測井儀器刻度標準化分析與研究

馬旭成

（中國石油集團測井有限公司新疆分公司，新疆克拉瑪依 834000）

近幾十年以來，我國經濟發展進入了穩步發展的時期，1999年我國GDP總量只有1.09×1012元，占全球比重只有3.3617%，2018年我國GDP為13.61×1012元，占全球比重達到了15.8399%，在近30年之內，我國GDP總量增長了1148.62%。人口和經濟的快速增長必然影響石油行業的發展，1999年我國石油產量為1.6238×108t，進口量為0.3661×108t，消費量為2.17×108t，對外依存度為22.97%。2019年我國石油產量為1.91×108t，進口量為5.0589×108t，消費量為6.96×108t，對外依存度為70.8%。在30年之內，我國石油產量增長了17.63%，進口量增長了1281.84%，消費量增長了220.74%，對外依存度增長了208.23%（圖1）。從以上數據可知，我國石油產量嚴重不足，而消費量巨大且連年遞增，過度依賴進口，在一定程度上已經嚴重威脅了我國的社會穩定和國防安全，并且也影響了我國經濟的良好發展[1-2]。因此，國家相關部門必須重視石油工業的發展，增大人力、物力的投入力度，尤其是各種勘探開發技術，如測井、物探、采油、錄井等，不斷促進我國石油行業的可持續發展，以提高石油儲量和產量，減少石油的進口量和對外依存度。在油田勘探開發過程中，測井技術發揮著不可替代的作用，至今已經有約80多年的歷史，其測量結果能夠減少鉆井取心的任務量，及時分析與了解地下儲層油氣的分布情況，提高勘探開發的速度，降低勘探開發的成本[2-3]。因此，測井儀器的測量結果為各大油氣田的勘探開發提供了非常關鍵的數據支持[3-4]。雖然近幾十年測井技術取得了長足的進步，尤其是測井評價、測井方法等方面，但是，測井儀器測量的原始結果仍然存在一定的誤差，并不能反映儲層真實的地學特性，需要經過刻度標準化處理，進而提高測量結果的準確性和有效性，從而有效解決實際勘探開發中的地質問題[3-5]。

圖1 我國石油消費量、產量、進口量、對外依存度分析（1999—2019年）

1 測井技術

測井（well logging），也稱地球物理測井，是一種地球物理技術，該技術是利用地下地層的各種地球物理特性對實際巖層的多種地球物理參數進行測量和分析。在實際應用過程中，測井主要分為3種方式：①完井測井；②裸眼測井；③生產測井。其中第3種方式也稱第二系列測井，主要經歷了5個發展階段：①模擬；②數字；③數控；④成像；⑤信息[5-6]。測井技術的基本原理：一般是使用電纜將各種測井儀器下入井中，讓地面的電測儀能夠沿著井筒持續測量并且可以記錄地下地層的各種參數，并將這些地球物理參數進行相應的處理，進而轉化為各種曲線以及圖像，最終用來分析和識別地下巖層的礦藏，如煤、石油、天然氣等（圖2）。目前，測井技術已經成為了一種必不可少的勘探方法之一，在很多行業中都得到了有效應用，如油氣田、煤田、金屬礦藏、水文等。在石油勘探開發過程中，測井技術已經發展了大約80年。目前，常用的石油測井技術主要有13種：①自然電位測井；②普通視電阻率測井；③微電極測井；④雙感應測井；⑤雙側向測井；⑥八側向測井；⑦微球形聚焦測井；⑧井徑測井；⑨聲波時差測井；⑩自然伽馬測井；?補償中子測井；?補償密度測井；?高頻等參數感應測 井[4-7]。隨著科技進步以及油氣勘探開發技術的發展，測井技術在油氣勘探開發中將會發揮著更大的作用，為油田企業帶來更多、更高、更好的經濟效益。

圖2 某地區的單井視圖

2 測井儀器刻度標準化

在油田勘探開發中，測井儀器具有非常重要的作用，其是一種用來分析和了解地下儲層油氣分布情況的十分有效的測量工具。但是，測井儀器獲得的原始測量結果并不能直接反映巖石的地學特性，而應該通過精確的轉換才可以成為反映儲層地球物理參數的工程值[5-7]。其次，相同類型測井儀器的計量必須保持統一[5-7]。油田企業在向測井技術服務公司定制測井服務內容時，最重要的一點就是測井技術服務公司是否可以確保測量結果的精度和結果的一致性[8]。目前，測井行業主要是用刻度標準化的方法來實現這種精確轉換以及結果的一致性。測井儀器標準化與計量學中的校準比較類似，主要是利用帶有刻度的裝置或儀器對實際測量值進行分析與校正，以此獲得準確測量值的過程。

3 提高測井儀器刻度標準化的精度

3.1 重視測井儀器的研發

測井儀器的性能對測量結果的影響比較多，在一定程度上也影響了測井儀器刻度標準化的精度。因此，對于測井儀器的研發和生產而言，生產廠家應該高度重視并且根據實際情況對測井儀器的性能進行不斷提高和完善，主要有以下2點措施：①提高測井儀器的抗震性能，主要是做好測井儀器中的各種電子元器件的共振設計，以此改善抗震性能，從而提高測量結果的精度和可靠性；②優選一些高品質的電子元器件材料，以此提高測井儀器的防沖擊性能，同時還可以延長測井儀器的使用壽命[5-8]。

3.2 加強監督和人才隊伍建設

測井公司應該不斷加強測井儀器刻度標準化的監督工作，構建良好的監督管理機制并且切實有效地進行落實。其次，測井公司還應該提高工作人員的綜合素養，以此提高測井儀器刻度標準化的質量和效率，主要有以下3種措施：①專門設置一個刻度標準化的監督管理機構，對測井儀器刻度標準化的結果進行監督與管理，嚴格執行并落實好相關制度，及時發現問題并予以有效解決；②對工作人員進行測井儀器刻度標準化的培訓，提高他們的專業能力和綜合素養；③加強企業人才隊伍的建設，尤其是對于表現較好的員工，適時提高他們的薪資待遇，以此激勵更多的員工重視刻度標準化工作[6-9]。

3.3 建立完善的標準化體系

由于各種測井技術都會受井眼、圍巖等因素的影響，并且測井儀器性能也不一致，如靈敏度、精確度等，因此需要將測量的數值轉換成地下儲層的物理參數值。測井儀器刻度標準化最重要一點就是需要建立完善的刻度標準化體系，為測井數據的定量化處理以及解釋提供良好的條件和基礎，主要有以下3點措施：①應該將研發和生產的測井儀器在標準刻度井群中做好重復、認真以及細致的刻度工作，研究各種影響測量結果的校正方法，編制相應的校正方程、圖版以及程序，提供合理、有效、實用的刻度系數；②廠家或測井公司必須對標準刻度模塊進行二級刻度，獲得比較可靠的刻度系數，在經過檢測檢驗之后，符合相應的要求才可以進行實際應用；③測井小隊在現場利用檢查裝置對相應的測井儀器進行測試，檢查其是否存在問題，并且將測量值與標準刻度值進行對比是否滿足精度要求，并認真做好記錄，唯有儀器合格才可以下井測量[7-11]。

4 結語

測井技術的發展離不開刻度標準化工作。但是，由于多種因素的影響，測井儀器刻度標準化仍然存在較多問題，因此測井公司必須采取相應的措施，提高測井儀器刻度標準化的精度和有效性，以此提高測井數據的準確度，為我國石油行業的可持續發展做出一定的貢獻。