一 引言
随着油田钻采工作的边际化,我国油田的开发逐步向着物性差开采难度大的区域展开,这对钻采工作提出了更高的要求。针对这些复杂的地质条件,常规的电缆测井已经不能满足时代的需求,在这种情形下,随钻测井技术应运而生,得到了越来越多的关注。实践表明,随钻测井技术能够实时的了解地层特征的变化以及对地层的压力进行预测,对于地层的评价和指导地质的导向具有十分重要的意义。除此之外,采用随钻测井技术还可以减少误差,在石油钻采领域值得进一步的推广。但是,针对当今我国面临的能源短缺等问题,我们必须进一步的完善测井技术,不断提升我国的油气资源开采率。本文主要随钻测井技术的工作原理,对我国目前应用较多的几种随钻测井技术进行了概述,并展望了未来随钻测井技术的发展前景,旨在能够推动我国测井技术的进一步发展。
二 随钻测井技术优势
随钻测井技术的工作原理是在钻井开发的过程中,在近钻头处安放测井仪器,钻头在钻进的过程中,测井仪器就可以随着钻头继续观察事物,实现边钻边测的功能。传统的测井技术是在钻井施工工作完成后在进行测量,而随钻测量的实施具有较多的好处,随钻测井技术可以一边钻井一边测量,大大的缩短了开发周期。而且随钻测井可以大大降低钻井过程中存在的误差,大大的提升油气资源开采精度。我国通过多年的研究在随钻测井技术方面已经有了多年的实践经验,实践结果表明随钻测井技术是一项关键的测井技术,能够很好的提供地质导向,为整个工程项目的顺利进行提供了很重要的技术支持。
三 随钻测井技术概述
3.1 随钻伽马测井技术
随着科技水平的发展,各项新型的钻井工艺应用到各大油田现场。近些年,由于传统的钻井工艺已经不能满足现在的地质开采需求,水平井、大位移井等新型工艺得到了广泛的关注。然而随钻自然伽马测井技术主要是利用探测器来测量出地层中放射性元素所衰变出来的自然伽马射线的相关数据信息,然后利用专业的转换软件将脉冲信号进行处理输出,最终达到对地层岩性的识别及确定泥质含量的目的。电阻率测井的工作原理是通过探测地层不同深度的相位和衰减电阻率来达到划分薄储层的目的,并且通过伽马测井能够有效的计算出地层含水饱和度,划分油水界面,为地层的钻井提供可靠的测井资料。
3.2 中子密度随钻测井技术
中子密度随钻测井仪是目前应用较多的一种测井仪器,通过该测井仪能够有效的获取地层密度值、孔隙度值等重要的影响储层性质的参数。中子随钻测井技术主要是利用中子和地层中的原子核发生一些弹性与非弹性的能量损失,然而地层中的氢元素具有最强的减速能力,并且通过地层中氢元素对中子的影响来进一步的确定好地层的孔隙度。
3.3 随钻声波测井隔声技术
随钻声波测井隔声技术主要是利用周期性刻槽的方式来阻隔钻铤模式的一种方法,该技术已经具备大量的理论研究和模拟实验。Tang及Kinoshita等国外学者分别介绍了贝克休斯和斯伦贝谢公式所设计的新型随钻声波隔声体阻隔钻铤模式的现场测试效果,为广大的学者研究该技术提供了参考。我国学者乔文孝等人利用数值模拟的方法对钻铤模式下波的传播规律进行了研究。唐晓明团队利用拉伸波在钻铤中传播存在固有阻带的现象,组合了不同固有阻带的钻铤并通过拓宽阻带达到隔声的目的。接着,他又进而提出了基于双源反激技术的随钻声波测井隔声新方法,该方法并不需要在钻铤上刻槽和变径,主要是通过利用钻铤上的2个发射器的激励相位和幅度将接收器位置的钻铤波相叠加,从而可以将隔声的问题解决。
3.4 电磁波随钻测井技术
电磁波随钻测井技术的工作原理主要是利用地质信号和电阻率的信息对储层的边界进行反演,然后基于地层边界距离和边界方位的实时信息,结合可视化的界面将地层的结构和模型显示出来,从而可以实时的将所钻遇的地层构造情况反馈出来。
四 随钻测井技术发展前景展望
通过多年的理论与实践的研究,我国在随钻测井技术方面取得了很大的进步,但是相比于国外的研究而言,我国在随钻测井技术方面的研究起步较晚,还有很多问题需要解决。笔者通过对我国目前随钻测井技术的调研,指出在未来的研究中随钻测井技术可以朝着如下的方向发展:
第一,针对随钻声波测井技术而言,由传统的横波测量、纵波测量逐步的向方位成像测量技术迈进,仪器的结构也逐步的由偏心、全方位单极结构发展到多极子结构。
第二,目前,我们针对随钻声波测井的研究处于火热的阶段,接下来我们可以将研究方向定位在随钻多极子声波测井方面,重点解决随钻声波测井数据信噪比的问题。针对隔声技术而言,我们可以进一步的对隔声体的结构和隔声效果进行优化,进一步的探索出宽带低频的随钻测井新技术。针对换能器而言,我们需要进一步的加强大功率和强低频换能器技术的研究以适应低频随钻测井技术的应用。
第三,随着声波测井技术的应用更加成熟,该技术必然为油气资源的勘探和开发提供更多的数据和参考,必然在地质导向和储层评价方面发挥更大的作用。而且,我们可以进一步的向着随钻声速径向剖面层析技术迈进,这对于储层压裂的改造和地质导向的指导具有十分重要的意义。
第四,随钻测量技术的稳定性和可靠性需要提升。随钻测量相关的仪器都是由一些精密的电子元器件组合而成,为了提升仪器的稳定性,就必须使用耐高温高压、存储容量大以及抗磁干扰性比较好的一些元器件。除此之外,近钻头测量技术还需要进一步的完善,向着测量范围大、精准全面以及可视化程度高的程度进步。
五 结束语
就现阶段而言,我国随钻测量技术还有很多的不足之处,在以后的研究过程中,我们的研究人员任重而道远,我们不仅要在耐高温、高压以及稳定性方面加大研发力度,还需要考虑整个测井过程中的安全环保因素。而且,我们还要不断学习国外的先进技术,结合我国的独特的地质特征,总结经验与教训,研发出更高效的适合我国独特地质条件的测井技术。
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