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油气开发水太深?测井进展为你探明套路(一)

【测井】油气开发水太深?测井进展为你探明套路

文章回顾了2017年测井与地层评价行业的发展,简单介绍了几种具有代表性的新技术。

来自丨World oil
编译丨TOM

最近涌现出一些关于测井与岩石物理的著名教科书与参考书,以及关于各种主题的重要评论文章。这些主题包括:致密砂岩孔隙度与孔隙结构的表征、低渗透非常规气藏的实验室测量与图像定量分析以及致密岩石的渗透率标准。本文回顾了2017年测井与地层评价行业的发展,简单介绍了几种具有代表性的新技术。

深度测量

深度是将所有井下数据结合在一起的关键基础。但是针对各种井眼条件与井斜情况,精确测量深度的最佳方法仍在不断发展。最近几篇论文研究了线缆与随钻测井作业中,获得最准确深度值的方法与实践,其中线缆的拉伸与管柱的热伸长可能会显著影响深度测量的准确度。

测斜精度,这是个不断演变的研究主题。由于地球磁场随时间的变化,在高纬度地区(如巴伦支海)很难获得精确的随钻测量。随钻测量工具中使用的磁力计与加速度计会受地球磁场的影响,而磁场随位置的变化而变化,磁场强度与倾斜度随时间的增加而增加。因此,磁场修正是建立在基本地球地磁模型的基础上。

Baker Hughes最近推出了CHAOS-X地磁参考模型,可提供地球磁场的高分辨率全球矢量磁场,以提高磁定向测量的精度。该公司还提出了几种改进测量精度与井眼定位的新方法。准确的定位在井防碰与用于拦截井的电磁测距技术中尤为重要。

微传感器测井系统是微型独立的测量装置,它可为井下参数(如温度与压力等)提供低成本、接近实时的分布式测量。微传感器通过不同的方法进入到钻井液中,然后循环返至地面,并被捕集在泥浆振动筛中。目前研究出两种方法,其中一个已进行现场试验。这些随钻测井系统由(1)微芯片上的集成电路中的高精度温度或压力传感器组成,该芯片还配备微处理器、存储器、发送器、接收器以及可充电电池,以及(2)地面数据收集设备与启动器。

最初的一个系统是Tulsa大学学生研发的,该系统中传感器的直径约为7.5毫米,封装在一个球形保护壳中(图1),精度分别为±60 psi与±1.8°F。将传感器加入钻井液中,然后利用示踪剂注入系统或在接单根过程中将其注入钻杆中。传感器穿过钻杆,从钻头喷嘴出来,并随着钻井液循环返至地面。

【测井】油气开发水太深?测井进展为你探明套路

图1. Tulsa大学微芯片传感器

测井数据都是基于时间戳记录的,然后利用时间戳与泵速来计算测量深度。当传感器返至地面时,设备与微芯片进行无线传输,下载内存中存储的数据,并重置电路以进行另一次作业。还可将这些微芯片传感器应用于包括优化固井评估以及定位井漏区域。

仍处于概念阶段的Sintef数字微传感器(μSonde)系统中,胶囊内的微型传感器在井底释放,并记录井下参数,然后通过流体循环将其带到地面。在钻井作业中,μSonde储存仓(图2)与底部钻具组合一起下入。而在生产井中,任何时候都可在井底部署携带微传感器的储存仓。再根据预定的井况和/或时间间隔,激活存储仓,释放传感器。这些传感器能够持续将测量值存储在内存中,当它们返至地面时,可利用设备无线下载数据并用于分析。

【测井】油气开发水太深?测井进展为你探明套路

图2. SINTEF微型存储仓的概念图。

测量深度是根据传感器的经过时间、捕获时间、加速度计的数据分析以及不同测量结果分析出的井特征来估算的。传感器的有效密度可与井中流体匹配,并且还可以配备其他传感器(例如,声学三轴加速计/陀螺仪/磁力计),以满足不同的需求。应用范围包括:井筒完整性分析、井眼清洁、井壁失稳以及漏失。

高温高压三功能测井工具

Weatherford公司推出了一项新型高温高压随钻测井服务(HeatWave Extreme, HEX),以应对极端的井底温度与压力。Weatherford公司与Chevron公司联合研发了这种拥有三种测井项目的随钻测井工具,专门用于泰国湾。该服务分两个阶段开发,采用完全重新设计的部件(包括电子部件与传感器),避免了长时间在井底高温作业所需的起钻冷却。三重服务包括伽马射线、补偿双频电阻率以及热中子孔隙度与密度测量。

电阻率工具拥有两个发射器与三个接收器(20、30与46英寸的间距),工作频率在200 kHz与2 MHz之间。传统的镅-铍放射源被用于密度测量。随钻测量系统可提供方位角与井斜角,以及井筒与环空压力(用于ECD测定)。在392华氏度与30000 psi的压力下,该工具的额定作业时间可达200小时。

井眼成像

贝克休斯已经测试了一种新型高分辨率超声脉冲反射随钻井眼成像工具,可用于所有井内流体。该工具采用新型传感器设计,可用于苛刻的钻井条件(如油基泥浆与软地层或低反射率的粗糙表面),获得足够的信号,并提供宽的带宽以提供准确的基于时间的响应。该工具取样速率极快,钻井作业时,可在常规钻速(200英尺/小时)与转速(80~180)范围内,对井眼进行全面取样。图3对比了新工具的成像与有线成像设备的图像。初代工具可与6.75in钻铤复配,额定温度可至329华℉

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图3. 新型随钻测井超声波图像(最右边),电缆超声波(中间右边),有线电阻率(中间左边)与随钻电阻率(最左边)之间的比较。

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