标准化助推我国测井行业科技自立自强

胡启月

（中国石油集团测井有限公司）

标准化工作是反映一个行业经济发展和科技进步的重要标志，是科学管理的重要方式和基础工作，也是合理组织生产、提高经济效益的重要手段[1]。石油测井标准体系作为石油工业标准体系的一个重要组成部分，自1986年12月制定并发布以来，结合我国石油测井行业发展需要，先后进行过6次较大调整，为石油测井专业国家和行业标准化发展规划的编制及标准制修订提供了主要依据。

随着科技进步和测井技术的发展，测井在油气勘探开发全过程中发挥着越来越重要的作用。国内勘探开发转向“深层、深水、低渗透、非常规、老油田、新能源”等领域，油气藏类型划分和判别标准发生了深刻变化，必须规划相应的石油测井标准体系发展对策，积极推进测井刻度标准装置和溯源体系的建设，大力推广应用先进适用的测井新技术，在促进测井仪器生产、科研与确保测井量值准确等方面，更好地发挥测井刻度标准作用。发展高性能、低功耗、小型化的成套测井装备及测井油气藏评价配套技术，促进资料采集质量和解释评价水平，不断提高测井技术解决复杂油气藏勘探生产中疑难问题的能力。

1 强化顶层设计，健全测井标准体系

为推动测井技术从模拟测井、数字测井、数控测井、成像测井，到目前正向智能化测井时代迈进，结合测井发展阶段的专业特点，不断优化完善标准体系，形成了与测井发展阶段相适应的标准体系，使之具有综合性、系统性、协调性、配套性、适用性及国际接轨等特点[2-4]。

1.1 标准体系建设，与新发展需求同步

在标准体系建设中，门类的划分和个性标准的确定是关键。石油测井专业标准化委员会（简称测井专标委）坚持以问题为导向，针对国内外测井装备型号多样、新技术更新快速、作业过程更趋复杂、各类测井资料处理解释与综合评价各异等问题，围绕油气勘探开发动态及测井行业发展趋势，按照“系统配套、力求精简；层次分明、结构合理；对象清晰、目标明确；提高质量、确保实用；技术先进、注重效益”的编制原则，加强标准体系顶层优化设计，不断整体系统规划，优化调整结构，重新界定标准门类划分，整合具体个性标准，形成现行石油测井标准体系（图1）。标准体系结构分3个层级：第一层级为测井通用与基础；第二层级包括测量与刻度、装置与器材、作业与施工、处理解释与评价；第三层级包括岩石地球物理测量与分析标准等共10个类别。

图1 测井行业标准体系结构

现行标准体系建设主要包括4个重点领域：测量与刻度类标准，确保岩石地球物理实验分析和测井采集质量；装置与器材类标准，确保测井产品质量；作业与施工类标准，确保测井工程服务质量；处理解释与评价类标准，确保测井资料评价质量（表1）。近年来，深层及非常规油气日益成为勘探开发的重点领域，为适应该领域对测井技术标准化的需求，在测量与刻度方面，增加了地球化学、岩心扫描成像等岩石参数测试分析的标准；在装置与器材方面，增加了地层评价随钻测井系统、射孔装置等测井产品标准；在作业与施工方面，增加了钻杆及油管传输测井、存储式测井、随钻测井等测井施工作业标准；在处理解释与评价方面，增加了非常规油气评价的相关标准。

表1 测井行业标准体系各门类主要标准

1.2 标准制修订，与新技术应用同步

石油测井标准的制修订是以标准体系表为主要依据，结合石油勘探开发的实际需要，围绕着实现石油工业及石油测井标准化的总目标而逐步有计划进行的。通过制修订一系列行业标准，实现对测井、射孔施工作业等专项工作的质量控制，为油田勘探开发提供高质量的增值服务。

2 统一测量精度，推进仪器刻度标定

“十三五”期间，测井科技攻关项目的多项成果已形成标准，测井标准体系中涉及溯源和刻度的标准多达24项。加强计量刻度标准装置和溯源体系的建设，使其在促进测井仪器的生产、科研及确保测井量值准确等方面更好地发挥作用，逐步满足我国石油测井行业的发展需要。

2.1 依托石油工业测井计量站，建立计量刻度体系

作为行业标准装置建设的主要依托单位，石油工业测井计量站成立于1995年，是国内唯一的石油行业测井专用计量站。主要任务是建立刻度标准，做好量值传递工作，将测井仪器直接输出参数（一般为电压、电流、脉冲数）与石油地质参数（如孔隙度、渗透率、饱和度、密度等）建立对应关系（图2），在统一测井量值、控制精度等方面发挥重要作用[5-7]，为使用单位评价测井公司装备水平与测井资料可靠性、成套测井装备的检验投产及测井装备进出口服务等提供可靠的技术评价依据。目前，为中国石油、中国石化、中国海油、延长油田、其他矿业及民企提供工作标准井、刻度器及测井仪刻度等服务。

图2 测井计量刻度体系

计量的目的是为了加强计量监督管理，实现单位统一、量值准确可靠，确保同一对象被测量结果的一致性。量值传递和量值溯源是实现计量目的的有效途径，量值传递是将计量基准所复现的单位量值，通过计量检定传给下一等级的计量标准，并依次逐级传递到工作计量器具；量值溯源是通过一条具有规定不确定度的不间断比较链，使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准联系起来。测井计量刻度体系包括最高标准井、工作计量标准器具和工作计量器具三部分，通过刻度、校准等方式，实现量值传递、量值溯源循环体系。

2.2 与国际标准接轨，独立对刻度器赋值

行业标准装置的配备及相应刻度标准的制定，对提高测井资料解释符合率，正确评价油气层的孔隙度、渗透率与含油饱和度等参数计算，以及为油气田工程评价及油气田勘探开发提供技术支持具有重要意义。目前，各厂家生产的核测井仪的二级与三级刻度、核实装置与设备量值传递，各石油测井公司的核测井仪的现场刻度作业和石油工业测井计量站的对外常规核测井仪刻度服务，均是执行石油工业测井计量站制定的系列行业标准。该系列标准投入应用前，国内在用的核测井仪中进口仪器占较大比例，其刻度器也随仪器进口，价格昂贵。刻度器的赋值是商家的核心技术机密，用户和检验部门无法检验其量值的正确性。依照《石油核测井仪刻度规范》《感应测井仪刻度及刻度装置技术要求》《声速测井仪器刻度装置技术规范》等刻度类标准，可以摆脱国外公司的技术制约，独立对刻度器赋值[5]。

我国标准装置建设与国际对标，在测井仪器的研制、生产、检定/校准及量值溯源方面发挥了重要作用。石油工业测井计量站建立了4项行业最高标准装置，完成了中子寿命标准装置、C/O比标准装置、声波标准装置及地层元素标准装置研制，基本覆盖了不同类型核测井仪器的刻度需要。4项行业最高标准装置规范了石油测井行业中自然伽马、自然伽马能谱、中子孔隙度、密度/岩性密度标准装置的刻度内容和方法（表2）。同时建设的电成像、阵列感应、固井质量、声波测井、地层元素测井、随钻电阻率标准装置，以及定向探管有源磁场标定系统等，共同构建起声、电、核、核磁等31种测井仪、刻度器的量值溯源体系，并已达到国际先进水平。

表2 4类标准装置情况

石油工业测井计量站加强多类型标准装置的建设，开展了标准井监测系统和量值传递标准仪器研制、量值传递应用软件与数值模拟软件开发、含油饱和度模拟流体研究等工作，目前已建成我国标准装置类型最多、规模最大（实体井105口、118个标准层位）、水平最高的硬件设施与配套设备[5]。

3 测井标准应用实效

技术进步离不开标准化工作，现行测井标准在实际应用中发挥了不同程度的作用，产生了显著的经济效益和社会效益。测井项目的选择首先关注测井采集质量，能否保证测量精度和测量结果的一致性。为此，需利用相关测井标准及刻度装置实现量值传递，不断提升测量精度，满足生产需求；实施统一的作业技术规范及针对性测井系列选择方法，不断提升作业时效，助力提质增效。

3.1 提升测量精度，满足生产需求

测井仪器刻度技术要求高，在实际工作中，因刻度不准确导致曲线异常，造成二次上井的问题时有发生。“十三五”以来，依托国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”中的课题“测井新方法及探测器研究”，对核测井仪刻度的装置、方法及周期等方面开展标准化研究，组织编制完成了行业标准SY/T 6582—2019《石油核测井仪刻度规范》。该标准确定了自然伽马测井仪和密度/岩性密度测井仪等7种核测井仪刻度的设备、要求、方法及周期等内容，并对核测井仪刻度体系和刻度条件等进行了规范，提出新指标。如密度测井仪刻度校验的最大允许误差为±0.015g/cm3，增加了地层元素测井仪刻度及标准谱等内容（图3）。该标准的应用，提高了核测井仪器刻度工效，规范的操作可以确保刻度放射源使用安全。

对照组的形象职业素养评分、护理综合评分分别为(5.6±0.4)分、(5.2±0.4)分,观察组则分别为(8.9±1.3)分、(8.8±0.9)分,观察组与对照组患者的形象职业素养评分以及护理综合评分对比,有统计学意义(t=25.910、38.569,P<0.05)。

图3 地层元素测井标准谱

3.2 提高作业时效，助力油田提质增效

2019年荣获石油天然气国家标准和行业标准一等奖的SY/T 5600—2016《石油电缆测井作业技术规范》，制定了50种测井仪在裸眼井测井、套管井测井和工程测井施工作业中的规范，已广泛应用于中国石油、中国石化、中国海油及延长油矿等国内各大石油公司业务管理部门、相关测井企业及测井监督机构，满足了国内石油天然气、页岩油气及煤层气等测井工程施工的需要。

该标准可对测井作业过程进行采集质量控制、现场Q&HSE体系审核和监督检查，不仅有效提高了测井作业质量，极大提高了测井仪一次下井成功率和测井一次成功率，而且减少了现场不确定因素，避免了操作失误，提高了电缆测井作业安全性，对指导测井工程技术服务、促进测井技术进步、规范测井生产管理、实现油田增储上产目标发挥了巨大作用。

依照本标准进行现场采集，测井公司将自主研发的测井成套装备一次下井即可同时准确测量26个地层参数，测井效率和质量均有显著提高，作业时效平均提高42%，具备测井“测得全、测得准、测得快”的特点，满足油田提质、提速、提产、提效的需要（表3）。

表3 2015—2020年测井标准应用情况

3.3 发展特色射孔技术，创造世界穿深纪录

依托中国石油天然气集团有限公司“十三五”科技项目“测井重大技术现场试验及集成配套”所属课题“超深穿透射孔器及射孔工艺配套研究与应用”，研发形成超深穿透射孔器及射孔工艺配套技术成果，在国内率先突破制约，提高射孔弹穿孔深度的技术瓶颈。研发定型了11个规格27个型号的“先锋”超深穿透射孔器产品系列，使射孔弹穿深不断提高，油气泄流面积增大30%以上，最大限度沟通储层，创造了2017年“世界穿深”纪录。“先锋”超深穿透射孔器引领国内射孔器性能指标达到国际先进水平，一举抢占了高性能射孔器技术高地。

与技术创新同步编写的行业标准、企业标准及配套SOP（Standard Operating Procedure）标准作业程序文件，促进了该技术的广泛应用。射孔弹的穿孔深度大幅提升，经API检测注册，产品最大平均穿孔深度为1986mm，达到国际先进水平（图4）。建成了药型罩自动化生产线和射孔弹自动化压装生产线，形成年加工“先锋”超深穿透射孔弹100万发的能力，销售应用网络已覆盖全球。

图4 “先锋”超深穿透射孔弹与常规产品平均穿孔深度对比

典型实例充分说明，科技研发与创新、标准制定与发布、标准化执行与改进，是从科研到生产全生命周期必不可少的3个关键环节。标准化与科技创新相互促进，只有持续技术创新才能在市场竞争中保持生机和活力。标准化工作作为企业管理的重要组成部分，只有让标准化在企业经营机制转换、企业发展重大课题等方面充分发挥作用，企业标准化工作才会富有强大的生命力。

4 测井行业新时期标准化工作发展方向思考

测井技术发展经历了模拟测井、数字测井、数控测井和成像测井4个阶段。近年来，国内三大油公司测井业务持续重组，中国测井行业资源更加集中，均在锚定世界一流目标寻求发展。

4.1 测井行业面临的新需求

“十四五”测井行业面临的新需求主要表现在4 个方面[8-11]。

（1）勘探开发对象复杂化。地质目标挑战加大，油藏对象更加隐蔽，非常规、深层、深海已经成为当前和今后勘探开发的主战场，老区勘探目标越来越复杂，对传统工艺技术提出挑战。勘探开发思路也由传统的重产量向重效益、靠投资向创新驱动转变，即“两低两高”（低成本、低风险，高技术、高效益）。

（2）工程技术条件恶劣化。随着深井、超深井数量的增加，特别是以页岩油和致密气的水平井、丛式井、多分支井的勘探开发为代表，测井行业面临井筒“深层、长水平段、超高温、超高压”等挑战，同时要求生产作业全过程实现绿色、安全、环保，相应产业链、产业结构也发生了根本性变化。（3）多专业协同一体化。随着数字化转型步伐加快，为油田解决地质问题，提供油藏综合评价、工程问题解决整体方案，迫切需要新的工作模式和方法。（4）能源转型绿色低碳化。全球能源产业深刻变革，电动革命、市场革命、数字革命、绿色革命方兴未艾，能源结构向绿色低碳转型已成为全球共识，以5G物联网、量子技术等为代表的新一轮科技革命、产业革命加快重塑世界，我国已向世界承诺2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。

4.2 做好新时期的标准化工作

2021年10月，我国印发了《国家标准化发展纲要》，就推动标准化与科技创新互动发展、提升产业标准化水平、完善绿色发展标准化保障等提出指导意见，为未来15年我国标准化发展设定目标和蓝图。面对新形势、新变化，需充分认识新时期做好标准化工作的重要意义，不断增强工作的前瞻性、主动性和创造性，努力推动测井标准化改革，不断满足测井行业发展的新要求，适应发展的新需要，为打造更多测井原创技术、建立良好环境做好以下工作。

（1）坚持标准先行。进一步充实标准化力量，把握标准化工作主导权，强化与其他相关标委会沟通协调。处理好与团体标准关系，持续推进包括国际、国家、行业和企业在内的各级标准化技术组织的协同运作，努力形成推动测井标准化工作发展的强大合力，充分发挥标准化的基础性、战略性作用，全面推进标准体系建设、标准质量提升、标准国际化进程、标准化基础能力建设。

（2）坚持创新驱动。进一步完善随钻测井相配套技术标准，加强非常规储层岩样测井实验室测量标准制定，加快制修订特殊工艺射孔与井壁取心标准，对战略性前瞻性装备和技术加大标准布局力度。积极关注和密切跟踪测井新能源转型，以及云计算、物联网、大数据等领域国内外标准化发展趋势，在智能测井、智能解释、智慧决策等方面提前布局，为数字化转型和智能化发展做好标准准备。

（3）坚持互利共赢。以高水平对外开放畅通国内国际双循环，实施高水平对外开放，形成开拓合作共赢新局面，是推动形成新发展格局的客观要求。本着“开放、合作、协同、共享”原则，相关部门单位应充分发挥各自特色优势，全力培育测井产业链，打造参与国际竞争与合作新优势的测井生态圈。

（4）坚持系统观念。测井是一个交叉学科，需要多学科协同，加强前瞻性思考、全局性谋划、战略性布局、整体性推进。需先从完善标准体系着手，加强软硬件结合、机电结合、实验方法结合；加强与院校、研究机构、民营企业合作，特别是航天军工等企业合作。

（5）加快国际化进程。科技型企业在海外要想真正做到“人无我有、人有我优”，务必以技术创新走国际化路线，加快推动标准国际化进程，大力实施石油测井标准“走出去”工程，加大石油测井标准外文版的编制力度，培育、发展和推动特色技术标准成为国际标准。

5 结束语

经过45年的努力探索和积极实践，石油天然气行业测井标准化工作取得了一定成绩，促进了我国石油地球物理测井行业的发展。随着国际经济全球一体化及技术经济产业化的发展，测井标准化工作仍需要与各方密切协作，共同努力打造中国的石油测井生态圈，促使测井标准体系、刻度标定体系不断完善，助推测井行业科技自立强，更好服务于油气勘探开发实践，为国民经济可持续发展提供强有力的技术保障。