3.6 油气录井技术在线视频

同学你好

这一讲我们继续学习

油气勘探工程技术

上一讲我们学习了

油气钻探技术中的钻井技术

这一讲我们重点学习油气录井技术

那么什么是录井

在钻井过程中

收集地下地质资料

和钻井工作状态相关信息的工作

我们称之为录井

它是配合钻井建立地层系统

发现油气显示

评价油气层性质

判断钻井工况的一种重要手段

包括地质录井和工程录井两大系列

目前录井以多参数

大信息量

现场 快速

实时为特点

为识别和及时发现油气层

评价油气性质

选择试油层段

进行烃源岩评价

储层评价

产能预测等提供依据

归纳起来油气录井的主要作用

表现在4个方面

一

为及时发现油气显示提供手段

录井技术从最早岩屑捞取

和观察泥浆的变化来识别

钻进的地层岩性和含油气情况

发展到对岩屑进行荧光观察

60年代中期开始推广

泥浆的气测录井

实时的得到泥浆中

含烃量的大小变化和烃类组分

为发现油气层

提供了更为及时和可靠的依据

第二个方面就是为

随钻评价油气层提供资料

随着录井技术的发展

很多录井技术

例如岩石热解 地球化学录井

饱和烃气相色谱录井

核磁共振录井等等

都可以在现场快速评价储层的物性

含油性

以及原油的性质等油气藏特性

第三

就是为新区油气资源评价提供参数

烃源岩地化录井目前可以通过

现场的快速分析

可以部分的

替代实验室地球化学测试

为评价烃源岩的有机质丰度

成熟度

生烃潜力提供直接的参数

第四个方面它为科学安全钻进提供保障

例如综合录井仪的出现

使录井工作的机械化

自动化程度

以及录井资料的可靠程度

有了大幅度的提高

更为重要的是

基于综合录井仪发展起来的

工程录井技术

为地层的压力检测

有害气体的检测

井下工况的判断

钻井事故的预防

以及及时工况的预报

事故的提示

及其现场工程师的快速决策

提供了直观和定向的依据

目前录井方法的种类很多

概括起来可以划分为

基于地质学原理的录井方法

例如岩心

岩屑

钻井液录井

基于物理学原理的录井方法

例如钻时录井

荧光录井 核磁共振录井等等

第三就是基于

地球化学原理的录井方法

如气测录井

岩石热解录井

罐顶气轻烃录井等等

以及基于综合录井仪的

现代综合录井等等这些方法

那么这些录井方法

它们从不同的角度

反映了地下油气地质情况

它们的相互配合使用

一方面为油气勘探

提供了丰富的地质信息

另一方面也为钻井工程的安全

与高效施工提供了依据

这里有两张照片

左边展示的是

岩心录井取上来的这些

岩心的照片

那么岩心录井就是在钻井过程中

使用专门的取心工具

将井下的岩石取上来

并对取上来的岩石也就是岩心

进行分析

描述

观察研究

从而取得各项地质资料

那么岩心是反映地下岩层特征的最直观

最可靠的第一性资料

岩心录井的对象

包括钻井取心和井壁取心

通过对岩心的综合分析研究

可以了解岩性

岩相特征

为分析判断和研究沉积环境提供依据

也可以通过

观察岩心

研究古生物特征

确定地层时代

进行地层划分与对比

还可以测定

储集层的储油物性及有效厚度

搞清储集层的四性关系

同时还能够研究

生油层的特征以及生油指标

进行烃源岩评价

及油气资源量的计算

还可以了解地层的倾角

接触关系

裂缝

溶洞及断层的发育情况等等

另外岩心资料还为计算油气田储量

和采取合理的油气层保护措施

提供第一手资料

同时岩心还可以为油气田评价

制定合理的开发方案

以及老油区的采取有效的增产措施

提供依据和参数

因此我们说岩心录井是非常重要的

一类录井

那么右边这张图展示的

是岩屑录井获得的一些岩屑

一包一包的岩屑

那么钻井过程中

地质人员按照一定的时间间隔

和迟到时间

及时的把被钻头破碎的岩屑收集起来

进行整理和观察描述

建立了地层剖面

以了解地下

地层的变化

含油气情况等等

那么这是一张综合录井图

主要包括了钻时录井

岩屑录井和气测录井这些录井信息

那么左边这条曲线就是钻时录井曲线

反映在钻井过程中

单位进尺所需要的钻进时间

它不仅反映了地下岩石的可钻程度

而且反映了岩石的某些地质特性

地质人员

利用钻时录井资料

就可以初步判断岩性

确定地层界限

判别裂缝发育层段

放空

井漏井喷的位置

校正迟到时间等等

而钻井工程人员

可以利用钻时资料进行实效分析

判定钻头的使用情况

改进钻井措施

预测地层压力等等

那么中间这一栏是岩屑录井

它包含了岩性和荧光录井的信息

可以进行地层划分与对比

为电测解释提供地质依据

预测地层的含油气情况

同时还可以

为钻井工程事故分析提供参考

那么右边的这两栏是气测录井曲线

前面是总烃曲线

后面这条曲线是

轻烃组分的各个组分的曲线

气测录井是利用专门的仪器

检测钻井液中

从井底返到井口所携带的烃类气体

它最大的优点在于随钻随测

不需要停钻

就能够及时方便的发现油气显示

而且在高压天然气地区的勘探中

还具有及时预报油气层

防止发生钻井工程事故的重要作用

利用气测录井得到的钻井液中的甲烷

乙烷

丙烷

正丁烷

异丁烷

正戊烷

异戊烷等轻烃组分的含量

可以发现油气显示

识别油气水层

判断油气的性质

那么在钻井过程中

利用石油的荧光性

实时地对岩屑

或岩心进行荧光检测

发现地层油气显示

或含油气性的工作

我们称之为钻井液荧光录井

简称荧光录井

荧光录井

可以识别用肉眼难以识别的油气显示

我们根据荧光的颜色

波长

发光强度

可以判别油质的性质

到底是凝析油还是轻质油

中质油还是重质油

另外还可以判别含油气量

即含油的丰度

各类探井中

都应该实施荧光录井

荧光录井技术

包括传统的荧光录井

以及二维的定量荧光

以及我们现在发展的

三维的全扫描荧光录井技术

荧光录井

那么这几张图展示的就是二维

和三维荧光的

相关的分析图件

我们可以利用二维定量荧光的荧光强度

来判断含油丰度

判断含油丰度那么

但是二维荧光它不能区分

地层原油荧光

和污染物荧光

而三维全扫描的荧光录井

它不仅能评价原油性质

还能够甄别真假显示

也就是说它可以区分

地层矿物荧光

钻井液添加剂的荧光

还是真正的

钻井液油气导致的荧光

录井技术像其它勘探技术一样

也在不断的发展和进步

目前国外大的石油技术公司

如斯伦贝谢公司研制的综合录井仪

以其信息化

智能化

自动化为特点

在油气钻探中发挥越来越重要的作用

由于综合录井技术具有随钻性

实时性

信息多样化和定量化的特点

目前已经成为探井录井技术中的龙头

通过在钻台上

钻井液循环通道上

钻具上等等相关部位安装一定的采集工具

就可以进行三个方面的录井工作

一个是基于岩石可钻性信息的录井

第二个就是基于钻井液信息的录井

第三是基于随钻测量信息的录井

那么下面介绍

基于岩石可钻性信息的综合录井

其中关键的就是钻时录井

钻时是表示岩层可钻性的重要参数之一

但是我们知道影响钻时的因素非常多

包括岩性

钻井工程参数

例如钻压 转盘速度

泵压和泥浆排量等等

第三个影响因素就是钻井液的性能

例如钻井液的密度和粘度

第四个就是

钻头类型和磨损程度等等

这四个方面

如果我们把影响钻速的

这些机械因素

就是后面这三个因素

机械因素排除掉

那么我们就可以得到一个

仅仅反映岩层性质的

这个可钻性的变量

所以这里就引入了

两个反应岩层可钻性的变量

一个叫d指数

还有一个叫dc指数

d指数就是通过标准化

把钻速 转盘的转数

钻头直径 钻压

钻头磨损等机械因素的影响

给它去除掉

这样d指数的大小就可以直接

反映岩石的可钻性

那么dc指数

是在d指数的基础上

进一步把钻井液的影响去除掉

因为d指数里面主要是

考虑的一些钻头钻速

转盘钻压没有考虑钻井液

所以dc指数是在d指数基础上

通过这两个参数就把钻井液的

影响给消除掉

因此我们说dc指数能够更好的反映地下

岩性特征

下面我们看看碎屑岩的可钻性特征

我们对于泥页岩来说

它的可钻性往往较差

其dc指数一般的偏大

而且扭矩小

但是稳定变化少

那么砂岩层可钻性比较好

dc指数一般比较小

扭矩较泥岩层的略大

特别是对于渗透性好的砂岩

它的dc指数会更小一些

所以在钻进中出现dc指数减小

因此在砂泥岩剖面上

如果要想确定

钻开砂层的准确界面位置

我们就可以通过

查看录井图上的实时的

钻时变化

在钻时变小的深度位置

就可以确定为进入砂岩层

当钻遇含油气层的时候

实时的钻时变量值往往变化比较快

这时候就应该提高警觉

以确定是否转移到含油气层

那么对于欠压实地层

dc指数会呈现明显的降低的趋势

这两张图就是解释

对于欠压实地层

dc指数会呈现明显的降低的趋势

那么从这个深度开始进入了欠压实

那么对应的孔隙度它有增大的趋势

那么欠压实地层dc指数是呈减小的趋势

因此我们利用dc指数曲线

就可以比较好的区分

正常压实地层

欠压实地层和渗透性地层

一般对于正常压实的泥岩地层

像这都是正常压实的泥岩地层

那么它的dc指数是较高的

较高的

是最高

一般在剖面上它是最高

那么

对于渗透性砂岩地层

它的dc指数是最低的

像剖面上这个位置这一层

另外还有这一层

这是两个渗透型

渗透层

dc指数最低

那么欠压实地层一般是介于

正常压实泥页岩和渗透性地层之间

它的dc指数是降低的

是降低的

不同岩性地层

其可钻性信息特征有较大的差别

对于砾岩层

它的扭矩一般有较大幅度的震荡

那么钻台上有跳钻现象

那么对于断裂带地层

它的扭矩也会变化比较大

也伴有震荡现象

但是震荡的频率比砾岩层要低

对于石膏层和岩盐层

dc指数偏大

但扭矩比较稳定

对于灰岩层它的dc指数也是较大的

扭矩较小

而且平稳

那么对于

灰岩缝洞发育带

实时的钻时和扭矩呢

就出现不稳定

有鳖跳钻现象

钻时接近于0

钻井上叫放空

那么这张图展示的是含气储层段

含气储层段

它的钻时和扭矩

与它上面的泥页岩段

有较大的差别

综合录井采集的另一方面信息就是关于

钻井液信息

钻井液信息具体来说又包括三个方面

一是钻井液的循环动态信息

它具有实时性

比如在用泥浆池里面的钻井液体积

钻井液循环流量

钻井液进出口压力等等

二是钻井液的物理性质的信息

它具有延时性

比如钻井液的温度

钻井液密度

钻井液电阻率等

第三方面就是钻井液携带物质信息

也具延时性

比如气测组分

及含量

轻烃组分及含量

热解组分及含量等等

这张图展示的是

某一口井的钻井液信息录井图

在上面的层段

泥浆的这个进口 这个层段

这个泥浆进口电阻率和出口电阻率曲线

出现了分离

出现了分离

二者有很大的差异

而下面

这些地层电阻率曲线又趋于统一了

就是进口和出口电阻率趋于统一

说明上面这一段

为储层段

有地层流体的混入

导致出口电阻率增大

结合前面气测录井的信息

前面气测录井它出现异常

反应这个层段可能钻遇到了油气层

那么油气混入泥浆后

导致出口电阻率增大

这就是利用

这个钻井液信息录井

来发现油气层的一个实例

那么这是一张综合录井信息图

可以看出

可钻性信息变量

就是钻时和dc指数

从井深3010米开始

是明显减小

那么在3035米到3043米

这个深度dc指数

和这个钻时达到了最低

泥浆池钻井液体积

也是从3010米开始逐渐变大

到了3035米到3043米这个井段

它达到了最大

所以实际上是出现了井涌现象

说明钻入了异常高压层段

所以这时候我们一方面要注意

是否进入油气层

另一方面也要注意防止异常高压地层

引起的井涌

或者是井喷事故

利用钻井液信息

可以进一步计算和判别

地层流体的性质

例如

可以计算地层流体压力和地层流体密度

从而判断

涌出的流体是油还是气或者是水

就根据这些公式

那么我们还可以根据

钻井液携带上来的一些烃类的信息

来判断地下是否存在油气层

你比如我们可以根据

甲烷和乙烷的比值等来进行判断

也可以根据烃类的各种比值

这种三角图来判断油气的性质

那么这些知识我们在油矿地质学中

都有详细的讲解

这里就不详细阐述了

那么根据钻井液中的烃类信息

可以制作一些判别图版

例如这张图

就是塔中地区

利用多口井的气测录井资料

建立起来的图板

用来判识产层和非产层

那么横坐标是总烃的这个含量

可以看出当总烃含量

低于一定的数值

就是属于非产层区

高于一定的数值作为这个油气的产层区

那么在油气产层区

在这条线之上

是产油或者是凝析油气

那么之下作为这个产气区

产气区

综合录井采集的第三方面信息

就是基于随钻测量信息

随钻测量

英文叫Measure While Drilling

简称MWD

主要随钻测量井眼轨迹参数

包括井斜角

方位角

工具面角

以及井下温度

压力

声电核等物理量

随钻测量

包括随钻测井和随钻地震

两个方面

随钻测井

叫Logging While Drilling简称LWD

包括随钻电阻率

随钻伽马 随钻密度

随钻孔隙度等等

常规测井要等到起钻后才能进行

不能实时提供井下信息

显然不能满足定向井和水平井的需求

那么随钻地震

叫Seismic While Drilling

简称SWD

是利用钻头振动作为震源

以获取与地震勘探方法类似的信息

目前最先进的井下测量技术

首推随钻测井

随钻测井就是把传感器

放在转头之上的钻铤上面

这是传感器

那么所有电缆井下测量

能够实现的测量功能

我们目前随钻测量都能够实现

测量的内容包括井下温度压力

声电核等物理量

那么随钻测量的最关键技术

就是遥测技术

利用MWD技术

当然主要是LWD也就是随钻测井

可以实现

定向井和水平井的几何导向

和地质导向

使用MWD提供的几何导向变量信息

和已经设计的钻头轨迹

相应的点上的设计进行比较

就可以得出实际的钻头轨迹

是否偏离了我们实际的

设计的轨迹

如果发生了偏移

则需要进行纠偏

直至确认

钻头达到设计的目的层位

或沿目标层位向前钻进

这就是MWD几何导向信息的重要性

那么另一方面

我们可以根据地质导向信息量的变化

来判断井眼与目标层的关系

从而做到及时纠正和调整钻头

那么这张图展示的就是利用

随钻气测信息

来判断钻井过程中

钻头是否偏离了目标油层

主要是利用乙烷与丙烷的比值

那么来判断这个

钻头是否偏离目标油层

当偏离目标油层时这个比值就出现了

异常的增高

那么在目标油层的时候

这个比值是有一定的定值

前面我们介绍了钻井和录井技术

那么第三类非常重要的钻探技术

就是测井技术

测井技术对于油气田勘探来说

是非常重要的一类井筒技术

测井全称地球物理测井

是将各种专门仪器下入井中

沿井身剖面

测量井下岩层的各种物理参数

包括电学 声学 核物理学等等

随井深的变化曲线

并根据测量结果进行数字处理

和综合解释

来判断岩层的性质

评价油气藏参数

了解井眼状况

分析油气田生产动态

那么关于测井技术的原理和应用

请同学们学习测井学原理

测井地质学等相关课程

在油气田勘探这门课中

就不详细讲解了

关于油气录井技术

我们今天就学到这儿

同学再见