随钻方位自然伽马成像测井在地质导向中的应用

地质导向根据钻井过程中实时测量的地质和工程参数指导钻头钻进方向,使钻头尽可能在产层内钻进。随钻方位自然伽马成像测井仪器利用多个自然伽马传感器,将带有方位信息的测量数据实时上传到地面用于地质导向。利用地质导向建模软件,分析仪器在钻遇倾斜地层、断层、不同倾斜角地层时仪器响应特征,为实时地质导向提供理论依据。现场利用实时随钻方位自然伽马成像测井资料对水平井钻探进行实时追踪,及时判断钻遇地层的边界位置并调整井眼轨迹,结合其他资料指导水平井施工,较好地实现了地质导向目的。     

基于随钻测井的地层界面识别方法

随钻测井资料特别是随钻方位性测井资料在地质导向钻井中起着至关重要的作用,可以预测和判断地层界面、地层方位特征以及各向异性地层走向。通过介绍随钻电磁波电阻率仪器、方位深探测电磁波电阻率仪器和方位伽马仪器的基本结构及测量原理,结合实际应用环境,分析测量仪器在穿越地层界面时的影响因素和边界效应,进而提出利用电磁波电阻率和方位伽马曲线响应特征实现地层界面识别的方法,最后举例说明了随钻电磁波电阻率和伽马成像仪器在地层界面识别中的应用。现场应用表明,研究开发的具有边界探测能力的地质导向技术和装备,优化了井眼轨迹在储层中的位置,降低了打穿油层的风险,提高了储层钻遇率。     

随钻方位伽马数据成像处理方法

利用随钻方位伽马曲线和伽马图像可以更准确地确定储集层边界的位置,进而更好地指导水平井地质导向施工。介绍了方位伽马仪器结构及测量原理,针对随钻伽马测井存在井周测量数据少、扇区数据相关性高的特点,通过插值处理得到井周连续变化的伽马数据,优选RGB与HSI颜色空间转换方法和特定色谱的静、动态色度映射方法,使得伽马图像更加符合地质图像特点。通过现场随钻测井资料处理,获得了效果较好的伽马成像测井图像,对地层特征的观察和识别更加清晰,降低了打穿油层的风险。     

基于随钻自然伽马、电阻率的地质导向系统及应用

地质导向钻井技术的应用体现了随钻测井资料的重要工程价值.总结了随钻自然伽马、电阻率在地质导向钻井中应用的3种测量方式特征,即近钻头测量、基于随钻估计和预测方法的随钻测量、随钻方位自然伽马和电阻率测量;描述了随钻自然伽马、电阻率的实时解释方法,根据不同区域的地质特点、岩性测井特征和储集层的物性特征,将随钻测井数据与事先设定的储层地质特征进行实时对比和评价,完成地层对比、流体性质判别和储层参数解释;说明了随钻自然伽马、电阻率的刻度方法,通过仪器的标准化刻度及量值传递,为定量解释地层提供准确的测井资料;结合实践介绍了利用随钻自然伽马、电阻率实时测井曲线,根据不同岩性和不同层位自然伽马、电阻率的差异特性,结合邻井资料和无孔隙度测井资料条件下的孔隙度解释模型,在工程应用中实现基于随钻自然伽马、电阻率的地质导向系统.     

方位伽马随钻测井在冀东油田水平井地质导向中的应用

常规伽马测井通过测量地层岩石中自然存在的放射性核衰变过程中发出的γ射线来捕获地层信息,具有能准确识别地层岩性的特点,但在水平井施工中,由于本身没有方位信息且不具实时性,不能及时有效确定层位.针对此问题,贝克休斯英特公司研制开发了新一代伽马随钻测井仪,该仪器集成在随钻MWD/LWD测量工具On-Trak上,可实时记录井下仪器周边8个方位上的伽马测井值,并可实时向地面上传上、下、左、右4个方位的伽马测量值,用于确定储集层边界的位置,非常有助于钻井地质导向工作.基于方位伽马资料,既可实时计算视地层倾角,也可通过数据成像拾取真地层倾角,实时进行构造研究分析,从而指导水平井钻井施工.该仪器在冀东油田水平井的应用实践表明,其应用效果理想,可作为水平井钻井地质导向的支撑技术.     

近钻头方位伽马随钻测量系统的研制与应用

近钻头方位伽马随钻测量系统采用了伽马探测传感器和角度探测器实现了更为精确的方位伽马随钻测量;在电磁波传输系统中采用了高斯最小频移键控调制技术,提高了通讯信号的抗地层干扰和抗衰减能力,使得仪器具有更好的稳定性;地面信息处理系统采用了集成电路技术,增强了电路系统的稳定性;信号信息处理软件各个功能模块集成度高,操作更为便捷。近钻头随钻测量系统具有对井眼岩性成分进行成像的功能,能够更加直观全面地反映钻遇地层的岩性变化特征,有助于精确地进行地质导向。现场应用表明,近钻头随钻测量系统工作性能稳定,测量数据准确,现场地质导向技术人员能够通过分析近钻头方位伽马曲线形态及时准确地进行地质导向,及时调整井眼轨迹。通过使用近钻头方位伽马随钻测量系统,施工水平井的储层钻遇率得到了明显提高。     

MRC近钻头地质导向系统总体设计与应用

地质导向钻井技术已成为复杂结构井地层评价的重要手段。但常规地质导向系统测量参数测点平均测量零长大于20 m,离正钻地层较远,测量信息相对滞后,对薄油层开发尤其不利,并且常规自然伽马测量不具有测量方位信息能力,不能及时判断钻具在油层中发生的变化。胜利钻井院研制的MRC近钻头地质导向系统采用电磁波电阻率、方位伽马和井斜一体化设计技术,实现近钻头地质参数与工程参数集成测量,实现了近钻头测量,大大缩短了测量零长(测量零长小于10 m),能够实时监测地层特征信息、辨别地层变化,测量的参数具有方位特性,能够确定储集层边界的位置,利于及时调整井眼轨迹,降低打穿油层的风险,提高储层钻遇率。现场应用证明,该系统测量数据准确、工作稳定可靠,应用单井都获得了较高的储层钻遇率。通过与常规地质导向系统应用效果对比,该系统更能实现对地层特性的判断和钻头在储层内穿行精确控制,平均单井储层钻遇率提高10%以上,可为薄油层的开发提供有力的技术支撑。     

随钻方位伽马能谱测井影响因素分析及校正研究

在不同井眼环境和地层条件下,随钻方位伽马能谱响应会有一定差异,从而影响后续的测井解释及地质导向结果,因此,有必要研究井眼和地层因素对随钻方位伽马能谱的影响规律,以消除其带来的不利影响。对比分析了现有随钻方位伽马能谱测井仪器结构,选择了其中一种结构作为研究对象,建立了相应的MCNP计算模型;采用蒙特卡罗方法模拟了随钻方位伽马能谱测井在不同井眼、地层条件下的响应,得到了钻井液密度、钻井液中KCl含量、地层骨架,以及倾斜放射性地层的倾角、方位角、厚度对随钻方位伽马能谱测井的影响规律,在此基础上,给出了非地层因素影响的校正方法。研究结果表明:计数率与钻井液中KCl含量和地层倾角及厚度正相关,与钻井液密度、地层骨架密度和地层倾斜界面方位角负相关;KCl能改变能谱形状,其他因素不改变能谱形状。研究表明,利用井眼影响因素校正后的计数率或能谱计算的泥质含量及K,U和Th的含量更接近真实值,可为测井解释及地质导向提供更可靠的指导。      

川东地区高陡复杂构造LWD跟踪有效储层的方法

随钻地质导向技术(LWD)是20世纪90年代发展起来的前沿技术,在高陡复杂构造上钻水平井,及时准确了解地层产状、识别储层特性,引导水平井的井眼轨迹沿着有效储层钻进是LWD数据解释的关键内容。为此,以四川盆地川东地区钻探石炭系的高陡构造为例,在对区域地质特征、构造背景和储层特征及分布规律的深入细致分析基础上,应用地震、录井、测井资料建立起了钻探目的层段的岩—电模型、钻前三维地质导向的井眼轨迹模型。实钻中,把钻前建立的目的层岩—电模型与随钻实时测量的自然伽马、电阻率信息进行对比,及时分析钻头所钻岩性在岩—电模型中的位置,判断井眼轨迹与地层相切关系,进而用电阻率信息分析储层特性来指导钻进井眼轨迹实时调整,确保水平井段有效储层的钻遇率。该导向模型的建立与数据解释的方法可供类似探区参考。     

井斜及方位伽马随钻测量仪

井斜及方位伽马随钻测量仪。包括：钻铤、两个V形槽、金属屏蔽层、两个伽马传感器、三轴加速度传感器、信号处理电路模块、高压密封盖板、钻井液导流通道、上滑环连接器、下滑环连接器、导线孔，该仪器将方位伽马测量功能与井斜测量功能集成在同一个短节中，因此在钻井过程中，不但能够实时测量地层岩性，还能够分辨上下界面岩性特征，有效发现储层的上部盖层，捕捉进入油气储集层的最佳时机，并且在分辨上下界面岩性特征的同时。能够实时无滞后测量该点的井斜及钻具状态，有利于根据地质信息及时调整井眼轨迹，控制钻具穿行在油藏最佳位置，适合于在石油工程中进行地质导向。     

碳酸盐岩储层随钻测井技术难点及其对策——以四川盆地为例

四川盆地碳酸盐岩储层埋藏深、非均质性强,利用随钻测井资料开展地质导向存在构造导向难、空隙空间储层追踪难和轨迹控制难等诸多难题。为此,分析了这类储层多套层系的地质和测井响应特征,提出了构造追踪、储层追踪和地层追踪等针对性的技术思路,并总结了随钻伽马成像、随钻电阻率成像、随钻密度成像、随钻自然伽马、随钻电阻率、随钻中子和随钻密度测井方法在随钻地质导向中的适应性;在此基础上,充分挖掘随钻测井所提供的信息,对常见的4种复杂储层类型(薄层状储层、厚层块状储层、受剥蚀的岩溶储层和页岩气储层)的测井系列进行优化,提出了不同地层和储层条件下适用的5种测井组合(自然伽马+孔隙度+电阻率成像、自然伽马+电阻率成像、自然伽马+孔隙度+电阻率、伽马成像+电阻率、自然伽马)。现场应用效果表明,该方法针对碳酸盐岩不同类型储层首次归纳出应采用的随钻测井系列组合,并且有针对性地指出了在地质导向过程中应注意的重点及采取的导向策略,具有较高的参考和应用价值。     

基于卡尔曼滤波的动态地质模型导向方法

针对现有三维地质导向技术被动调整导向较多,利用随钻信息进行预判功能不强的问题,提出了基于卡尔曼滤波的动态地质模型导向方法。该方法利用区域地质、测井资料建立包含当前构造与属性认识的初始地质模型;基于卡尔曼滤波方法,对随钻测量和随钻测井数据进行处理,形成靶区目标地层的多个模拟结果;提取与随钻数据匹配程度最高的模拟结果,计算靶区地层真厚度、地层倾角;将其输入初始地质模型中,更新模型构造和地质属性,并在最新地质模型的控制下及时优化导向钻进策略。鄂尔多斯盆地YP油田YP1井采用该方法进行了导向钻进,根据随钻测量和测井数据及时调整井眼轨迹,使该井1 901.00 m长水平段的优质储层钻遇率达到92.1%。研究和应用结果表明,基于卡尔曼滤波的动态地质模型导向方法可利用随钻信息预判钻遇地层,主动调整导向策略,使井眼沿优质储层穿行。      

珠江口盆地XJ油田薄油层水平井三维地质导向技术

针对XJ油田薄油层厚度小、砂体展布特征不确定、岩性变化快和井眼轨迹出层风险大等问题,开展了薄油层水平井三维地质导向技术研究。通过沉积微相精细描述明确砂体展布特征,深入研究储层岩性特征,建立精细地质模型,并充分应用地层边界探测仪、结合其他测录井资料,准确判断井眼轨迹在目的层中的位置,预测地层变化情况。研究表明,XJ油田薄油层中浊积砂体多呈条带状分布,厚度大于前缘席状砂体,是水平井部署的有利相带;沉积微相分布对储层岩性有重要影响,沉积微相约束下建立的岩相模型能准确预测水平井所钻遇地层岩性;地层边界探测仪能获得井眼轨迹周围较大范围内的地质特征,可有效指导油层中的水平井钻进。该技术在XJ油田油层厚度小于5.00 m的3口薄油层水平井进行了应用,储层钻遇率均高于90%。研究与应用表明,XJ油田薄油层水平井三维地质导向技术应用效果良好,对其他地区的薄油层地质导向钻井具有很好的借鉴作用。      

井眼轨迹与钻遇地层关系的随钻测井解释研究

在以水平井为主要开发手段的油藏中,为了提高水平井段有效储层的钻遇率,就必须搞清楚井眼轨迹在地层中的走向及其空间产状,必须根据测井资料对井眼轨迹与钻遇地层的接触关系进行精细解释与分析。本文以东方区块测有随钻测井资料的E3hb和E5h两口水平井为例,基于水平井随钻测井解释的方法原理,采用井眼轨迹、地层剖面和测井曲线综合成图技术对实钻的井眼轨迹与地层的各种接触关系与特点进行了精细解释与描述。应用表明,该技术可以及时监测井眼轨迹在导向标志层和目的层中的钻遇情况,有助于现场实施地质导向钻井。     

地质模型动态更新方法在关家堡油田的应用

地质模型动态更新依据随钻测井资料及时更新先期建立的地质模型,得到钻井不同时刻的三维地质模型,实时有效地了解储集层空间展布,及时发现其构造、产状等的变化,从而对原有设计井眼轨迹加以修正,有效地调整钻井前进轨迹,发挥地质导向作用,直至以最佳方式穿过油层,最终达到提高水平段有效率和钻井总体效益的目的。把地质模型动态更新方法应用于关家堡油田水平井钻井过程中,结合测井、地质和地震等资料,并把随钻资料加入到地质模型中,采用多步建模的方法进行地质条件约束,更新并完善GR、孔隙度、渗透率等模型,提高了储集层随机建模精度,特别是砂体分布模型的精度,保证了模型的准确性和可靠性。Zh8-H井钻井实践表明,由于及时地提供了较为准确的地质模型,明显地提高了水平井钻遇油层的能力。图5参13     

高精度随钻成像测井关键技术

为了解决随钻地质导向系统距离钻头远、检测信息少和检测精度低的问题,基于随钻扇区扫描原理,结合MEMS动态工具面检测技术、近钻头伽马旋转累计计数成像采集算法和随钻电阻率动态PID调节发射驱动成像采集算法,研制了高精度近钻头伽马成像测井仪和高精度随钻电阻率成像测井仪,实现了近钻头伽马16扇区测量与随钻电阻率128扇区测量。现场试验结果表明:随钻采集到的近钻头伽马成像测井数据可为复杂油气藏地质导向钻进提供技术支持;随钻电阻率成像测井数据与电缆测井数据吻合,可为随钻地层评价提供可靠数据。研究表明,利用近钻头伽马成像测井仪和高精度随钻电阻率测井仪可以获得高精度的测井数据,为地质导向和地层评价提供支持。