国内外录井新技术概况

天津陆海石油设备系统工程有限 责任公司 LH—YG1507岩屑图像采集分析仪
采用专业的科研级显微数码成像仪，可对岩屑进行 图像化采集、数字化处理、含油性智能化分析等， 具有较高的可靠性和灵敏度。
2 地质剖面建立新技术
四川大学图像信息研究所 岩屑图像采集分析处理系统
岩屑图像中地质信息（颗粒、岩性、粒度、颜色、曲线提取）定 量分析算与评价；图像分辨率高，图像清晰、还原度高，最高能 分辨0.01mm的颗粒或者结构;地质信息分析评价的自动化程度高 ；USB2.0接口，可与笔记本电脑配套使用。
2 地质剖面建立新技术
（5） X射线荧光录井 当能量高于原子内层电子结合能的高能X射 线与原子发生碰撞时，驱逐一个内层电子而出现 一个空穴，使整个原子体系处于不稳定的激发态。 这时处于高能态的电子会跃迁到低能态来填补电 子空位，当较外层的电子跃入内层空穴所释放的 能量不在原子内被吸收，而是以辐射形式放出， 便产生X射线荧光，其能量等于两能级之间的能 量差。因此，X射线荧光的能量或波长是特征性 的，与元素有一一对应的关系。
莱斜78(侧) 2 地质剖面建立技术 3782m
坨177 3140m
CIT－3000SY型X荧光分析谱图
0 30
地面伽马
0 250 30
GR
150 -10
SP
20
深度 现场剖面 解释剖面 m
2960
0.1 0.1
RS
1000 1000
RD
钻
0
2980
3000
3020
2 地质剖面建立技术
雷 口 坡 组
3040
3060
3080
3100
3120
3140
图例
3160
细砂岩 泥岩 砂质泥岩 粉砂岩 泥质粉砂岩 灰质粉砂岩
2 地质剖面建立新技术
哈里伯顿公司公司 的 LaserStrat 技 术 ， 能 够测量岩屑中的 10 种氧 化物、 22 种微量元素和 10种稀土元素。 2 地质剖面建立技术
2 地质剖面建立新技术
识别岩性---图谱法
灰岩
桩古斜472 4594m 丰16 204
桩古斜472 4328m
PWD+GWD+SWD+MWD+LWD +MDT将逐渐成为地下 录井平台的信息整合 内容。实现。
INFRANET+INTRANET、 INTERNET集成。
1 概
述
以综合录井仪为代表的录井技术，从上世纪30年代第 一台专用录井仪器诞生以来，经历了复杂的发展历程。
主要单元 仪器房 数据采集 发展历程 非专用→专用，非防爆→防爆，简单环境→复杂环境（沙漠、海洋） 二次仪表→PC集中采集→总线采集，复杂→简单，繁琐→简便，专用→通 用，精度、速率…… 脱气：间断→连续，无动力→有动力→无动力，非定量→定量； 检测： TCD →FID →IRD →LRD,总烃→组分，气态→液态，分离→不分离 ，间断→(快速)→连续； 位置：室内→钻井液出口→…… 地质→工程→安全，非防爆→防爆，有线→无线，高精度、小型化…… 采集→处理→解释→评价，单机→网络，录井→第三方
1 概
述
1.3发展历程
早在900多年前的宋代， 录井技术已初具萌芽，在四川自 流井地区盐和天然气井的钻探中， 用一种底部有凡尔的竹筒下井提 捞泥浆和岩屑，有专职人员负责 鉴别岩屑岩性、划分地层，并且 每口井都建立“岩口簿”，各井 的“岩口簿”对岩层和标准层有 统一的命名。通过“岩口簿”建 立早期的地质剖面。
碳质泥岩
图像特征 颜色归属 亮度 饱和度 色调 R-G 直观 特征 灰色系 120-250 10-40 40-125 <5
有效区分参数 1、R>G>B与R-G相结 合区分红与灰。 2、用亮度与其它灰色 系岩性的区别。
图像特征 颜色归属 亮度 饱和度 色调 R-G 直观特征 灰色系 80-110 9-16 80-130 -7-4
3180
中砂岩 差气层 油页岩 熔结凝灰岩 流纹岩 凝灰岩
2 地质剖面建立新技术
2 地质剖面建立新技术
（3）岩心扫描
2 地质剖面建立技术
缝洞特征 （表面旋转浏览）
缝洞特征 （垂直展开面）
2 地质剖面建立新技术
2 地质剖面建立技术
2 地质剖面建立新技术
（4）自动岩屑、岩芯分析系统(QEMSCAN 系统)
对样品背散色图进行颗粒化处理
含矿物成分信息的岩屑颗粒图
对岩屑样品进行背散色图扫描
确认岩屑颗粒分析点的矿物成分
2 地质剖面建立新技术
QEMSCAN 岩屑分析内容
• • • • •
岩屑的矿物组成 （包括泥类） 岩屑的形状特征 （包括空隙分布） 岩屑的岩石组成 岩屑的矿物元素组成计算 岩屑的矿物颗粒比重计算
1 概
述
之二：录井技术在国外一般称泥浆录井，它是在钻井过程 中应用电子技术、计算机技术及分析技术，借助分析仪器进 行各种石油地质、钻井工程及其它随钻信息的采集（收集） 、分析处理，进而达到发现油气层、评价油气层和实时钻井 监控目的的一项随钻石油勘探技术。 之三：录井是一项系统工程，集源头资料采集，远程实时 传输、整理、存取与发布，随钻及钻后解释、评价、综合地 质研究于一体。
2 地质剖面建立新技术
大位移井 水平井 PDC钻头 欠平衡钻
井
2 地质剖面建立技术
识困难
岩性判
岩屑显微 图像
岩屑自然 伽马
X射线荧光 元素
……………
2 地质剖面建立新技术
（1） 岩屑显微图像
实物岩屑
2 地质剖面建立技术
岩屑图像
将岩屑放大60～100倍, 依据岩屑的色彩特征、岩性特征、结构特征、几何特征、表 面纹理特征来识别岩屑岩性， 5～10 min 可完成一幅图像的系统分析并提交分析图。
测试工程
采油工程
油气发现的“眼睛”作用 服务决策的“大脑”作用
1 概 1.2概念
述
之一：（录井工程与管理） 用地球化学、地球物理、 岩矿分析等方法，观察、收集、分析、记录随钻过程中 的固体、液体、气体等返出物的信息，以此建立录井剖 面，发现油气显示，评价油气层，为石油工程（投资方、 钻井施工、其它施工）提供钻井信息服务的过程，称为 录井。
计算机进入到录 井行业，信息技 术、网络化成为 录井的主要特征 。
地面、地下、基地的 立体空间化发展。地 下录井采集平台、地 面数据平台、远程决 策平台一体化成为发 展的特征。
项 目
岩屑（心）录井、 气测录井、工程录 井、综合录井、热 解地化录井。
岩屑录井、气测录 井、综合录井、定 量荧光、轻烃录井 、核磁技术、光谱 技术、元素录井、 信息传输。
气体检测
传感器 软件
1 概
述
4000 3900
1.4功能
世界石油消费量（单位：百万吨）
能源需求大幅增加，世界
各国竞相加大能源勘探开 发力度，促进了录井技术 的快速发展； 录井的发现评价油气层、
3800 3700 3600 3500 3400 3300 3200 3100 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
2 地质剖面建立新技术
2 地质剖面建立技术
X射线荧光产生示意图
2 地质剖面建立新技术
用X射线照射试样时，试样可以被激发出各种波长的 特征X射线（X射线荧光），需要把混合的X射线按波长 （或能量）分开，分别测量不同波长（或能量）的X射线 的强度，以进行定性和定量分析，为此使用的仪器叫X射 线荧光光谱仪。由于X光具有一定波长，同时又有一定能 2 地质剖面建立技术 量，因此，X射线荧光光谱仪有两种基本类型：波长色散 型（波谱仪）和能量色散型（能谱仪）。
决策者在远
方。
1 概
述
石油地质和石油工程技术的综合应用。有综合 地质研究技术、地球物理勘探技术、钻井工程技术、 测井工程技术、录井工程技术、测试工程技术、采 油工程技术等等。
石油工程技术
物探
钻井
录井
测井
试油
采油
1 概
钻井地质设计
述
探井井 位部署
录井工程设计 钻井工程设计
井位勘测
钻井工程
录井工程
测井工程
述
1 概
述
发现评价 油气水层
建立地质 剖面
录井功能
工程监控
信息传输
1概述 2 地质剖面建立新技术 3 油气发现评价新技术 4 工程监控与安全防护新技术 5 井场信息传输技术 6 发展方向探讨
2 地质剖面建立新技术
传统的地质剖面建立技术主要包括钻时录井、 岩屑录井、岩心录井、井壁取心录井、碳酸盐含 2 地质剖面建立技术 量分析、岩矿分析、古生物分析等。 随着钻井新技术、新工艺的广泛应用，上述 地质剖面建立技术的不适用性越来越突出，一些 新的技术手段应运而生。
中石油“录井专业岗位操作技术规范”培训班
国内外录井新技术概况
•二○一一年七月
1概述 2 地质剖面建立新技术 3 油气发现评价新技术 4 工程监控与安全防护新技术 5 井场信息传输技术 6 发展方向探讨
1 概
述
1.1定位
油气钻探
是高投入、
高风险、高
收益的系统
工程。
1 概
述
钻探对象
在地下、操
作者在地面、
岩屑特征
2 地质剖面建立新技术
（2） 岩屑自然伽马
SMY-2A型岩屑伽马仪 测量时间：60S ～120s 测量分析范围：0API ～300API
2 地质剖面建立技术
利用岩石矿物中 的自然放射性， 通过测定样品的 伽马计数平均值 来识别岩性。
2 地质剖面建立新技术
兴隆1井地层综合评价图
地 层 钻时
目的：实现岩屑颜色的 自动识别 算法：HIS颜色空间三 维均值
2 地质剖面建立新技术
系 统 界 面
2 地质剖面建立技术
2 地质剖面建立新技术
岩屑描述 录井曲线
深度
井区
宏观描述
2 地质剖面建立技术 宏观识别结果
灰色表示
岩屑特征
2 地质剖面建立新技术
岩屑描述 录井曲线
深度
井区
微观描述 彩色表示 2 地质剖面建立技术 微观识别结果
世界石油消费量 3439.2 3510.1 3551.2 3571.1 3605.5 3672.3 3810.8 3861.8 3894 3939.4 3927.9
建立地质剖面、工程监控
和信息传输等功能定位越 来越清晰。
1 概 不断变化 的勘探开发需 求、钻井新工 艺技术的广泛 应用，促进了 录井技术的发 展。
先进的能谱仪
QEMSCA N 软件 FEI电子扫描电镜
2 地质剖面建立新技术
• 样品种类
岩屑 ***
岩芯 岩芯栓 岩芯切割末
侧壁岩芯
传统标本 管道沉积物
• 样品形式
抛光块样 (30mm) ***
抛光薄片 块样 导电胶带样
2 地质剖面建立新技术
分析流程
得到岩屑颗粒能谱分析点的谱图
含矿物成分信息岩屑样品检测图 对谱图进行矿物元素分析 对岩屑颗粒上的每一点进行能谱分析 矿物分类 对岩屑颗粒进行网络式扫描
能量色散型 EDXRF 同时式
色散型 X射线荧光 光谱仪 非色散型
波长色散型 WDXRF
顺序式
多色散型
混合式
2 地质剖面建立新技术
能量色散型 （能谱仪） EDXRF
2 地质剖面建立技术
波长色散型 （波谱仪） WDXRF
2 地质剖面建立新技术
国内录井用的CIT3000SY型石 油X荧光岩屑分析仪和EDX3600B 型X荧光光谱仪仅能测量岩屑中的 Si、Al、Fe、Ca、K、Mg、P、S、 Ti、Mn、V、Cr等12种元素,除主 要主量元素外，还有Cr、V这两个 微量元素。根据岩石元素化学组成， 2 地质剖面建立技术 这些元素可满足用XRF分析数据进 行岩性识别的要求。
1 概
第一阶段 1930年代之前 （人工录井） 第二阶段 1930—70年代 （数字化录井）
述
第四阶段 21世纪 （多维录井）
阶 段
第三阶段 1970—90年代末期 （信息化录井）
特 征
各项数据信 息的收集基 本以人工为 主，通过荧 光灯、目测 、看油花等 手段进行录 井。 岩屑（心） 录井
以气测录井出现为 标志，工程录井和 气测录井形成综合 录井。录井技术进 入了一个新的发展 阶段。
2 地质剖面建立新技术
岩屑图像分析仪（可带荧光识别）
2 地质剖面建立技术
2 地质剖面建立新技术
岩屑数字图像识别的流程
边缘提取
特征提取
智能分类
颜色识别
目的：获取图像中各粒 岩屑的闭合图像边缘 算法：边缘膨胀算法
目的：寻找砂岩、泥岩 区分的特征量 算法：和差直方图 +Gabor变换
目的：实现岩性的自动 识别 算法：ANN、SVM
有效区分参数 1. R>G>B与R-G相结合区 分红与灰。 2. 用亮度与其它灰色系岩性 的区别。
肉眼观察为灰-灰白色，整幅图片亮度 较高。
肉眼观察深灰色，颗粒相对砂泥岩呈扁圆， 整幅图片亮度低。
2 地质剖面建立新技术
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ZYS-H型图像分析仪
2 地质剖面建立新技术