石油测井技术论文范文

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二新型技术在石油地质勘探中的应用

1GIS技术在石油勘探中的应用

GIS技术在石油勘探中主要应用在两个方面：一个是空间数据的应用；另一个是石油勘探成果的可视化。在石油勘探的过程中，能够积累大量的图形数据以及基础数据，所以利用GIS技术进行对数据的管理与存储，可以为工作人员提供灵活、完整的资料管理的环境。在实际工作中，主要应用Oracle数据库来对石油勘探进行管理与组织。使用服务器（B/S）/浏览器的操作模式，便能够允许用户可以组合直观的HTML界面，并且允许用户开发数据库，对石油勘探所得到的数据进行访问。GIS具有较为强大的空间数据的分析能力，这主要是针对数据的处理而言，所以GIS数据库能够将石油勘探过程中所得出的不同资料进行比较，进而得到具有意义的数据。对于石油勘探成果的可视化，主要是将基于GIS可视化系统用计算机数据和图形进行结合，并通过网络技术将实际的情况图文并茂的输出，更利于决策。和一般的数字石油应用的可视化系统相比较，石油勘探的可视化系统要满足以下层次的需求，主要是面向管理层、决策层和科研层。

2测井技术在石油地质勘探中

测井技术的发展，主要是因为计算机技术和电子技术的发展。目前，石油地质勘探工作中，利用计算机设备，能够有效地完成测井工作的数据分析、采集与处理，并能够将现有的数据转变为成像测井技术，从而提升数据的准确性和真实性，在短时间内，发送更全面的数据信息，而且通过对设备进行不同的组合，从而扩大范围，提升勘探的深度和采样的效率。除了测井技术，其中新型技术中还包括随钻测井技术、核磁共振技术、套管井技术等，这些技术都对石油地质勘探工作效率具有重要的作用。比如，在石油地质勘探中应用核磁共振技术，能够有效地提升测井效率，还能够提升测量的准确与精读，并且通过对应的测量平台，还能够减少测井过程中出现意外的发生，从而保证测井工作进行得更加顺利。核磁共振技术不仅能够缩短测井的时间，提升测量的效率，还能够保证设备的安全。在石油地质勘探中应用综合性的测井技术，对测井车、仪器以及计算机等设备和系统合理进行搭配，从而提升测井的成功率，加强测井的质量。

3虚拟现实技术在石油勘探中的应用

在石油地质勘探中应用虚拟现实技术能够提升人们对勘探目标的识别能力。此功能能够提升勘探的效率和精度，并有效地降低在勘探时出现错误的几率。在传统的勘探中，一般需要足够的实践对数据进行整理和分析，但是，在虚拟现实技术系统中，仅需要几天就可以完成数据的分析工作，能够直观地显现，使数据更容易被人们理解。这种技术还能够对储集层的三层模型进行分析，以及对其进行处理，使工作人员可以更方便快捷地使用这些数据，能够有效地减少工作人员的工作时间，从而有效地提升工作人员的工作效率，推进石油勘探的进步。应用虚拟现实技术分析数据能够使交易更加容易，并能够减少工作人员出现错误的次数，保证石油勘探工作可以正常地运行。虚拟现实技术通过对传统数据进行分析与处理，从而形成直观的三维影像，对石油勘探工作中的相关数据进行分析与展示，让工作人员有身临其境的感觉，让数据的分析过程更加顺利。

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主管单位：中国石油天然气集团公司

主办单位：中国石油集团测井有限公司

出版周期：双月刊

出版地址：陕西省西安市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1004-1338

国内刊号：61-1223/TE

邮发代号：

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1977

期刊收录：

CA 化学文摘(美)(2009)

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊荣誉：

中科双效期刊

Caj-cd规范获奖期刊

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中图分类号：TP212

0 引 言

目前大庆长垣油田进入特高含水开采阶段已经6年，油水分布极为复杂，多区块、多井、多层高含水，含水90%以上的区块已达到67.4%，剩余油高度分散，层系间含水差异进一步缩小，各层段产液、含水随开发动态变化。由于开发已经进人高含水期开采阶段，由开采厚层、好层到开采薄层、差层，地下地质情况越来越复杂，如何在增加产量、提高采收率、降低投资成本、提高设备利用率等方面少走弯路是油田可持续发展的关键【1】

为此，需要开展可适应长期动态调整、可实现层段周期生产、能进行单层测含水的多级井下测控配产技术研究。

以往油田主要采用外径28mm阻抗式含水率仪，只能在常规套管中测试，而配产器的最小通径只有27.5mm，在分层配产丢手管柱内无法下入，原来的皮球式集流【2】和伞式集流【3】也不适用于配产器。为此，进行了配产器内含水、流量测试技术研究，以适应分层配产井测试。

1 仪器测量环境、定位、含水、流量测量

仪器由套管和油管的偏心环形空间下入目的层段，进入由封隔器和配产器组成的内孔，配产器内部最小通径为27.5mm，当进行单层测试时，其下层段的生产不受影响，经配产器的专用通道向上流入井筒内。

仪器下入后采用磁定位测量配产器的深度，仪器下到配产器上10m，打开支撑爪，以1000m/h速度下落12m，电缆张力突变时，仪器支撑爪卡入定位体（示意图见图1），打开皮瓦，实现单层集流，测量流量、阻抗含水混相值，上提仪器至配产器上10m，静置2分钟，测量全水值，其他测点顺序同上。

2 仪器设计概述

含水率测量采用阻抗传感器，通过测量传感器内混相油水介质的阻抗变化来确定含水率[4]，通过对目的层水嘴的上下进行密封实现含水流量单层测试，不采用递减法解释，可以消除因产气和波动而引起的测量误差，这样可以提高含水测量精度。

新设计的仪器含水、流量测量部分示意图见图2，含水测量采用阻抗式传感器[5]，单层测试的密封采用两头皮瓦涨封，皮瓦与定位装置共用一个电机，本层的流体由配产器进口进入，下行经由涡轮再从仪器的出液口流到下面，与下层流体汇合进入专用通道流到井筒内，皮瓦的制造充分考虑了厚度、弹性、内外压力平衡。

阻抗全水值的测量，出液口采用倒须设计，示意图见图3，因流体流动而进入倒须的油滴会因浮力作用而重新浮出，保证了全水测量的准确性。

另外，由于仪器内流通道的限制，流量上限不可能做到很大，于是我们设计出了线切割筒，示意图见图4，该筒是根据流量上限与内流截面积计算出的线切割缝面积。该筒接在阻抗传感器的下方和流量传感器的上方，起到分流的作用，同时，由于缝设计的足够小，油、气的流出会受到阻碍，而水基本不受阻碍，从而提高含水测量的分辨率，这对特高含水井的意义非常重大。

3结 论

实验表明，配产管柱内产出剖面油水两相测井仪达到了项目要求：1）由于采用单层测量，降低了合层解释中分层递减和流量波动的影响；2）采用了线切割筒在狭小的空间内增加流量测量上限并提高了含水测量精度；采用了倒须装置实现了阻抗全水值测量；3）采用支撑爪定位，准确可靠；4）采用了皮碗胀封，集流度高。

参考文献

1. 王德民对大庆油田持续发展有影响的四项工艺技术与方法的探讨.大庆石油地质与开发，2002， 21（I）：10-19.

2. 金宁德.皮球集流油气水三相流涡轮流量计测量模型研究[J.].测井技术，2006，30（2）

3. 金宁德.伞集流油气水三相流涡轮流量计统计模型研究[J].测井技术，2007，30（1）

4. 胡金海，刘兴斌，张玉辉，周家强，袁智慧，乔卓尔.阻抗式含水率计及其应用，测井技术，1999，23（增刊）

5. 胡金海，刘兴斌。张玉辉，等.阻抗式含水率计及其应用[J1.测井技术，1999，23（增刊）：511―514.

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中图分类号：TH74

文献标识码：A

文章编号：1006-0278（2013）08-176-01

一、前言

光纤传感器在地球物理测井领域取得了长足的进步，全世界各大石油生产公司、测井服务公司以及各种光纤传感器研发机构和企业都参加了研究、开发过程。

二、光纤传感器在测井上的研究进展

（一）储层参数监测

1 压力监测

由于开发方案的需要，对油藏压力的管理需要特别谨慎，这样做的目的是减少因在低于泡点压力的状态下开采所造成的原油损失，减少在注气过程中因油藏超压将原油挤入含水层所造成的原油损失。传统的井下压力监测采用的传感器主要有应变压力计和石英晶体压力计，应变式压力计受温度影响和滞后影响，而石英压力计会受到温度和压力急剧变化的影响。在压力监测时，这些传感器还涉及安装困难、长期稳定性差等问题。井下光纤传感器没有井下电子线路、易于安装、体积小、抗干扰能力强等优点，而这些正是井下监测所必需的。

2 温度监测

分布式光纤温度传感器具有通过沿整个完井长度连续性采集温度资料来提供一条监测生产和油层的新途径的潜力。因为井的温度剖面的变化可以与其它地面采集的资料（流量、含水、井口压力等）以及裸眼测井曲线对比，从而为操作者提供有关出现在井下的变化的定性和定量信息。传统的测温工具只能在任何给定时间内测量某个点的温度，要测试全范围的温度，点式传感器只能在井中来回移动才能实现，不可避免地对井内环境平衡造成影响。光纤分布式温度传感器的优势在于光纤无须在检测区域内来回移动，能保证井内的温度平衡状态不受影响。而且由于光纤被置于毛细钢管内，因此凡毛细钢管能通达的地方都可进行光纤分布式温度传感器测试。

3 多相流监测

为了做好油藏监控和油田管理，最关键的环节是获得生产井和注水井稳定可信的总流量剖面和各相流体的持率。然而，大多数油井分层开采，每层含水量不同，而且有时流速较大，给利用常规生产测井设备测量和分析油井的生产状况带来了巨大的困难。液体在油管中的摩阻和从油藏中向井筒内的喷射使得压差密度仪器无法准确测量，电子探头更是无法探测到液体中的小油气泡。

光纤测量多相流有两种方法，第一种是美国斯伦贝谢公司的持气率光纤传感仪，该仪器能直接测量多相流中持气率。其四个光纤探头均匀地分布在井筒的横剖面中，其空间取向方位可用一个集成化的相对方位传感器准确测量，在气液混合物中，通过探头反射的光信号来确定持气率和泡沫数量（这二者与气体流量相关联）。此外，利用每个探头的测量值来建立一种井中气体流动的图像，这些图像资料特别适用于斜井和水平井，可以更好地了解多相流流型以及解释在倾斜条件下这些流型固有的相分离。最近，这种仪器已在世界各地成功地进行了测井实验。它提供的资料能直接测定和量化多相混合物中气体和液体，能准确诊断井眼问题，并有助于生产调整。仪器通过了三口井的现场测试。

第二种是通过测量声速来确定两相混合流的相组分，因为混合流体的声速与各单相流体的声速和密度具有相关性，而这个相关性普遍存在于两相气/液和液腋混合流体系统中，同时也适用于多相混合流系统。根据混合流体的声速确定各相流体的体积分数，就是测量流过流量计的各单相体积分数（即持率测量）。某一流体相持率是否等于该相流动体积分数，取决于该相相对于其它相是否存在严重的滑脱现象。

（二）声波测量

与过去相比，勘探开发公司如今面临更大的风险和更复杂的钻井环境，因此获得准确的地层构造图和油藏机理具有重要意义。目前使用的地震测量方法，如拖曳等浮电缆检波器组、临时海底布放地震检波器和井下电缆布放地震检波器等，能提供目的产油区域的测量，但这些方法具有相对高的作业费用，不能下入井内或受环境条件的限制等，而且提供的图像不全面、不连续，分辨率不是很高，因此难于实现连续实时油藏动态监测。

基于光纤的井下地震检波器系统能够解决这些问题，它能提供整个油井寿命期间永久高分辨率四维油藏图像，极大方便了油藏管理。这种井下地震加速度检波器能接收地震波，并将其处理成地层和流体前缘图像。

永久井下光纤3分量地震测量具有高的灵敏度和方向性，能产生高精度空间图像，不仅能提供近井眼图像，而且能提供井眼周围地层图像，在某些情况下测量范围能达数千英尺。它在油井的整个寿命期间运行，能经受恶劣的环境条件（温度达175℃，压力达100MPa），且没有可移动部件和井下电子器件，被封装在直径2.5cm的保护外壳中，能经受强的冲击和振动，可安装到复杂的完井管柱及小的空间内。此外，该系统还具有动态范围大和信号频带宽的特点，其信号频带宽度为3Hz～800Hz，能记录从极低到极高频率的等效响应。

三、激光光纤核测井技术

激光技术和光纤技术可以用于研制井下传感器，用于在充有原油和泥浆等非透明流体的井中进行测井。对于激光光纤核传感器的研究在国外比较盛行，美国、德国、俄罗斯和比利时等国均有大量的有关研究论文。

激光光纤核传感器是在光纤通信和光纤传感器的基础上产生的，它利用了光致损耗和光致发光等物理效应，比常规核探测器具有更多的优越性，是典型的学科交叉。光纤核测井技术，实际上就是在特定的环境下的核探测技术，其典型的优点为：