化工管理测井技术在石油工程中的应用研究

张淑峰 陈春歌 王顺佳

摘要：伴随世界经济发展速度的不断提升，对能源需求量的扩大，石油作为新时代的主要能源，石油开采作业也随之大幅度增加。测井技术是石油工程中极为重要的环节，因此世界各国为了提升石油开采的效率，获得更高的经济效益，对其进行了研究。测井技术主要采用声、电，放射性等方法来判断油气地层，分析其环境等，测井技术人员通过此技术获得的数据，来确保石油工程能够顺利进行。文章将研究现今石油开采作业中测井技术的实际应用，期望能助石油工程往更好的方向发展。

关键词：石油工程;测井技术;实际应用

中图分类号：P631.8+1 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2019）12-0081-04

至21世纪开始，随着世界经济的高速发展，对石油的需求也在不断增加，而高速发展的科学技术为石油开采提供了助力，先进的测井技术便是科学技术的高速发展下的优良产物，通过对测井技术的合理运用，发挥其在开采作业中的积极作用，增加了石油开采量，提高了工作效率，同时降低了开采成本，创造出了更高的经济效益。测井技术主要采用声、电，放射性等方法来判断油气地层，分析其环境等，测井技术人员通过此技术获得的数据，来确保石油工程能够顺利进行。跟随时代的发展脚步，石油工程中各个流程所需的技术都得到了良好的发展，其中测井就发展了大量不同类型的技术，例如成像测井技术（井间电磁成像、声波成像、电阻率成像），多极子声波测井技术，高分辨率感应测井技术，核磁共振测井技术等等。而声波测井、地层测井、成像测井、电法测井、放射性测井技术是最为常用的6种测井技术。不同的地域环境所应用的测井技术也是不同的，只有科学的利用才能使开采作业事半功倍。测井技术不光在勘测过程中作用巨大，同时在石油工程中的其他过程也不可缺少，着实为油气产业助力不少。由此，作者将从测井技术的概念、作用，常用技术类型和在石油工程中的具体应用进行探究。

1 测井技术

1.1测井技术的概念

由于现今世界上各国生产力发展水平，还有测井工艺和设备的不一致的原因，对测井技术并没有统一的完整的定义。国内，由当前油气田开发产业的发展情况可知，测井本身是石油开采前勘测过程中极为重要的环节，测井技术也就成为石油工程中众多技术中的重要的一环。测井技术是在石油工程中程中，通过利用声、电、热、核、磁等不同的技术设计出不同类型的仪器下入井内，勘测随着深度变化而变化的各类參数，以了解不同深度的地质情况，进而制定工程方案的技术。在石油工程进行中，工作人员分析所获得的参数曲线，就可推测出该地油气存储的情况。

1.2测井技术的作用

测井技术在石油工程中应用广泛，在地质特征分析、油气资源评价、油藏表征与模拟、油藏工程、钻井工程和采油工程中都有运用。由此可见，测井技术在石油工程中的作用至关重要，具体如下。

1.2.1可获得多项准确的油藏地质的数据

现在的测井技术已经可以满足如陆地平原、海上，各类水平井、斜井等地面或井下多种复杂环境下的测井需求。在测井作业中，油气层的地层电阻率，地层储集性能的孔隙度，油藏的实时地质参数和岩性变化情况，地层流体快速取样，地质构造、沉积的电成像等一系列数据，都是工作人员需要采集的资料。最后通过对比分析资料，建立详细的数据库。

1.2.2及时判断出油气层

工程技术人员可通过对探井的及时测量，以获得所需资料，再详细地处理分析测井资料，便可及时以及准确地知道油气层位置、厚度、含油气量、油藏质量等等。

1.2.3识别及评价油藏区域

现今的石油工业已开始勘测我国许多类似于非均质性裂缝、陡坡带近物源沉积的砾岩、深部老地层、及各类隐蔽油气藏等类型的储层。现今的测井技术，如高精度的阵列电阻率测井、电成像测井、核磁测井技术等能有效识别和评价这类非均质性强、储集层岩性复杂的油藏，测量出有效产层。

1.2.4确定油藏类型

正确地认识油气水层在纵横向分布的特征、储集层类型、圈闭条件等因素确定油藏的类型。我国一些油藏地区有含油层系多、油藏类型多等特点，通过对测井技术及时获得的资料进行正确解释，便可以确定并合理地划分出不同类型的油水系统和油气水的过渡带。为了为后期的开采作业提供有效的帮助，需要得到油气层、含油水层及水层的参数标准，而工程技术人员只能通过处理测井资料和利用多种评价方法来获得。

2 测井技术在石油工程中应用的技术类型

测井技术随着科学技术的持续发展，到如今已是种类繁多，而中国地大物博，地质类型繁杂，因此不同的地域环境所匹配的测井技术也有所不同。以下几种测井技术是我国现今掌握的测井技术中应用较为广泛的。

2.1测井技术中的随钻测井

测井技术中的随钻测井结合地上信息系统和地下勘探系统（信号传输技术）测量所钻地层的地质和岩石物理参数，后将测井数据实时传输回地面，这样还可及时对钻井作业进行指导。同时随钻测井技术还会将全部数据存于井下仪器的存储器中，等到起钻后回收数据，再次更为精确的评价地层。现今的随钻测井技术的优点是成本低，可获其原始信息，地面能实时获取数据，及时指导钻井，如图1所示。

2.2测井技术中的地层测井

测井技术中的地层测井会分析地层中产生的能量和压力，后根据地层能量变化情况收集并测试数据，计算地层含油量、流动性能、渗透率，地质压力等地层相关数据，以助工作人员制作出合理的开采方案。地层测井技术常用于岩石地区，工作人员会深入地研究地质特点，如不同组成成分的岩石的特点，地下岩石层的特性等，专业的工作人员会计算出更为真实有效的测井资料，因此在石油开采过程中，意外事故出现的几率也大大的减少。地层测井技术的优点颇多，如能精准地测出地层的压力，估算藏油量，预测地层力学的性质，流特点的分析，操作准确高效等等。

2.3测井技术中的声波测井

测井技术中的声波测井依据在石油勘测过程当中，不同岩层结构所反馈的声波数据也会有所不同，合理加工返回波的数据，通过所得的数据图像，如图2所示，得知实际的地质情况。该技术适用于石油的二次开发过程中，应用声波测井技术，易得主井和次井的关系，以为制作一个科学的开采方案奠定优良基础。声波测井对工作人员的综合素质要求比其他大多的测井技术所需的要求要较高。工作人员要通过应用计算机等技术设备对测井过程中所反馈的声波及速度等参数进行专业化的收集与整理，以制定出合理的开采方案。该项技术在石油勘测过程中，优点是运用简单，操作容易，技术平缓等，缺点是易受外因干扰，数据准确率较低等。

2.4测井技术中的成像测井

测井技术中的成像测井是一项具有极强的综合性的技术，在进行石油工程中的测井作业时，会运用像测井仪、共振仪等专业化设施，以得到油藏地质中的横向声波和纵向声波，然后运用现代化数字信息系统得到清晰完整的成像。该技术具有资料信息全面，地图质量高，测井成本少，适于多种地质环境等优点。但该项技术也并非十全十美，在实际应用当中，它所使用得设备复杂，而且难操作。但在石油工程的开展中，其所提供的成像资料起到的作用非常的明显。

2.5测井技术中的核测井

测井技术中的核测井将核放射原理应用于测井，利用不同岩石中各种元素原子核的核磁共振特性不同的原理对地质岩石进行研究，准确获得岩石的物理特性。不同的核测井技术，其放射源也是不同的，核测井技术主要分为γ测井、中子测井、放射性核素示踪测井和核成像测井这五类。核测井有以下几个优点，操作便易，可获岩层的信息详细。其缺点也不少，如可探测距离短，所获数据还需利用许多复杂的工序进行校正，处理数据的用时长。

2.6测井技术中的电法测井

测井技术中的电法测井的运用原理是利用相关仪器测量产生的电波信号（探测目标与周围介质在电性上的差异），后工作人员对所获得的信息数据进行整理分析，再制定出合理科学的开采方案。在石油工程众多的测井技术中，电法测井运用较早（20世纪70年代），但由于当时的各项条件有限，电法测井技术并没有得到很好的发展，直至改革开放后，随着科技的进步，电法测井技术突飞猛进。电法测井技术优点较多，如技术种类多（电阻率测井见图3）、微电极测井、侧向测井、感应测井、介电测井、自然电位测井等），应用广泛，应用灵活，经济合理等。

3 测井技术在石油工程中的具体应用

现在的测井技术几乎参与了石油工程中全过程，地质特征分析，油气资源评价，油藏表征与模拟，油藏工程，钻井工程，采油工程等。

3.1在钻井工程中

很多客观因素都在决定岩石的岩性，岩石中含有大量的矿物元素，含不同矿物元素的岩石的岩性自然也是不同的，巖石中所含元素种类越多，岩性也就越复杂，其岩石特征参数也就越难确定。在钻井作业时，岩石本身固结程度和周围黏土矿物的成分与含量都会影响到作业的安全性和稳定性。利用测井地层岩性分析技术划分出的黏土矿物成分剖面和了解到的地层岩性来优化系统方案，使工程能够更安全、更稳定。随着测井技术的发展，现今已能精确地测出地层岩性及矿物的组成成分，如近几年，国外一些测井服务公司推出了通过岩石成分来识别岩性的地球化学元素测井法，通过剥谱分析非弹性散射与俘获伽马射线来获得地层中各种元素的含量，通过一系列处理获得地层的矿物含量后便可识别复杂储层敏感性矿物。

3.2在完井工程中的应用

通过测井资料的应用可以评价出固井质量，同时选出优良的射孔方案，提高工作质量、石油生产率等。在石油工程中，固井作业处于重要的步骤，其质量直接影响到石油的开采质量与效率，而测井技术便可有效的评定出固井质量。变密度测井技术应用于初期的固井质量评定中，通过测量声音振幅以及密度来判断油井周围的土质类型和质量，建立施工质量标准。

3.3在储层改造工程中的应用

在改造储层时，首先勘探现场，了解油藏的岩性与脆性指数，更甚至因获得地应力的数值和它的具体分布。压裂作业后，工作人员利用岩石力学参数来推算压裂高度和裂缝形态。

3.3.1评价地应力大小及方向

实时收集地应力数据，先查阅大量测井资料再准确的推演出地应力数据建立近乎真实的模型。微电阻率成像测井技术通过剖析井壁崩塌和钻井诱导缝的情况以判断地应力的方向。可以在一定的假设条件下来解释地应力剖面测井，它是一种基于地应力实测数据来建立简单化的地应力计算模型，并运用所获资料来计算分析地应力的测井方法，一定程度上，其所建立的计算模型越可靠，计算结果就越准确。要避免井壁失稳、井塌就要朝着最小主应力方向布井，而朝着最大主应力方向压裂，则可提高压裂的效果。

3.3.2检测压裂效果

人工监测裂缝的有效方式是常见的电阻率、电成像测井技术。前者的原理是通过侧向电阻率的高低差异来推测裂缝及溶洞的情况。在油田资源当中创造一个截面大的平面性流动的管道，实际上是对储层结构的一种优化。储层压裂改造过程中，压裂环节需要不断地改变泵站机组中的压力，控制好压力的大小，压力值太小储层压裂不成功，太大则会挤压相邻管道，使油水窜槽。除此之外，储层中出现不同的岩体，压裂处理务必不能同时进行，应根据岩体的性质分层工作。双侧向电阻率测井用于压裂前后，工作人员对比两次测井曲线，根据曲线形态相同、和大小判断压裂效果的好差。

4 结语

综上可知，测井技术在石油工程中占据了非常重要的位置，其所含盖的知识面甚广，如地应力、地层压力、岩性、岩石力学等，合理地应用这些知识，可以获得大量的油井数据资料，提升采油量，降低工作人员的工作量，提升其工作效率，降低开采成本，极大地提升了产业的经济效益。随着科技的迅猛发展，石油工程中的测井技术也发展十分迅速，不断地产生了新的测井技术和装备，应该积极应用它们将有效提高石油开采作业的效率和质量。

参考文献

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