《测井技术发展简史.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《测井技术发展简史.doc（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、测井技术开展简史第16卷?第2期李海金译:测井技术开展简史测井技术开展简史李海金译(江汉油田采油工艺研究院)从斯仑贝谢的浴盆试验到现代核物理测井,地层测井技术是石油和天然气开发.x-.,Ik的支柱之一,让地质家,地球物理学家和工程师们看到了越来越多的地下情况.二十世纪二十年代测井的问世及其随后开展成一项成熟的技术,引起了油/气勘探开采工业的革命.探查和测量诸如地层类型,地层倾角,液体类型和其他重要因素的能力,将油气井的钻井和完井从一种不完善的艺术变成了一门完善的学科.测井技术的开展包括三个主要领域:电测井,声测井和核测井,了解这三个方面的开展就是对石油业技术进步的认识.电测井电测井的创始人归属
2、于康拉德?斯仑贝谢.当他还是法国巴黎一所大学的物理学教授时,萌生过采用金属矿床的导电性来勘测金属矿沉积,从而将其与导电性差的周围介质区分开来的设想.根据斯仑贝谢公司的历史记载,他的首批试验中的第一试验是在他的浴池中完成的.池中放满了供试验用的各类岩石.同他的兄弟马歇尔?斯仑贝谢合作,康拉德在三年多的期限内,在欧洲,非洲和北美地区开展过一系列的试验性地面测量.他们的发现包括一个位于罗马尼亚的产油盐丘,这是后续出现的各种现象前兆.1926年,斯仑贝谢兄弟俩组成了一个电测社团并开展开发其理论:增加来自深地层的电阻率信息将增加地面勘探的效率.1927年9月5日,俩兄弟将一只电极系下入法国Pechlbr
3、om油田的一口深1600英尺(488m)的井中,从而创造性地测出了第一条测井曲线.这条测井曲线是通过使用临时凑合的设备,一点一点地,一米一米地,煞费苦心地记录下来的,随后又将这些成功的记录附合在一起绘成曲线.此项技术用起来很简单.用三根绝缘电线将三个电极A,M和N下到井筒底部.来自电极A的电流流过钻井泥浆并分散到地层中.在M和N两点测得的电势被传到地面,并记录下来.依靠测量M和N两点的电位差和来自A点的电流强度,视地层电阻率也就算出来了.图1电阻率测井采用一个电极产生电流M和N.从M和N之间的电位差的测量值和电流A的强度.计算出视地层电阻率.随着第一批电阻率测井旗开得胜,测井技术开始2测井技术
4、信息2O03薤飞快的开展.1931年人们意外地发现了自然电位(SP),sP是由处在可渗地层边界处的井筒泥浆自然产生的.这种意外发现引发出一种新的测井技术同时记录sP和电阻率曲线.这套技术能使开采者将渗透性含油层与非渗透的非生产层区别开来.到1936年,工业界能借助地层取样器,自动照像记录仪以及深井多间距电阻率曲线拓宽电阻率测井.40年代是测井技术开展的快速期,尽管受第二次世界大战的影响.1941年,随着自然电位倾角测井仪(这种仪器大大提高了裸眼井的垂向分辨率)的推出,测井向前又迈了一大步.此仪器能测量地层倾角即该层与真水平面的倾斜角及倾斜方向.这种测量在1947年由于电阻率倾角测井仪的出现而进
5、一步得以改良,在1952年又借助连续性电阻率倾角测井仪的出现又有所提高.1940年,其他领域的开展促使测井技术进行创新.其中,1948年出现在Rangly,Colo油田的新创造油基泥浆(OBM)是最重要的创新之一.油基泥浆是不导电的,而组合起来的电测量通常要求使用导电泥浆(水基)系统.在油基泥浆中的进行测井的方法是40年代开发的感应测井.除测井外,高频的稳定强度的4c(交流)电流被送过一个发送线圈.如此产生的交变磁场在地层中感生次生电流.这种电流在与发射线圈同轴的环形接地回路中流动.依次地,这种接地回路电流感生出磁场,而这些磁场又在接收线圈中产生信号.这种感生的接收信号根本上与地层的电导率呈正
6、比.50年代和6o年代,电测井继续开展,但只是测井曲线的计算机处理.这种处理于1962年将石油工业向前推进.计算机化容许测井资料处理起来快得多,从而使测井数据采集能力呈现戏剧性地扩展.截止1970年,石油工业面临着测井技术(尤其在核测井领域中)的重大进展.但电测井,特别是在数据采集的规模和速度方面,仍在取得进展.1971年这一年见到了组合式测井系统的采用.Combos组合仪能让测井人员同时地而不是逐次地采集到不同的数据组.这样就产生了趟测井可提供自然伽马,自然电位(sP),电阻率,声波和井径测量的仪器.声测井在二战期间开发出众多技术的同时,测井行业产生了第一种声波测井套管接箍定位仪.这一技术允
7、许在套管内作更加精确的深度测量,从而能更加准确地放置射孔枪和完井设备.声波测井通常是依靠产生20千赫到30千赫的信号工作,不过有些仪器可以在更宽的频率范围操作.大多数声波测井仪器在一端有假设干个扶正器,而在另一端却装有三只井径仪支撑臂,以便使仪器在井筒内居中.装在仪器顶部的一个声波换能器产生声波信号,仪器底部的两个接收器接收此信号.来自一个换能器的信号穿过液体并以临界角发射到井壁之后,一纵波就按接受器的方向沿井筒向下传播.随着纵波沿井壁向接收器传播开来,液体波被连续地返射到液体之中.然而,只有两道反射路径是有意义的:声波回到两个接收换能器的声波路径.如果我们测得纵波到达两个接收换能器的时间差,
8、我们就可确定纵波穿过两个相对接收器之间岩石层所花的时间.在随后的30年中,声波测井在以下几个测量领域开展:1.孔隙率测量;2.水结胶结评价;3.裂缝探测;4.岩性鉴定;5.岩石力学性质测量;6.井壁与套管检查;7.地震标定;8.异常地层压力探测;9.含气层识别.尽管核测井已经取代了声测井的某些功能,但声测井仍是测井系列的重要组成局部,一般与其它方法组合起来测量.核测井使用核放射性的测井始于1940年.起初的核测井仪记录由井筒所穿过的地层所发射出来的自然伽马放射性.三种不同的射线:a,p和7中,只有7第16卷?第2期李海金译:测井技术开展简史3是电机型的,能被用于测井,因为伽马射线独具充分的透过
9、地层和钢套管的穿透能力.依据伽马射线仪中被动放射性检测,测井行业迅速地向活性核轰击和测量方向开展.在1962年首次推出的地层密度测井中,井壁受到伽马射线源照射,再用一个伽马射线计数器记录返回的伽马射线.返回的伽马射线数量与散射量的比拟与地层密度相关联.随着6o年代后期中子测井的出现,测井界将核测井向前推进了一步.中子测井也可测量返回的伽马射线,不过在此情况下,测量的是由快慢中子产生的伽马射线.中子由混合放射性源发射.损耗掉的大局部(中子)能量是在同氢核的撞击的过程中用掉的.一个中子移动一定距离之后,就变成热中子或慢中子,被一原子俘获,于是就发射出俘获伽马射线.由于一个中子在不撞击氢核条件下可移
10、动的距离是随地层中存在的氢的多少而变化.放孔隙度和地层的组成就可确定下来.后来,最初的中子测井又开展为脉冲中子测井和中子能谱测井.图2这一地层密度工具是早期核测井技术的一项主要的革新.开发者可能想象的更加有用,更加令人惊讶.NMR仪的工作是依靠在井筒中产生一个磁场,然后发送出脉冲.这些脉冲使地层内水,油和气中的氢进行极化.随着氢核按原来的磁场重新进行排列,就在仪器接收器中感生信号,这些信号被电子线路记录下来.信号的幅值直接与孔隙度有关,信号弛豫时间又与含液孔隙空间的大小有关,从而可提供渗透率的指示.是唯一的液体测量方法,然而,由于孔隙液体同岩石外表相互作用,岩石骨架就会大大左右液体响应.此项技
11、术自60年代初以来就已经存在,但花了几十年的功夫才得以完善,Numar公司现在是哈里伯顿公司的子公司帅先将连续性测井仪投放市场.这些仪器及其所提供的相关产品比以前的仪器有更深的探测深度,与传统的三组合仪测量同一地层段时提供更多的信息.管子传送测井20多年来,大斜度井要求测井工作者采用管子将成套测井仪器下到井里.起初努力是将传统的测井仪器放在挠性管上工作,电线置于管内.在钻井的同时,在地面上连续不断地收集几乎是瞬时I生的信息现在被之为随钻测井(LWO)和随钻测量(MWD)一直是石油人追求的目标.随着60年代初综合测井仪问世,此目标凭借一些精良的测井仪器而实现.对早期实施MWD和LMD的障碍并不是
12、测井仪器本身而是借助管柱边钻也将信息送到地面的方法.历史的开展证明,在测井仪器方面关键性的进步并非是另一种测井技术,倒是泥浆脉冲技术.这种技术通过测量短的,变化着的,由井下测井系统中的一个部件产生的泥浆压力的变化,近乎连续性地将测井信息从钻柱底部的仪器串上的仪器传至地面的处理器.几乎可以将任何测井仪组合在钻杆的戚部,并在钻井时进行测井.当一些操作者仍然不愿单单靠MSVD/LWD而对一口井作出决策的时候,随钻测井的可靠性和相关性明显地有所好转.近代测井史中最大突破之一是核磁共振(NMR)测井的出现.此技术已被证明,NMR测井比其早期(译自?HansE&P?,Sept.2002,P5255)