测井技术快讯WELL LOGGING TECHNOLOGY EXPRESS 第2期 2011年 2月15日主办：技术信息研究所套管井测井技术进展先进的套管井储层测井评价与监测新技术能够确定地层孔隙度、岩性、泥质含量、流体饱和度以及压力等参数，还能够采集地层流体样品，在老油田增产挖潜中大有作为。

近年来，继斯仑贝谢公司推出套管井分析ABC （Analysis Behind Casing ）系列技术后，其它公司也相继开发出了新的套管井测井技术，为套管井储层评价和油气藏动态监测提供了可靠而有效的方法。

哈里伯顿公司的新型井周声波扫描仪—CAST-M哈里伯顿新近推出了超声脉冲回波成像仪器的升级版—CAST-M ，可以用于单芯电缆作业，在套管井或裸眼井中提供高质量和高分辨率的测量结果（测速提高了5倍）。

高的测井速度是通过改进仪器的电子线路、提高数据采集、处理和评价软件来实现的。

仪器有2种工作模式：（1）套管井模式，用于测量套管的内径、厚度以及声阻抗，垂直分辨率为1，3和6 in ；（2）成像模式，用于提供反映套管内壁损坏情况的图像，垂直分辨率为0.20 in 。

这两种模式具有完整的水平覆盖范围。

CAST-M 采用一个定点数字信号处理芯片和有效的计算方法，在井下完成大部分处理任务，即在井下处理器和地面计算机中同时进行数据分配和处理，这样，即使在遥测带宽受限时，也能实现高分辨率成像，最终的计算精度和分辨率也不会降低。

仪器添加了一个内置扶正器，使仪器在测井时居中，保证了数据质量，也能在套管外径小至4-1/2 in 的井中进行测井。

CAST-M 在大于60 ft/min 的测速下每秒可以采集到180 个方位样点，这样高的纵向分辨率对于裸眼井成像特别有用。

威德福公司的磁漏式套管检查仪—MFL磁漏式套管检查仪（Magnetic Flux Leakage(MFL) Casing Inspection Tool ）采用了钐-钴永久磁体，比目前使用的永久磁体具有更强的磁性，可以在套管壁内感应产生更强的磁通量。

仪器使用高分辨率霍尔效应重叠传感器来探测因内外套管损坏引起的磁通量的变化。

使用两种传感器（腐蚀传感器和甄别器），保证井眼被完全覆盖，可以用于区分是内部损坏还是外部本期导读 1. 套管井测井技术进展 2. 纳米传感器在油田勘探开发中应用前景广阔3. 雷达成像测井新技术4. 页岩储层综合评价技术损坏。

新型传感器的优点是：不要求有一个恒定的测速，对于以前的方法无法探测到的范围，如接近地面的区域，新型传感器也能检测到这些部位的损坏情况，用评价软件提供的3D图像可以将这些损坏直观地反映出来，如图所示。

MFL仪器在充满液体和气体的井眼中都能使用。

壳牌与贝克休斯合作开发套管实时成像仪—RTCI地层应力或压实作用可能导致套管变形和坍塌，甚至破坏油气井眼。

如果可以早期预测套管变形，就可以及时进行修补，最大限度地减小这些影响。

壳牌公司与贝克休斯公司联合开发了套管实时成像仪RTCI （Real Time Casing Imager），可以提供连续的、实时的高分辨率套管成像图，用于检查套管变形。

套管实时成像仪（RTCI）由一个激光光纤电缆和地面模块组成。

地面模块可以用于产生激光，并分析探测到的信号，如图所示。

应变传感器是光纤光栅，与用在感温光纤系统中的类型相同。

光纤电缆如螺旋状般缠绕在套管的外壳上。

成像系统可以探测到被光栅反射回来的激光波长，探测到小于10º/100 ft的套管变形情况，并可以探测到压缩应变和拉伸应变的覆盖范围从小于0.1%到10%的情况。

（信息来源《World Oil》 MARCH 2009，唐 宇 编译）纳米传感器在油田勘探开发中应用前景广阔 油气采收率平均只有30%左右，大量的剩余油（30%~70%）有待发现和开采（新增油气储量中有近80%来自老已发现的油田）。

探测和开采这些剩余油需要了解井间基质、裂缝和流体的性质以及与油气生产相关的一些变化。

现有的测井和物探技术在探测范围或分辨率上还无法满足这种需求。

近年来，国外一些大型油公司和服务公司开始了纳米传感器的研究。

纳米传感器很小，其垂直分辨率高于测井和岩心分析，探测范围介于测井与地震勘探之间，因此在油气勘探与开采中具有多种应用：辅助圈定油藏范围、绘制裂缝和断层图形、识别和确定高渗通道、识别被遗漏的油气、优化井位设计和建立更有效的地质模型，还有可能用于将化学品送入油藏深处以提高油气产量。

目前，纳米传感器的研究已经取得令人瞩目的成果。

沙特阿美公司最早提出了油藏纳米机器人（Resbots）的概念，于2008年10月完成了向油藏中注入并回收纳米机器人的可行性研究；2010年6月完成了油藏纳米机器人（nanobots）的现场测试。

Resbots的尺寸约是人类发丝直径的1/10000，可以随注入水进入油藏，然后测量油藏的压力、温度、流体类型等等，将测量信息存储在存储器中。

将随原油产出的大量Resbots回收，数据下载后用于绘制油藏特性图。

这种测量是通过直接与油藏接触完成的，因此比现有的任何方法都更加有效。

目前的Resbots尚无探测能力，阿美公司计划在2年内将第一代智能Resbots送入油藏，并逐步增强其探测能力。

BP、斯仑贝谢等10家大型油公司和服务公司于2008年1月组建先进能源财团（AEC），总部位于休斯敦，每年投资数百万美元，致力于利用纳米技术勘探与生产油气。

主要目标之一是开发可以注入到油气藏的地下微传感器与纳米传感器，采集有关油气藏物理性质的数据，以便更好地表征油藏，有效开发油气资源。

AEC资助的莱斯大学已经制造出纳米机器人（nanoreporters），目前正在岩心中进行测试。

目前，纳米传感器技术研究主要集中在4个技术领域：1. 造影剂——增强可以分散于压裂液或注入液中的分子或纳米粒子的电磁、声波或其他特性，以提高井眼、地面或井眼-地面成像方法的分辨率和探测能力。

2. 纳米材料传感器——分子与材料传感器，当储层物理或化学条件不连续或阈值水平发生变化时，显示出可探测的状态改变。

3. 微电子/纳米电子设备——测量油藏特性，存储或将数据传回井眼。

4. 纳米材料传输和流体流动的基础研究。

据报道，纳米传感器可以提供近乎无限的可能性，有助于延长油气开采寿命，发展前景非常广阔。

（信息来源：《测井前沿技术和新技术 》）雷达成像测井新技术雷达成像探测技术研究始于上世纪80年代，主要用于地质调查、工程勘查、环境监测、水电大坝和核电站基础勘察等。

这种方法使用雷达探测装置在浅层井中或者在地表进行测量，确定地表下一定深度内是否存在断裂带、空洞以及分布状况。

雷达成像探测技术引入油气勘查始于本世纪初。

但作为一种测井方法，仍处于研究阶段，成熟的仪器还没有研制出来。

雷达成像测井是井中电磁波测井方法的一种特殊情况，但与一般电磁波测井有所不同，如下表。

雷达测井与一般电磁波测井方法的比较一般电磁波测井 雷达成像测井1 发射的电磁波是稳态场 发射的电磁波是瞬态场2 发射的电磁波是单频窄带 发射的电磁波是超宽带3 只能测天线周围的平均介电常数与电导率 能测某一方向一定距离的特定的介电常数与电导率，可以图像显示4 不能对空洞、裂缝等目标测距 能对空洞、裂缝等目标测距,可以图像显示5 不能对空洞、裂缝等目标测方位 能对空洞、裂缝等目标测方位，可以图像显示原理：雷达脉冲发射到井眼周围的地层中。

发射的电磁波信号向四周传播直到遇到有介电差异的物体如破碎带、岩性改变区域或空洞等。

在这些地方，电磁波的一部分能量被反射回来，被接收机接收。

通过测量地层不同径向探测深度的岩石电导率及介电常数的数值变化，将采集到的信息经过成像处理，从而得到井眼周围不同径向深度的地层岩石储集参数分布以及构造变化等状况并以图像形式显示出来，可以快速、直观地了解井眼周围地层的构造分布情况、准确评价储层的流体性质。

目前，油田雷达成像测井仪的研究还仅限于理论研究和试验阶段，但这种方法已经展露出其潜在的应用价值，因此是测井技术发展的一个方向。

( 信息来源：《雷达成像测井系统研制》汇报材料)页岩储层综合评价技术页岩储层属于非常规油气藏（即那些不借助大规模的增产激励措施或特殊的开采方法和技术，就不能以经济流量进行生产或不能生产出具有商业价值油气流的油气藏）之一种。

页岩具有与众不同的特征，在同一个层系中，页岩通常既是烃源岩，又是储集层。

这种二元性导致了测井和油藏解释的难度。

目前常规测井解释在识别页岩储层生产潜力方面的作用还不明显。

单靠密集射孔和强水力压裂MHF(Massive Hydraulic Fracture)并不总是能带来好的经济效益。

用伽马、密度、电阻率和声波时差来识别生产潜力大的区域，并确定总有机碳含量TOC高的层位，这些研究工作已产生了初步结果。

使用岩石的力学性质还有助于识别页岩层段中的天然裂缝和水力压裂缝。

在MHF处理过程中，提出了岩石力学特征和水力压裂缝群的相关关系，其应用效果显著。

通过岩石力学特性的综合研究，能够确定影响产量的高强度页岩的位置。

可以用这些力学性质(除TOC和孔隙度之外)来选择裂缝开始形成时的位置并给出产能的定量评价。

页岩产层的识别包括确定有机质含量、热成熟度和孔隙度，识别脆性岩石等方面的工作。

这些研究可以借助非常规储层处理技术，使用标准测井工具来完成。

通过测井分析，能识别和定量评价地层，用于选择水力压裂目标范围。

首选，使用常规测井分析方法来识别常规储层参数以及每一个参数对最终产量的影响。

然后通过使用一些特殊的分析技术，保证常规组合测井能提供正确地评价油藏所需的大多数参数，包括总有机碳含量、矿物成分和岩石声学特征等等。

计算页岩气藏的储量需要综合使用多种技术。

用先进的测井技术能直接测定一些物理参数，例如伽马或电阻率。

其他一些参数则需要通过岩心测量实验而得到，如总有机碳含量TOC、矿物成分、岩石性质等，这些参数可以校正总密度、孔隙度和饱和度等参数。

哈里伯顿公司的研究人员综合使用所有实验测量数据进行储层定量评价，并开发了一套测井解释平台。

通过与生产井数据对比发现，测井分析得到的数据与生产结果之间有一定的相关关系。

他们使用了三侧向和声波等测井曲线，使用实验室岩心分析数据来校正总有机碳TOC、能谱密度测井数据RHOB和中子孔隙度测井数据NPHI。

（信息来源：[1] Facing the Hard Truths about Energy - A Report by the National Petroleum Council，July 18 2007，The Honorable Samuel W. Bodman，Secretary of Energy，Washington, D.C. 20585 。