化工管理測井技術在石油工程中的應用研究

張淑峰 陳春歌 王順佳

摘要：伴隨世界經濟發展速度的不斷提升，對能源需求量的擴大，石油作為新時代的主要能源，石油開采作業也隨之大幅度增加。測井技術是石油工程中極為重要的環節，因此世界各國為了提升石油開采的效率，獲得更高的經濟效益，對其進行了研究。測井技術主要采用聲、電，放射性等方法來判斷油氣地層，分析其環境等，測井技術人員通過此技術獲得的數據，來確保石油工程能夠順利進行。文章將研究現今石油開采作業中測井技術的實際應用，期望能助石油工程往更好的方向發展。

關鍵詞：石油工程;測井技術;實際應用

中圖分類號：P631.8+1 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2019）12-0081-04

至21世紀開始，隨著世界經濟的高速發展，對石油的需求也在不斷增加，而高速發展的科學技術為石油開采提供了助力，先進的測井技術便是科學技術的高速發展下的優良產物，通過對測井技術的合理運用，發揮其在開采作業中的積極作用，增加了石油開采量，提高了工作效率，同時降低了開采成本，創造出了更高的經濟效益。測井技術主要采用聲、電，放射性等方法來判斷油氣地層，分析其環境等，測井技術人員通過此技術獲得的數據，來確保石油工程能夠順利進行。跟隨時代的發展腳步，石油工程中各個流程所需的技術都得到了良好的發展，其中測井就發展了大量不同類型的技術，例如成像測井技術（井間電磁成像、聲波成像、電阻率成像），多極子聲波測井技術，高分辨率感應測井技術，核磁共振測井技術等等。而聲波測井、地層測井、成像測井、電法測井、放射性測井技術是最為常用的6種測井技術。不同的地域環境所應用的測井技術也是不同的，只有科學的利用才能使開采作業事半功倍。測井技術不光在勘測過程中作用巨大，同時在石油工程中的其他過程也不可缺少，著實為油氣產業助力不少。由此，作者將從測井技術的概念、作用，常用技術類型和在石油工程中的具體應用進行探究。

1 測井技術

1.1測井技術的概念

由于現今世界上各國生產力發展水平，還有測井工藝和設備的不一致的原因，對測井技術并沒有統一的完整的定義。國內，由當前油氣田開發產業的發展情況可知，測井本身是石油開采前勘測過程中極為重要的環節，測井技術也就成為石油工程中眾多技術中的重要的一環。測井技術是在石油工程中程中，通過利用聲、電、熱、核、磁等不同的技術設計出不同類型的儀器下入井內，勘測隨著深度變化而變化的各類參數，以了解不同深度的地質情況，進而制定工程方案的技術。在石油工程進行中，工作人員分析所獲得的參數曲線，就可推測出該地油氣存儲的情況。

1.2測井技術的作用

測井技術在石油工程中應用廣泛，在地質特征分析、油氣資源評價、油藏表征與模擬、油藏工程、鉆井工程和采油工程中都有運用。由此可見，測井技術在石油工程中的作用至關重要，具體如下。

1.2.1可獲得多項準確的油藏地質的數據

現在的測井技術已經可以滿足如陸地平原、海上，各類水平井、斜井等地面或井下多種復雜環境下的測井需求。在測井作業中，油氣層的地層電阻率，地層儲集性能的孔隙度，油藏的實時地質參數和巖性變化情況，地層流體快速取樣，地質構造、沉積的電成像等一系列數據，都是工作人員需要采集的資料。最后通過對比分析資料，建立詳細的數據庫。

1.2.2及時判斷出油氣層

工程技術人員可通過對探井的及時測量，以獲得所需資料，再詳細地處理分析測井資料，便可及時以及準確地知道油氣層位置、厚度、含油氣量、油藏質量等等。

1.2.3識別及評價油藏區域

現今的石油工業已開始勘測我國許多類似于非均質性裂縫、陡坡帶近物源沉積的礫巖、深部老地層、及各類隱蔽油氣藏等類型的儲層?，F今的測井技術，如高精度的陣列電阻率測井、電成像測井、核磁測井技術等能有效識別和評價這類非均質性強、儲集層巖性復雜的油藏，測量出有效產層。

1.2.4確定油藏類型

正確地認識油氣水層在縱橫向分布的特征、儲集層類型、圈閉條件等因素確定油藏的類型。我國一些油藏地區有含油層系多、油藏類型多等特點，通過對測井技術及時獲得的資料進行正確解釋，便可以確定并合理地劃分出不同類型的油水系統和油氣水的過渡帶。為了為后期的開采作業提供有效的幫助，需要得到油氣層、含油水層及水層的參數標準，而工程技術人員只能通過處理測井資料和利用多種評價方法來獲得。

2 測井技術在石油工程中應用的技術類型

測井技術隨著科學技術的持續發展，到如今已是種類繁多，而中國地大物博，地質類型繁雜，因此不同的地域環境所匹配的測井技術也有所不同。以下幾種測井技術是我國現今掌握的測井技術中應用較為廣泛的。

2.1測井技術中的隨鉆測井

測井技術中的隨鉆測井結合地上信息系統和地下勘探系統（信號傳輸技術）測量所鉆地層的地質和巖石物理參數，后將測井數據實時傳輸回地面，這樣還可及時對鉆井作業進行指導。同時隨鉆測井技術還會將全部數據存于井下儀器的存儲器中，等到起鉆后回收數據，再次更為精確的評價地層?，F今的隨鉆測井技術的優點是成本低，可獲其原始信息，地面能實時獲取數據，及時指導鉆井，如圖1所示。

2.2測井技術中的地層測井

測井技術中的地層測井會分析地層中產生的能量和壓力，后根據地層能量變化情況收集并測試數據，計算地層含油量、流動性能、滲透率，地質壓力等地層相關數據，以助工作人員制作出合理的開采方案。地層測井技術常用于巖石地區，工作人員會深入地研究地質特點，如不同組成成分的巖石的特點，地下巖石層的特性等，專業的工作人員會計算出更為真實有效的測井資料，因此在石油開采過程中，意外事故出現的幾率也大大的減少。地層測井技術的優點頗多，如能精準地測出地層的壓力，估算藏油量，預測地層力學的性質，流特點的分析，操作準確高效等等。

2.3測井技術中的聲波測井

測井技術中的聲波測井依據在石油勘測過程當中，不同巖層結構所反饋的聲波數據也會有所不同，合理加工返回波的數據，通過所得的數據圖像，如圖2所示，得知實際的地質情況。該技術適用于石油的二次開發過程中，應用聲波測井技術，易得主井和次井的關系，以為制作一個科學的開采方案奠定優良基礎。聲波測井對工作人員的綜合素質要求比其他大多的測井技術所需的要求要較高。工作人員要通過應用計算機等技術設備對測井過程中所反饋的聲波及速度等參數進行專業化的收集與整理，以制定出合理的開采方案。該項技術在石油勘測過程中，優點是運用簡單，操作容易，技術平緩等，缺點是易受外因干擾，數據準確率較低等。

2.4測井技術中的成像測井

測井技術中的成像測井是一項具有極強的綜合性的技術，在進行石油工程中的測井作業時，會運用像測井儀、共振儀等專業化設施，以得到油藏地質中的橫向聲波和縱向聲波，然后運用現代化數字信息系統得到清晰完整的成像。該技術具有資料信息全面，地圖質量高，測井成本少，適于多種地質環境等優點。但該項技術也并非十全十美，在實際應用當中，它所使用得設備復雜，而且難操作。但在石油工程的開展中，其所提供的成像資料起到的作用非常的明顯。

2.5測井技術中的核測井

測井技術中的核測井將核放射原理應用于測井，利用不同巖石中各種元素原子核的核磁共振特性不同的原理對地質巖石進行研究，準確獲得巖石的物理特性。不同的核測井技術，其放射源也是不同的，核測井技術主要分為γ測井、中子測井、放射性核素示蹤測井和核成像測井這五類。核測井有以下幾個優點，操作便易，可獲巖層的信息詳細。其缺點也不少，如可探測距離短，所獲數據還需利用許多復雜的工序進行校正，處理數據的用時長。

2.6測井技術中的電法測井

測井技術中的電法測井的運用原理是利用相關儀器測量產生的電波信號（探測目標與周圍介質在電性上的差異），后工作人員對所獲得的信息數據進行整理分析，再制定出合理科學的開采方案。在石油工程眾多的測井技術中，電法測井運用較早（20世紀70年代），但由于當時的各項條件有限，電法測井技術并沒有得到很好的發展，直至改革開放后，隨著科技的進步，電法測井技術突飛猛進。電法測井技術優點較多，如技術種類多（電阻率測井見圖3）、微電極測井、側向測井、感應測井、介電測井、自然電位測井等），應用廣泛，應用靈活，經濟合理等。

3 測井技術在石油工程中的具體應用

現在的測井技術幾乎參與了石油工程中全過程，地質特征分析，油氣資源評價，油藏表征與模擬，油藏工程，鉆井工程，采油工程等。

3.1在鉆井工程中

很多客觀因素都在決定巖石的巖性，巖石中含有大量的礦物元素，含不同礦物元素的巖石的巖性自然也是不同的，巖石中所含元素種類越多，巖性也就越復雜，其巖石特征參數也就越難確定。在鉆井作業時，巖石本身固結程度和周圍黏土礦物的成分與含量都會影響到作業的安全性和穩定性。利用測井地層巖性分析技術劃分出的黏土礦物成分剖面和了解到的地層巖性來優化系統方案，使工程能夠更安全、更穩定。隨著測井技術的發展，現今已能精確地測出地層巖性及礦物的組成成分，如近幾年，國外一些測井服務公司推出了通過巖石成分來識別巖性的地球化學元素測井法，通過剝譜分析非彈性散射與俘獲伽馬射線來獲得地層中各種元素的含量，通過一系列處理獲得地層的礦物含量后便可識別復雜儲層敏感性礦物。

3.2在完井工程中的應用

通過測井資料的應用可以評價出固井質量，同時選出優良的射孔方案，提高工作質量、石油生產率等。在石油工程中，固井作業處于重要的步驟，其質量直接影響到石油的開采質量與效率，而測井技術便可有效的評定出固井質量。變密度測井技術應用于初期的固井質量評定中，通過測量聲音振幅以及密度來判斷油井周圍的土質類型和質量，建立施工質量標準。

3.3在儲層改造工程中的應用

在改造儲層時，首先勘探現場，了解油藏的巖性與脆性指數，更甚至因獲得地應力的數值和它的具體分布。壓裂作業后，工作人員利用巖石力學參數來推算壓裂高度和裂縫形態。

3.3.1評價地應力大小及方向

實時收集地應力數據，先查閱大量測井資料再準確的推演出地應力數據建立近乎真實的模型。微電阻率成像測井技術通過剖析井壁崩塌和鉆井誘導縫的情況以判斷地應力的方向。可以在一定的假設條件下來解釋地應力剖面測井，它是一種基于地應力實測數據來建立簡單化的地應力計算模型，并運用所獲資料來計算分析地應力的測井方法，一定程度上，其所建立的計算模型越可靠，計算結果就越準確。要避免井壁失穩、井塌就要朝著最小主應力方向布井，而朝著最大主應力方向壓裂，則可提高壓裂的效果。

3.3.2檢測壓裂效果

人工監測裂縫的有效方式是常見的電阻率、電成像測井技術。前者的原理是通過側向電阻率的高低差異來推測裂縫及溶洞的情況。在油田資源當中創造一個截面大的平面性流動的管道，實際上是對儲層結構的一種優化。儲層壓裂改造過程中，壓裂環節需要不斷地改變泵站機組中的壓力，控制好壓力的大小，壓力值太小儲層壓裂不成功，太大則會擠壓相鄰管道，使油水竄槽。除此之外，儲層中出現不同的巖體，壓裂處理務必不能同時進行，應根據巖體的性質分層工作。雙側向電阻率測井用于壓裂前后，工作人員對比兩次測井曲線，根據曲線形態相同、和大小判斷壓裂效果的好差。

4 結語

綜上可知，測井技術在石油工程中占據了非常重要的位置，其所含蓋的知識面甚廣，如地應力、地層壓力、巖性、巖石力學等，合理地應用這些知識，可以獲得大量的油井數據資料，提升采油量，降低工作人員的工作量，提升其工作效率，降低開采成本，極大地提升了產業的經濟效益。隨著科技的迅猛發展，石油工程中的測井技術也發展十分迅速，不斷地產生了新的測井技術和裝備，應該積極應用它們將有效提高石油開采作業的效率和質量。

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