油气信息化

生产测井:运用声光电磁核 当好油水井“体检医生”

生产测井是油藏动态监测的一种重要方式,在一口井从投产到报废整个生产过程中,利用测试仪器获取相应地下信息,满足开发需求。


生产测井运用声波、光纤、电力、磁法、核素等手段,承担着油井“体检医生”的职责:医院有B超,生产测井有声波电视;医院有核磁共振,生产测井有电磁探伤;医院有心电图,生产测井有磁性定位……利用声光电磁核等多种手段,可全方位探索生产测井信息,从而看清井筒、看清储层、看清油水井对应关系。


本版专题展示生产测井的创新和应用,敬请关注。


经纬公司:锻造提高采收率的“火眼金睛”



油藏动态监测中心河口监测项目部工作人员正在进行测井仪器新软件运行设置,共同分析研究解决运行问题,保障测试任务顺利完成。 辛学锋 摄


□赵春国 王 力 丁 静 曹健昆


近日,在风高浪急的南海北部湾海域,经纬公司胜利测井攻克多设备信号干扰等难题,圆满完成了上海海洋石油局重点井海301侧2井开窗陀螺定向测井施工。这是该公司生产测井技术开拓市场的一个缩影。


生产测井主要目的是提高采收率。经纬公司紧紧围绕油气井生产和客户需求,积极开展生产测井技术研究,助力各油气公司稳产上产,特别是在普光酸性气田、非常规页岩油气、储气库及老油田高效开发等领域现场应用效果显著。


十年磨一剑 助力普光气田高效开发


阳春三月,经纬公司中原测控连续完成了普光区块马301-2H井爬行器固井、老君7011-5H井钻输固井等生产测井任务,一次下井成功率100%,资料优等品率100%。


普光酸性气田作为国内开发最早、气藏储量最丰富的高含硫气田,其高压、高产、高含硫化氢特性对生产测井技术提出了巨大挑战。由于国内在酸性气田生产测井方面起步较晚,核心技术由国外公司垄断,严重影响了我国酸性气田的效益开发。


2010年,针对高含硫气井生产测井难题,经纬公司测井技术专家刘锐熙带领技术骨干成立项目组。项目组历经10余年攻关,逐步攻克了超深高含硫气井“卡脖子”难题,创新形成了高含硫气井生产测井技术体系,填补了国内空白,为高含硫气田长期高产稳产提供了重要技术支撑。截至今年4月底,该技术已累计应用180井次。


“我们不断改进提升,形成了高含硫气井产气剖面测井、高含硫气井剩余气饱和度测井、高含硫气井试井、高含硫气井管柱状况监测,以及施工安全控制等多系列的酸性气田生产测井技术,较好地满足了开发需求。”刘锐熙说。


普105-2井出水严重无产能,经过两次连续油管堵水、酸化施工,未能复产成功。进行产气剖面测井后,准确找到出水层位,甲方实施堵水措施后该井复产,目前日产气12万立方米。


酸性气田生产测井技术现场应用得到甲方高度认可。更难得的是,服务价格比国外便宜30%,实现上游一体化共赢的同时,也为进军国内酸性气田、沙特和科威特等国际市场提供了技术支持。


横波远探测 为80米外油气储层做“B超”


近日,由胜利测井和地质测控技术研究院联合研发的175摄氏度/140兆帕和200摄氏度/172兆帕偶极横波远探测仪器分别在安徽、东北工区顺利完成多口重点井施工任务,这是继胜利、西南、西北、内蒙古工区后,远探测技术开辟的两个新市场。


作为生产测井技术中的“后起之秀”,横波远探测技术研发之路十分艰辛。“要在各种纷繁芜杂的回传波中提取百米外缝洞地层的反射波,好比从广场舞的高音喇叭声中分辨出蚊子嗡嗡声,太难了!”研发团队技术带头人、经纬公司首席专家张晋言感慨。


经过数百次实验,历时5年,团队终于研制出新的偶极横波发射换能器和发射声系,一体化集成了极弱信号采集接收换能器,通过偶极反射横波提取和成像专利技术,实现了井孔外复杂地质体的精细刻画和方位识别。


“以前测井只能看到井筒外3米多的地方,依赖这项技术,我们已看到80米,最远可看到100多米,解决了缝洞型储层识别和有效性评价这种世界级测井难题,就像给储层做B超,大幅降低了识别评价难度。”团队成员、地质测控技术研究院副院长许孝凯说。


西北油田塔河老区的一口生产井,常规测井产量不明显,经纬公司使用横波远探测成像测井仪,在井筒外60米处发现缝洞体,酸化压裂后获日产78立方米高产油流。西部某重点井设计完钻方案时,根据远探测成像处理结果建议向南侧钻后,试油日产液由4.4立方米提高到31.4立方米。60余口井孔外缝洞发育的老井因为全新的探测手段获得新生。


截至目前,该仪器经过三次迭代升级,国内首次成功识别并精确定位井外远端80米缝洞体油气藏储层,为破解井旁裂缝、溶蚀孔洞等地质异常体探测,解决侧钻井设计和水平井边界识别,以及高温高压环境下大斜度井、水平井施工等相关难题,提供了强有力的技术支撑。同时,经纬公司自研了51毫米小直径扇区声波测井仪,很好地解决了小井眼井的固井质量测井难题。


靶向攻坚 特色技术攻关满足市场需求


3月27日,华东测控使用硼中子测井技术,成功完成江苏油田采油一厂侧真39井找漏、找窜一体化测试施工,优质高效的服务受到甲方欢迎。


在普光气田通南巴工区重点水平井马14H井,中原测控面对生产测井施工最高井口压力和最大井底压力,开展连续油管找漏施工,最终准确找到套管漏失位置。


近年来,随着油田后期开发注水力度加大,特殊测井需求不断增加。经纬公司突出生产测井传统优势,持续完善生产井找漏找窜、剩余油测试、小直径管柱高压注水动态监测等特色技术,建立“技术需求-解决方案”快速响应通道,全方位助力增油上产。


生产测井技术“大家庭”成员众多,随着储气库施工增加,经纬公司推广应用套损-固井诊断和储层评价综合测井技术,集核物理、电磁探伤及数据特殊处理方法于一体,达到了在套管井内或过油管带压情况下对储层、水泥填充、套损程度、气体凝聚进行一体化工程参数综合测井评价的目的。目前该类型施工井次明显增加,有力保障了储气库建设。


在压裂监测及效果评价方面,经纬公司攻关分布式光纤温度测量系统,现场应用17井次,包含压裂监测、产剖监测、漏点监测;研制高温井下微地震监测仪,完成服务13口井,实现了现场实时分析和压后综合评价;套后阵列声波完成40余口井压裂监测;套后开展远探测及解释50余口井,覆盖多种类型储层。


在页岩油气产出评价方面,该公司自主研发水平井产剖阵列成像测井系统(DF-FSI),研制现场实时成像测井软件;光纤产剖测井通过采集产层的声波和温度变化,准确识别多相流态,已现场应用10井次;打造“牵引器+”作业平台,应用施工项目拓展到测井、射孔、光纤、工程应用等四大类20余项,“经纬刚毅”牵引器入选中国石化石油工程领域十大特色产品。


知识链接:


生产测井是什么?有哪些适用场景?


生产测井,又称开发测井,指在油水井(采油井、注水井、观察井等)从投产至报废整个生产过程中,利用各种测试仪器进行井下测试以获取相应地下信息的测井,一般是在套管井中进行测井。


生产测井有哪些主要技术?技术难点在哪里?


主要包括注入剖面测井、产出剖面测井、储层参数测井及工程测井四大类型技术。其中,注入剖面测井主要包括采用放射性同位素示踪、井温、流量(氧活化/电磁流量/相关流量)组合测井方式;产出剖面测井可测量井筒流体产出流量、持水率、持气率等关键参数,在水平井测井方面采用阵列式成像技术提高测试精度;储层参数测井传统以脉冲中子法为主,包括碳氧比、PNN(脉冲中子-中子测井技术)等技术,近些年诞生了过套管电阻率测井技术,突破套管电阻率测量禁区,以非放射性方式为储层参数评价提供了新的手段;工程测井包括井筒完整性评价及陀螺定向等,测井技术多样,电磁探伤技术可实现多层套管同步检测,光纤传感技术可实现连续监测,再利用大数据评价油气田开发效果,为智慧油田建设提供了有力数据支撑。


生产测井技术难点主要包括极端工况适应性不强、水平井流体相态复杂导致持率测量存在误差,以及低孔隙度(小于10%)、低矿化度地层中传统方法测量精度受限等。


胜利油田:全谱系技术支撑高质量开发



胜利油田油藏动态监测中心形成“5+10+N”技术谱系


□徐海峰 信华芳


2018年,胜利油田成立油藏动态监测中心,运用测井等手段,获取油气田开发过程中静态和动态信息,从而认识油藏渗流规律,分析井筒技术状况,为油气田开发动态分析、调整挖潜和提升油气田开发效果提供第一手数据,指导油田开发。


该中心构建“全油藏类型、全开发方式、全井况”技术链,支撑页岩油、CCUS等新领域监测需求,截至目前形成五大类72项技术,较成立初期增长44%,其中11项达国内领先水平,自主研发解释软件30余套。该中心实施“业务大包+”合作模式,助力开发单位自然递减率降低、措施有效率提升,市场占有率从68%增至93%,年监测量从1.86万井次增至3.5万井次。该中心持续推进数智化转型,构建动态监测数据库,治理历史数据26万条,形成“智慧监测”新质生产力。


案例1 分布式光纤测井技术


■技术特点:分布式光纤监测以光纤本身作为传感器,通过测量背向散射光,探测出井下温度、声波和应变等数据,从而实现对油气井生产过程、压裂改造过程及效果等监测;测试过程不干扰井筒流动,可实现分布式、实时在线、永久性监测等功能,近年来在国内各油田逐步开展试验应用。


■应用成效:分布式光纤测井技术具有空间分辨率高、测试信息丰富、耐高温高压的应用优势,可以开展光纤注入剖面、光纤产液剖面、光纤井筒完整性监测、光纤压裂监测、热采井高温光纤监测。该技术在胜利油田累计应用100余井次,为开发单位注采调整、套损井治理提供了依据。


案例2 全谱含油饱和度测井技术


■技术特点:油田开发中后期,主力层系逐渐进入高含水期,尤其在多层合采后,各层动用情况不清,而储层参数评价是了解剩余油分布的有效手段,是地质开发人员的“眼睛”。油藏动态监测中心全面发展剩余油饱和度测井技术,形成了PSSL(全谱饱和度测井技术)、RDT(脉冲中子储层动态测井技术)、PNN(脉冲中子-中子测井技术)、过套管电阻率测井技术系列,满足了油田剩余油饱和度评价需求。


■应用成效:该技术利用中子与地层的相互作用,主要测量非弹性散射次生伽马能谱、中子俘获次生伽马能谱、热中子时间衰减谱、活化能谱。在实际应用中可以确定含油饱和度,指示动用层和非动用层;确定流体分布、判断水淹程度;了解单井及区块剩余油分布;在高含水的厚产层中确定最佳射孔层位。该技术已在胜利油田推广应用1000余井次,措施有效率86%,累计增油20余万吨。


案例3 微地震压裂效果评价技术


■技术特点:微地震监测技术是通过布置在井中或地面的三分量检波器,采集压裂、压驱等过程中地下岩层出现裂缝或错断所产生的地震波信号,通过对信号反演分析,获取裂缝的几何形态、空间展布等关键信息,实现对裂缝长宽高、方位及改造体积等改造效果的描述,为深化地质认识、优化施工方案、提高油气采收率提供重要技术支撑。


■应用成效:在实际应用中,可以提供压裂裂缝网络的空间展布特征;可以研究缝网发育过程,评价压裂效果;可以依据微地震监测结果,判断压裂地层最大主应力方向;可以评估被压裂改造的油藏体积和范围(SRV)。截至目前,在胜利油田累计施工58井次,共计422段,涵盖了页岩油藏、新老区(直斜井)、二氧化碳吞吐等应用场景。


案例4 水井测调一体化技术


■技术特点:测调一体化是在可调配水器的基础上,通过改变节流器水嘴的大小,实现对各层注水量的调节。利用在线监测的方式,在测试水量的同时,对相应层的水量进行调节,一次下井完成各层的调配。


■应用成效:可以测试并调节注水井各分注层段的注入水量,指导注采调整;测试各层段注入指示曲线、吸水指数、启动压力;检查井下工况,判断注水管柱有效性;广泛适用常规分注井、高压低渗井、压驱井等。目前,油藏动态监测中心年测试能力1.42万井次。


专家视点:


突破“一孔之见” 实现立体监测


□胜利油田技术顾问 柴德民


胜利油田经过多年技术发展和攻关升级,突破“一孔之见”的传统动态监测服务模式,具备从井筒到井间再到地面的立体监测能力,保持了国内行业领先水平。特别是光纤监测技术、微地震监测技术、剩余油饱和度监测技术、井筒完整性监测新技术等具有显著的行业优势,引领了动态监测技术发展应用,有力支撑了油田效益开发。


近年来,胜利油田创新发展了页岩油、CCUS、储气库、压驱等非常规油田开发监测新技术,实现页岩油监测从无到有、CCUS监测从有到全、压驱监测全程评价。攻克超深、高温、长水平段监测难题,具备了页岩油全过程监测特色技术,井身轨迹复测创国内纪录,产液剖面测井刷新油田深度测试纪录,形成了井中+地面微地震裂缝监测能力,为保障页岩油示范区开发效果提供了支撑。针对CCUS油藏受效状况、注入剖面、井间连通等评价需求,完善仪器工具防腐、井口防冻堵等监测工艺,攻关长期压力监测技术,最长连续测试1060天;攻关注气剖面监测、气体示踪监测等技术,形成CCUS监测技术系列,全力保障CCUS项目运行。为实现压驱区域层间和平面驱替效果评价,克服低渗、高压、大排量难题,攻克了压驱吸水剖面测井、分层压驱一体化测调技术,探索实施压驱示踪、低渗透饱和度监测,让压驱注水“看得见、摸得着”。


下一步,要抢抓油田开展国内上游数智化转型试点机遇,瞄准新的油田开发需求和动态监测前沿技术,充分利用人工智能和技术手段,开展数智化提升工程,构建数据管理系统化、资料解释自动化、数据应用智能化的新型动态监测应用体系,发展动态监测物联网,深入挖掘动态监测大数据潜力,着力打造资源互通、高效协同、智能应用的动态监测信息化平台。


测井解释从“经验驱动”迈向“数据+模型驱动”


□经纬公司测井技术专家 刘锐熙


近年来,中国石化在生产测井技术领域取得多项突破,覆盖常规油气藏、非常规资源及新能源领域,显著提升了油藏开发效率与安全性。


目前,尽管国内动态监测技术进展较快,但在核心装备、智能化应用及标准体系方面仍存在差距,关键技术装备依赖进口,数智化应用深度不足,标准化与产业链协同滞后,部分单位在储气库群监测中仍依赖传统试井与人工巡检,缺乏统一的数据分析平台。


随着AI与大数据技术深度渗透,测井解释正从“经验驱动”向“数据+模型驱动”转型。智能压裂监测与优化方面,基于光纤DTS(分布式温度传感)、DAS(分布式声波传感)信号与AI算法的压裂裂缝扩展模型,可实时反演各簇流量分布,指导施工参数动态调整。如石勘院研发的多物理场光纤监测软件,已实现压裂液流动特征的频率-空间(F-S)智能识别。


剩余油饱和度精准预测方面,可结合脉冲中子能谱测井与机器学习,构建岩性-物性-流体关联数据库,通过自动集成学习方法提升含油饱和度计算精度。通过电磁探伤与多臂井径数据的AI融合分析,可自动识别套管变形、腐蚀等级,实现井筒完整性智能诊断。动态监测数据云端协同,可构建“云边端”一体化监测平台,整合试井、产剖、示踪剂等多源数据,利用GIS(地理信息系统)生成剩余油分布图。


通过深化“大模型+物联网”技术融合,动态监测将迈向全要素感知、全链条智能的新阶段。


来源 | 中国石化报     时间 | 2025-05-28
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