低场核磁共振技术助推录井实现了对岩石孔隙结构及孔隙流体的物性量化评价,但钻井工艺技术的进步及非常规油气勘探的发展,使核磁共振录井的检测对象从常规储集层拓展到钻井液及泥页岩储集层,并对流体分辨率及孔喉分辨率提出了更高的要求。为此,研发了钻井液核磁共振在线录井仪及小型化三维核磁共振录井仪,建立了荧光钻井液体系下的地层含油性评价方法及泥页岩核磁共振评价方法,在有效解决荧光钻井液条件下油层、低气油比油层及页岩油气层识别与评价难题的同时,也在一体化核磁共振录井仪研发、天然气水合物评价、岩心驱替过程可视化、钻井液材料性能评价、泥页岩水化损伤机理、水泥浆固化过程研究等领域,展现出核磁共振录井技术广阔的发展空间。
激光扫描共聚焦技术是20世纪80年代初兴起的一项显微测试方法,是当今世界最先进的显微分析技术之一,它可对样品逐点、逐线、逐层扫描并三维重建成立体图。将该技术引入录井行业,通过激光波长、强度及不同岩性穿透性等实验分析与研究,认为激发波长为488 nm时,荧光强度最大,对岩石的穿透性最佳;在激光强度为75%时穿透效果最好;提出了应用不同物镜扫描成像所需的扫描分辨率以及部分参数优选值;重复性和一致性实验结果约为99%。阐述了激光扫描共聚焦技术对岩石骨架、微孔隙和流体的识别方法;进行了基于岩心、岩屑等岩石样品的物性参数分析测试,讨论了基于该技术的储集层岩石孔隙度、孔隙结构参数分析方法;并就该技术的应用优势及拓展方向进行了展望。基于实验及相关理论分析论证,认为激光扫描共聚焦技术可以对现代钻井技术条件下的细碎岩屑样品进行孔隙度、孔隙结构参数的快速准确获取,较好地解决了录井定量评价油气的难题。
实时同位素录井技术特点突出:实时分析甲烷碳同位素,数据点丰富;使用近红外吸收原理,数据精度高;设备可以和geoNEXT录井系统整合在同一个录井房内,非常适合现场录井作业。对以往采用该技术所钻20多口井进行分析,发现实时同位素数据结合录井色谱仪实测气体数据,即可对天然气成因、成熟度、母质类型进行分析判断,还可以帮助录井综合解释识别复杂油气藏以及对潜山储集层有无油气显示进行识别,从而为扩大实时同位素录井的应用范围、拓展其应用思路,在油气勘探中发挥越来越重要的作用提供了技术支持。
钻井工程对时效性和安全性的要求越来越高,传统地面录井手段由于固有的各种局限性已难以满足需求。为此研制的井下工程参数测量仪,通过钻具的钻压、扭矩、弯矩、振动以及钻井液温度、压力等井下工程参数的井下随钻测量,能够获取井下钻具和钻井液的真实工况,帮助优化钻井参数,准确和及时发现异常事故。通过对多口井试验数据的分析进行了验证,结果表明各测量参数同现场工况及事故异常吻合良好。最后,展望了井下工程参数测量的广阔应用前景。
国内综合录井经过近30年的发展,装备实力和技术水平得到很大程度的提高,自主研发的各类录井装备广泛应用于国内各大油区的不同井型。但是海外高端项目以及海上平台与国外先进的录井装备相比,国产录井装备在软件功能、硬件配备等方面还存在一定差距,导致国内录井企业在高端市场缺乏核心竞争力,占有市场份额小。故从高端录井市场的需求出发,分析了国产录井装备的不足,并提出发展建议,旨在提升国产录井装备的技术水平,为下一步研究提供有益参考。
大庆油田塔东地区勘探目的层主要为碳酸盐岩,做好录井现场碳酸盐岩定量分析具有重要的意义。为此,对在用的化学压力分析法进行了研究,规范了碳酸盐分析仪操作流程,使用标样对碳酸盐分析仪读值方法进行了验证,结果表明拐点读值法不能有效判定白云岩分析曲线的拐点,实际使用中存在一定的局限性,时间读值法能够得出较为准确的碳酸盐岩成分信息,读值的最佳时间为15 s。将X射线荧光(XRF)元素分析方法应用于碳酸盐岩定量分析,并与化学压力分析法进行对比研究,结果表明随着白云质成分的增加,碳酸盐岩与盐酸反应速度下降,化学压力分析法分析精度不及XRF元素分析方法。结合两种分析方法的特点,塔东录井现场使用化学压力分析法作为常规的碳酸盐岩定量分析方法,在重点层位(白云岩储集层)辅以元素分析的方法,经过几口井实际应用,两种方法结合使用能够对碳酸盐岩进行准确的定量分析,提高了岩屑剖面符合率。
针对涪陵页岩气田平桥、江东区块中深层页岩气层埋深增加、地层产状变陡、断裂发育、部分标志层缺失等地质难点,建立了适合工区的地质导向工作流程和精细地层对比,靶点确定、水平段轨迹控制方法,引入了近钻头随钻伽马测量等工具,并借助SGA-850页岩气水平井地质导向工具软件快速成图实现涪陵中深层复杂构造条件下的页岩气水平井快速地质导向,在涪陵页岩气田14口井应用试验表明地质导向效果良好。
考虑到页岩气与常规油气的特征不同,在重庆武隆区块页岩气的勘探中,运用X射线荧光元素分析(XRF)。通过对优质泥页岩段的录井数据、测井相关资料、实验分析数据与最终测试结果和泥页岩中各元素含量的对比分析、相关性分析,初步判断其含气性,建立脆性矿物和黏土矿物与元素含量相关性,并应用脆性矿物含量对页岩气层进行初步解释与评价,为页岩气勘探开发现场快速评价提供良好的参考依据。
定量荧光样品分析时,需要确定油层及刻度曲线,这需要分析人员具备地层识别能力,而且对于区域地层构造了解不清晰或地层复杂时,其确定难度较大。通过分析待测样品与原油谱图形态相似程度,实现智能判断原油层位及进行刻度曲线选择,提高了定量荧光分析的准确性。该方法实现了油层的智能识别,不需要人工判断原油层位及进行刻度曲线选择,便于在油田现场录井作业中推广和应用。
潜山油藏储集层具有裂缝发育非均质性强、内幕岩性杂乱等特点,为了提高地质导向技术在该类油藏水平井钻探中的作用,以辽河油田S 625区块元古界潜山为研究对象,应用录井、测井和物探手段,针对水平井钻井过程中潜山裂缝型储集层的识别方法进行研究,分别建立潜山地层岩性与裂缝识别的录、测井法和裂缝识别的地震反射特征法,解决了该潜山地质导向过程中井底轨迹钻遇层段判断、岩性识别、现场有利裂缝型储集层识别的主要问题,经过现场应用,取得了较好的效果。
水平井是一种增加井与油气层接触面积的有效手段,常规水平段一般是指轨迹在单层砂体穿行,通常使用的GEOsteer等地质建模系统,主要是针对常规单层水平段建模,保证水平段的储集层钻遇率,而渤海油田X区块属于半背斜层状油气藏储集层,采用同一水平段钻穿多层砂体联合开发的方式时,储集层钻遇率是制约单井产能的关键因素。为了实现对钻前储集层有效长度和地层倾角等的预测,在前人研究的基础上,基于将半背斜层状油气藏储集层特征与工程施工相结合的思路,通过对已钻井资料着陆段与水平段储集层砂泥岩配比的相关性研究,形成了复合储集层水平段砂泥岩长度预测公式,并在X区块成功应用,对油田开发具有积极意义。
煤层气地质导向工作内容包括钻前的邻井资料准备与研究、施工方案的制定、导向施工的现场实施、完钻后的资料总结汇报等,按照时间顺序,重点论述现场煤层气录井地质导向施工的3个关键技术阶段,即导向施工前准备、着陆轨迹控制和水平段轨迹控制。针对煤层气水平井钻探过程中遇到的地质和工程难题,在山西煤层气现场的实际施工中,以T-P 08井为例,从地层的地质特征入手,通过地层倾角计算、地层精细对比、地质模型建立与更新、细分煤层内外部结构特征等技术手段,为地质导向提供基本地质保障,总结出一套切实有效的煤层气录井地质导向方法,并从导向施工前准备、着陆轨迹控制、水平段轨迹控制3个关键阶段进行了应用分析。实践证明,该方法井眼轨迹控制效果较好,可实现水平段井斜角匹配地层倾角在优质煤层中快速钻进。
元素录井在国内多个油气田已应用多年,有效地解决了PDC钻头、空气钻井等钻井新工艺所造成的常规岩屑录井分层难题。近年来,随着钻井新工艺在川渝地区的广泛应用,粉末状岩屑导致钻井过程中地层划分困难。通过对川渝地区4口井元素录井获取的资料,建立了曲线趋势法、特征元素比值法、指数法3种地层划分方法,其在川渝地区10口井的应用表明,元素录井分层与测井基本一致,完全满足现场录井要求,解决了该地区钻井新工艺条件下地层划分难题。
岩石脆性评价是致密油储集层“七性”评价中的重要内容,是表征岩石在外界应力作用下形成缝网能力的一项重要指标。为了建立基于矿物成分的岩石脆性评价方法,通过开展三轴应力实验及X射线衍射分析,获得岩石力学参数及矿物成分、含量,根据岩石力学参数求取弹性脆性指数,以此为标准,开展脆性指数与单一矿物及组合矿物含量相关性研究,研究表明:脆性指数与单一矿物的相关性较差,与石英、方解石含量呈正相关,与斜长石、黏土矿物含量呈负相关;脆性指数与组合矿物石英+方解石含量呈正相关,相关性较好。在此基础上,以大庆探区扶余油层组30块岩石样品为实验分析对象,建立了矿物成分的岩石脆性评价方法,在实际生产中应用,见到了较好的效果。
为了快速、准确地判断油质类型,利用岩石热解分析、热解气相色谱组分分析参数及其衍生参数,包括主峰碳数、∑C21-/∑C22+和(S0+S1)/S2 3个主要参数,建立了3种原油性质判断图板方法——主峰碳数与∑C21-/∑C22+关系图板法、(S0+S1)/S2与∑C21-/∑C22+关系图板法和主峰碳数与(S0+S1)/S2关系图板法。通过在渤海A油田的应用效果证实,利用地化衍生参数图板判断油质类型的方法在储集层原油性质判断上具有独特的优势,应用效果更好。该技术应用简单,判断符合率高,且不受区域位置、构造位置、油源等差异条件的影响,在新探区的勘探作业中具有良好应用价值。
鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组长9段储集层地层水矿化度变化范围大,油水分布规律复杂,油水层界限模糊,易造成部分油层的错判或漏判。为解决该问题,应用轻烃录井技术,结合近几年的生产实践,以长9段已试油的32口井80个试油层的不同储集层轻烃谱图特征为统计分析对象,形成了油层、油水同层和水层谱图特征以及识别标准;在此基础上,结合反映油、水特征的敏感参数分析,通过参数优选,建立了甲苯与正庚烷比值(Tol/nC7)和正庚烷与甲基环己烷比值(nC7/MCYC6)轻烃录井解释评价图板。生产实践表明,轻烃录井谱图特征识别与解释评价图板相结合,可实现该地区延长组长9段储集层的有效解释评价。
位于准噶尔盆地西北缘车排子凸起的两口探井于石炭系凝灰岩地层喜获工业油流,展示了凝灰岩地层良好的勘探前景。依据两井实钻资料,结合前人研究成果,分析了油源条件、储集层类型,认为车排子凸起石炭系凝灰岩储集层以裂缝性低渗透储集层为主,油气显示主要集中在进入凝灰岩地层50 m井段内。现有录、测井条件下,岩屑录井滴照分析是发现油气显示的主要手段,钻时、气测与声波时差、密度等测井资料结合是识别储集层裂缝的重要手段,据此归纳了油层与干层的评价方法。从有效识别油气显示、准确评价储集层的角度出发,认为在现有技术手段的基础上早期探井应增加钻井取心、成像测井,并开展随钻轻烃录井和罐顶气轻烃录井。为保护油气层、增加产能,针对石炭系裂缝性凝灰岩低渗透储集层,提出采用低密度钻井液钻进、钻入石炭系凝灰岩地层290 m后气测连续30 m为基值完钻、采用尾管割缝防砂筛管先期完井的完井方式建议。
大庆外围油田受构造、岩性及断层等因素控制,油水关系复杂,录井综合解释难度较大。一方面为提高油田扩边区的构造特征、砂体展布、油藏类型及产能特征的认识,实现油田的滚动扩边开发和提交探明储量,需要开展油藏评价工作,另一方面主体区块经过多年注水开发,层间、层内矛盾突出,各类储集层动用状况存在较大差异,为提高精细储集层描述技术水平,需要开展水淹层解释评价工作。针对不同的开发对象配套了相应的录井技术,油水层解释录井项目为综合录井、地质录井、地化录井等,水淹层评价采取井壁取心录井,对样品进行地化及荧光显微图像分析。根据录井资料响应机理的不同,结合储集层的“孔隙度、渗透率、含油饱和度、厚度”4要素研究了不同的解释思路,应用录井、测井、试油及投产资料建立了定性判别标准及解释评价图板,形成了大庆外围油田开发井评价技术体系,在外围油田应用了265口井,试油75口井,投产44口井,判别符合率均超过85%,依据录井资料选层射孔效果较好,较好地指导了油田开发调整,扩大了探明储量,提高了油田开发效果,建立的方法可在同类油田储集层开发中推广应用。
为解决吐哈盆地红台地区西山窑组低饱和度油气藏解释符合率低的难题,通过对全烃的校正以及单位全烃异常幅度面积的计算,建立了单位全烃异常幅度面积与平衡比(Bh)解释图板,对低饱和度油气藏气水同层、油水同层和含油(气)水层、水层有了较好的区分,录井解释符合率高达91.7%,取得了较好的效果,该方法简便、有效,得到了用户认可。红台地区低饱和度油气藏单位全烃异常幅度面积图板虽然解释评价符合率较高,但油水同层与含油水层有时会出现重叠的特殊情况,解释结论难于确定,该情况下可结合录井的荧光分析、岩心观察以及测井等资料,综合确定解释评价结论。
虽然近年来国内外逐渐重视稳定碳同位素地球化学分析在油气勘探开发现场的应用,但是国内在用的气体同位素录井仪无法在录井过程中提供甲烷同位素数据以外的其他烷烃同位素数据,这样就不能根据碳稳定同位素“反序”特征进行页岩气“甜点” 预测及相关地质分析。为了推动国内气体同位素录井仪器研发进展,介绍了英国CSS(Compact Science Systems)公司研发的、能够在线分析C1-C5同位素数据的Isologger气体同位素录井仪的结构组成、原理及性能特点;其由稳定同位素比率质谱仪(IRMS)、气相色谱和燃烧炉组合单元组成。重点分析了利用该同位素录井仪提供的碳稳定同位素数据进行页岩气“甜点”预测的甲、乙烷同位素组成的“反序”特征法和用于天然气、页岩气及天然气水合物成因分析的伯纳德图板法;提出气体同位素录井的取样方法、参数检测数量、软件解释及仪器稳定性应作为国内研发的重点。
在石油勘探钻井生产现场,有毒有害及可燃气体的产生一直伴随着生产的整个过程,硫化氢与可燃气体的监测与防护更是重中之重。为增强行业安全意识、提高监测及防护装备技术水平,针对国外沙特阿美公司、科威特国家石油公司石油勘探生产现场对硫化氢与可燃气体监测和级联供气系统,从装备配置、装备布局、工作原理、校验维护及现场应用优势等方面进行详细介绍;硫化氢(H2S)与可燃气体(LEL)监测系统与级联供气系统已在中东主要石油生产国得到广泛应用,经过多年实践证明,它可在事故前期监测报警,事故处理过程中对人员提供安全保障,对预防、降低事故发生,减小人员及财产损失方面发挥巨大作用。针对国内,建议开展相关技术配套,提升国内钻探行业生产现场硫化氢与可燃气体监测与安全防护水平。
近年来4G和智能手机的引入无疑为移动应用的发展注入了强心剂,现在手机CPU的运行的速度已经达到前几年台式计算机的水平。手机和移动终端的可移动性是普通电脑所没有的巨大优势,手机不仅仅是一个通话工具,已经成为了一个重要的可以随身移动的信息处理平台。这种移动特性更为生产管理者、技术人员随时随地掌握生产情况带来了便利条件。因此大庆录井公司开发了大庆录井实时数据移动平台,将移动技术引入到录井生产、科研等部门,应用人员能够随时随地通过手机掌握井场实时情况、指挥生产,实现指挥人员与井场真正意义上的远程技术决策,进一步提高技术服务质量及生产管理水平。
随着油气勘探开发程度的提高,致密砂岩气藏作为非常规天然气的重要组成部分,越来越受到石油地质工作者的关注。为进一步明确歧口凹陷致密砂岩气成藏机理,从构造、烃源岩热演化特征、储集层特征、成藏史等方面探讨歧口凹陷中深层致密砂岩气成藏条件和成藏特征,明确歧口凹陷中深层天然气规模发育的深度为4700 m,主要以沙三段为主,天然气成藏期晚,“先致密后成藏”是中深层致密砂岩气藏主要成藏模式。
应用油藏地球化学方法对歧口凹陷古近系和新近系油气运移方向和路径进行了精细刻画,建立歧口凹陷输导系统的空间组构模型,并采用盆地模拟技术恢复凹陷古流体场演化特征,综合研究流体动力特征、流体输导系统结构、油气分布特点。含氮化合物和原油性质分析表明该区油气总体上具有由凹陷中心向四周构造高部位运移聚集的趋势,其中凹陷中心为自生自储,中环带经历了短距离侧向运移和纵向运移,外环带油气均经历了较长距离的侧向和纵向运移。油气的运移通道是由断层、连通砂体以及不整合组合而成的复杂立体网络体系,进一步可识别出源内砂岩斜坡带近源侧向运聚、近源垂向运聚、远源阶梯状3种油气运聚成藏模式,其中近源垂向运聚成藏模式是歧口凹陷最有利的油气运聚成藏模式。盆地模拟结果表明,主要生烃层系的水势、气势、油势以及流线主要表现为继承性发育的特点,流体势流线的继承性汇聚区控制了现今油气分布格局。
XRF元素录井技术的引进旨在解决塔河油田古潜山风化壳准确识别和奥陶系层位划分难题。由于塔河油田属奥陶系碳酸盐岩缝洞型油气藏,埋藏深,平均深度在6000 m左右,为缩短建井周期,工区普遍使用PDC+动力钻具、扭力冲击器等工具提高机械钻速,造成岩屑极为细碎,岩屑岩性不易识别,为录井地层划分提出了一个难题。通过在塔河油田18口井岩心、岩屑资料的XRF元素录井应用,依据地层特定元素组合及数值分布特征,结合区域地质特点分别建立了识别古潜山风化壳的K、Ca元素含量曲线特征法和划分奥陶系地层层位的Ca元素含量与K、Fe、Al、Si 4元素含量组合曲线特征法。应用实践表明效果较好,可作为古潜山风化壳识别和层位划分的新手段。
大港油田孔南地区已探明未动用储量油藏具有“三低一深”的特点,即低渗透率、低丰度、低流度、埋藏深。为了实现该类油藏未动用储量的经济有效开发动用,从技术对策研究角度,应用地震资料处理与解释落实油藏构造,利用储集层三维反演预测技术选择含油富集优势砂体及高渗区带,根据多因子分析方法筛选出优先开发动用的优势区块,并据此提出了开发举措;从创新管理的角度,阐述了全生命周期产能项目管理模式是实现未动用储量评价与开发动用的有效管理模式。孔南地区舍女寺背斜构造带中东部的N 90和N 13未动用区块的开发实践表明,未动用储量评价技术、区块优选方法和开发举措与管理模式相结合,实现了两区块的经济有效开发。
通过对沧东凹陷小集地堑区构造断裂特征及其砂体、成藏的控制作用研究,指出小集地堑区受断裂成因演化控制,形成断鼻、断裂斜坡与背斜3种构造类型。提出孔一下亚段受古地貌控制发育浅水三角洲及终端扇两类沉积砂体及沉积微相控制砂岩储集性能的观点,并详细阐述了这两类砂体与构造、断裂匹配关系及其对成藏的控制作用,构建了孔一下亚段早期有效烃源岩控制下的“底部砂组近源大面积充注形成岩性油藏、中上部继承性断裂网状沟通形成构造岩性、构造油藏”的复合成藏模式。根据研究成果,在该区部署实施预探井10口,其中8口井见良好油气显示并获工业油流,实现了孔一下亚段岩性油藏勘探的突破,并形成规模整装效益储量区,成为大港油田增储上产的重点领域。