仪器录井技术涉及运用尖端的感应器和计算机科技,对石油钻井作业期间的各种指标进行即时监控、资料获取、分析及管理,以达成对钻探作业的全方位控制和最优化。此技术具备实时监控、高度自动化和强大的数据处理功能,能为石油钻井提供精确且稳定的数据保障。
一、国内外录井仪器设备发展概述
随着石油探查技术的持续演进,地质录井设备也经历了显著的升级和发展,从最初的简易铁锹和直尺,演变至现今的智能化高精度仪器。自第一款专业测井设备诞生以来,测井仪器的发展周期大致遵循每10至15年一代,每2至3年一款新型号的规律。至今,已进化到第五代录井检测装备,它们能综合进行数据采集、存储、传输及发布,成为实时、直接探测、评估油气层的首选工具。这些设备为石油勘探开发提供了原始的井筒数据,在非常规油气田、深层、超深层以及复杂油气储藏的探索中扮演着至关重要的角色。
石油勘探与开发的需求及科技演进对录井仪器的发展起着决定性作用,科技进步构成了其发展的基石,而石油产业的探索需求则直接刺激了仪器的持续革新。在海外,随着工业革命对石油需求的攀升,20世纪初期,油气勘探热潮兴起,催生了专门的仪器设备,以高效精确地定位和利用油气资源。1939年,Baroid公司推出的首台气测仪是一个里程碑,随后,伴随着科技的飞跃,多种新技术被整合到录井作业中,逐渐构建起完备的设备系统。至今,该系统已历经五代的精进,第六代的研发也在进行中。科技的持续进步极大地推动了录井设备的进步,特别是在非常规油气勘探的当下,更促使录井仪器向智能化和平台集成化迈进。我们有理由相信,录井技术的不断创新将为我国复杂地层和非常规油气的开采提供坚实的技术支撑。
我国石油天然气资源的大范围勘查与开发相对滞后,而我国的录井工作却开始得很快,孙建初等人于1937年年初便在甘肃玉门油田进行了录井工作;不过,由于受到国内的政治、经济等因素的限制,野外录井方法主要还是靠手工,主要是用眼睛去看,手工描述,定性描述,使用的工具也很简单,就是铲子、面盆和卷尺;尼龙绳、笔和笔记本等,无地质成分采集、检测和分析手段,全凭人工过去的经验来判定,资料采集连续性差,检测和分析的科学性差。我国近代录井技术发展比较慢,其录井的仪器和装备大致可分为五个阶段:第一个阶段为引进期,1980年代之前,由于我国的科技水平比较低,录井的仪器、装置和所用的仪器和器具都要依靠进口。第二个阶段为引入与研究期,即1985年引入法国的 TDC综合录井仪、1990年ALS--2综合录井仪、AD-VANTAGE综合录井仪、 DATALOG综合录井仪等各种较高水平的仪器和设备,并投入到实际工程中,逐渐学习模仿了这些仪器的使用。第三个阶段为国内外共同研究开发期,在2000多个有关主管机关牵头下,我国已开展了仿制和装配一体化仪器研制工作,并与外国的一些企业合作开发了集成式仪器;不断的累积研究与开发的经验,奠定独立的制造基础。第四个阶段为独立研究和开发阶段,从2007年开始,在科技部的帮助下,多所大学和专业企业联合进行了相应的技术研究,逐渐发展出了国产“雪狼·德玛”、“长城”等国产录井仪器,经过不断的努力,2008年之后,整个录井设备及配套仪器逐渐取代了国外产品。尤其是最近几年,我国自行开发的集成式测井仪器,已经逐渐与世界接轨。第五个阶段为大型野外应用,以中国石油公司为例子,已有480套完整的仪器研制和生产,包括30多套对外出售;国内自行研制的仪器大约为450部,在役仪器总数的55%,85套出口到外国,占全部进口仪器总数的45%,国内自行研制的仪器已占领了半璧江山,经过一段时期的发展,录井装备的全面国产化指日可待。
二、综合录井仪概述
钻井过程中的多功能监控设备,称之为综合录井仪,它是一种精密装置,专门用于实时捕捉和解析钻井液中隐藏的地质、能源、压力以及岩石特性的深度相关数据。这种技术在石油和天然气勘探开发的各个环节中扮演着至关重要的角色。无论是新领域的初次探测井,如基础调查井和预研究井,还是在成熟油田和区块中进行的生产井、取样井、横向钻探井或调节井施工,综合录井仪都发挥着不可或缺的辅助作用。其核心价值在于,通过精确记录地层岩石碎片的成分变化,以及钻井工程和钻井液的相关参数,综合录井仪能够生成详尽的数据集。这些数据经过系统分析,犹如导航灯塔,指导着油气藏的探寻和确认过程。
随着录井技术的持续进步,录井设备和仪器经历了快速的升级。在20世纪50年代,初步应用了简单的气体检测器,随后的60到70年代,色谱气体检测仪成为主流。70年代,全球范围内首次引入了综合录井仪。微型计算机的诞生及计算能力的增强,对录井领域产生了深远的革新,催生了离线综合录井系统(计算机与录井仪分离)和在线综合录井系统(计算机直接连接录井仪)。
综合录井仪是指在钻井作业中,对钻井作业中所钻岩层进行持续接收的油气显示和钻井作业;钻井液特性。用于鉴别油气水层及地层的其他指标;生油层及物源评估。监测钻井施工情况,探测地层压力,优化钻井工艺;为了达到科学钻探的目的,对石油、天然气等地层进行了有效的防护。在对石油和天然气进行勘探时,采用了其他方法无法取代的方法,而采用综合测井方法则可对石油和天然气进行直接探测。在此基础上,构建了钻井地层剖面,地层层序和油气成分的分布曲线。与之配套的科学钻探,能够实现对整个钻孔的整个进程,对各项工作进行实时监控与纪录,以便能够在钻探工作中,及时地察觉到钻孔中存在的危险与事故迹象,并与固井质量相匹配;与下套管一起测定井底断裂压力等。为射流钻探的优选,最佳,均衡钻探等方面的数据。
在石油天然气勘探工作中,综合录井仪已得到了广泛的应用。该方法不但可用于新区的参数井、预探井和探井,还可用于老区的开发井和调整井的建设。综合录井技术是一门多学科、多技术融合的高科技产品。物料资料不仅仅提供给单一使用者使用。即:所获得的钻探工程资料,能够为钻探工程技术人员和地质技术人员所利用,而所获得的地质信息,也可以为工程和地质技术人员所共享,二者相辅相成,互为利用,资源共享。
结语
总而言之,石油钻井过程中融入仪器录井技术,能够显著提升作业的安全水平与效率,同时对油气资源的探测与开发起到了关键性的技术支撑。伴随着科技的持续进步与革新,仪器录井技术在石油钻井领域的影响力预计将更为深远。
参考文献
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