在对地下油气藏进行勘探和开采过程中,在所钻的井筒中用各种仪器采集、记录与地层和井筒及其中介质的物理性质有关的各种信息,并对测量结果进行分析研究的工程技术。又称“矿场地球物理”。测井工程为油气藏的勘探和开发提供大量重要的相关资料。
起源与发展1927年法国人斯伦贝谢兄弟(Conrad Schlumbeerger、Marcel Sclumrberger)发明了电法测井,在欧洲用于勘探煤藏和油气藏。1929年该技术传到美国和苏联。1939年翁文波等进行了测井试验,打开了中国测井的局面。1953年成立的北京石油学院设立了矿场地球物理专业,培养测井专门人才。由于石油工业发展的需要,中国学习和引进国外新技术,使测井工程技术得到同步发展。20世纪50年代主要应用了普通电极系电阻率测井,地面仪器中用来模拟记录的全自动测井仪代替了半自动测井仪,对测井资料进行定性解释;60年代应用了声波测井和感应测井,进一步应用了中子测井、密度测井等(见核测井)。同时,在套管井中开展了注水剖面测井和自喷井产出剖面测井;70—80年代初应用了数字化测井仪,裸眼井测井中形成了较完整的测井系列,在套管井中应用了声波变密度测井等,可对测井资料进行定量解释;80年代数控测井仪得到全面推广应用,同时推广应用了放射性同位素示踪注水剖面测井、“过环空”产出剖面测井和碳氧比(C/O)能谱测井,并在裸眼井测井和套管井测井中基本建立了完整的测井系列;90年代,开始应用了第五代成像测井仪,测井下井仪器也相应配套。开始了快速综合测井和水平井(大斜度井)测井,基本上实现了要测什么就有什么测井方法,测井资料处理解释由单井解释进入多井评价,已有多种测井处理解释软件;中国测井工程的能力和水平不仅满足了国内测井市场的需要,而且已在十多个国家进行技术服务。1
结构体系和内容在测井工程作业中,有专用的测井地面仪器、测井下井仪器、测井电缆、测井电缆绞车和辅助设备等;在测井基地拥有测井基础设施。测井下井仪器在井中(1000~5000m)高温(80~150℃或更高)、高压(20~170MPa或更高)和移动的条件下测量,将采集到的电量(如岩石的电阻率)或非电量(如岩石的声波传播速度、放射性、井筒中流体的流速等)信息变成电信号,通过测井电缆输送到测井地面仪,以便记录测量电信号随井深变化的资料——测井曲线或图幅,再对测井资料进行处理解释(见测井资料处理解释),给出地质勘探、油藏工程、钻井工程、采油工程、井下作业等所需要的参数或图像。按井的类型测井工程作业又分为裸眼井测井和套管井测井(包括生产测井)。按基于各种物理方法测井工程作业分为:电法测井、声波测井、核测井以及其他测井方法(如重力测井、磁法测井、热法测井、流量测井、流体识别测井、压力测井、地层倾角测井、井径测井、井斜测井等)。测井工程是与地质学、物理学、数学、化学、电子学、电工学、机械学和计算机以及遥控遥测技术密切相关的。2
作用测井贯穿于油气藏勘探与开发的全过程,测井资料为认识油气藏的地质特征和储层、产层性质,划分油、气、水层和水淹层,油水井生产动态及其井的技术状况,为计算油气储量或剩余可采储量,制定和调整开发方案,采取增产措施、延长油水井使用寿命和提高采收率等提供依据。
展望根据油气勘探和开发发展的需要,在用好数控测井的基础上完善成像测井技术,使测井显示和解释结果可视化。需要加强岩石物理研究,改进和完善现有的测井方法,进一步研发新的测井仪器,不断改进完善测井系列;发展快速综合测井、随钻测井、特殊作业井和恶劣环境下的测井工艺技术,提高测井时效;针对不同类型的油气藏,提出新的解释模型,开发相应的测井资料处理解释软件,提高测井解释及评价水平,适应低孔隙度、低渗透率、低电阻率、复杂岩性等各类复杂油气藏的勘探与开发的要求。
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黄伦先 - 副教授 - 西南大学