中国石油测井技术实现跨越式发展
发布时间: 2016-06-07 13:51:56   次浏览
 测井作为石油工业关键技术,被形象地称为油气勘探开发的眼睛。要在井筒中高效精确地测出地层油气含量、岩石性质和地质构造,关键就要做好装备,掌握“十八般兵器”探地宫。

  随着我国油气资源品质日益劣质化,油气层非均质各向异性突出,以及非常规油气快速发展,要求测井技术更精准、探测更远、更能适应复杂井况、更加安全高效。在本世纪初,国际先进的测井技术已经能进行地层成像测量,而我国还未形成完整的成像测井技术,与国际水平差距较大,所应用的成像测井装备全部依赖进口,引进成本和服务价格高,技术受制于人。

  迎难而上敢于突破,这是中国石油科技工作者的本色。“十二五”期间,中国石油依托国家重大专项“油气测井重大技术与装备”等项目,围绕复杂与非常规油气识别评价难题,加强核心技术与装备攻关,实现由传统常规测井向先进成像测井的重大技术跨越,从根本上改变了我国先进测井装备长期依赖进口的局面,引领测井技术服务发展到定量评价复杂岩性油气新阶段,有效支撑我国油气工业又好又快发展。

  EILog快速与成像测井技术装备全面国产化是最引人注目的成果,已成为中国石油主力测井装备。截至“十二五”末,推广应用于国内外18个油气田,降低装备引进成本40多亿元;显著提升油气精细评价能力,探井解释符合率从80%提高到86.5%,开发井解释符合率从90%提高到95.6%。

  成像测井技术与装备的进步,有力支撑油气增储上产。针对长庆特低渗-致密油气开发这一世界级难题,形成综合应用成像测井精确计算孔隙度、饱和度和渗透率的特色技术,为长庆油田上产5000万吨提供强有力保障;针对塔里木深层碳酸盐岩油气,成功实现从井壁到径向30米成像测井,准确识别构造特征和流体性质,技术水平国际领先;针对青海复杂碎屑岩油气,综合应用成像测井精细评价储层孔隙结构和流体性质,准确划分有效储层,增加油层厚度,在青海油田产能建设部署中发挥重要作用……

  在随钻测井关键技术与装备研制上,中国石油通过加强国际合作取得重大突破,使我国成为全球极少数掌握岩性、饱和度和孔隙度地层评价随钻测井技术的国家。研制成功随钻方位侧向电阻率成像测井仪器、伽马成像随钻测井仪器等,能更精细地给地层拍“CT”;国内首套常规三参数随钻测井系统,具有自然伽马、电阻率、中子孔隙度等测量能力……这些都为提高水平井储层钻遇率提供了更有效的技术手段。

  作为另一项标志性成果,测井处理解释一体化软件实现了由均质常规储层识别向非均质复杂储层评价的跨越。以多井评价为特点的CIFLog2.0达到国际先进水平,能够完成包括高端成像处理在内的全部处理解释,已成为测井解释评价主力软件,荣获2014年国家科技进步二等奖。

  此外,中国石油根据不同油田的实际,开发了远探测声波反射波测井仪、高分辨率薄层测井仪、高含水低产液产出剖面测井仪等特色测井仪器,形成复杂储层测井评价配套技术,在长庆、大庆、塔里木等国内油田勘探开发中发挥了重要作用。

  先进适用的测井技术助力“一带一路”战略实施。EILog在乌兹别克斯坦、伊拉克等丝绸之路经济带6个国家开展技术服务,并销售到俄罗斯、伊朗等国家,实现从进口到出口的历史性转变;针对苏丹低阻油层,哈萨克斯坦、中东大型碳酸盐油藏等形成测井综合评价技术,建立海外测井数据库,为海外油气业务提供重要技术支持。

  创新、创新、再创新,中国石油在追求卓越的征程上永不止步。今后,测井技术将进一步发挥油气探测的“显微镜”“望远镜”作用,更加精确探测油气含量、油气分布、渗流特性和地层压力等信息,并与“互联网+”、大数据等新技术深度融合,不断提高核心竞争力,更好地服务油气勘探开发全过程。

  亮点技术

  1 新一代测井处理解释软件CIFLog

  首次实现全井壁无缝隙电阻率高清成像和远探测相控声波井下逆时偏移成像;首次提出并建立复杂储层“深度梯次探测”评价技术体系;具备核磁共振、中子全谱和多矿物最优化等高端资料处理能力以及非均质火山岩、碳酸盐岩、水淹层剩余油评价和全系列生产测井解释能力;能够与国产测井硬件装备配套。将我国测井处理解释精度从米级提升至厘米级,实现了重大技术跨越。

  2 多频核磁共振成像测井仪

  创新形成高信噪比传感器、井下千瓦级大功率发射和纳伏级微弱信号检测、多观测模式回波处理与解谱反演成像等技术,在井下高温高压环境下进行地层核磁共振测量,在直观评价孔隙结构、有效识别流体性质等方面具有独特优越性,达到国际先进水平。已在长庆、青海等油田规模应用,为定量计算“孔、渗、饱”,有效识别和精细评价油气提供了新利器。

  3 随钻方位侧向电阻率成像测井仪

  设计了非对称多发射电极系结构,实现多种探测深度的电阻率测量;提出斜交双电扣全井眼扫描电阻率成像方法,实现随钻电阻率成像;应用方位传感器的测量,可探测地层边界,提高水平井储层钻遇率;开发了多扇区数据处理解释技术,实现精细地层评价;采用模块化、可拆卸的传感器结构设计,提高了仪器的可靠性和可维护性。仪器总体达到国际先进水平,井周成像分辨率国际领先。

  4 远探测声波反射波测井仪

  该仪器以辐射到井外地层中的声场能量作为入射波,探测从井旁裂缝或小构造反射回来的声场,了解井旁地层构造信息。突破了常规测井仪探测深度不能超过3米的局限,达到10米,实现了井旁远探成像微观结构精细探测。该仪器的研发成功,填补了国内的技术空白;在全国各油田成功应用,效果十分明显,为石油地质人员精细了解距井眼较远范围内的地层状况打开了更为广阔的视野。

  5 过钻具存储式测井技术

  研发了过钻具存储式测井的地面采集与控制系统、系列小直径测井仪器、配套施工工具和工艺,形成高温高压小型化仪器设计、深度控制及时深转换、井下仪器输送与释放等关键技术,实现高时效性、高可靠性、高安全性测井作业,为大斜度井、长水平井、井壁稳定性不好的页岩气井等复杂井况测井提供了新利器。截至目前,在长庆、川渝等地区作业140余井次,测井成功率100%,时效较电缆传输测井提高30%,创效上亿元。

  6 低阻、低孔低渗/复杂岩性测井配套评价技术

  形成了“不同成因的低阻油气层识别、复杂孔隙结构评价、二维核磁流体和储层基质、裂缝饱和度评价”为核心的测井解释评价系列技术,在基础理论、解释方法和高端处理技术研发等方面取得重大突破。低阻系列技术在渤海湾及西部油田应用,解释符合率上升16%至28%;低孔低渗系列技术在长庆、新疆、大庆油田应用,测井解释符合率提高15%至20%;复杂岩性系列技术在大庆、西南等油田得到全面应用,气水层解释符合率达90%以上。

  EILog快速与成像测井技术装备

  EILog快速与成像测井技术装备由集成化常规测井仪器、系列化成像测井仪器和综合化采集与传输平台构成。主要根据声、电、核、磁等原理,在高温、高压井眼环境下利用阵列传感器完成多源、多维、多物理量信息的油气参数采集,通过高速传输和地面综合处理实时显现井下数千米的地层图像,用于油气勘探生产过程中精准划分油气层、精确评价油气、有效预测油气产能。

  集成化常规测井技术:创新实现探测器共用、电路公用、结构模块化和总线接口标准化,极大缩短了仪器串长度,提高了系统可靠性和可维护性。一次下井即可准确测量深、中、浅电阻率,声波、中子、密度孔隙度以及自然伽马、自然电位等26个地层参数,作业时效平均提高42%,满足了油田“提速、提效、降成本”需要。

  系列化成像测井技术:包括微电阻率成像、阵列感应、阵列侧向、多极子阵列声波、井壁超声成像、多频核磁共振成像等成像测井仪器。形成了地层分辨率达到5毫米的近井眼地层精细成像、从井眼到原状地层的井周径向剖面成像、井眼外30米范围内地质构造的井旁远探测成像技术、成像综合应用计算油气含量等特色技术,有效解决了复杂储层的岩性识别、储集空间评价、油气含量计算等难题,显著提升了油气精细评价能力。

  随钻测井技术装备

  地层评价随钻测井技术,是在钻井的同时,将随钻测井仪器接入井下钻具,实时测量地层岩性、孔隙度、饱和度等参数及工程参数,通过数据处理及解释评价,判断井眼轨迹及储层特性。不仅能解决大斜度井、水平井和特殊地质环境井的测井问题,而且能用于实时地质导向钻井和地层评价。随钻测井可提高地层评价测井数据的质量,并且可减少钻井在用时间,降低钻井成本。

  形成包括自然伽马、电阻率、可控源中子孔隙度、密度、声波、方位伽马成像及侧向电阻率成像等仪器的随钻常规和成像测井系列,具有地质导向、地层评价和远程监控决策等功能。目前,已在国内10余个油田推广应用,并销售到国外。该技术的研发成功缩短了我国随钻测井技术与国际先进水平的差距,同时为国内随钻测井业务进入国际市场提供了有力的技术和装备支持。

  权威点评

  实现复杂储层评价重大技术跨越

  继上世纪成功研发我国第一代测井工作站测井处理系统后,中国石油科研团队20年锲而不舍、奋发攻关,大胆突破传统理论束缚,发明测井“图像基因”特征对比识别有效储层等多项专利技术,首次提出并建立了复杂储层“深度梯次探测”评价方法,在过去看似没有渗透性、误认为不是储层和常规测井探测不到的井壁纵深地带发现高产油气,有效提升了产层解释符合率。

  尤其难能可贵的是,这些行之有效的理论方法在新一代测井软件CIFLog上进行了技术有形化,在油田现场实现了工业化应用,效果极为显著。实现了从均质常规储层评价到非均质复杂储层评价的重大技术跨越,对国际同类复杂油气藏的勘探开发均具重要意义。(中国工程院院士邱中建)

  引领中国石油测井进入成像时代

  成像测井是测井技术的前沿,长期为国际大服务公司垄断。中国石油成功研发EILog快速成像测井技术成套装备,包括微电阻率扫描成像测井、远探测反射波声波测井等系列化成像测井装备技术,并具有实时快速采集处理和远程传输能力,能够清晰显现深达数千米的地下油气层图像。这一技术装备达到国际先进水平,并在远探测声波测井等方面达到国际领先水平。

  EILog成像测井装备全面国产化,引领测井新兴产业发展。目前已广泛应用于我国油气勘探开发,作业服务占中国石油成像测井工作量的70%;在长庆油田大幅提高了特低渗油气测井解释符合率,为“西部大庆”建设做出重大贡献。(中国科学院院士贾承造)

  创新感悟

  动力源于应用比肩国际先进

  为中国石油工业提供自主知识产权的先进测井装备,是几代测井人的梦想。

  我们历时十余年,采取对标国际、总体设计、样机研制、集成配套、试验改进、生产应用的技术开发思路,完成了1.5万余张仪器图纸设计、500余个软件模块开发和上千井次现场试验任务,研制成功我们自主品牌的测井成套装备,整体达到国际先进水平。

  我们在研发中深刻感受到,装备从无到有、从有到精,需要与现场紧密结合。我们根据现场需求提炼了研发目标,进行了样机设计;通过持续改进,保证生产的仪器达到产品要求;通过技术服务完善了测井技术系列。只有源于现场、用于生产,产品才有生命力。