渗透率、饱和度等储层参数之间关系的基础。岩石物理性质研究是测井学科。最基础的研究领域，最终目的是发展新的测井方法，改进测井参数与储层参数之间的经验关系式，减少测井解释和油气藏描述的不确定性。

测井解释和油藏描述的不确定性在很大程度上是因为不能有效描述岩石复杂的孔隙结构，尤其是对于碳酸盆岩。要显著减少不确定性程度就要求开发出新的技术，精确描述岩石微小结构，并将这些信息与测量的岩石物理性质联系起来。

C . H . Arns等人使用一种高分辨率X射线微型计算层析(micro一CT)装置分析了几组岩心塞碎片。该装置包括一个能从岩心塞卜采集、由20003个体元组成的三维图像。研究者通过对各种砂岩样品和一块碳酸盐岩样品的分析，给出了直接用数字化层析图像计算的渗透率和毛细管压力数据。将这些计算结果与相同岩心的常规实验数据进行比较，发现两组数据非常一致。这说明，可用不适合实验室测试的岩心物质(如井壁岩样或损坏的岩心和钻屑)预测岩石物理性质，还说明结合数字图像与数值计算来预测岩石性质和推导储层物性间的相互关系是可行的。

M.MARVOV等人研究了双孔隙度碳酸盐岩地层孔隙空间的微观结构对其物性参数的影响。利用两种自相一致的方法计算了弹性波速度、电导率和热导率。这两种方法是有效介质近似法和有效介质法。双孔隙度介质被认为是一种非均质物质，这种物质由均质骨架构成，同时带有小规模的原生孔隙和大规模的包含物(作为次生孔隙)。这些介质的所有成分(固体颗粒、原始孔隙和次生孔隙)都可用三轴椭球体近似表达。次生夹杂物椭球体纵横比的变化反映了次生孔隙度的类型(孔洞、孔道和裂缝)。研究人员将有效介质参数(声波速度，电导率和热导率)作为次生孔隙度大小和类型的函数计算了这些参数，此外，还考察了次生孔隙形状的双模式分布对研究参数的影响。所获得的结果是用反演方法独立确定碳酸盐岩原生孔隙度和次生孔隙度的基础。

M . B . BP11Pf1PI等人分析比较了4种用LWD数据确定孔隙度的方法。在LWD测井中测量是在滤液侵入较深前就完成了，“天然气效应”体积密度和中子孔隙度测量范围内，低密度、低含氢指数(HI)的轻烃的存在导致测井响应的分离)无处不在，确定岩石孔隙度变得很困难。研究人员用尼日尔三角洲浅海海滨采集的随钻测井数据评价了四种计算孔隙度的方法(快速直观的中子一密度法，电阻率一密度迭代法、中子一密度迭代法和蒙特卡罗模拟法)。一般情况下，这4种技术都可较准确地估算出孔隙度。文献讨论了这些方法的相对优点以及出现差异的原因，提出了对这4种方法的使用建议:

快速直观的中子一密度法(方法1}最适合于现场快速直观评价纯的地层层段。常规的电阻率一密度迭代法(方法2)最好用于侵入很浅或完全浸人的岩石。}3)中子一密度迭代法(方法3)尽管复杂，却可说明储层的大部分组成，与其他数据结合适用于油气井的描述。蒙特卡罗模拟(方法4)法使用起来容易，如果在这种方法中考虑粘土影响，对现场评价很有用。

用电阻率测量数据估算岩石含油/气饱和度最常用的公式是阿尔奇公式及其推导式。尽管人们对这种方法进行了长期实验，一些问题仍然有待解决。最重要的是在地层水电阻率未知或知其非常高的情况下，常规电阻率解释方法往往不成功。此外，地层因素和胶结指数也随深度变化，使得精确计算饱和度很难。

N . SPIPZIIPV等人分析比较了用介电测井计算含水饱和度的各种方法，并构建了一种新的同轴环介电测量装置，可测量直径为1.5im、长度为1.5im的标准岩心。这种新的介电测量装置的使用标志着介电研究向前迈了一大步，由于早期的装置仅能测量薄片或同轴钻取的岩心，难以在控制条件下使岩心部分饱和。在新的测量装置内，岩心能通过离心作用部分饱和为不同的油水饱和度。通过称重可以检查饱和度值，也可以单独通过NMR实验获得饱和度。

在300kHz一3 GHz的宽频范围测量了部分或令饱和岩心的介电常数，并将这些测量结果与几个混合公式的计算进行了比较。这些混合公式以模型为基础，需要知道岩心各组分的介电常数。通过对一组只含体积参数作为变量的介电混合公式进行测试，认为这些模型对单频介电测井仪非常适用。

第二节电法测井

电法测井(主要指电阻率测井)是最重要的储层评价方法之一。地层电阻率与岩石孔隙度、孔隙类型和孔隙空间的流体(即油，气，水)有关。沉积岩完令饱和时，电阻率的变化反映孔隙度和组成的变化，主要反映孔隙流体的变化。近一年电法测井进展表现在如下几方面。

经过60多年发展，套管井电阻率测井于2000年投入商业服务。到目前为止，大量的生产井都用这种新方法测量过。这些测井曲线所包含的丰富信息对老井评价、确定老井中死油气带的位置、确定剩余油饱和度的分布从而延长老井的开采寿命等发挥了重要作用。但目前的套管井电阻率测井只能进行点测，还存在一些问题。这些问题造成在某些井作出恰当的解释颇有困难。

图表：套管井电阻率测井技术发展历程卡通图

资料来源：中国产业竞争情报网

雪夫龙一德士古公司的Qian Zhou等人分析了引起套管井电阻率测井曲线异常的三大根源，还研究和识别了与真实地层电阻率无关的异常值和将其减小到最低程度的正确方法。第一类异常是来自套管局部的非均匀性，这些非均质性主要源于套管射孔孔眼、套管接箍和套管扶正器;第二类源自K-因子和归一化(标准化)因子(目前，套管井电阻率测井仍是一种相对测量，因为相对于处在“无限”远的一个参考电极，其电压不能轻易求得，这样就对曲线进行调整，使其与一非渗透层或整个过程不发生变化(例如在泥岩中)的裸眼井电阻率曲线相重叠。因此，这一步还要求有精确的裸眼井泥岩电阻率值，而这往往易于办到);第三类异常产生于水泥胶结影响(由于套管井电阻率测井只有一种探测深度，如果水泥胶结影响比较大，就不能够将其与地层的响应分开)。

研究者通过大量数值模拟，对这些异常进行了令面研究。研究发现:6ft内的一段套管卜单个套管接箍、一个套管扶正器或一个套管射孔孔眼就可使曲线局部产生异常。采样率为2ft时，这么长的一段套管相当于3个测量点。异常点比实际电阻率的值高或者低。研究人员基于这些发现，开发了一种数值模拟算法，用于滤掉曲线局部的异常。在曲线归一化晴况下，可使用必要的校正方法获得泥岩段精确的裸眼井测井曲线。该处理方法和解释技术已用到一系列井的曲线，明显改进了含油饱和度的估算。

多分量感应测井仪器2000年由贝克一阿特拉斯公司率先研制成功。这种测量技术已被证明是一种评价各向异性砂泥岩层序的强有力的岩石物理评价工具。这种测量方法提供水平和垂直电阻率信息，而这两种电阻率可能是引起低阻储层评价误差大的原因。仪器投入市场服务后，研究重点集中在资料处理和解释上。

大斜度井和水平井多分量感应资料之实时处理。在垂直井或倾角较小的斜井(VMD)采集的多分量感应测井资料的解释技术经过多年的发展已经成熟。但是，对于大斜度(> 70度)井，其测井资料的解释仍然是一个具有挑战性的领域。在垂直井应用很好的解释方法，对于