第57屆SPWLA年會(huì)綜述:地層評(píng)價(jià)與測(cè)井技術(shù)新進(jìn)展

齊寶權(quán), 安濤, 柴細(xì)元, 李長(zhǎng)文, 金鼎, 楊虹

(1.中國(guó)石油川慶鉆探工程有限公司測(cè)井公司, 重慶 400021; 2.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司工程技術(shù)分公司, 北京 100007;3.中國(guó)石油渤海鉆探工程有限公司測(cè)井分公司, 天津 300280; 4.中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司國(guó)際事業(yè)部, 北京 100083;5.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司科技管理部, 北京 100007; 6.中國(guó)石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院, 北京 100724)

0 引 言

巖石物理學(xué)家和測(cè)井分析家協(xié)會(huì)(The Society of Petrophysicists and Well Log Analysts,SPWLA)第57屆年會(huì)于2016年6月25日至29日在冰島首都雷克雅未克舉行。來(lái)自眾多國(guó)家和地區(qū)的油公司、測(cè)井服務(wù)公司、科研單位及高校的200余位巖石物理學(xué)家、地層評(píng)價(jià)專(zhuān)家和工程技術(shù)人員參加了年會(huì),中國(guó)有7名代表出席了會(huì)議。

SPWLA第57屆年會(huì)通過(guò)專(zhuān)題講座、學(xué)術(shù)交流、技術(shù)展覽等方式,展示了1年來(lái)測(cè)井方法、解釋評(píng)價(jià)、綜合應(yīng)用等方面的最新進(jìn)展和應(yīng)用情況。會(huì)議舉辦了3個(gè)專(zhuān)題講座,即頁(yè)巖氣巖石物理、結(jié)合套后測(cè)井新資料與裸眼井老資料開(kāi)展儲(chǔ)層評(píng)價(jià)、用智能化巖石物理技術(shù)開(kāi)展儲(chǔ)層模擬;組織了復(fù)雜儲(chǔ)層與新方法、常規(guī)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)、非常規(guī)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)、測(cè)井新技術(shù)、儲(chǔ)層與生產(chǎn)監(jiān)測(cè)、水平井導(dǎo)向6個(gè)專(zhuān)題的學(xué)術(shù)交流報(bào)告,共交流論文100篇,大會(huì)宣讀論文55篇,張貼45篇。

會(huì)議確定了SPWLA第58屆年會(huì)將于2017年6月17日至6月21日在美國(guó)俄克拉荷馬市召開(kāi);SPWLA第59屆年會(huì)將于2018年在英國(guó)倫敦召開(kāi),并由倫敦巖石物理學(xué)會(huì)(LPS)承辦。

1 專(zhuān)題學(xué)術(shù)報(bào)告交流情況

1.1 復(fù)雜儲(chǔ)層與新方法(交流論文5篇,張貼論文1篇)

Amitabha Chatterjee等[1]對(duì)挪威大陸架礫巖儲(chǔ)層開(kāi)展測(cè)井評(píng)價(jià)。該地區(qū)礫巖儲(chǔ)層為低孔隙度、巖性復(fù)雜、非均質(zhì)孔隙系統(tǒng),造成油氣層與水層電阻率對(duì)比度小,測(cè)井解釋難度大。通過(guò)常規(guī)測(cè)井和元素測(cè)井求準(zhǔn)巖性及孔隙度,用介電測(cè)井確定流體飽和度,測(cè)井解釋結(jié)果精確揭示了淺部與深部地層的細(xì)小差異,反映礫巖儲(chǔ)層的可動(dòng)烴大小這一關(guān)鍵參數(shù)。測(cè)井解釋結(jié)果為地層測(cè)試所證實(shí)。

G.Merletti等[2]討論了在致密氣藏儲(chǔ)層中用孔喉尺寸屬性獲得排水和吸水飽和度模型。使用電阻率導(dǎo)出水飽和度模型作為參考,排液吸液模型自由水位通過(guò)水飽和高度模型優(yōu)化。在不同巖石品質(zhì)中的精確配置提供了儲(chǔ)層可能的飽和度預(yù)測(cè)。

Mauro Palavecino等[3]提出基于壓汞毛細(xì)管壓力(MICP)和粒度分布測(cè)量的巖石分類(lèi)新方法。運(yùn)用MICP數(shù)據(jù)和粒度分布測(cè)量值,使用3種基礎(chǔ)函數(shù)參數(shù)對(duì)喉道和粒度分布進(jìn)行對(duì)數(shù)處理,以及使用核磁共振數(shù)據(jù)量化束縛水飽和度。引入多洛倫茲分布函數(shù),使用自由參數(shù)建立束縛水飽和度和滲透率的關(guān)系。同雙峰高斯分布、托馬斯雙曲線(xiàn)進(jìn)行對(duì)比,評(píng)價(jià)哪一個(gè)在喉道分布和對(duì)應(yīng)流體屬性的計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確。最后,介紹一種巖石分類(lèi)新方法,用所有孔喉幾何參數(shù)量化巖石儲(chǔ)層空間和流體特性,解決了常規(guī)方法很難對(duì)具有多種喉道分布模式的巖石準(zhǔn)確評(píng)估和分類(lèi)的難題。

M.Asly等[4]分享了在低流動(dòng)性地層進(jìn)行地層測(cè)試和取樣的新技術(shù)解決方案案例。在低滲透儲(chǔ)層獲取可靠數(shù)據(jù)并開(kāi)展評(píng)價(jià)極其困難。使用超加長(zhǎng)封隔器可確保壓力數(shù)據(jù)收集和獲取更可靠、品質(zhì)更高的壓力點(diǎn)。使用新的同軸封隔器收集流體樣品,可降低樣品污染,能完善儲(chǔ)層評(píng)價(jià)。對(duì)于常規(guī)地層測(cè)試和取樣設(shè)備具有很大的挑戰(zhàn)性。

Han Xiaogang等[5]討論了精確和可靠的核模型對(duì)加強(qiáng)儲(chǔ)層和井監(jiān)測(cè)的影響。闡述了不同參數(shù)的影響,例如多級(jí)脈沖中子測(cè)量?jī)x所處的井筒環(huán)境條件、巖石類(lèi)型、流體類(lèi)型及完井條件。針對(duì)井控條件確定核模型的基準(zhǔn),為選擇適合的屬性進(jìn)行巖石物理解釋提供了保證。

1.2 常規(guī)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)(交流論文15篇,張貼論文19篇)

Joni Polili Lie等[7]提出一種新的控制電流的方法,顯著提高了陣列側(cè)向測(cè)井儀器電阻率測(cè)量值的動(dòng)態(tài)對(duì)比范圍。該方法建立自適應(yīng)信號(hào)處理方案,實(shí)時(shí)檢測(cè)地層電阻率的變化,并反復(fù)調(diào)整電流。該方法已經(jīng)通過(guò)了計(jì)算機(jī)嚴(yán)格的模擬驗(yàn)證,包含4個(gè)模塊:地層、儀器電子線(xiàn)路(包括串?dāng)_、前置放大器的噪聲、模擬到數(shù)字信號(hào)的邊界)、監(jiān)測(cè)方案(信號(hào)處理方法)以及自適應(yīng)電流控制算法。大量基于計(jì)算模型的模擬研究十分清楚地表明,對(duì)向地層發(fā)射多個(gè)電流的個(gè)別調(diào)整對(duì)最后的視電阻率測(cè)量有明顯改善。該方法也可應(yīng)用到其他類(lèi)似的測(cè)井儀器中,可以幫助優(yōu)化儀器電子線(xiàn)路的動(dòng)態(tài)范圍從而擴(kuò)大測(cè)量范圍。Mayank Malik等[7]介紹了微壓裂是一種能直接獲得原狀地層壓力的有效途徑,微壓裂測(cè)試(多數(shù)在直井導(dǎo)眼井中)則可用于刻度測(cè)井巖石力學(xué)模型,從而計(jì)算出完整、精確的垂向壓力剖面。另外,介紹了微壓裂流程以及幾個(gè)案例說(shuō)明通過(guò)有效的壓裂及完井方案提高油氣采收率。M.Pirrone等[8]研究了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)巖石物理描述的新方法,它集成了特殊巖心分析、核磁共振(NMR)測(cè)井、多速率生產(chǎn)測(cè)井儀(PLT)的解釋。從核磁共振測(cè)井得到的巖心標(biāo)定分區(qū)孔隙度和滲透率作為輸入的多參數(shù)統(tǒng)計(jì)技術(shù)用于動(dòng)態(tài)意義的測(cè)井相分類(lèi)。該測(cè)井相的實(shí)際動(dòng)態(tài)特性通過(guò)多速率生產(chǎn)測(cè)井儀分析相應(yīng)的特殊生產(chǎn)指數(shù)所建立。

Hamid Hadibeik等[9]提出了一個(gè)新的表征儲(chǔ)層特征的方案,該方案整合了電阻率成像測(cè)井、泥漿電阻率測(cè)井、核磁共振測(cè)井的地質(zhì)相評(píng)價(jià)儲(chǔ)層品質(zhì)。結(jié)合NMR能夠取得地層壓力測(cè)試的最優(yōu)化方案,檢測(cè)流體流動(dòng)的高質(zhì)量巖石。在鮑馬序列的基礎(chǔ)上用成像測(cè)井和泥漿電阻率測(cè)井將濁積巖地質(zhì)相分為4類(lèi)。中子密度測(cè)井可以檢測(cè)出該序列各砂體的不同及相關(guān)性。再用NMR測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算流體指數(shù)(FFI)與束縛水體積(BVI)比值。比值越大,表明巖石品質(zhì)越好。結(jié)合鮑馬序列的巖石品質(zhì)和FFI/BVI值,在選擇壓力測(cè)試點(diǎn)時(shí)排除品質(zhì)差的巖石,從而建立有效的流體速度梯度。John Pinkett等[10]介紹了一種新型的電纜井壁取心技術(shù),可以在取出儲(chǔ)層巖石的同時(shí)將儲(chǔ)層流體取出并密封在一個(gè)承壓容器中,消除了在取心時(shí)未取到儲(chǔ)層流體的情況。相比傳統(tǒng)的取心技術(shù),獲取地層流體而不是估算流失的流體體積,表明在儲(chǔ)層油氣含量評(píng)價(jià)方面更有優(yōu)勢(shì)。采集儲(chǔ)層流體并分析流體性質(zhì),對(duì)完井及儲(chǔ)層生產(chǎn)測(cè)量的制定十分重要。

Edith Muller-Huber等[11]研究利用傳統(tǒng)Coates模型找到并評(píng)估孔隙幾何尺寸參數(shù)對(duì)核磁共振響應(yīng)的影響,并提高核磁共振對(duì)滲透率的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。提出了一種改進(jìn)的毛細(xì)管模型,在不考慮表面電導(dǎo)率的情況下結(jié)合滲透率、電阻率及核磁共振對(duì)飽和水和潤(rùn)濕水的巖石進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。該模型主要包含了4個(gè)方面的影響:孔隙度、孔隙半徑、孔隙半徑和孔隙喉道的比以及孔隙彎曲性。該模型構(gòu)造了可推導(dǎo)滲透率、有效孔隙度、比表面積、孔隙喉道及孔隙半徑、地層參數(shù)和孔隙彎曲性的關(guān)系,以及利用核磁共振毛細(xì)管束縛水膜厚度和BVI、BVM推導(dǎo)出的表面積與孔隙的比,并結(jié)合了碳酸鹽巖地層各種不同地質(zhì)及孔隙類(lèi)型的實(shí)際數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)與其模型結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。

Josselin Kherroubi等[12]基于井眼電成像圖運(yùn)用高分辨率成像技術(shù),可以精確識(shí)別各種層理屬性及其傾向變化。首先使用Hough變換方法在滑動(dòng)窗口估算層理傾向;從井眼圖像中提取出電阻率曲線(xiàn),電阻率曲線(xiàn)依據(jù)厚度范圍被分解成相應(yīng)頻率范圍;根據(jù)規(guī)模,對(duì)層理和地層邊界加以定義并確定其屬性;最后,計(jì)算出層理厚度指數(shù)。這些屬性接著可用于相分析或相關(guān)性分析。

Sarvagya Parashar等[13]介紹了一種將高分辨率測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成地震模式的匹配方法。成像測(cè)井提取的高分辨率電阻率曲線(xiàn)用于合成地震記錄。電阻率測(cè)井轉(zhuǎn)化為等同的聲波測(cè)井,用較低分辨率聲波測(cè)井采用同等采樣間距進(jìn)行刻度?？潭韧瓿珊?形成了相似分辨率聲阻抗曲線(xiàn),也完成對(duì)應(yīng)分辨率地震記錄的合成工作。通過(guò)將高分辨率測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為地震域,使薄層地震數(shù)據(jù)和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)緊密結(jié)合起來(lái)。

1.3 非常規(guī)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)(交流論文15篇,張貼論文10篇)

非常規(guī)儲(chǔ)層巖石物理實(shí)驗(yàn)和反演技術(shù)研究廣泛開(kāi)展。Siddharth Misra等[14]開(kāi)展了對(duì)富含黃鐵礦泥巖多頻感應(yīng)測(cè)井介電影響及等量巖心實(shí)驗(yàn)室分析,分散的導(dǎo)電礦物界面激化IP效應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室得到驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)室用到了多頻、三軸電磁傳導(dǎo)單元,用于測(cè)量全井眼巖心復(fù)雜電導(dǎo)率張量,通過(guò)新的電化學(xué)模型計(jì)算出包含導(dǎo)電礦物、泥巖顆粒等的有效介電常數(shù)和電導(dǎo)率,該模型成功地用在頁(yè)巖地層采集的常規(guī)陣列三分量感應(yīng)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算出電導(dǎo)率和介電常數(shù)。這一處理方法對(duì)今后采集實(shí)部信號(hào)和虛部信號(hào)的雙向量感應(yīng)測(cè)井在頁(yè)巖氣應(yīng)用中將發(fā)揮作用。

Farrukh Hamza等[15]通過(guò)實(shí)驗(yàn)室?guī)r心分析巖性、TOC、動(dòng)靜巖石力學(xué)參數(shù)等建立速度回歸V-reg模型和ANNIE深度修正模型M-ANNIE 2,對(duì)北美非常規(guī)頁(yè)巖儲(chǔ)層開(kāi)展各向異性彈性模量刻畫(huà),提高了剛度系數(shù)和彈性模量預(yù)測(cè)值,進(jìn)而提高了最小水平主應(yīng)力預(yù)測(cè)精度。Anqi Yang等[16]開(kāi)展頁(yè)巖氣巖石物理實(shí)驗(yàn),研究分析富含有機(jī)質(zhì)泥巖和孤立的干酪根樣品,對(duì)其進(jìn)行熱解、核磁共振、電阻率測(cè)量并進(jìn)行分析。分析發(fā)現(xiàn)通過(guò)自然熟化,當(dāng)含氫指數(shù)從603降至36時(shí),干酪根芳香率從0.4增加到0.95;當(dāng)孤立干酪根樣品從150 ℃加溫到650 ℃時(shí),電導(dǎo)率增加了3～7個(gè)數(shù)量級(jí)。FEI Oil & Gas的Andrew Fogden等[17]通過(guò)高分辨二維掃描電鏡及三位聚焦離子束掃描電鏡對(duì)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層特征開(kāi)展微觀(guān)分析,為優(yōu)化儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。Aamir Siddiqui等[18]針對(duì)北美Eagle Ford頁(yè)巖儲(chǔ)層巖相和源巖特性變化大、嚴(yán)重依賴(lài)巖心分析、延誤完井和鉆井周期的狀況,通過(guò)利用元素測(cè)井、核磁共振和聲波測(cè)井等資料進(jìn)行儲(chǔ)層模擬,得到頁(yè)巖氣巖性、礦物、總有機(jī)碳含量(TOC)和物性特征。該方法以大量巖心數(shù)據(jù)作支撐,結(jié)果可靠,節(jié)約了大量鉆井成本和周期。Zhang Hao等[19]同樣利用包括元素測(cè)井的測(cè)井資料反演模型估算頁(yè)巖氣總有機(jī)碳、礦物含量和孔隙度,見(jiàn)到較好效果。

核磁共振在非常規(guī)儲(chǔ)層研究與評(píng)價(jià)得到大量使用。Sun Boqin等[20]使用核磁共振儀器進(jìn)行核磁共振等溫吸附線(xiàn)測(cè)量,運(yùn)用Laplace反演處理解釋核磁共振等溫吸附線(xiàn)求得Langmuir等溫吸附壓力分布,進(jìn)而得到樣品的Langmuir體積和Langmuir壓力。此外,用一套核磁共振脈沖序列可以獲得天然氣吸附能量與化學(xué)位移、T1或T2弛豫時(shí)間之間關(guān)系的多維相關(guān)分布,用來(lái)精確量化不同孔隙類(lèi)型、不同孔隙大小、不同粒度和非均質(zhì)頁(yè)巖不同吸附物的氣體吸附量。Ravinath Kausik等[21]對(duì)Bakken油氣系統(tǒng)開(kāi)展高頻場(chǎng)及低頻場(chǎng)核磁共振弛豫與分散測(cè)量研究。用低頻二維T1-T2核磁共振測(cè)量可以識(shí)別區(qū)別于自由流體的瀝青+束縛水信號(hào)、有機(jī)孔隙中的石油,通過(guò)高頻核磁共振測(cè)量可以把干酪根+瀝青信號(hào)從束縛水部分分離,也可以測(cè)量頁(yè)巖中的自由流體。Ravinath Kausik等[22]提出了可將NMR測(cè)量轉(zhuǎn)化成天然氣總量TGIP,即吸附氣和游離氣。這種方法是圍繞含氫指數(shù)、孔徑、孔壓、地層溫度、天然氣參數(shù)表應(yīng)用的氫核計(jì)數(shù)法。Paul R.Crsddock等[23]用核磁共振等測(cè)井資料確定儲(chǔ)層產(chǎn)能指數(shù)RPI評(píng)價(jià)致密油儲(chǔ)層品質(zhì)RQ。

聲波測(cè)井在非常規(guī)儲(chǔ)層研究與評(píng)價(jià)得到應(yīng)用和發(fā)展。Jennifer Market等[24]對(duì)聲波測(cè)井在非常規(guī)儲(chǔ)層中的響應(yīng)特征開(kāi)展了分析,強(qiáng)調(diào)在水平井非常規(guī)儲(chǔ)層需要通過(guò)建立工作流和質(zhì)量控制保障聲波測(cè)井處理結(jié)果的一致可靠性。Eduardo Cazeneuve等[25]結(jié)合遠(yuǎn)探測(cè)橫波成像開(kāi)展儲(chǔ)層地質(zhì)導(dǎo)向避免地質(zhì)危害并實(shí)現(xiàn)完井優(yōu)化,遠(yuǎn)探測(cè)橫波成像既可在裸眼井測(cè)井,也可以在套管井測(cè)井,探測(cè)距離超過(guò)100 ft*非法定計(jì)量單位,1 ft=12 in=0.304 8 m,下同,可以觀(guān)測(cè)近井筒裂縫、斷層及層理等其他構(gòu)造特征。Denis Syresin等[26]開(kāi)展了隨鉆單極子方位聲波儀(LWD Unipole Tools)研究,對(duì)地層聲波方位變化特征進(jìn)行了分析,通過(guò)方法模擬、實(shí)際測(cè)井表明該儀器在非均質(zhì)各向異性地層對(duì)縱橫波具有方位敏感性,克服了常規(guī)LWD單極子和四極子聲波儀對(duì)地層彈性參數(shù)方向變化不敏感以及常規(guī)LWD偶極子聲波測(cè)井儀由于信號(hào)與儀器撓曲波模式混淆對(duì)地層彈性參數(shù)方向變化響應(yīng)有限的缺點(diǎn)。在水平井及斜井中隨鉆單極子方位聲波測(cè)井儀可以區(qū)分出縱波、快橫波(水平向)、慢橫波(垂向)。

1.4 測(cè)井新技術(shù)(交流論文10篇,張貼論文7篇)

Zhou Tong等[27]介紹了一種新的快中子截面(FNXS)測(cè)井方法及應(yīng)用,這種方法可以用于含氣飽和度的定量測(cè)量,特別是在套管井地層評(píng)價(jià)中,當(dāng)缺乏裸眼井密度測(cè)井值時(shí),可從很低的孔隙度中識(shí)別出含氣孔隙度。

Doug Paterson等[28]論述了近年發(fā)展的基于水平剪切導(dǎo)波的水泥膠結(jié)測(cè)井的理論基礎(chǔ)、數(shù)值模擬以及實(shí)驗(yàn)室測(cè)量結(jié)果分析方法,水平剪切波響應(yīng)只與套管背后介質(zhì)的剪切剛度有關(guān),與介質(zhì)的密度或體積模量無(wú)關(guān)。水平剪切波衰減測(cè)量可以幫助更好地了解套管背后的水泥膠結(jié)狀況。Doug Paterson等[29]展示了遠(yuǎn)探測(cè)聲波測(cè)井技術(shù)的新進(jìn)展及應(yīng)用效果,即通過(guò)改進(jìn)井孔聲波測(cè)井采集序列和處理方法能夠在斜井中看到地層的更深處,分辨率比地面地震高很多。該研究還利用了偶極聲源輻射產(chǎn)生的縱波與橫波體波信號(hào)。在墨西哥灣海上應(yīng)用案例顯示,能夠?qū)?0 m遠(yuǎn)的地層和斷層進(jìn)行成像,并獲得關(guān)鍵的構(gòu)造方位等參數(shù),還可以進(jìn)行鹽丘等類(lèi)似構(gòu)造的三維可視化。

Chen Songhua等[30]研究出了一種新的更有效的多維核磁共振反演方法以改善流體性質(zhì)識(shí)別和巖石特征分析。地層巖石中的復(fù)雜礦物組分會(huì)影響核磁共振測(cè)井、巖心分析的孔隙結(jié)構(gòu)表征和流體性質(zhì)識(shí)別,常規(guī)的2D和3D反演方法在解決諸如富含鐵礦物地層的流體性質(zhì)識(shí)別以及區(qū)分大孔隙水和輕質(zhì)烴時(shí)面臨很大困難。2種新算法可以改善核磁共振測(cè)井和巖心分析2D和3D反演方法的效率和可靠性,特別是一種雙重反演算法可以同時(shí)獲得D-T1和D-T2固有圖,而不是從D-T2固有導(dǎo)出D-T1;另外一種正反演結(jié)合的模型反演法IFMI可以獲得T1-T2固有圖和T1-T2表面圖,有助于分析巖石礦物和流體性質(zhì)的影響,這種方法還可以解決由于采用不同G-TE組合帶來(lái)的譜拖尾問(wèn)題。

Nate Bachman等[31]介紹了一種新的大尺寸(8.25 in)隨鉆核磁共振測(cè)井儀,主要用于高流動(dòng)率泥漿和大井眼環(huán)境。該儀器仍然具有短的回波間隔(0.6 ms)和高的垂直分辨率。在厄瓜多爾和墨西哥灣2個(gè)不同巖性、不同泥漿類(lèi)型和不同含烴類(lèi)型地層中的應(yīng)用實(shí)例展示了進(jìn)行實(shí)時(shí)地層評(píng)價(jià)的好處。與以前的6.75 in儀器相比,新儀器對(duì)井眼和泥漿流動(dòng)率等適用范圍更廣,探測(cè)深度也由14 in增加到17 in。

Monica Vik Constable等[32]介紹了斯倫貝謝公司與挪威石油公司合作開(kāi)發(fā)的隨鉆前視電阻率測(cè)井技術(shù)的最新進(jìn)展。這項(xiàng)技術(shù)有助于降低鉆井成本和風(fēng)險(xiǎn)。適應(yīng)12.25～14 in井眼的電磁前視樣機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì),低頻電磁發(fā)射探頭嵌在鉆頭后面1.8 m的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具上,向鉆頭前方和周?chē)l(fā)射多頻電流,產(chǎn)生的磁場(chǎng)由2～3個(gè)間隔安裝的接收探頭記錄,通過(guò)信號(hào)反演得到鉆頭前方若干米處的地層構(gòu)造。儀器的前視能力取決于發(fā)射-接收距離、頻率、周?chē)貙与娮杪?、目?biāo)體的厚度以及它與鉆頭前方地層電阻率的差異。在墨西哥灣鹽下油藏的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明電磁前視儀可以探測(cè)到鉆頭前方30 m處的鹽下界面。

Hadrien Dumont等[33]介紹了一種用井下流體分析儀(DFA)測(cè)量瀝青臨界壓力(AOP)的創(chuàng)新方法。深水油藏含有變化井眼清洗后從地層流出的石油進(jìn)入電纜儀器中,儀器起出井眼過(guò)程中石油的壓力和溫度都會(huì)發(fā)生變化,連續(xù)測(cè)量其光譜、密度、黏度。這種測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)是可以測(cè)量到儲(chǔ)層壓力,進(jìn)行最小的樣品處理,在樣品冷卻之前進(jìn)行AOP測(cè)量以及實(shí)時(shí)重復(fù)測(cè)量。

Julian Y.Zuo等[34]介紹了從地層測(cè)試獲得新的流體性質(zhì)即現(xiàn)場(chǎng)地層體積系數(shù)的方法。井下流體分析儀(DFA)不僅可以分析流體組分、氣油比、色度、密度、油基泥漿過(guò)濾物,還可以計(jì)算重要參數(shù) ——儲(chǔ)層流體體積系數(shù)(FVF),主要基于標(biāo)準(zhǔn)條件下的單步閃蒸過(guò)程中的質(zhì)量平衡。

Wang Pu等[35]介紹了用隨鉆聲波測(cè)井儀器得到偶極橫波各向異性參數(shù)的處理反演方法,可以給出快慢偶極橫波時(shí)差、快橫波極化方位等。重點(diǎn)模擬了鉆鋌彎曲模式波與地層彎曲模式波的耦合,以得到地層偶極橫波時(shí)差。提出了一種新的頻散提取算法從記錄的波列上以分離和識(shí)別這2種頻散波波至,然后對(duì)鉆鋌彎曲模式波或地層彎曲模式波進(jìn)行基于模型的反演,可以得到快地層或慢地層的偶極橫波時(shí)差。

1.5 儲(chǔ)層與生產(chǎn)監(jiān)測(cè)(交流論文5篇,張貼論文4篇)

Tony Fondyga等[36]用多探測(cè)器脈沖中子MDPN飽和度測(cè)井及核模擬開(kāi)展儲(chǔ)層監(jiān)測(cè),應(yīng)用于特立尼達(dá)島哥倫布盆地,能夠在井眼尺寸達(dá)12.25 in的雙層管柱,甚至在井眼尺寸達(dá)到17.5 in的3層管柱居中良好的條件下開(kāi)展監(jiān)測(cè),獲取不同俘獲界面Σ情況下的高質(zhì)量的含氣飽和度。核模擬通過(guò)核屬性參數(shù)建立與諸如視孔隙密度變化APDC的儲(chǔ)層參數(shù)關(guān)系,確定再完井措施。

Christopher Michael Jones等[37]提出的最新的光學(xué)分析法可以針對(duì)C6+液體進(jìn)一步分析出飽和烴、芳烴、樹(shù)脂和瀝青質(zhì)(SARA)的成分。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)可以利用電纜測(cè)試器在井下通過(guò)光學(xué)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行成分分析。此外,開(kāi)發(fā)了基于光學(xué)分析的新?tīng)顟B(tài)基方程用來(lái)分析流體的相及基于SARA的流體性質(zhì),甚至氣體性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)研究表明,井下光學(xué)分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室PVT結(jié)果有很好的一致性。

Shahin Amin等[38]結(jié)合巖石物理、地質(zhì)、地化對(duì)Eagle Ford頁(yè)巖氣進(jìn)行巖石分類(lèi),通過(guò)3組合測(cè)井、伽馬能譜、元素測(cè)井等反演礦物含量、孔隙度、流體飽和度。在缺少聲波測(cè)量資料的情況下,彈性模量和泊松比的預(yù)測(cè)是通過(guò)將礦物百分含量和形狀作為輸入導(dǎo)入自相關(guān)模型SCA進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地球化學(xué)性質(zhì),結(jié)合測(cè)井資料取得的巖石物理學(xué)參數(shù)進(jìn)行巖石分類(lèi)。

Alexandra Love等[39]通過(guò)非彈C/O點(diǎn)測(cè)和連續(xù)的俘獲產(chǎn)額測(cè)井,彌補(bǔ)脈沖中子測(cè)井PNL得到的俘獲界面Σ確定白堊地區(qū)剩余油水飽和度的不確定性。

Batakrishna Mandal[40]介紹了一種井周脈沖超聲測(cè)井儀,可滿(mǎn)足評(píng)價(jià)厚度為0.75～1.2 ft的套管及18 ppg*非法定計(jì)量單位,1 ppg=0.119 89 g/cm3,下同的油基泥漿條件下評(píng)價(jià)套管厚度和水泥膠結(jié)情況。這種儀器甚至能在高達(dá)35 000 psi*非法定計(jì)量單位,1 psi=6.8×103 Pa,下同壓力的深水井中工作。

1.6 水平井導(dǎo)向(交流論文5篇,張貼論文4篇)

Ansgar Cartellieri等[41]介紹了一種裝配有多種獨(dú)特傳感器的新式地層測(cè)試器,測(cè)量溫度、壓力、密度、黏度、折射率、聲速和可壓縮性等多種信息。在采樣過(guò)程中,通過(guò)確定最佳采樣時(shí)間和流體物理性質(zhì)信息判斷流體的類(lèi)型。當(dāng)傳感器在不相容流體中非正常工作、傳感器或光學(xué)窗口被液體薄膜覆蓋時(shí),測(cè)得的信息難以解釋分析。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,提出了一種流體類(lèi)型識(shí)別算法,融合了泥漿類(lèi)型信息以及壓縮系數(shù)、聲速、折射率和密度數(shù)值,針對(duì)每一種流體組分的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立分析,測(cè)量數(shù)據(jù)根據(jù)其可靠性和測(cè)量系統(tǒng)的精確性賦予一定的權(quán)重,與實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,提高了流體識(shí)別的準(zhǔn)確率。

Vanessa Mendoza等[42]介紹了隨鉆深探測(cè)方位電阻率測(cè)井儀器的應(yīng)用,該儀器采用模塊化設(shè)計(jì),發(fā)射器和接收器天線(xiàn)獨(dú)立分布在2個(gè)長(zhǎng)約4 m的短節(jié)上。通常1個(gè)接收器短節(jié)靠近鉆頭,2個(gè)或者3個(gè)接收器短節(jié)分布在鉆具和其他隨鉆儀器之間。該儀器還采用了比較寬的頻率范圍,從幾kHz到100 kHz,即使最高頻率也低于隨鉆電磁波傳播測(cè)井采用的頻率,寬頻使得該儀器能同時(shí)保證測(cè)量高電阻率或低電阻率地層的適應(yīng)性和準(zhǔn)確性。該儀器在Shell Draugen油田薄層剩余油開(kāi)發(fā)中顯示出了關(guān)鍵作用,在地質(zhì)導(dǎo)向控制井眼軌跡方面具有很好的應(yīng)用效果。

Adil G.Ceyhan等[43]介紹了隨鉆地層壓力測(cè)試在增壓效應(yīng)評(píng)估方面的應(yīng)用。井眼附近壓力的變化主要受鉆井液濾液侵入和泥餅的影響,鉆開(kāi)的生產(chǎn)層表面滲透率越低,這種壓力變化越大;泥餅形成原因及其對(duì)井眼附近壓力穩(wěn)定性也有一定影響。為了獲得真實(shí)的地層壓力,采用正演模型模擬濾失過(guò)程和鉆開(kāi)的生產(chǎn)層表面壓力,整合了所有可能的不確定性并且在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量了很多參數(shù)減少模型假設(shè)的成分,修正隨鉆地層測(cè)試過(guò)程中超壓效應(yīng)對(duì)地層壓力的影響,應(yīng)用效果很好。

高傾角構(gòu)造環(huán)境下側(cè)傾角很陡,一個(gè)小的、連續(xù)的方位變化很大程度上會(huì)影響地層井筒的位置。為了維持井筒穩(wěn)定性以及精確的地質(zhì)導(dǎo)向,方位電阻率測(cè)井具有重要作用,Robert Gillson等[44]研究了在深海濁流含油砂巖環(huán)境下,解釋井周360°的方位電阻率數(shù)據(jù)分析和優(yōu)選井眼位置,也展示了從方位上調(diào)整井眼軌跡以獲得最大儲(chǔ)層和最終產(chǎn)量。方位電阻率數(shù)據(jù)的分析結(jié)果是以圖像形式提供一種快速手段和上傾、下傾鉆井的指示,作為頂、底和平均分級(jí)數(shù)據(jù)快速識(shí)別地層邊界方向。

在鉆遇高溫高壓地層并含H2S的地區(qū),常規(guī)井下儀器是極困難的,井場(chǎng)同位素分析和高分辨率層析技術(shù)在儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中將發(fā)揮重要作用,Javad Estarabadi等[45]利用高分辨率腔衰蕩光譜技術(shù)進(jìn)行同位素分析,高分辨率火焰離子檢測(cè)器進(jìn)行氣體層析,在鉆井時(shí)通過(guò)甲烷和乙烷的同位素比例分析地層流體特征,判斷流體來(lái)源、成熟度,地層及可能遷移趨勢(shì)間的連接,對(duì)比地質(zhì)化學(xué)分析的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),結(jié)合錄井技術(shù),幫助識(shí)別甜點(diǎn)區(qū)和潛在的垂向儲(chǔ)層流動(dòng)邊界,進(jìn)一步為實(shí)驗(yàn)室分析精確地優(yōu)選樣品點(diǎn)。

2 技術(shù)講座情況

2.1 頁(yè)巖氣巖石物理

回顧了早期對(duì)頁(yè)巖氣的認(rèn)識(shí)及評(píng)價(jià)方法。對(duì)于頁(yè)巖氣儲(chǔ)層簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)通過(guò)常規(guī)方法見(jiàn)到了一定效果,但對(duì)于復(fù)雜頁(yè)巖地層則不然。分析了頁(yè)巖氣巖石物理評(píng)價(jià)面臨的諸多挑戰(zhàn)。天然氣不像石油那樣隨浮力而分異分布,而且具有復(fù)雜礦物成分、富含有機(jī)物、吸附氣和游離氣2種天然氣組分、超低滲透率以及縱向橫向上的非均質(zhì)性等特征。闡述了理解頁(yè)巖氣物理化學(xué)特性是頁(yè)巖氣測(cè)井評(píng)價(jià)的關(guān)鍵,通過(guò)巖心分析和測(cè)井解釋新技術(shù)建立有效適宜的巖石物理模型與方法。同時(shí),巖心分析技術(shù)要適宜低滲透地層,測(cè)井采集除常規(guī)項(xiàng)目外還要增加成像測(cè)井與地層元素測(cè)井。

2.2 結(jié)合套后測(cè)井新資料與裸眼井老資料開(kāi)展儲(chǔ)層評(píng)價(jià)

分析了開(kāi)展這項(xiàng)工作的必要性。一方面老井需要提高采收率以及發(fā)現(xiàn)過(guò)路油氣層;另一方面有些新井由于風(fēng)險(xiǎn)或成本因素而放棄采集裸眼井測(cè)井資料。介紹了老測(cè)井方法和新的套后脈沖中子測(cè)井測(cè)量原理,以及用即得數(shù)據(jù)確定流體飽和度等儲(chǔ)層特性的實(shí)用技術(shù)。通過(guò)新老2種資料結(jié)合,有時(shí)用巖心數(shù)據(jù)能夠改善測(cè)井評(píng)價(jià)結(jié)果。

2.3 用智能化巖石物理技術(shù)開(kāi)展儲(chǔ)層模擬

闡述了如何“適應(yīng)目標(biāo)”進(jìn)行模擬并展示成果,涉及3D特征模擬、流體分布控制、不同級(jí)別數(shù)據(jù)處理、代表性元素體積REV。同時(shí)檢驗(yàn)不確定性并查驗(yàn)通過(guò)巖石物理數(shù)據(jù)演繹的不確定性范圍,使其可控。論述了以往儲(chǔ)層模擬與巖石物理解釋結(jié)合很差、沿井眼1D模擬的好結(jié)果不能有意義地轉(zhuǎn)換到其他2D空間,從而闡明需要用智能化巖石物理技術(shù)開(kāi)展儲(chǔ)層模擬。

3 技術(shù)產(chǎn)品會(huì)展情況

年會(huì)期間共有7家參展商參加技術(shù)展覽。展示內(nèi)容局限于巖心實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝備與數(shù)字巖心技術(shù)、地層評(píng)價(jià)測(cè)井處理軟件2個(gè)方面。

Brucker CT Micro總部位于美國(guó),北京有分部,是一家高科技分析儀器跨國(guó)企業(yè),產(chǎn)品包括質(zhì)譜儀、核磁共振譜儀、X射線(xiàn)衍射儀、X射線(xiàn)熒光光譜儀等,可用于巖心、巖屑分析。FEI是一家美國(guó)科學(xué)儀器企業(yè),產(chǎn)品包括電子和離子束顯微鏡,以及可滿(mǎn)足多個(gè)行業(yè)納米尺度應(yīng)用的相關(guān)產(chǎn)品。Geolog國(guó)際是一家總部位于荷蘭阿姆斯特丹的從事巖心與錄井服務(wù)的公司。Spectra-Map是一家英國(guó)公司,重點(diǎn)推介了其紅外成像譜儀SpecCam,據(jù)說(shuō)可以詳盡、實(shí)時(shí)、快速建立巖樣圖像,圖像像素代表了用于確定礦物類(lèi)型或礦物群組的詳細(xì)譜信息。Imaging Logtek是挪威一家測(cè)井解釋公司,從事數(shù)據(jù)管理與處理服務(wù),負(fù)責(zé)測(cè)井質(zhì)量控制并上傳數(shù)據(jù)給挪威國(guó)家數(shù)據(jù)庫(kù),以及開(kāi)展數(shù)據(jù)管理與測(cè)井解釋及咨詢(xún)服務(wù)。

4 地質(zhì)踏勘情況

地質(zhì)踏勘對(duì)冰島西南火山地貌以及地?zé)豳Y源利用等方面情況有了初步了解。冰島西南火山在亞歐板塊與美洲板塊交界帶上,可以看到當(dāng)年火山噴發(fā)熔巖流動(dòng)的痕跡,殘留的火山灰和周?chē)哪規(guī)r山以及形成了大量的裂縫與斷裂和豐富的地?zé)豳Y源。某處地?zé)岚l(fā)電站由2臺(tái)50 MW機(jī)組組成,地?zé)峋? km多深,采出的水蒸氣通過(guò)管線(xiàn)送達(dá)發(fā)電廠(chǎng)作為動(dòng)力,伴生的CO2氣體還可以回收利用,通過(guò)與電解生成的H反應(yīng)生產(chǎn)甲醇。在火山口及溫泉噴發(fā)區(qū)附近,見(jiàn)到了各種獨(dú)特的火山巖石構(gòu)造及其現(xiàn)今地貌。自早中新世晚期以來(lái),冰島由大西洋中脊裂谷溢出的上地幔物質(zhì)堆積而成,屬于火山島。組成冰島的巖石都是火山巖,以玄武巖分布最廣,還有安山巖、流紋巖等。

5 討論與體會(huì)

第57屆SPWLA年會(huì)是在世界石油價(jià)格低迷、各大石油公司大幅壓縮支出的石油業(yè)寒冬期召開(kāi)的一次國(guó)際性會(huì)議,雖然參加會(huì)議的人數(shù)以及參展商的數(shù)量減少了,但整體論文的質(zhì)量都很高,這也從另一個(gè)側(cè)面說(shuō)明提高測(cè)井技術(shù)解決地質(zhì)難題的能力也是油公司降低成本的有效手段,也說(shuō)明測(cè)井技術(shù)在石油勘探開(kāi)發(fā)中的突出作用。

(1) 國(guó)外同行注重測(cè)井基礎(chǔ)理論研究與巖石物理研究,重視測(cè)井分析方法的創(chuàng)新,擅長(zhǎng)數(shù)字模擬與推演。在常規(guī)儲(chǔ)層分析技術(shù)中,哈里伯頓公司研究了陣列側(cè)向測(cè)井的電流控制方法,使最終的電阻率測(cè)井更準(zhǔn)確;另外有多篇論文研究了核磁共振測(cè)井與其他測(cè)井方法的聯(lián)合反演及在不同地層與流體中的應(yīng)用方法等。

(2) 測(cè)井評(píng)價(jià)注重多學(xué)科結(jié)合。測(cè)井與地質(zhì)、地震、錄井、壓裂、測(cè)試等結(jié)合,能提高測(cè)井評(píng)價(jià)精度。挪威漢斯教授的主旨報(bào)告提出,根據(jù)所掌握的測(cè)井與其他多學(xué)科技術(shù),通過(guò)組合多樣性分析與思維,在鉆探實(shí)踐與創(chuàng)新中尋找出更多的油氣資源,就給了我們很好的啟示。

(3) 電纜測(cè)井技術(shù)依然在不斷發(fā)展。如一種小直徑存儲(chǔ)式油基泥漿電阻率成像測(cè)井儀;一種改進(jìn)的高頻聲波測(cè)井儀能夠評(píng)價(jià)水泥膠結(jié)質(zhì)量和玻璃鋼套管厚度;一種具有帶壓密封器的電纜井壁取心工具,能夠獲取保持原始地層條件下的巖樣及儲(chǔ)層流體,等等。

(4) 隨鉆測(cè)井技術(shù)方法和儀器在不斷創(chuàng)新和完善。如隨鉆方位密度、隨鉆單極子方位聲波,適合大井眼的隨鉆核磁共振,具有前視功能的電磁波電阻率等。隨鉆測(cè)井技術(shù)在國(guó)外越來(lái)越完善與成熟,技術(shù)上基本與電纜測(cè)井并駕齊驅(qū),但更重要的是其配套的測(cè)井處理與評(píng)價(jià)技術(shù)越來(lái)越受到各油公司的青睞,這又反過(guò)來(lái)推動(dòng)了隨鉆測(cè)井技術(shù)的發(fā)展。

(5) 測(cè)井新技術(shù)在儲(chǔ)層精細(xì)評(píng)價(jià)和儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)中發(fā)揮著重要作用。大量文章介紹了核磁共振流體識(shí)別、有效性評(píng)價(jià),脈沖中子飽和度測(cè)井在儲(chǔ)層評(píng)價(jià)與監(jiān)測(cè),地層元素測(cè)井在復(fù)雜地層巖性準(zhǔn)確確定,介電測(cè)井流體識(shí)別,遠(yuǎn)探測(cè)聲波、偶極聲波在地層各向異性、巖石力學(xué)參數(shù)及裂縫評(píng)價(jià)中發(fā)揮的重要作用等等。

(6) 新的測(cè)井方法與理論在第57屆年會(huì)上也有出現(xiàn)。新研制的隨鉆前視電阻率測(cè)井儀可以探測(cè)到鉆頭前方30 m的鹽下界面;新的快中子截面測(cè)井儀可以在套管井中開(kāi)展套后地層含氣飽和度定量評(píng)價(jià);還有大直徑的核磁共振測(cè)井儀的推出等等。

近年來(lái),中國(guó)的測(cè)井技術(shù)發(fā)展很快,測(cè)井解決地質(zhì)、工程難題的能力也越來(lái)越強(qiáng),但距離國(guó)外測(cè)井技術(shù)的發(fā)展還有差距。需要加強(qiáng)隨鉆測(cè)井技術(shù)研發(fā),形成相應(yīng)的處理與解釋技術(shù)系列;加強(qiáng)測(cè)井的基礎(chǔ)研究與巖石物理研究,支撐起測(cè)井技術(shù)快速發(fā)展的需要;要均衡發(fā)展好電纜測(cè)井裝備技術(shù)與測(cè)井評(píng)價(jià)處理技術(shù),在復(fù)雜油氣勘探與開(kāi)發(fā)中發(fā)揮出測(cè)井的獨(dú)特作用。

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[11] Edith Muller-Huber, Jurgen Schon, Frank Borner. A pore Body-pore Throat-based Capillary Approach for NMR Interpretation in Carbonate Rocks Using the Coates Equation [C]∥SPWLA 57th Annual Logging Symposium, 2016.

[12] Josselin Kherroubi, Carlos Maeso, Wang Yinyu, et al. Lamination Analysis from Electrical Borehole Images: A Quantitative Workflow [C]∥SPWLA 57th Annual Logging Symposium, 2016.

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