國內(nèi)外綜合錄井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
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[時間:2009-04-09 振威石油網(wǎng) 關注度:0]
摘要: 綜合錄井技術(shù)發(fā)展到20 世紀末已成為包括常規(guī)地質(zhì)錄井、鉆井液錄井、氣測錄井、地化錄井、鉆井工程監(jiān)測錄井和隨鉆測量(MWD、LWD)為一體的現(xiàn)代化綜合性錄井技術(shù);基本上實現(xiàn)了從信號采集、處理、存儲、傳輸?shù)浇忉屪詣踊粚崿F(xiàn)了油氣鉆探過程的全...
綜合錄井技術(shù)發(fā)展到20 世紀末已成為包括常規(guī)地質(zhì)錄井、鉆井液錄井、氣測錄井、地化錄井、鉆井工程監(jiān)測錄井和隨鉆測量(MWD、LWD)為一體的現(xiàn)代化綜合性錄井技術(shù);基本上實現(xiàn)了從信號采集、處理、存儲、傳輸?shù)浇忉屪詣踊;實現(xiàn)了油氣鉆探過程的全面監(jiān)控。并且在油氣鉆探作業(yè)中,其使用各種測量儀器(含地面和地下測量儀器),能直接實時反映井下地質(zhì)構(gòu)造、含油氣情況和鉆井工程等方面數(shù)據(jù),因此具有獲取信息及時、多樣、分析解釋快捷的特點,是其它勘探技術(shù)無法取代的。綜合錄井技術(shù)是多學科的綜合性技術(shù),是用物理的、化學的、計算機的和信息科學的種種先進方法和手段,涉及石油地質(zhì)、鉆井工程、地球化學、地球物理、傳感技術(shù)、信息處理與傳輸技術(shù)的一種專業(yè)技術(shù),是當代高科技的產(chǎn)物。它打破了學科專業(yè)界限,隨著相關學科專業(yè)的引入綜合錄井系統(tǒng),它所具備的傳感儀表、計算機和網(wǎng)絡通訊等現(xiàn)代信息技術(shù)的3 大屬性,綜合錄井技術(shù)的份量和地位將會大大提高,特別是在“數(shù)字石油”或“數(shù)字油田”的建設中,其將有更大的發(fā)展遠景和服務空間。
一、國內(nèi)外綜合錄井技術(shù)現(xiàn)狀
綜合錄井的發(fā)展源于地質(zhì)錄井和鉆井液錄井,地質(zhì)錄井的發(fā)展從鉆探石油的第一天起就開始了,而鉆井液錄井是在20 世紀30 年代美國baroid 公司首次研制的氣測錄井儀使用開始,為此構(gòu)成了綜合錄井發(fā)展的雛形。從30 年代到70 年代初,有了方鉆桿鉆時、地層剖面、初步判斷油氣層的方法等綜合錄井技術(shù)。70 年代中期之后,國外將計算機引入綜合錄井儀用于實時處理地質(zhì)與工程數(shù)據(jù),錄井技術(shù)有了質(zhì)的飛躍。
1.目前世界錄井技術(shù)已得到極大發(fā)展
1)整機性能、自動化程序、可靠性和精確度不斷提高,全部操作實現(xiàn)了計算機化。這方面較典型的應屬法國Geoservice 公司研制的ALS-2 型高級錄井儀和美國Halliburton 公司最近推出的SDL—9000地面數(shù)據(jù)錄井系統(tǒng)。
2)先進的綜合錄井系統(tǒng)對鉆井液中的氣體已能作到初步的定量分析。
3)鉆井液氣體分析儀器不僅限于色譜,還利用光譜來連續(xù)檢測泥漿內(nèi)氣體。如斯倫貝謝公司利用紅外線來檢測C1~C5 各烴組分、美國Rogaland 研究所利用聲波干擾儀在井壁間產(chǎn)生聲波來檢測鉆井液中的氣體濃度等。
4)綜合錄井計算機系統(tǒng)已發(fā)展成集井場多種數(shù)據(jù)采集、顯示、處理及解釋為一體的綜合性系統(tǒng),它可滿足安全優(yōu)化鉆井、綜合判斷油氣水層的多方面需要。
5)隨鉆測量(MWD)技術(shù)的發(fā)展為綜合錄井向高層次發(fā)展開辟了廣闊的前景。研制出了機械效率錄井和卡鉆指示器的解釋方法,該方法已成功地用于監(jiān)控鉆頭狀態(tài)和鉆柱的磨損,實現(xiàn)了安全優(yōu)化鉆井的目的。FEMWD 隨鉆錄井的出現(xiàn),預示著將錄井、地震、測井、地層測試融為一體的發(fā)展趨勢。
2.國內(nèi)綜合錄井技術(shù)方興未艾
80 年代,由中國石油大學、上海儀器廠等借鑒國外錄井技術(shù)的經(jīng)驗,率先研制了計算機實時數(shù)據(jù)處理的綜合錄井系統(tǒng),揭開了我國綜合錄井技術(shù)發(fā)展新的一頁。至今我國3 大石油公司各自內(nèi)部不平衡發(fā)展,仍未形成具有國際競爭力的錄井技術(shù)集團公司,但通過大量的錄井工作者的艱辛的努力,均實現(xiàn)了綜合錄井技術(shù)較大發(fā)展。
1)信息傳感技術(shù)廣泛應用于綜合錄井。傳感器提供的信號經(jīng)處理后,進入計算機,由相應的計算機軟件程序進行處理,通過認為設置的高低參數(shù)門限,進行聲光報警,從而實現(xiàn)鉆井作業(yè)監(jiān)控,實現(xiàn)安全、優(yōu)化鉆井。
2)地質(zhì)分析手段不斷擴展。從以巖屑和氣測為主的錄井手段發(fā)展為集地化錄井技術(shù)、定量熒光技術(shù)、定量脫氣分析技術(shù)、巖石熱解技術(shù)、PK 技術(shù)等為一體的綜合方法,增強了綜合解釋評價的可靠性,尤其在一些特殊層位,其解釋符合率高于測井,并且具有實時的優(yōu)點。
3)井場形成了計算機網(wǎng)絡系統(tǒng),實現(xiàn)了數(shù)據(jù)資源的共享。各種應用工具包及用戶程序均可得到應用。通過數(shù)據(jù)遠傳系統(tǒng),可實現(xiàn)勘探信息遠程管理。
4)錄井基礎理論逐漸形成。各種參數(shù)的傳感理論、異常識別理論、信息源的解釋評價理論及其它相關理論的形成,為綜合錄井技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實的基礎。
二、綜合錄井技術(shù)的發(fā)展趨勢
加入WTO 后,我國錄井技術(shù)面臨新的挑戰(zhàn),各種錄井技術(shù)均應與國際接軌方為上策。因而綜合錄井的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)為:
1)不斷完善綜合錄井井場信息系統(tǒng),構(gòu)筑一個完善的、規(guī)范的井場綜合信息極其應用平臺。嚴格按照油公司頒發(fā)的技術(shù)規(guī)范和行業(yè)技術(shù)標準編制應用軟件,消除客戶在作業(yè)市場上的技術(shù)障礙。按照井場數(shù)據(jù)流程,以井場綜合數(shù)據(jù)平臺為核心,建立數(shù)據(jù)前向通道和后向通道的組合軟件;在不影響現(xiàn)有的各類綜合錄井軟件系統(tǒng)功能的前提下,前向通道以錄井軟件為依托,作綜合錄井軟件應用擴展和數(shù)據(jù)截獲嵌入;后向通道的關鍵是數(shù)據(jù)傳輸,系統(tǒng)建立了適用于各類操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議;通過數(shù)據(jù)傳輸或其他手段,使井場數(shù)據(jù)系統(tǒng)與勘探信息管理系統(tǒng)有機地結(jié)合在一起;數(shù)據(jù)平臺采用B/S 模式開發(fā),以利于系統(tǒng)的功能擴展;目前該系列產(chǎn)品面向的是現(xiàn)場地質(zhì)分析和工程監(jiān)控的用戶,同時形成的地質(zhì)應用工具包和工程應用工具包供各類專業(yè)技術(shù)人員分析應用;在規(guī)范數(shù)據(jù)格式的基礎上,形成從設計、施工到完井資料上交的完整的應用工具
2)各項錄井從定性向定量發(fā)展。如氣體采集定量化、巖屑錄井自動定量采集、定量熒光等。
3)地化錄井技術(shù)引入綜合錄井,實時認識地下油氣藏,進行儲集巖和生油巖評價。
4)MWD、LWD 技術(shù)引入綜合錄井,給實時地層評價、定向井地質(zhì)導向等提供準確、快捷的方法。
5)鉆柱振動分析和隨鉆地震技術(shù)(SWD)不斷成熟,必將成為新的錄井技術(shù)。
6)現(xiàn)代錄井信息的飛速發(fā)展,利用錄井資源,開展油氣層評價勢在必行。
7)充分利用信息高速公路,實現(xiàn)井場勘探信息管理,數(shù)據(jù)遠程傳輸應用系統(tǒng)急待統(tǒng)一完善。
附:綜合錄井的概念及發(fā)展歷史
一、綜合錄井的概念
綜合錄井是一種石油鉆探中的隨鉆檢測方法,是一種集電子技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機技術(shù)、應用物理、化學、數(shù)學、石油地質(zhì)、石油工程及信息工程及控制論于一體的邊緣學科,是鉆探現(xiàn)場的信息中心,對石油鉆探進行實時監(jiān)控與處理,并提供解釋及決策依據(jù)的重要手段。
二、綜合錄井的發(fā)展歷史
我國在五十年代初期主要是手工方式錄井,到1953年引入熒光錄井,1955年從前蘇聯(lián)引進半自動氣測儀,從此開始了使用儀器的歷史。1957年鉆井液檢測技術(shù)引入錄井范疇。1964年研制出全自動氣測儀,1974年發(fā)展出SQC-701型氣測儀,而當時的西方國家已經(jīng)開發(fā)出第一代面板式綜合錄井儀。80年代初期,法、英、美等國將計算機技術(shù)引入綜合錄井領域,制造出第二代脫機式綜合錄井儀。隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的高速發(fā)展,80年代中期西方國家又推出第三代聯(lián)機式綜合錄井儀,其中具有代表性的有我國于84年引進的法國Geoservices生產(chǎn)的TDC綜合錄井儀。80年代后期及九十年代,西方國家又推出第四代無二次儀表、基于WINDOWS環(huán)境的聯(lián)網(wǎng)式綜合錄井儀。近幾年來,又發(fā)展了MWD、LWD及快速色譜技術(shù)。
我國于80年代后期開始研制國產(chǎn)綜合錄井儀,包括上海石油儀器廠于88年推出的SDL-1地質(zhì)錄井儀、SQC882氣測錄井儀,新鄉(xiāng)二十二所于91年推出的SLZ-1綜合錄井儀。近幾年,國內(nèi)生產(chǎn)廠商也加快了產(chǎn)品升級步伐,如新鄉(xiāng)二十二所生產(chǎn)的SLZ-2A型綜合錄井儀、上海神開生產(chǎn)的SK2000型綜合錄井儀就相當于國外生產(chǎn)的第四代綜合錄井儀。
三、綜合錄井技術(shù)的發(fā)展趨勢
綜合錄井技術(shù)在近幾年發(fā)展很快,形成了實時錄井、監(jiān)測、處理、傳輸、評價服務及決策一體化系統(tǒng)的錄井技術(shù)。毫無疑問,這門技術(shù)還在不斷地發(fā)展之中。
1、錄井參數(shù)向定量化方向發(fā)展
已經(jīng)量化的參數(shù)變得更加靈敏、準確,原來未量化的錄井項目或參數(shù),通過新的方法和手段已能量化。如定量熒光分析技術(shù)(QFT)、定量脫氣分析技術(shù)(QGM)等。由于數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)了定量化,更趨于準確反應地下客觀情況,提高了油氣層發(fā)現(xiàn)率和解釋精度。
2、錄井檢測方法多樣化
在常規(guī)綜合錄井內(nèi)容基礎上,新類型的檢測儀器和檢測項目不斷增加,為現(xiàn)場評價提供了新的方法。
(1)Geoservices 公司研制的自動連續(xù)檢測進出口鉆井液濾液礦化度分析儀,可以測量鉆井液中鉀,鈉,鈣和錄離子的含量,為判斷井下地層流體性質(zhì)提供了新的檢測方法。
(2)Schlumberger 公司研制的利用四個紅外分光光度計檢測氣體組份的方法,將原來氣體組份的色譜分析變?yōu)楣庾V分析,變原來的周期性分析檢測為連續(xù)分析檢測。
(3)使用P-K儀,在錄井現(xiàn)場對巖心、巖屑進行孔隙度、滲透率分析,進行全井段物性測量。
(4)酸解烴法進行油氣層評價:把巖石在一個真空壓下加熱加酸處理,破壞其顆粒表面吸附力,使被吸附的烴類物質(zhì)釋放出來,并加以收集分析、鑒定和計算,進行油層評價。
(5)定量熒光技術(shù)投入現(xiàn)場使用
常規(guī)熒光儀雖然已有近60年的歷史了,但其局限性顯而易見:原油熒光主要在紫外線范圍內(nèi),肉眼只能識別其中一小部分,凝析油、輕質(zhì)油及中質(zhì)油的大部分不在肉眼范圍內(nèi);熒光描述主從性很大,其準確性在很大程度上取決于現(xiàn)場人員的經(jīng)驗。鑒于此,德士古公司經(jīng)過8年潛心研究,開發(fā)定量熒光檢測儀(QFT)并獲得成功。
可以預測,將有更多的檢測方法引入到綜合錄井技術(shù)中。
3、錄井資料的采集向地層延伸
(1)MWD、LWD(FEMWD)技術(shù)的發(fā)展為及時監(jiān)測井下情況、獲得真正代表地層的信息,進行隨鉆地層評價提供了手段。
(2)氣測井方面,快速色譜系統(tǒng)及井下鉆井液氣體檢測法(聲波干擾法)的出現(xiàn)又使氣測井突破了遲到時間的束縛,在鉆開儲層的同時,進行氣體檢測,獲得氣體參數(shù)更及時。
(3)鉆具振動分析技術(shù)引入錄井領域
在鉆井過程中,鉆具振動與鉆柱及其組成部分的動力學特性有關。早在60年代,國際上就開始鉆具振動問題的研究,并開發(fā)出各種檢測儀器和解釋技術(shù),用來指導安全鉆井,可有效地防止鉆具事故和鉆井問題的發(fā)生。
4、資料處理智能化
錄井資料處理解釋計算機系統(tǒng),既是現(xiàn)場資料信息數(shù)據(jù)的監(jiān)控采集系統(tǒng),又是可供共享的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。
5、現(xiàn)代化的綜合錄井使作業(yè)決策向現(xiàn)場化發(fā)展。
綜合錄井使用現(xiàn)代化的計算機系統(tǒng)進行綜合性數(shù)據(jù)采集、存儲、處理,為用戶進行作業(yè)決策提供完備翔實的資料,和強大的系統(tǒng)工具。應用到了鉆井、測井、錄井、隨鉆測量、中途測試、完井等各方面跨部門的井場作業(yè),發(fā)展了綜合評價技術(shù),進一步的應用到井場廢棄物處理以及各種作業(yè)的經(jīng)濟效益評價等諸多方面,強大完備功能的綜合錄井儀使作業(yè)決策趨于現(xiàn)場化。