水平井测井技术.ppt

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1、水平井测井技术与应用,胜利油田第一口水平井埕科1井,一、胜利油田水平井开发技术现状,胜利油田水平井的历史是从勘探开始的。1990年在埕东凸起东北坡的地层不整合油藏完成了胜利油田第一口科学试验水平井埕科1井。该井实钻油层19层212m，投产后初期日产油140t，目前累计产油12.81万吨。,一、胜利油田水平井开发技术现状,提 纲,一、胜利油田水平井开发技术现状二、水平井测井施工工艺及数据采集三、水平井测井资料解释及应用 四、水平井测井技术面临问题即发展方向,八十年代以来定向井技术的发展，使水平井钻井技术走向成熟，水平井技术可以显著提高边际经济油田的产能，降低综合成本，提高油层的开采量。,随着水平

2、井钻井成本的降低，水平井技术在国内得到了越来越多的应用，也带动了国内水平井技术的发展，目前胜利油田钻井队伍占据国内大部分市场，胜利测井公司更以自主开发的水平井测井、射孔工艺享誉油田内外。,一、胜利油田水平井开发技术现状,一、胜利油田水平井开发技术现状,胜利油田水平井技术的应用经历了四个发展阶段。截止到2008年低，胜利油区投产水平井1225口，累计产油1197万吨。,首先在热采稠油油藏开展了技术攻关，初步形成水平井配套技术。,应用领域扩展到多种油藏类型，广泛应用于老区调整和新区产能建设。,应用阵地进一步扩大，水平井开发技术日趋成熟。,一、胜利油田水平井开发技术现状,一、胜利水平井开发技术现状,

3、占油区百分比%,2726,2695,2674,2666,2672,2668,2676,2665,2731,2801,2912,3000,3090,3270,3346,3355,水平井为油田持续稳定发展发挥了重要作用,1991年以来胜利油田水平井年产油、占油区产量比例变化曲线,一、胜利水平井开发技术现状,一、胜利水平井开发技术现状,曲率半径（或曲率）的选择取决于油藏特点和井的基本情况。造斜曲率的不同可以影响测井仪器串上设置柔性短节的数量，使仪器本身能通过钻具所经过的轨迹。,一、胜利水平井开发技术现状,水平井的类型,大曲率半径水平井,中曲率半径水平井,小曲率半径水平井,造斜曲率为2060/100f

4、t,曲率半径为30001000ft,造斜曲率为850/100ft,造斜曲率为1.53/100ft,曲率半径为700125ft,200400ft,曲率半径为2040ft,水平井的类型,单支-多支水平井水平井(鱼骨状分支水平),提 纲,一、胜利油田水平井开发技术现状二、水平井测井施工工艺及数据采集三、水平井测井资料解释及应用 四、水平井测井技术面临问题及发展方向,二、水平井测井施工工艺及数据采集,施工工艺数据采集,二、水平井测井施工工艺及数据采集,目前国内外外现有的工艺主要有管具输送法、爬行器输送法、挠性管输送法。由于管具输送法工艺存在诸多不足，应用范围受到限制，无法实现如水平井产出剖面、注入剖面

5、等带压测井项目施工。挠性管输送技术只有哈里伯顿、斯伦贝谢少数的几家公司拥有，采用挠性管技术可以进行水平井生产测井施工，但其昂贵的价格使很多公司望而却步。爬行器输送法是当前国外较为先进的测井工艺，其使用性广泛，可以完成水平井注入剖面、产出剖面、储层参数评价及套管质量检查等测井项目施工，而其工作效率和便捷的测井方式是其它测井工艺所不能比拟的，具有良好应用前景。,二、水平井测井施工工艺及数据采集,在垂直井眼和斜度不超过45的井眼中，测井仪器本身的重量，可以克服井眼的摩擦力下入井中，使用电缆就可以将测井仪器下放至井底。,对于井斜大于60或水平井段测井则必须使用其他方式才能将测井仪器送到井底。,仪器下井

6、,钻杆（油管）输送水平井测井工艺一是保护套式钻杆（油管）输送测井工艺；二是直推式钻杆（油管）输送测井工艺；三是湿接头式钻杆（油管）测井工艺。胜利测井公司在借鉴吸收国外水平井测井技术的基础上，研制出了以上三种水平套管井测井工具，在实际的测井施工中获得成功，到目前为止，已累计完成了1000多口井的水平井测井。注：钻杆（油管）输送以下统称管具输送,二、水平井测井施工工艺及数据采集,国外的钻杆输送电缆测井系统有斯伦贝谢公司的 TLCS系统、哈里伯顿公司的Tool-Pusher系统和西方阿特拉斯的PCL系统。胜利测井公司在消化吸收国外湿接头水平井测井系统的基础上，开发成功了自己的湿接头式水平井测井工具，

7、并在生产中普遍使用，取得了明显的经济效益。,钻具输送系统,二、水平井测井施工工艺及数据采集,保护套（篮筐）式管具输送测井工艺井下仪器保护套：为使测井仪器在管具输送过程中免受损伤而采取的测井仪器专用保护装置。测井方法：首先把井下仪器保护套（篮筐）接到管具的底端，用管具把它们送到测量井段的顶部，然后在管具的顶端接上旁通短节，电缆通过旁通短节侧孔进入并连接到仪器上，把井下仪器串放入钻杆内，靠仪器串重量和钻井液循环压力，把仪器串泵向保护套，当仪器串进入井下仪器保护套后，导向器和定位装置将仪器串定位和锁定，之后，就可接管具下放测井和起钻杆上提测井。该系统主要由井下仪器保护套（又称篮筐）和旁通短节两部分组

8、成。,二、水平井测井施工工艺及数据采集,保护套（蓝筐）测井工艺应用：保护套法水平井测井工艺是胜利测井公司80年代末研制成功的一种套管水平井测井工艺，是一种较为成熟的套管水平井测井工艺方法。早期主要应用于套管井声波变密度测井项目施工。近年来，随着PND测井技术的发展，保护套法测井工艺在水平井剩余油饱和度测井方面得到了成功的推广应用。,二、水平井测井施工工艺及数据采集,（一）水平井固井质量评价测井工艺技术及应用,保护套工艺测井示意图,（一）水平井固井质量评价测井工艺技术及应用,套管、保护套、下井仪的配套数据,保护套、旁通示意图：,二、水平井测井施工工艺及数据采集,保护套测井工艺优点：该种工艺最大的

9、特点是施工安全系数较高。受井况条件影响因素小，施工成功率高，节省时间。保护套测井工艺缺点：下井仪器直径受限制，51/2及7 套管中仪器最大直径不能超过 43mm。声波变密度测井施工受保护套及仪器双重偏心影响大，资料质量达不到满意效果。,二、水平井测井施工工艺及数据采集,二、水平井测井施工工艺及数据采集,绕性管测井工艺：绕性管测井装备和工艺技术是将连续管作业技术应用于测井领域，将测井电缆穿入连续管中，配备相关工具和接头、下端与测井仪器连接，采用连续管测井地面装备，利用连续管的高强度、高韧性的特点，将井下仪器送入水平井或大位移井的目的井段进行测试。,绕性管测井技术具有以下优点：无需井架和钻杆或油管

10、，移运安装简单方便、节省作业成本。无需对接单根，可以在整个井段上进行连续测试，方便快捷，效率高。可促动生产测井所需要的流动或在射孔前降低井筒液柱压力。无需压井，允许带压作业。,二、水平井测井施工工艺及数据采集,爬行器驱动部分,二、水平井测井施工工艺及数据采集,新加坡爬行器,MaxTrac爬行器,MaxTrac爬行器不同于别的公司的产品，自身有可针对井内套管或油管尺寸设置伸缩半径的液压制动腿，伸开后可卡住井壁沿仪器方向滑动，以此为动力带动仪器前进，从而达到输送测试仪器到达测试层的目的。可以实现下测和上测，而下测是测井仪器迎着液流方向，测的是原始状态，更准确。这是别的公司产品不能比拟的。它的独特设

11、计使其牵引力更大，更能在变直径的套管内正常工作，井筒内的岩屑对其影响较小。外径2-1/8英寸，可以过油管下入。,MaxTrac爬行器,优点：下行测量可获得更准确的数据减少了健康、安全和环境的风险具有前瞻能力，减少打捞风险在复杂的井眼条件下传输测井仪器，比连续油管和钻具更节约费用较少了人员和设备成本能更快地装井口、作业和卸井口能适应不同的井眼尺寸和状况，减少了作业趟数多趟测井时采集数据更快耐压15,000psi，耐温 150C实现无中断作业，爬行器无需停下冷却。,MaxTrac爬行器,胜利测井技术研究与发展,一直与裸眼水平井测井技术的发展同步前进。,现有的工艺类型有保护套式、直推式、湿接头式、水

12、力输送、爬行器五种。,应用范围：水平井固井质量评价、储层参数评价、工程测井、注入剖面、产出剖面测井。,历次水平井测井工艺技术的革新都极大地促进了生产测井技术在水平井中的应用。,二、水平井测井施工工艺及数据采集,早期研制开发的水平井测井工艺多年来被广泛用于套管井大斜度井、水平井、小井眼开窗侧钻水平井的声波变密度测井。,二、水平井测井施工工艺及数据采集,（一）水平井固井质量评价测井工艺技术及应用,保护套工艺测井示意图,（一）水平井固井质量评价测井工艺技术及应用,套管、保护套、下井仪的配套数据,（一）水平井固井质量评价测井工艺技术及应用,直推式钻杆（油管）输送测井工艺直推式工艺：直接利用管具推动测井

13、井下仪器前进，将井下仪器推送到水平目的层段的一种测井工艺方法。测井方法：首先把井下仪器下到遇阻位置后上测伽马磁定位曲线100米校深，再次把井下仪器下到遇阻位置后上提电缆10-20米，使电缆绷紧；输送管具底端顺序连接防转短节和电缆旁通短节；缓慢下放管具到井下仪器顶部50米停止，利用绞车上提测井电缆使井下仪器顶端与旁通短节紧密接触，计算调整绞车张力、设置空档位置和手刹车至合适位置（管柱动绞车动），然后同时下放油管和电缆同步推送下井仪器到井底。缓慢上提输送管具（低档低速，小于9米/分）使电缆旁通短节与下井仪器分开一段距离（上提油管使电缆旁通短节至测量顶界以上停止），利用绞车上提电缆进行测井。,（一）

14、水平井固井质量评价测井工艺技术及应用,直推式水平井测井示意图,（一）水平井固井质量评价测井工艺技术及应用,直推式旁通、防转短节、扶正器、和尚头示意图,（一）水平井固井质量评价测井工艺技术及应用,直推式水平井测井工艺的优点：工艺直观，简洁明了。有效克服了兰筐保护套工艺中仪器直径受限及偏心的不足，实现了测井资料质量质的飞跃。在井段小于2000米的水平井中，施工速度相对较快。直推式水平井测井工艺的缺点：全井段电缆裸露在油套环空内，电缆损伤几率较高。仪器与下井管具为分体设置，施工安全系数相对较低。施工中的重点注意事项：防转（防管柱转动、防电缆缠绕）、防电缆堆积、防溜钻顿钻。,（一）水平井固井质量评价测

15、井工艺技术及应用,湿接头钻杆（油管）输送测井工艺湿接头：仪器串由过渡短节连接到管具底部，用管具把仪器输送到测量井段顶部，然后，电缆通过泵下枪接头与井下快速接头在泥浆中完成对接，实现下井仪器正常供电，这种连接通称湿联接，这两部分叫做湿接头。湿接头工作原理:泵下接头靠自重或泥浆柱压力快速下放，经过渡短节内扶正筒扶正，到达井下快速接头顶部，完成湿接头公头与母头的机械和电气连接。,（一）水平井固井质量评价测井工艺技术及应用,湿接头测井工艺的应用湿接头测井工艺是胜利测井公司于90年代末发展起来的一种水平套管井测井工艺，目前主要应用于套管井声波变密度测井施工，成功应用测井600余口，在应用中进一步扩展了小

16、井眼套管水平井湿接头测井工艺。该工艺是继直推式测井工艺后又一项较为成熟的套管水平井测井工艺。,（一）水平井固井质量评价测井工艺技术及应用,湿接头工艺的优点：该种工艺最大的特点是施工安全，成功率高。综合前两种水平井工艺的所有优点，测井资料质量得到有效提高。湿接头工艺的缺点：在泥浆较稠或井况较脏的井中还存在对接困难、脱枪困难的现象。,（一）水平井固井质量评价测井工艺技术及应用,湿接头由旁通、公头总成（外壳+公头）、泵下枪、母头总成。,（一）水平井固井质量评价测井工艺技术及应用,湿接头测井示意图,水平井施工纪录,（一）水平井固井质量评价测井工艺技术及应用,近几年来，随着水平井的数量急剧上升，水平井采

17、收率问题已成为影响油田整体产量的一个重要因素。随着水平井的投产开采，部分油井含水上升快、产量下降快状况凸显严重，因而如何适时进行水平井生产测井以了解井下注入与产出状况、储层剩余油分布及套管损伤情况，为水平井生产效果评价和增产措施优化提供可靠依据，最终达到稳油控水提高采收率的目的，是水平井生产测井面临的主要课题。,（二）水平井储层参数评价测井技术及应用,1996年，利用直推式工艺在草XX-平X井进行了C/O测井，取得了合格的测井资料。2003年利用篮筐工艺在胜X-平X井进行了PND测井并获得成功，水平井储层参数评价测井随之推开。目前该项技术在胜利油田内外进行推广应用，年工作量维持在40口井以上。

18、,篮筐工具,直推式工具,在地层水矿化度较低的水平井中，利用PNDS测井，可以监测剩余油分布，寻找剩余油富集的潜力层段。,图1 永XX-平X井PND测井处理成果图,实例1剩余油饱和度测井,（二）水平井储层参数评价测井技术及应用,在稠油热采水平井中，利用PNDS测井与温度测井组合，可以监测注蒸汽吞吐开发生产动态；同时用该实例说明，利用时间推移测井，可以确定储层动用情况，寻找潜力部位，为制定挖潜措施提供可靠的剩余油分布资料。,图2 水平井PNDS时间推移测井数字处理成果图,实例2时间推移测井,（二）水平井储层参数评价测井技术及应用,（三）水平井找水测井工艺技术及应用,重力法测井工艺技术研究。,突破了

19、原有测井工艺在电缆下井过程中无法正常座封井口实施密闭注水加压的技术瓶颈,2005年初，“水力输送法”测井工艺在管XX-平X井找水试验成功。,座封井口后，仪器在密闭状况下进行测井，井筒环境保持稳定，测井资料品质有了较大的改善。,测井过程中不再动用管具作业，测井与作业人员劳动强度大大降低，测井作业时间由24小时减少为6-8小时。,一种新型的测井工艺-水力输送法,水力输送法测井作业规程,在水平井中，利用PNDS“测注测”测井，可以确定各射孔生产层段的生产动态情况，指导制定水平井堵水挖潜措施。,图3 水平井PNDS“测注测”测井叠合图DSSIGC注入指示液前的俘获截面曲线；DSSIGC1注入指示液后的

20、俘获截面曲线,进硼指示,实例3硼中子找水测井,水力输送法测井工艺技术及应用,2007年7月 利用“水力输送法”工艺，设计“双管柱”测井管柱模式，在高含水生产状况下，对桩XXX-支平X井进行了流量等五参数测井，成功找出了分段出水层位和出水点。,（四）水平井产出剖面测井技术及应用,胜利油田首次实现了在抽油机不停产状况下进行水平井产出剖面测井的先例。,在水平井生产中，通过对流量测量，确定分段产出液量，确定出水位置。,(四)水平井产出剖面测井技术及应用,实例4产 出 剖 面 流 量测井,2008年，测井公司利用水力输送测井工艺配合电磁探伤测井技术进行草XX平X井测井，成功地测得该井大斜度段套管破损位置

21、；为用户进行整改措施提供了准确的资料依据。,(五)水平井工程测井技术及应用,图5 草XX平X井电磁探伤测井图,(五)水平井工程测井技术及应用,901.7米及918.1米处电磁探伤曲线有明显负异常，怀疑套管有破损。,实例5套管质量检查测井,此处电磁探伤曲线有明显负异常，说明套管有破损。,坨XXX平X井电磁探伤测井图,随着水平井注水井数量的增多，水平井注水剖面测井成为油田动态监测工作的一项新的内容。,(六)水平井注入剖面测井技术及应用,2008年在桩XXX-平X井进行同位素示踪测井，取得了合格的注水剖面测井资料，水平井生产测井技术应用范围进一步拓宽。,图6 桩XXX-平X井吸水剖面测井资料成果图,

22、(六)水平井注入剖面测井技术及应用,在注水条件下的水平井内进行注水剖面测井可以确定注水层位在井轴方向上的非均质性和个部分井段吸水量的大小，对注水层位总体注水剖面进行划分和描述。,实例6注入剖面测井,2007年底胜利测井公司与国外公司合作进行水平井生产测井项目技术研究，并从国外公司订购了爬行器及8参数PLT生产测井组合仪和阵列组合测井仪（CAT、RAT、SAT组合仪）。目前我公司对爬行器进行功能扩展研究，成功配接SBT、PND、高精度C/O、电磁探伤、多臂井径成像等测井仪，使爬行器适用于水平井固井质量检查、储层参数评价、注入剖面、产出剖面、工程测井等项目施工。,(七)爬行器工艺技术及应用,爬行器

23、及其地面控制系统,能完成管具输送工艺无法进行的水平井测井项目，如产出剖面、注入剖面测井等；能够较好地解决井下仪器在井眼中居中测量的问题。测井施工时不需要作业配合，施工方便；而其它水平井工艺必须有作业配合。爬行器测井施工平均时间为48小时，而管具输送工艺一般在20小时以上。管具输送工艺井下仪器受管具震荡影响，仪器损伤几率高，而爬行器没有此影响。,爬行器水平井测井工艺优点：,我公司XX小队2008年8月25日使用爬行器先后在草桥两口水平井（草南平XX、草XX-平X）进行变密度测井施工。两口井测井占用井口时间共8个小时，顺利完成施工，与管具输送工艺相比减少施工时间20个小时。,爬行器工艺在水平井变密

24、度测井中的应用,爬行器下井工艺的使用，彻底解放了钻井作业人员负担，减轻了作业人员工作量与劳动强度，对油田整体开发效益的提高，有着良好的推广应用价值。,爬行器工艺在水平井变密度测井中的应用,单XX平XX井36臂井径成像测井图,利用爬行器工艺配合36臂井径成像测井，在1478.5米处测得一处破损点（1：50比例抓图）,爬行器工艺在水平井水平井工程测井中的应用,实例7套管质量检查测井,由于水平状况下油、气、水三相流的相态分布与垂直井眼环境下的相态分布截然不同，普通流量仪和持水率仪器在水平井中难以发挥作用。阵列式流量和持水率仪器采用多个传感器探头进行截面参数测量，能较精确地反映流体在水平井眼中的流动状

25、况、分段（分层）流量和流体性质，为水平井产出剖面测井提供了可靠的技术手段。,一种新型的流量、含水仪器-阵列式测井仪,电容阵列仪（CAT）在可折叠的弓形弹簧臂上安装 12 个微型电容式传感器，以提供整个井眼周围的流体识别（利用石油、天然气和水的不同介电常数来识别流体）,低含水状况下持水率仪-电容阵列仪,电阻率阵列仪（RAT）由12 个微型的电阻式组合传感器确定井眼流体的持水率。电阻率组合仪传感器测量探测器探头之间的流体的电阻（根据油气水不同的导电特性识别流体）。这种传感器可以检测非常小且快速移动的气泡。,高含水状况下持水率仪-电阻率阵列仪,分层状况下流量测试仪-涡轮阵列仪,涡轮阵列测井仪（SAT

26、）具有 6 个微型涡轮，部署在弓形弹簧臂上，能够准确测量井眼周围 60间隔的流体流速，以便确定每个独立的流体层的流速。,解释软件成像功能,三相流试验标定装置,胜利测井公司拥有国内一流的三相流实验室，为各类流量计与持水率计试验、研究、标定提供了有力的基础条件。,汇 报 提 纲,一、胜利水平井开发技术现状二、水平井施工工艺技术及应用三、水平井测井技术面临问题 四、发展方向五、国外水平井测井技术介绍,三、水平井生产测井面临的问题,测井施工方面存在的问题,复杂多样的水平井类型对现有测井技术的适用性提出了严峻的挑战，测井仪器耐温、耐压、测井精度、应用范围等受到极大的限制（如注水/注聚/注氮气井、高温注蒸

27、汽井、稠油热采井、低渗透油藏井等）。,高难度的水平井钻井类型对测井施工工艺形成挑战，对现有测井施工工艺技术带来更多的限制条件（如分支水平井、小井眼开窗侧钻水平井、大曲率短半径水平井、阶梯状水平井等等）。,三、水平井生产测井面临的问题,测井资料解释存在的问题,常规储层参数剩余油饱和度评价测井解释方法用于水平井测井解释还存在一定缺陷，解释模型有待于深化细化甚至更新。,现有的各类流量、含水仪器标定图板与解释图板细化和精度方面还需做大量的工作）。,三、水平井生产测井面临的问题,生产管柱方面存在的问题,产液剖面测井除了要求装配偏心井口外，对井下管柱设置也有较高的要求，常规生产井管柱结构不符合水平井产液剖

28、面测井要求。,注入剖面测井施工对井口通道直径和井下油管内径与下深位置也有一定的要求（为满足爬行器54mm）下井需要）。,产出剖面、注入剖面的测井施工最大限度地取决于生产管柱的设置模式。,对于95/8套管悬挂51/2或7套管结构的水平井，设置双管柱座封井口，测试管柱要求下过抽油泵，底部必须接喇叭口,测试管柱井斜控制在30度以内（尽量在直井段内），在水平井正常产液情况下，仪器由测试管柱内下至水平井测量目的层段，进行产液剖面测试。仪器连接总长度:15米。,爬行器工艺产液剖面测井适应的井况,一、继续调研国外水平井生产测井技术的发展趋势，把准发展方向，适度引进水平井动态监测成像测井、过套管电阻率测井、电

29、磁套损检测仪、井周固井评价仪等仪器，解决油气开发生产井面临的问题。,逐步配套注入剖面、产液剖面、剩余油饱和度、井筒技术状况等水平井动态监测技术及连续油管、井下电子牵引仪（爬行器）等适合水平井井身结构特点的测试装备，为水平井生产效果评价和增产措施优化提供可靠依据。,四、今后发展方向,二、坚持引进消化吸收与攻关相结合，大力提升水平井技术自主创新能力，加快关键技术的攻关试验，拓展应用领域，发展特色鲜明的水平井生产测井技术。,重视油气生产井动态产出剖面测井方法研究，提高生产动态监测的能力。组织国家863重点项目多功能脉冲中子能谱测井技术 研制耐温大于220的高温常规测井仪器。,四、今后发展方向,三、继

30、续加强三相流动态模拟实验室建设，提升测井解释方法和解释技术的创新研究力度。,四、今后发展方向,借助利用实验室模拟直井、斜井和水平井井筒内油气水三相的流态、流速的变化，研究流量与持水的测量方法和工艺，以及持水与含水的关系；各类水平井测井解释模型细化问题仍需要做大量实际有效的工作，研究新的解释方法和影响因素校正，并指导新的测井仪器研制和对仪器进行标定；同时深入开展老井复查、区块研究，提高油田采收率和开发效率。,总之，如何提高水平井生产测井工艺水平、发展水平井测井手段、研究测井资料解释方法，以提高水平井施工成功率和资料解释精度，满足油田水平井动态监测的需要，是今后一段时期内水平井生产测井的主要发展方向。,四、今后发展方向,汇 报 提 纲,一、胜利水平井开发技术现状二、水平井施工工艺简介及应用 三、水平井测井技术面临问题 四、发展方向五、国外水平井测井技术介绍,谢谢!,SHENGLI OILFIELD,二、水平井测井施工工艺及数据采集,水平井生产测井技术产生的环境水平井下套管固井后，地质上对测井资料需要，而常规电缆测井方法无法实现；水平套管井剩余油饱和度测井的需要；水平井生产中存在高含水等问题急需解决的要求；水平井套管或筛管等工程技术问题的监测需要；水平井钻井技术快速发展的要求。,