綜合錄井技術(shù)發(fā)展到20 世紀(jì)末已成為包括常規(guī)地質(zhì)錄井、
鉆井液錄井、氣測(cè)錄井、地化錄井、
鉆井工程監(jiān)測(cè)錄井和隨鉆測(cè)量(MWD、LWD)為一體的現(xiàn)代化綜合性錄井技術(shù);基本上實(shí)現(xiàn)了從信號(hào)采集、處理、存儲(chǔ)、傳輸?shù)浇忉屪詣?dòng)化;實(shí)現(xiàn)了油氣鉆探過(guò)程的全面監(jiān)控。并且在油氣鉆探作業(yè)中,其使用各種測(cè)量?jī)x器(含地面和地下測(cè)量?jī)x器),能直接實(shí)時(shí)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(shí)、多樣、分析解釋快捷的特點(diǎn),是其它勘探技術(shù)無(wú)法取代的。綜合錄井技術(shù)是多學(xué)科的綜合性技術(shù),是用物理的、化學(xué)的、計(jì)算機(jī)的和信息科學(xué)的種種先進(jìn)方法和手段,涉及石油地質(zhì)、鉆井工程、地球化學(xué)、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(dāng)代高科技的產(chǎn)物。它打破了學(xué)科專業(yè)界限,隨著相關(guān)學(xué)科專業(yè)的引入綜合錄井系統(tǒng),它所具備的傳感儀表、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)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(huì)大大提高,特別是在“數(shù)字石油”或“數(shù)字油田”的建設(shè)中,其將有更大的發(fā)展遠(yuǎn)景和服務(wù)空間。
一、國(guó)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(jì)30 年代美國(guó)baroid 公司首次研制的氣測(cè)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(shí)、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(guó)外將計(jì)算機(jī)引入綜合錄井儀用于實(shí)時(shí)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(jī)性能、自動(dòng)化程序、可靠性和精確度不斷提高,全部操作實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)化。這方面較典型的應(yīng)屬法國(guó)Geoservice 公司研制的ALS-2 型高級(jí)錄井儀和美國(guó)Halliburton 公司最近推出的SDL—9000地面數(shù)據(jù)錄井系統(tǒng)。
2)先進(jìn)的綜合錄井系統(tǒng)對(duì)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(lái)連續(xù)檢測(cè)泥漿內(nèi)氣體。如
斯倫貝謝公司利用紅外線來(lái)檢測(cè)C1~C5 各烴組分、美國(guó)Rogaland 研究所利用聲波干擾儀在井壁間產(chǎn)生聲波來(lái)檢測(cè)鉆井液中的氣體濃度等。
4)綜合錄井計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已發(fā)展成集井場(chǎng)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(cè)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(jī)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(shí)現(xiàn)了安全優(yōu)化鉆井的目的。FEMWD 隨鉆錄井的出現(xiàn),預(yù)示著將錄井、地震、測(cè)井、地層測(cè)試融為一體的發(fā)展趨勢(shì)。
2.國(guó)內(nèi)綜合錄井技術(shù)方興未艾
80 年代,由
中國(guó)石油大學(xué)、上海儀器廠等借鑒國(guó)外錄井技術(shù)的經(jīng)驗(yàn),率先研制了計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理的綜合錄井系統(tǒng),揭開了我國(guó)綜合錄井技術(shù)發(fā)展新的一頁(yè)。至今我國(guó)3 大石油公司各自內(nèi)部不平衡發(fā)展,仍未形成具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的錄井技術(shù)集團(tuán)公司,但通過(guò)大量的錄井工作者的艱辛的努力,均實(shí)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(yīng)用于綜合錄井。傳感器提供的信號(hào)經(jīng)處理后,進(jìn)入計(jì)算機(jī),由相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件程序進(jìn)行處理,通過(guò)認(rèn)為設(shè)置的高低參數(shù)門限,進(jìn)行聲光報(bào)警,從而實(shí)現(xiàn)鉆井作業(yè)監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)安全、優(yōu)化鉆井。
2)地質(zhì)分析手段不斷擴(kuò)展。從以巖屑和氣測(cè)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(qiáng)了綜合解釋評(píng)價(jià)的可靠性,尤其在一些特殊層位,其解釋符合率高于測(cè)井,并且具有實(shí)時(shí)的優(yōu)點(diǎn)。
3)井場(chǎng)形成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)資源的共享。各種應(yīng)用工具包及用戶程序均可得到應(yīng)用。通過(guò)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)勘探信息遠(yuǎn)程管理。
4)錄井基礎(chǔ)理論逐漸形成。各種參數(shù)的傳感理論、異常識(shí)別理論、信息源的解釋評(píng)價(jià)理論及其它相關(guān)理論的形成,為綜合錄井技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
二、綜合錄井技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
加入WTO 后,我國(guó)錄井技術(shù)面臨新的挑戰(zhàn),各種錄井技術(shù)均應(yīng)與國(guó)際接軌方為上策。因而綜合錄井的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)為:
1)不斷完善綜合錄井井場(chǎng)信息系統(tǒng),構(gòu)筑一個(gè)完善的、規(guī)范的井場(chǎng)綜合信息極其應(yīng)用平臺(tái)。嚴(yán)格按照油公司頒發(fā)的技術(shù)規(guī)范和行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編制應(yīng)用軟件,消除客戶在作業(yè)市場(chǎng)上的技術(shù)障礙。按照井場(chǎng)數(shù)據(jù)流程,以井場(chǎng)綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)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(yīng)用擴(kuò)展和數(shù)據(jù)截獲嵌入;后向通道的關(guān)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(guò)數(shù)據(jù)傳輸或其他手段,使井場(chǎng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)與勘探信息管理系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起;數(shù)據(jù)平臺(tái)采用B/S 模式開發(fā),以利于系統(tǒng)的功能擴(kuò)展;目前該系列產(chǎn)品面向的是現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)分析和工程監(jiān)控的用戶,同時(shí)形成的地質(zhì)應(yīng)用工具包和工程應(yīng)用工具包供各類專業(yè)技術(shù)人員分析應(yīng)用;在規(guī)范數(shù)據(jù)格式的基礎(chǔ)上,形成從設(shè)計(jì)、施工到
完井資料上交的完整的應(yīng)用工具
2)各項(xiàng)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(dòng)定量采集、定量熒光等。
3)地化錄井技術(shù)引入綜合錄井,實(shí)時(shí)認(rèn)識(shí)地下
油氣藏,進(jìn)行儲(chǔ)集巖和生油巖評(píng)價(jià)。
4)MWD、LWD 技術(shù)引入綜合錄井,給實(shí)時(shí)地層評(píng)價(jià)、
定向井地質(zhì)導(dǎo)向等提供準(zhǔn)確、快捷的方法。
5)鉆柱振動(dòng)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(píng)價(jià)勢(shì)在必行。
7)充分利用信息高速公路,實(shí)現(xiàn)井場(chǎng)勘探信息管理,數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸應(yīng)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(cè)方法,是一種集電子技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、應(yīng)用物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、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(xué)科,是鉆探現(xiàn)場(chǎng)的信息中心,對(duì)石油鉆探進(jìn)行實(shí)時(shí)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(guó)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(jìn)半自動(dòng)氣測(cè)儀,從此開始了使用儀器的歷史。1957年鉆井液檢測(cè)技術(shù)引入錄井范疇。1964年研制出全自動(dòng)氣測(cè)儀,1974年發(fā)展出SQC-701型氣測(cè)儀,而當(dāng)時(shí)的西方國(guó)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(guó)將計(jì)算機(jī)技術(shù)引入綜合錄井領(lǐng)域,制造出第二代脫機(jī)式綜合錄井儀。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,80年代中期西方國(guó)家又推出第三代聯(lián)機(jī)式綜合錄井儀,其中具有代表性的有我國(guó)于84年引進(jìn)的法國(guó)Geoservices生產(chǎn)的TDC綜合錄井儀。80年代后期及九十年代,西方國(guó)家又推出第四代無(wú)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(lái),又發(fā)展了MWD、LWD及快速色譜技術(shù)。
我國(guó)于80年代后期開始研制國(guó)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(cè)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(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠商也加快了產(chǎn)品升級(jí)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(dāng)于國(guó)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(shì)
綜合錄井技術(shù)在近幾年發(fā)展很快,形成了實(shí)時(shí)錄井、監(jiān)測(cè)、處理、傳輸、評(píng)價(jià)服務(wù)及決策一體化系統(tǒng)的錄井技術(shù)。毫無(wú)疑問(wèn),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(zhǔn)確,原來(lái)未量化的錄井項(xiàng)目或參數(shù),通過(guò)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(shí)現(xiàn)了定量化,更趨于準(zhǔn)確反應(yīng)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(cè)方法多樣化
在常規(guī)綜合錄井內(nèi)容基礎(chǔ)上,新類型的檢測(cè)儀器和檢測(cè)項(xiàng)目不斷增加,為現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)提供了新的方法。
(1)Geoservices 公司研制的自動(dòng)連續(xù)檢測(cè)進(jìn)出口鉆井液濾液礦化度分析儀,可以測(cè)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(cè)方法。
(2)Schlumberger 公司研制的利用四個(gè)紅外分光光度計(jì)檢測(cè)氣體組份的方法,將原來(lái)氣體組份的色譜分析變?yōu)楣庾V分析,變?cè)瓉?lái)的周期性分析檢測(cè)為連續(xù)分析檢測(cè)。
(3)使用P-K儀,在錄井現(xiàn)場(chǎng)對(duì)巖心、巖屑進(jìn)行孔隙度、滲透率分析,進(jìn)行全井段物性測(cè)量。
(4)酸解烴法進(jìn)行油氣層評(píng)價(jià):把巖石在一個(gè)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(lái),并加以收集分析、鑒定和計(jì)算,進(jìn)行油層評(píng)價(jià)。
(5)定量熒光技術(shù)投入現(xiàn)場(chǎng)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(shí)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(zhǔn)確性在很大程度上取決于現(xiàn)場(chǎng)人員的經(jīng)驗(yàn)。鑒于此,德士古公司經(jīng)過(guò)8年潛心研究,開發(fā)定量熒光檢測(cè)儀(QFT)并獲得成功。
可以預(yù)測(cè),將有更多的檢測(cè)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(shí)監(jiān)測(cè)井下情況、獲得真正代表地層的信息,進(jìn)行隨鉆地層評(píng)價(jià)提供了手段。
(2)氣測(cè)井方面,快速色譜系統(tǒng)及井下鉆井液氣體檢測(cè)法(聲波干擾法)的出現(xiàn)又使氣測(cè)井突破了遲到時(shí)間的束縛,在鉆開儲(chǔ)層的同時(shí),進(jìn)行氣體檢測(cè),獲得氣體參數(shù)更及時(shí)。
(3)鉆具振動(dòng)分析技術(shù)引入錄井領(lǐng)域
在鉆井過(guò)程中,鉆具振動(dòng)與鉆柱及其組成部分的動(dòng)力學(xué)特性有關(guān)。早在60年代,國(guó)際上就開始鉆具振動(dòng)問(wèn)題的研究,并開發(fā)出各種檢測(cè)儀器和解釋技術(shù),用來(lái)指導(dǎo)安全鉆井,可有效地防止鉆具事故和鉆井問(wèn)題的發(fā)生。
4、資料處理智能化
錄井資料處理解釋計(jì)算機(jī)系統(tǒng),既是現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)化發(fā)展。
綜合錄井使用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行綜合性數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理,為用戶進(jìn)行作業(yè)決策提供完備翔實(shí)的資料,和強(qiáng)大的系統(tǒng)工具。應(yīng)用到了鉆井、測(cè)井、錄井、隨鉆測(cè)量、中途測(cè)試、完井等各方面跨部門的井場(chǎng)作業(yè),發(fā)展了綜合評(píng)價(jià)技術(shù),進(jìn)一步的應(yīng)用到井場(chǎng)廢棄物處理以及各種作業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)等諸多方面,強(qiáng)大完備功能的綜合錄井儀使作業(yè)決策趨于現(xiàn)場(chǎng)化。
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