中國石油測井技術實現跨越式發展
發布時間: 2016-06-07 13:51:56   次瀏覽
 測井作為石油工業關鍵技術,被形象地稱為油氣勘探開發的眼睛。要在井筒中高效精確地測出地層油氣含量、巖石性質和地質構造,關鍵就要做好裝備,掌握“十八般兵器”探地宮。

  隨著我國油氣資源品質日益劣質化,油氣層非均質各向異性突出,以及非常規油氣快速發展,要求測井技術更精準、探測更遠、更能適應復雜井況、更加安全高效。在本世紀初,國際先進的測井技術已經能進行地層成像測量,而我國還未形成完整的成像測井技術,與國際水平差距較大,所應用的成像測井裝備全部依賴進口,引進成本和服務價格高,技術受制于人。

  迎難而上敢于突破,這是中國石油科技工作者的本色。“十二五”期間,中國石油依托國家重大專項“油氣測井重大技術與裝備”等項目,圍繞復雜與非常規油氣識別評價難題,加強核心技術與裝備攻關,實現由傳統常規測井向先進成像測井的重大技術跨越,從根本上改變了我國先進測井裝備長期依賴進口的局面,引領測井技術服務發展到定量評價復雜巖性油氣新階段,有效支撐我國油氣工業又好又快發展。

  EILog快速與成像測井技術裝備全面國產化是最引人注目的成果,已成為中國石油主力測井裝備。截至“十二五”末,推廣應用于國內外18個油氣田,降低裝備引進成本40多億元;顯著提升油氣精細評價能力,探井解釋符合率從80%提高到86.5%,開發井解釋符合率從90%提高到95.6%。

  成像測井技術與裝備的進步,有力支撐油氣增儲上產。針對長慶特低滲-致密油氣開發這一世界級難題,形成綜合應用成像測井精確計算孔隙度、飽和度和滲透率的特色技術,為長慶油田上產5000萬噸提供強有力保障;針對塔里木深層碳酸鹽巖油氣,成功實現從井壁到徑向30米成像測井,準確識別構造特征和流體性質,技術水平國際領先;針對青海復雜碎屑巖油氣,綜合應用成像測井精細評價儲層孔隙結構和流體性質,準確劃分有效儲層,增加油層厚度,在青海油田產能建設部署中發揮重要作用……

  在隨鉆測井關鍵技術與裝備研制上,中國石油通過加強國際合作取得重大突破,使我國成為全球極少數掌握巖性、飽和度和孔隙度地層評價隨鉆測井技術的國家。研制成功隨鉆方位側向電阻率成像測井儀器、伽馬成像隨鉆測井儀器等,能更精細地給地層拍“CT”;國內首套常規三參數隨鉆測井系統,具有自然伽馬、電阻率、中子孔隙度等測量能力……這些都為提高水平井儲層鉆遇率提供了更有效的技術手段。

  作為另一項標志性成果,測井處理解釋一體化軟件實現了由均質常規儲層識別向非均質復雜儲層評價的跨越。以多井評價為特點的CIFLog2.0達到國際先進水平,能夠完成包括高端成像處理在內的全部處理解釋,已成為測井解釋評價主力軟件,榮獲2014年國家科技進步二等獎。

  此外,中國石油根據不同油田的實際,開發了遠探測聲波反射波測井儀、高分辨率薄層測井儀、高含水低產液產出剖面測井儀等特色測井儀器,形成復雜儲層測井評價配套技術,在長慶、大慶、塔里木等國內油田勘探開發中發揮了重要作用。

  先進適用的測井技術助力“一帶一路”戰略實施。EILog在烏茲別克斯坦、伊拉克等絲綢之路經濟帶6個國家開展技術服務,并銷售到俄羅斯、伊朗等國家,實現從進口到出口的歷史性轉變;針對蘇丹低阻油層,哈薩克斯坦、中東大型碳酸鹽油藏等形成測井綜合評價技術,建立海外測井數據庫,為海外油氣業務提供重要技術支持。

  創新、創新、再創新,中國石油在追求卓越的征程上永不止步。今后,測井技術將進一步發揮油氣探測的“顯微鏡”“望遠鏡”作用,更加精確探測油氣含量、油氣分布、滲流特性和地層壓力等信息,并與“互聯網+”、大數據等新技術深度融合,不斷提高核心競爭力,更好地服務油氣勘探開發全過程。

  亮點技術

  1 新一代測井處理解釋軟件CIFLog

  首次實現全井壁無縫隙電阻率高清成像和遠探測相控聲波井下逆時偏移成像;首次提出并建立復雜儲層“深度梯次探測”評價技術體系;具備核磁共振、中子全譜和多礦物最優化等高端資料處理能力以及非均質火山巖、碳酸鹽巖、水淹層剩余油評價和全系列生產測井解釋能力;能夠與國產測井硬件裝備配套。將我國測井處理解釋精度從米級提升至厘米級,實現了重大技術跨越。

  2 多頻核磁共振成像測井儀

  創新形成高信噪比傳感器、井下千瓦級大功率發射和納伏級微弱信號檢測、多觀測模式回波處理與解譜反演成像等技術,在井下高溫高壓環境下進行地層核磁共振測量,在直觀評價孔隙結構、有效識別流體性質等方面具有獨特優越性,達到國際先進水平。已在長慶、青海等油田規模應用,為定量計算“孔、滲、飽”,有效識別和精細評價油氣提供了新利器。

  3 隨鉆方位側向電阻率成像測井儀

  設計了非對稱多發射電極系結構,實現多種探測深度的電阻率測量;提出斜交雙電扣全井眼掃描電阻率成像方法,實現隨鉆電阻率成像;應用方位傳感器的測量,可探測地層邊界,提高水平井儲層鉆遇率;開發了多扇區數據處理解釋技術,實現精細地層評價;采用模塊化、可拆卸的傳感器結構設計,提高了儀器的可靠性和可維護性。儀器總體達到國際先進水平,井周成像分辨率國際領先。

  4 遠探測聲波反射波測井儀

  該儀器以輻射到井外地層中的聲場能量作為入射波,探測從井旁裂縫或小構造反射回來的聲場,了解井旁地層構造信息。突破了常規測井儀探測深度不能超過3米的局限,達到10米,實現了井旁遠探成像微觀結構精細探測。該儀器的研發成功,填補了國內的技術空白;在全國各油田成功應用,效果十分明顯,為石油地質人員精細了解距井眼較遠范圍內的地層狀況打開了更為廣闊的視野。

  5 過鉆具存儲式測井技術

  研發了過鉆具存儲式測井的地面采集與控制系統、系列小直徑測井儀器、配套施工工具和工藝,形成高溫高壓小型化儀器設計、深度控制及時深轉換、井下儀器輸送與釋放等關鍵技術,實現高時效性、高可靠性、高安全性測井作業,為大斜度井、長水平井、井壁穩定性不好的頁巖氣井等復雜井況測井提供了新利器。截至目前,在長慶、川渝等地區作業140余井次,測井成功率100%,時效較電纜傳輸測井提高30%,創效上億元。

  6 低阻、低孔低滲/復雜巖性測井配套評價技術

  形成了“不同成因的低阻油氣層識別、復雜孔隙結構評價、二維核磁流體和儲層基質、裂縫飽和度評價”為核心的測井解釋評價系列技術,在基礎理論、解釋方法和高端處理技術研發等方面取得重大突破。低阻系列技術在渤海灣及西部油田應用,解釋符合率上升16%至28%;低孔低滲系列技術在長慶、新疆、大慶油田應用,測井解釋符合率提高15%至20%;復雜巖性系列技術在大慶、西南等油田得到全面應用,氣水層解釋符合率達90%以上。

  EILog快速與成像測井技術裝備

  EILog快速與成像測井技術裝備由集成化常規測井儀器、系列化成像測井儀器和綜合化采集與傳輸平臺構成。主要根據聲、電、核、磁等原理,在高溫、高壓井眼環境下利用陣列傳感器完成多源、多維、多物理量信息的油氣參數采集,通過高速傳輸和地面綜合處理實時顯現井下數千米的地層圖像,用于油氣勘探生產過程中精準劃分油氣層、精確評價油氣、有效預測油氣產能。

  集成化常規測井技術:創新實現探測器共用、電路公用、結構模塊化和總線接口標準化,極大縮短了儀器串長度,提高了系統可靠性和可維護性。一次下井即可準確測量深、中、淺電阻率,聲波、中子、密度孔隙度以及自然伽馬、自然電位等26個地層參數,作業時效平均提高42%,滿足了油田“提速、提效、降成本”需要。

  系列化成像測井技術:包括微電阻率成像、陣列感應、陣列側向、多極子陣列聲波、井壁超聲成像、多頻核磁共振成像等成像測井儀器。形成了地層分辨率達到5毫米的近井眼地層精細成像、從井眼到原狀地層的井周徑向剖面成像、井眼外30米范圍內地質構造的井旁遠探測成像技術、成像綜合應用計算油氣含量等特色技術,有效解決了復雜儲層的巖性識別、儲集空間評價、油氣含量計算等難題,顯著提升了油氣精細評價能力。

  隨鉆測井技術裝備

  地層評價隨鉆測井技術,是在鉆井的同時,將隨鉆測井儀器接入井下鉆具,實時測量地層巖性、孔隙度、飽和度等參數及工程參數,通過數據處理及解釋評價,判斷井眼軌跡及儲層特性。不僅能解決大斜度井、水平井和特殊地質環境井的測井問題,而且能用于實時地質導向鉆井和地層評價。隨鉆測井可提高地層評價測井數據的質量,并且可減少鉆井在用時間,降低鉆井成本。

  形成包括自然伽馬、電阻率、可控源中子孔隙度、密度、聲波、方位伽馬成像及側向電阻率成像等儀器的隨鉆常規和成像測井系列,具有地質導向、地層評價和遠程監控決策等功能。目前,已在國內10余個油田推廣應用,并銷售到國外。該技術的研發成功縮短了我國隨鉆測井技術與國際先進水平的差距,同時為國內隨鉆測井業務進入國際市場提供了有力的技術和裝備支持。

  權威點評

  實現復雜儲層評價重大技術跨越

  繼上世紀成功研發我國第一代測井工作站測井處理系統后,中國石油科研團隊20年鍥而不舍、奮發攻關,大膽突破傳統理論束縛,發明測井“圖像基因”特征對比識別有效儲層等多項專利技術,首次提出并建立了復雜儲層“深度梯次探測”評價方法,在過去看似沒有滲透性、誤認為不是儲層和常規測井探測不到的井壁縱深地帶發現高產油氣,有效提升了產層解釋符合率。

  尤其難能可貴的是,這些行之有效的理論方法在新一代測井軟件CIFLog上進行了技術有形化,在油田現場實現了工業化應用,效果極為顯著。實現了從均質常規儲層評價到非均質復雜儲層評價的重大技術跨越,對國際同類復雜油氣藏的勘探開發均具重要意義。(中國工程院院士邱中建)

  引領中國石油測井進入成像時代

  成像測井是測井技術的前沿,長期為國際大服務公司壟斷。中國石油成功研發EILog快速成像測井技術成套裝備,包括微電阻率掃描成像測井、遠探測反射波聲波測井等系列化成像測井裝備技術,并具有實時快速采集處理和遠程傳輸能力,能夠清晰顯現深達數千米的地下油氣層圖像。這一技術裝備達到國際先進水平,并在遠探測聲波測井等方面達到國際領先水平。

  EILog成像測井裝備全面國產化,引領測井新興產業發展。目前已廣泛應用于我國油氣勘探開發,作業服務占中國石油成像測井工作量的70%;在長慶油田大幅提高了特低滲油氣測井解釋符合率,為“西部大慶”建設做出重大貢獻。(中國科學院院士賈承造)

  創新感悟

  動力源于應用比肩國際先進

  為中國石油工業提供自主知識產權的先進測井裝備,是幾代測井人的夢想。

  我們歷時十余年,采取對標國際、總體設計、樣機研制、集成配套、試驗改進、生產應用的技術開發思路,完成了1.5萬余張儀器圖紙設計、500余個軟件模塊開發和上千井次現場試驗任務,研制成功我們自主品牌的測井成套裝備,整體達到國際先進水平。

  我們在研發中深刻感受到,裝備從無到有、從有到精,需要與現場緊密結合。我們根據現場需求提煉了研發目標,進行了樣機設計;通過持續改進,保證生產的儀器達到產品要求;通過技術服務完善了測井技術系列。只有源于現場、用于生產,產品才有生命力。
 

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