第二节 地质录井技术

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地质录井是岩性剖面建立、储层评价、烃源岩评价、油气显示发现、识别与评价
最及时的手段,具有获取地下信息直观、丰富,解释评价快速、可靠的特点,是油气
勘探的重要参谋。
2000年,胜利油田成功中标中国大陆勘探工程录井服务,完成多项非烃类气体录
井项目,解决了非烃气体现场连续分析、钻井液样品自动采集、气体样品自动采集、
空气隔离自动脱气器研制等一系列技术难题。2003年,钻井泥浆在线取样器、钻井泥
浆样品气在线取样器、钻井泥浆样品在线引流装置、钻井泥浆样品在线脱气器4项成
果获得国家实用新型专利。2004年,钻井泥浆在线气测系统研究成果获得国家发明专
利。

一、井位测量技术
井位测量技术是石油勘探开发井位的定位测量技术。井位测量工作主要分为井位
勘测、井位复测两部分。1994年,井位测量数据处理系统软件投入使用,实现了井位
测量数据处理微机化。1996年,引进静态卫星定位仪,提高了井位测量的工作效率和
施工精度。1998年,胜利油田与石油大学(华东)联合开发井位测量数据处理软件,对
井位测量数据处理系统进行升级。1999年,引进南方测绘仪器公司生产的动态卫星定
位仪。2000年后,引进手持卫星导航仪,用于辅助井位测量,提高了工作效率和测量
精度。2003年、2004年,先后配备高精度动态卫星定位仪、高精度星站差分动态卫星
定位仪,井位测量技术进入全球卫星定位系统(GPS)技术时代,常规井位测量技术逐
步被一次性确定三维坐标,高速度、高效率、高精度的GPS技术所代替,井位测量范
围从陆地扩展到近海,定位方法从静态扩展到动态,定位服务领域从胜利油气区扩展
到国内外井位测量市场。

二、钻井地质设计技术
钻井地质设计是编制录井工程设计、钻井工程设计和测算钻井、录井、测井、测
试等工程费用以及录井施工、质量监控与考核的基础,是对钻井过程中地质工作的整
体设计与要求,是油气勘探开发部署的具体体现。
1994年前,胜利油田地质设计为传统的手工设计。1994年,胜利油田自主开发并
推广应用钻井地质设计计算机辅助设计系统,使地质设计书的计算、编辑、排版、打
印基本实现自动化。2001年,开始实施ISO9000质量管理体系。2002年研制完成的钻
井地质设计计算机软件系统将计算机辅助设计技术应用于钻井地质设计工作,实现钻
井地质设计数字化、规范化和科学化。随着计算机工作站及配套设备的陆续配备,地
质设计在胜利油田形成网络系统,并探索、总结和应用了地层预测技术、压力预测及
油气层保护设计技术、地质资料录取工程项目设计技术、钻井工程复杂情况预测技术
、计算机辅助设计技术5项设计关键技术,提高了设计质量。2003年,胜利油田推广
钻井地质设计计算机软件系统,修订油田钻井地质设计标准。2004年,开始承接国外
探区钻井地质设计,完成蒙古、伊朗、哈萨克斯坦、阿塞拜疆等国家18口井的中英文
钻井地质设计。2005年,通过“三维可视化在地质设计中的应用”研究,把传统地层
对比与三维可视化技术结合起来,形成全新地层预测技术,建立了三维地质数据体、
砂体及井身轨迹空间展布等模型,可以对地质分层、钻井液密度、防斜、防碰安全预
警、油气水分布情况等进行设计,实现了直观、高效、科学化的钻井地质设计。
截至2005年,胜利油田可以承揽国内外各类探井(参数井、科学探索井、预探井
、评价井)、开发井、水平井的钻井地质设计任务,具备年完成探井120——15 0口、
开发井1200——1500口、各类补充设计300——400口井的设计能力。

三、录井采集技术
录井采集技术主要以建立井下地质剖面、识别和评价油气水层、监控钻井工程施
工、保护油气层为主要目的。随着录井设备和工艺的发展,胜利油田的录井采集技术
由岩心录井、岩屑录井、井壁取心录井、荧光录井、钻时录井、钻井液录井等手工采
集技术,发展到气测录井、工程录井、岩石热解录井、定量荧光录井、热蒸发烃色谱
录井、离子色谱分析录井等先进的综合录井采集技术。胜利油田使用最广泛的录井采
集技术是气测录井和工程录井。
(一)气测录井
气测录井是指对钻井液中石油、天然气含量及组分进行分析以直接发现和评价油
气层的录井方式。
1995年,胜利油田气测录井技术已能随钻检测全烃、组分、非烃,实现仪器连续
自动检测与记录和录取资料的定量化,油气层的发现和评价自成系统。2002年,胜利
油田引进惠普系列色谱仪,应用于SL-Advantage综合录井仪,使色谱仪分析周期缩短
,分析精度提高,基本实现实时在线检测。全烃气体分析灵敏度有新的提高,非烃气
体的检测由过去单一二氧化碳气体检测,逐渐拓展到氢气、硫化氢等有毒有害气体检
测,提高了气测井的定量解释能力。
(二)工程录井
工程录井是在钻井过程中录井仪对各项工程参数和钻井液各项性能进行实时测量
、监控、记录的过程。1985年,胜利油田引进国外录井设备及综合录井技术,具备同
时为随钻录井提供32项工程和地质参数的能力。20世纪90年代初期,通过技术攻关,
增加和优化了综合录井仪的工程录井参数,使工程录井可以随钻分析资料、判断钻井
状态,进行水平井井身轨迹监控,判断造斜动力钻具工作状况和钻头寿命,预报硫化
氢气体、高压异常层段,预报井喷、井涌和井漏等情况。1998年引进的综合录井仪(
ALS-2型)能够在井下进行钻具动态监测、随钻跟踪判断、地层压力预测与检测、钻井
液溢漏监测。2002年引进美国的综合录井仪(Advantage型)后,对工程录井各项参数
的监控具备智能判断能力。

四、分析化验技术
分析化验技术主要包括罐顶气轻烃录井、核磁共振录井、岩心扫描录井、岩矿分
析等地质技术。
(一)罐顶气轻烃录井
罐顶气轻烃录井是通过分析岩屑(岩心)罐装样顶部罐顶气中的29个轻烃组分的相
对和绝对含量及相对组成来判识油气水层的一种录井方法。1993年,胜利油田引进第
一台惠普气相色谱仪(HP5890型);1996-1998年,罐顶气轻烃录井技术得到进一步发
展,应用到探井录井工作中。截至2005年,胜利油田总结出罐顶气资料应用研究基本
理论、罐顶气轻烃录井油气层评价原理,制定了由14个指标组成的新油气层判识标准
和混油钻井液条件下真假油气显示判识、原油生物降解作用程度判断的方法和标准,
完成9万余罐样品的室内分析工作。该技术在和参1、诸参1、安参1、胜和1、海参1等
重点探井中进行了现场录井,在胜利油田得到大规模应用。
(二)核磁共振录井
核磁共振录井是通过测定岩石孔隙流体中氢原子核在固定磁场的作用下产生核磁
共振,原子核吸收能量后从低能态跃迁到高能态所需的时间来确定岩石物性的一种录
井方法。2003年,核磁共振录井技术在国内各大油田开始推广应用。2005年,胜利油
田引进核磁共振录井仪(UNIQPMR型),加强对该技术的研究攻关,确定储层物性评价
、孔隙结构评价、孔隙流体性质评价、产层性质评价、孔隙流体压力评价等方法,建
立了核磁共振录井规范企业标准。该技术的应用,实现地质录井对流体分布状态评价
的突破。
(三)岩心扫描录井
岩心扫描录井是利用岩心扫描仪系统,运用图像处理技术、计算机技术实现岩心
图象的自动化采集及保存的录井方法。1999年,胜利油田引进德国岩心扫描仪(Core
scan型),2003年购置YXCJB型便携式和CISS-Ⅲ型岩心扫描仪,2003年11月成立岩心
扫描录井队。截至2005年,胜利油田完成岩心扫描2208.98米,建立岩心图像数据库
,使岩心图像及相关地质资料得以永久储存,实现岩心综合图文资料的网络查询和浏
览。
(四)岩矿分析
岩矿分析是利用偏光显微镜对岩石矿物薄片进行鉴定,从而确定矿物成分、岩性
的过程。胜利油田岩矿分析研究始于1975年,先后完成博山剖面、桩西潜山、垦利潜
山古生界标准岩矿剖面的分析,进行了济阳坳陷中、新生界岩石矿物学的专题研究。
1988年,胜利油田修建化验室处理间,购置偏光显微镜,淘汰了单筒显微镜。截至2
005年,胜利油田利用莱卡偏光显微镜、蔡司荧光显微镜、岩石切片机和岩石磨片机
及先进的镜下图像分析软件完成3万余个薄片的分析鉴定。

五、油气层综合解释技术
油气层综合解释技术是综合录井、测井、地震、构造及试油等资料,对钻井过程
中发现的油气显示层及可疑层进行综合分析和评价的技术。
1964-1986年,胜利油田主要通过对岩屑、岩心实物含油丰度及储层物性观察,
结合井壁取心资料、电测资料和槽面显示资料来定性解释油气水层,部分重点探井辅
以气测录井资料作为依据。1986年,引进综合录井仪,弥补了综合解释不足的问题。
1990年,胜利油田研发录井剖面地质解释系统,可对录井剖面进行连续自动解释并自
动形成岩性数据库。1993年,研发气测井油气层计算机解释系统,提高了油气层综合
解释精度。2002年,研发探井油气层综合解释系统,实现人机连作解释方式的飞跃,
同时利用多种应用软件将解释结果图像化,将地质工作站技术引入评价体系,成功建
立深层砂泥岩剖面、低位碳酸盐岩潜山、高阻砂砾岩体、泥岩裂缝型储层、薄的油气
显示层、低阻油层的评价程序和方法。2000-2005年,胜利油田在胜利油气区完成70
6口探井解释,提供完井建议200余次,采纳率90%以上;提供试油层位建议300余次
,采纳率90%以上。

六、现场随钻地质预测与决策技术
现场随钻地质预测与决策技术是在钻井过程中,以区域地质资料、地球物理资料
和邻井资料为依据,以地层对比、综合预测分析为主要方法,对未钻地质层位、地层
特性等进行地质预测,根据预测结果对钻井施工、录井施工进行地质决策的技术。
1994年前,胜利油田现场随钻地质预测与决策主要由地质队、综合录井队的生产
管理人员到录井现场与小队人员共同完成。1994-2004年,采取日诊断、周分析的工
作方式进行单井动态分析。截至2005年,随着信息技术的发展,胜利油田已可以利用
录井数据远程无线传输系统和专家决策系统对现场施工进行实时分析决策。现场随钻
地质预测与决策技术涵盖了地层预测与分析、目的层深度预测、随钻烃源岩评价、地
层压力预测与分析、钻井液性能使用建议、油气层评价、钻井异常事故预测等内容。

七、录井数据远程无线传输系统
录井数据远程无线传输系统是以现场录井仪为信息采集平台构建的综合数据管理
中心,通过局域网、国际互联网和无线传输将计算机采集的钻井、录井现场的各种地
质及工程数据传送到接收服务器,并通过互联网向终端用户发布,实现现场数据采集
、传输、数据存储、数据发布、在线生产监控、油气评价、现场资料自动处理、完井
资料自动处理一体化。
2000年,胜利油田开发地质录井现场资料采集及处理系统,初步实现对录井数据
的采集、处理、应用与查询。2003年3月,开始利用卫星无线通信技术进行录井数据
无线传输实验,5月在新疆地区正式开始传输。同年,胜利油田研发录井信息实时浏
览系统,引进6台服务器和一套emc存储系统,组建录井数据存储应用中心。2004年3
月,对原录井信息实时浏览系统进行升级改造。2004年10月-2005年3月,胜利油田开
发现场资料处理系统,实现现场资料处理由手工向自动化的转变。2005年5月,胜利
油田开发完井资料处理系统,实现完井报表、图件处理由手工向自动化的转变。截至
2005年,录井数据远程无线传输系统先后在国内外10多个油田广泛应用,胜科1、宾
参1等重点探井均安装卫星传输设备。2005年,胜利油田共完成16口井的卫星传输工
作和747口井的GPRS传输工作。

八、录井仪器研制技术
(一)综合录井仪研制技术
自20世纪90年代起,胜利油田在推广应用进口综合录井仪的基础上,逐步对原有
综合录井仪进行国产化技术升级改造和自主研制开发。2000年后,油田加快录井仪器
的自主研制步伐。2000年,与法国GEOSERVICES公司合作研制SL-ALS-2型综合录井仪
;2001年,与上海神开科技公司合作生产出SRP2000型综合录井仪;2002年,与美国
贝克休斯公司采用合作方式,对Advantage型综合录井仪等设备进行升级后设计生产
SL-Advantage型综合录井仪,2003年批量生产使用。2004年自主设计生产的防爆仪器
房通过挪威船级社认证。2005年自主研发的SLSP-2K型快速色谱仪,其最小检知浓度
、烃组分分析周等主要技术指标达到国际先进水平;SL-ExploerZH-2型综合录井仪、
SL-ExploerQC-1型气测录井仪具有完全独立知识产权,达到国内先进水平。
(二)开发井录井仪研制技术
胜利油田自2000年开始进行开发井录井仪研制工作。2001年,研发成功第一代产
品(SLXL-1型录井仪)。2002年,第二代产品(SLXL-2型录井仪)达到批量生产技术条件
。2005年,设计开发基于红外在线检测技术的三代产品(SLXL-3型录井仪),并申请国
家发明专利和实用新型专利。