張淑峰 陳春歌 王順佳

摘要：伴隨世界經(jīng)濟發(fā)展速度的不斷提升，對能源需求量的擴大，石油作為新時代的主要能源，石油開采作業(yè)也隨之大幅度增加。測井技術(shù)是石油工程中極為重要的環(huán)節(jié)，因此世界各國為了提升石油開采的效率，獲得更高的經(jīng)濟效益，對其進行了研究。測井技術(shù)主要采用聲、電，放射性等方法來判斷油氣地層，分析其環(huán)境等，測井技術(shù)人員通過此技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)，來確保石油工程能夠順利進行。文章將研究現(xiàn)今石油開采作業(yè)中測井技術(shù)的實際應(yīng)用，期望能助石油工程往更好的方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：石油工程;測井技術(shù);實際應(yīng)用

中圖分類號：P631.8+1 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2019）12-0081-04

至21世紀開始，隨著世界經(jīng)濟的高速發(fā)展，對石油的需求也在不斷增加，而高速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)為石油開采提供了助力，先進的測井技術(shù)便是科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展下的優(yōu)良產(chǎn)物，通過對測井技術(shù)的合理運用，發(fā)揮其在開采作業(yè)中的積極作用，增加了石油開采量，提高了工作效率，同時降低了開采成本，創(chuàng)造出了更高的經(jīng)濟效益。測井技術(shù)主要采用聲、電，放射性等方法來判斷油氣地層，分析其環(huán)境等，測井技術(shù)人員通過此技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)，來確保石油工程能夠順利進行。跟隨時代的發(fā)展腳步，石油工程中各個流程所需的技術(shù)都得到了良好的發(fā)展，其中測井就發(fā)展了大量不同類型的技術(shù)，例如成像測井技術(shù)（井間電磁成像、聲波成像、電阻率成像），多極子聲波測井技術(shù)，高分辨率感應(yīng)測井技術(shù)，核磁共振測井技術(shù)等等。而聲波測井、地層測井、成像測井、電法測井、放射性測井技術(shù)是最為常用的6種測井技術(shù)。不同的地域環(huán)境所應(yīng)用的測井技術(shù)也是不同的，只有科學(xué)的利用才能使開采作業(yè)事半功倍。測井技術(shù)不光在勘測過程中作用巨大，同時在石油工程中的其他過程也不可缺少，著實為油氣產(chǎn)業(yè)助力不少。由此，作者將從測井技術(shù)的概念、作用，常用技術(shù)類型和在石油工程中的具體應(yīng)用進行探究。

1 測井技術(shù)

1.1測井技術(shù)的概念

由于現(xiàn)今世界上各國生產(chǎn)力發(fā)展水平，還有測井工藝和設(shè)備的不一致的原因，對測井技術(shù)并沒有統(tǒng)一的完整的定義。國內(nèi)，由當前油氣田開發(fā)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況可知，測井本身是石油開采前勘測過程中極為重要的環(huán)節(jié)，測井技術(shù)也就成為石油工程中眾多技術(shù)中的重要的一環(huán)。測井技術(shù)是在石油工程中程中，通過利用聲、電、熱、核、磁等不同的技術(shù)設(shè)計出不同類型的儀器下入井內(nèi)，勘測隨著深度變化而變化的各類參數(shù)，以了解不同深度的地質(zhì)情況，進而制定工程方案的技術(shù)。在石油工程進行中，工作人員分析所獲得的參數(shù)曲線，就可推測出該地油氣存儲的情況。

1.2測井技術(shù)的作用

測井技術(shù)在石油工程中應(yīng)用廣泛，在地質(zhì)特征分析、油氣資源評價、油藏表征與模擬、油藏工程、鉆井工程和采油工程中都有運用。由此可見，測井技術(shù)在石油工程中的作用至關(guān)重要，具體如下。

1.2.1可獲得多項準確的油藏地質(zhì)的數(shù)據(jù)

現(xiàn)在的測井技術(shù)已經(jīng)可以滿足如陸地平原、海上，各類水平井、斜井等地面或井下多種復(fù)雜環(huán)境下的測井需求。在測井作業(yè)中，油氣層的地層電阻率，地層儲集性能的孔隙度，油藏的實時地質(zhì)參數(shù)和巖性變化情況，地層流體快速取樣，地質(zhì)構(gòu)造、沉積的電成像等一系列數(shù)據(jù)，都是工作人員需要采集的資料。最后通過對比分析資料，建立詳細的數(shù)據(jù)庫。

1.2.2及時判斷出油氣層

工程技術(shù)人員可通過對探井的及時測量，以獲得所需資料，再詳細地處理分析測井資料，便可及時以及準確地知道油氣層位置、厚度、含油氣量、油藏質(zhì)量等等。

1.2.3識別及評價油藏區(qū)域

現(xiàn)今的石油工業(yè)已開始勘測我國許多類似于非均質(zhì)性裂縫、陡坡帶近物源沉積的礫巖、深部老地層、及各類隱蔽油氣藏等類型的儲層?，F(xiàn)今的測井技術(shù)，如高精度的陣列電阻率測井、電成像測井、核磁測井技術(shù)等能有效識別和評價這類非均質(zhì)性強、儲集層巖性復(fù)雜的油藏，測量出有效產(chǎn)層。

1.2.4確定油藏類型

正確地認識油氣水層在縱橫向分布的特征、儲集層類型、圈閉條件等因素確定油藏的類型。我國一些油藏地區(qū)有含油層系多、油藏類型多等特點，通過對測井技術(shù)及時獲得的資料進行正確解釋，便可以確定并合理地劃分出不同類型的油水系統(tǒng)和油氣水的過渡帶。為了為后期的開采作業(yè)提供有效的幫助，需要得到油氣層、含油水層及水層的參數(shù)標準，而工程技術(shù)人員只能通過處理測井資料和利用多種評價方法來獲得。

2 測井技術(shù)在石油工程中應(yīng)用的技術(shù)類型

測井技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，到如今已是種類繁多，而中國地大物博，地質(zhì)類型繁雜，因此不同的地域環(huán)境所匹配的測井技術(shù)也有所不同。以下幾種測井技術(shù)是我國現(xiàn)今掌握的測井技術(shù)中應(yīng)用較為廣泛的。

2.1測井技術(shù)中的隨鉆測井

測井技術(shù)中的隨鉆測井結(jié)合地上信息系統(tǒng)和地下勘探系統(tǒng)（信號傳輸技術(shù)）測量所鉆地層的地質(zhì)和巖石物理參數(shù)，后將測井數(shù)據(jù)實時傳輸回地面，這樣還可及時對鉆井作業(yè)進行指導(dǎo)。同時隨鉆測井技術(shù)還會將全部數(shù)據(jù)存于井下儀器的存儲器中，等到起鉆后回收數(shù)據(jù)，再次更為精確的評價地層?，F(xiàn)今的隨鉆測井技術(shù)的優(yōu)點是成本低，可獲其原始信息，地面能實時獲取數(shù)據(jù)，及時指導(dǎo)鉆井，如圖1所示。

2.2測井技術(shù)中的地層測井

測井技術(shù)中的地層測井會分析地層中產(chǎn)生的能量和壓力，后根據(jù)地層能量變化情況收集并測試數(shù)據(jù)，計算地層含油量、流動性能、滲透率，地質(zhì)壓力等地層相關(guān)數(shù)據(jù)，以助工作人員制作出合理的開采方案。地層測井技術(shù)常用于巖石地區(qū)，工作人員會深入地研究地質(zhì)特點，如不同組成成分的巖石的特點，地下巖石層的特性等，專業(yè)的工作人員會計算出更為真實有效的測井資料，因此在石油開采過程中，意外事故出現(xiàn)的幾率也大大的減少。地層測井技術(shù)的優(yōu)點頗多，如能精準地測出地層的壓力，估算藏油量，預(yù)測地層力學(xué)的性質(zhì)，流特點的分析，操作準確高效等等。

2.3測井技術(shù)中的聲波測井

測井技術(shù)中的聲波測井依據(jù)在石油勘測過程當中，不同巖層結(jié)構(gòu)所反饋的聲波數(shù)據(jù)也會有所不同，合理加工返回波的數(shù)據(jù)，通過所得的數(shù)據(jù)圖像，如圖2所示，得知實際的地質(zhì)情況。該技術(shù)適用于石油的二次開發(fā)過程中，應(yīng)用聲波測井技術(shù)，易得主井和次井的關(guān)系，以為制作一個科學(xué)的開采方案奠定優(yōu)良基礎(chǔ)。聲波測井對工作人員的綜合素質(zhì)要求比其他大多的測井技術(shù)所需的要求要較高。工作人員要通過應(yīng)用計算機等技術(shù)設(shè)備對測井過程中所反饋的聲波及速度等參數(shù)進行專業(yè)化的收集與整理，以制定出合理的開采方案。該項技術(shù)在石油勘測過程中，優(yōu)點是運用簡單，操作容易，技術(shù)平緩等，缺點是易受外因干擾，數(shù)據(jù)準確率較低等。

2.4測井技術(shù)中的成像測井

測井技術(shù)中的成像測井是一項具有極強的綜合性的技術(shù)，在進行石油工程中的測井作業(yè)時，會運用像測井儀、共振儀等專業(yè)化設(shè)施，以得到油藏地質(zhì)中的橫向聲波和縱向聲波，然后運用現(xiàn)代化數(shù)字信息系統(tǒng)得到清晰完整的成像。該技術(shù)具有資料信息全面，地圖質(zhì)量高，測井成本少，適于多種地質(zhì)環(huán)境等優(yōu)點。但該項技術(shù)也并非十全十美，在實際應(yīng)用當中，它所使用得設(shè)備復(fù)雜，而且難操作。但在石油工程的開展中，其所提供的成像資料起到的作用非常的明顯。

2.5測井技術(shù)中的核測井

測井技術(shù)中的核測井將核放射原理應(yīng)用于測井，利用不同巖石中各種元素原子核的核磁共振特性不同的原理對地質(zhì)巖石進行研究，準確獲得巖石的物理特性。不同的核測井技術(shù)，其放射源也是不同的，核測井技術(shù)主要分為γ測井、中子測井、放射性核素示蹤測井和核成像測井這五類。核測井有以下幾個優(yōu)點，操作便易，可獲巖層的信息詳細。其缺點也不少，如可探測距離短，所獲數(shù)據(jù)還需利用許多復(fù)雜的工序進行校正，處理數(shù)據(jù)的用時長。

2.6測井技術(shù)中的電法測井

測井技術(shù)中的電法測井的運用原理是利用相關(guān)儀器測量產(chǎn)生的電波信號（探測目標與周圍介質(zhì)在電性上的差異），后工作人員對所獲得的信息數(shù)據(jù)進行整理分析，再制定出合理科學(xué)的開采方案。在石油工程眾多的測井技術(shù)中，電法測井運用較早（20世紀70年代），但由于當時的各項條件有限，電法測井技術(shù)并沒有得到很好的發(fā)展，直至改革開放后，隨著科技的進步，電法測井技術(shù)突飛猛進。電法測井技術(shù)優(yōu)點較多，如技術(shù)種類多（電阻率測井見圖3）、微電極測井、側(cè)向測井、感應(yīng)測井、介電測井、自然電位測井等），應(yīng)用廣泛，應(yīng)用靈活，經(jīng)濟合理等。

3 測井技術(shù)在石油工程中的具體應(yīng)用

現(xiàn)在的測井技術(shù)幾乎參與了石油工程中全過程，地質(zhì)特征分析，油氣資源評價，油藏表征與模擬，油藏工程，鉆井工程，采油工程等。

3.1在鉆井工程中

很多客觀因素都在決定巖石的巖性，巖石中含有大量的礦物元素，含不同礦物元素的巖石的巖性自然也是不同的，巖石中所含元素種類越多，巖性也就越復(fù)雜，其巖石特征參數(shù)也就越難確定。在鉆井作業(yè)時，巖石本身固結(jié)程度和周圍黏土礦物的成分與含量都會影響到作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性。利用測井地層巖性分析技術(shù)劃分出的黏土礦物成分剖面和了解到的地層巖性來優(yōu)化系統(tǒng)方案，使工程能夠更安全、更穩(wěn)定。隨著測井技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)今已能精確地測出地層巖性及礦物的組成成分，如近幾年，國外一些測井服務(wù)公司推出了通過巖石成分來識別巖性的地球化學(xué)元素測井法，通過剝譜分析非彈性散射與俘獲伽馬射線來獲得地層中各種元素的含量，通過一系列處理獲得地層的礦物含量后便可識別復(fù)雜儲層敏感性礦物。

3.2在完井工程中的應(yīng)用

通過測井資料的應(yīng)用可以評價出固井質(zhì)量，同時選出優(yōu)良的射孔方案，提高工作質(zhì)量、石油生產(chǎn)率等。在石油工程中，固井作業(yè)處于重要的步驟，其質(zhì)量直接影響到石油的開采質(zhì)量與效率，而測井技術(shù)便可有效的評定出固井質(zhì)量。變密度測井技術(shù)應(yīng)用于初期的固井質(zhì)量評定中，通過測量聲音振幅以及密度來判斷油井周圍的土質(zhì)類型和質(zhì)量，建立施工質(zhì)量標準。

3.3在儲層改造工程中的應(yīng)用

在改造儲層時，首先勘探現(xiàn)場，了解油藏的巖性與脆性指數(shù)，更甚至因獲得地應(yīng)力的數(shù)值和它的具體分布。壓裂作業(yè)后，工作人員利用巖石力學(xué)參數(shù)來推算壓裂高度和裂縫形態(tài)。

3.3.1評價地應(yīng)力大小及方向

實時收集地應(yīng)力數(shù)據(jù)，先查閱大量測井資料再準確的推演出地應(yīng)力數(shù)據(jù)建立近乎真實的模型。微電阻率成像測井技術(shù)通過剖析井壁崩塌和鉆井誘導(dǎo)縫的情況以判斷地應(yīng)力的方向?？梢栽谝欢ǖ募僭O(shè)條件下來解釋地應(yīng)力剖面測井，它是一種基于地應(yīng)力實測數(shù)據(jù)來建立簡單化的地應(yīng)力計算模型，并運用所獲資料來計算分析地應(yīng)力的測井方法，一定程度上，其所建立的計算模型越可靠，計算結(jié)果就越準確。要避免井壁失穩(wěn)、井塌就要朝著最小主應(yīng)力方向布井，而朝著最大主應(yīng)力方向壓裂，則可提高壓裂的效果。

3.3.2檢測壓裂效果

人工監(jiān)測裂縫的有效方式是常見的電阻率、電成像測井技術(shù)。前者的原理是通過側(cè)向電阻率的高低差異來推測裂縫及溶洞的情況。在油田資源當中創(chuàng)造一個截面大的平面性流動的管道，實際上是對儲層結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化。儲層壓裂改造過程中，壓裂環(huán)節(jié)需要不斷地改變泵站機組中的壓力，控制好壓力的大小，壓力值太小儲層壓裂不成功，太大則會擠壓相鄰管道，使油水竄槽。除此之外，儲層中出現(xiàn)不同的巖體，壓裂處理務(wù)必不能同時進行，應(yīng)根據(jù)巖體的性質(zhì)分層工作。雙側(cè)向電阻率測井用于壓裂前后，工作人員對比兩次測井曲線，根據(jù)曲線形態(tài)相同、和大小判斷壓裂效果的好差。

4 結(jié)語

綜上可知，測井技術(shù)在石油工程中占據(jù)了非常重要的位置，其所含蓋的知識面甚廣，如地應(yīng)力、地層壓力、巖性、巖石力學(xué)等，合理地應(yīng)用這些知識，可以獲得大量的油井數(shù)據(jù)資料，提升采油量，降低工作人員的工作量，提升其工作效率，降低開采成本，極大地提升了產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益。隨著科技的迅猛發(fā)展，石油工程中的測井技術(shù)也發(fā)展十分迅速，不斷地產(chǎn)生了新的測井技術(shù)和裝備，應(yīng)該積極應(yīng)用它們將有效提高石油開采作業(yè)的效率和質(zhì)量。

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