针对塔里木油田塔中、塔北、库车三大区块目的层埋深大、构造复杂、地层压力系统差异大、非均质性强以及钻井工艺提升导致的岩屑细碎、地质界面识别不清楚,碳酸盐岩地层划分、界面卡取及膏盐岩层界面卡取难,钻遇高压盐水层及孔、缝、洞发育段出现易漏、溢、卡的钻井复杂加大经济成本,影响钻井周期等一系列问题,在现场录井的基础上,利用元素录井技术将地层资料数据化、曲线化并成图,可直观反映地层变化特征。通过区域井应用元素录井技术并总结、寻找规律,进而对岩性进行有效识别、预判膏盐岩层底部界线、进行碳酸盐岩地层划分和层位卡取,在钻遇异常高压层及孔、缝、洞发育段实现提前预警、规避钻井复杂,在油气勘探开发领域切实发挥了元素录井技术优势。

基于红外光谱吸收法检测受其他气体干扰较小的优势，研制开发了红外ＣＯ_２
检测仪，简介了其检测原理、
构成、配套电路。红外光谱吸收法的核心是红外发光源、红外传感器及信号采集处理部分。根据红外传感器特点
提出一种信号采集方法，与目前常用的采集方法对比表明，在同等配置条件下，这种方法具有更优的分布离散程
度。

钻录井数据整合是井场信息化平台建设重要的组成部分,是以钻录井现场数据采集为基础,对钻井、录井数据库进行整合优化,完成钻井数据、录井数据分专业录入、跨专业提取和导入,实现数据统一存储,一次录入,多方共享。通过创新设计钻录井数据整合平台,在实现钻录井数据数字化管理的基础上,进一步实现钻井井身结构、井控组合等多种图件的自动成图功能,钻井报表导入导出功能和井史报告自动生成功能,同时实现数据迁移、统计分析等扩展功能,为钻录井研究人员和决策人员提供数据分析支撑。

择要阐述了大数据技术及其在油气田钻完井领域的应用现状,对钻完井大数据进行了分析研究,进一步阐明了建立钻完井大数据的现实意义,提出油气田钻完井大数据概要设计和大数据分析技术应用构架,为油气田钻完井大数据的建立与运行方案提供了技术参考。通过研究整合钻完井板块全流程数据,研究其大数据采集、存储、云计算等技术,设计并建立油气田钻完井大数据,为打造先进的钻完井技术服务奠定基础,针对钻完井大数据应用发展趋势进行了展望,从地质、工程、工程地质一体化以及钻完井远程实时作业中心(RTOC)等方面,简要介绍钻完井大数据的应用与市场前景,展现钻完井大数据所蕴含的巨大价值。

以研究应用综合录井参数在钻进中对溢流的预报方法为目的,基于对综合录井参数异常与工程异常类型相关性的认识,总结出钻进过程中溢流的预报方法为:从钻头→井筒→钻井液出口→池体积依次展开监测与预报。通过对现场已发生工程异常实时图的分析,综合观察钻时、悬重、钻压、转盘扭矩、转速、立管压力、泵冲数参数的变化,判断是否钻入储集层和异常高压过渡带;通过分析悬重、立管压力、泵冲冲数、出口流量、总池体积参数的变化规律分析判断在钻遇储集层和异常高压过渡带后是否发生井侵。当钻井液性能发生微变时,说明地层流体已开始侵入井筒,是疑似溢流的明显标志;当全烃峰值持续上升达到某一值或饱和状态无下降趋势时,说明地层流体在不间断地侵入井筒,即发生溢流的明显警告;当钻井液性能发生明显变化,全烃峰值持续上升达到某一峰值或饱和状态无下降趋势时,出口流量上升和总池体积增加说明溢流已经发生。依此展开溢流监测与预报工作,既有利于指导现场操作人员提高溢流预报准确率,也有利于拓展相关井控程序开发人员对录井参数的应用思路。

水平井的水平段由于岩屑重力效应及钻具偏心严重,产生的岩屑或掉块极易滞留环空,导致井眼清洁不良和井壁失稳问题,严重影响井下安全。为了实现水平井施工现场井眼清洁定量化监测与分析,设计了一种井场岩屑流量测量装置,研究水平井岩屑体积平衡计算方法,建立水平井岩屑体积平衡分析流程,实现水平井钻进过程岩屑体积随钻跟踪。现场应用表明,利用水平井岩屑体积平衡计算方法可以帮助定量评价井眼清洁异常情况,通过施工优化,提高井眼清洁程度,降低卡钻风险。

岩石热解录井除具有评价烃源岩有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度,判断生烃潜量及为页岩油气选区、选层、选段提供依据等功用外,因其具有分析快捷、实时、定量化、不受地层水性质影响的特点,还在低孔隙度低渗透率储集层、复杂储集层、特殊烃组分油层、低电阻率及低显示级别油气显示层识别与评价等方面具有优势,此外在评价储集层物性、判断储集层油质方面也具有一定的价值。但随着勘探开发的深入以及水平井、PDC钻头等先进钻井技术的广泛应用,岩石热解录井显现出分析速度跟不上钻井速度、岩屑细碎、样品挑取困难、有机碳分析温度低、解释评价结论不能满足甲方需求等问题。针对这些问题,提出了完善推广高温有机碳分析仪、研制新型一机多炉储油岩专用分析仪、岩液一体化分析、精细解释评价、拓展岩石热解录井应用空间的建议。

随着数据的爆发式增长和大数据技术的不断发展,数据挖掘技术已成为数据分析和知识发现的重要手段。为拓展数据挖掘技术在录井方向上的系统应用思路,在调研、总结其他领域数据挖掘知识及应用方法的基础上,尝试使用渤海油田地化录井数据构建原油性质判别模型,实现了数据挖掘技术在录井解释中的应用,并在特征工程、模型训练等方面积累了经验。构建原油性质判别模型的过程及模型预测结果表明,使用合理的步骤、参数及算法进行数据挖掘,可有效、快速地进行录井解释,数据挖掘技术值得更深入地研究及开发应用。

随着油田富油洼槽二次勘探的不断深入,勘探开发目标向深埋藏、低渗透、非常规、难动用储集层发展,为解决传统录井解释中以单项解释为主,缺乏综合评价模型与评价标准的难题,引入数据挖掘技术,应用SPSS软件针对不同的油藏类型分别采用多元判别分析、因子分析、灰色关联分析方法,以气测、地化、定量荧光等录井资料及孔隙度、声波时差、电阻率等测井资料为基础,挖掘敏感参数,进行优化组合,建立了多技术综合应用的解释模型与评价图板。2017年、2018年在饶阳凹陷共97口井应用,经试油验证符合率为76.2%,与此前相比,解释符合率提高6%,取得了良好的应用效果。

北方冬季气候寒冷,给现场综合录井带来很多问题,加强设备防寒保暖及维护保养就显得尤为重要,是确保冬季现场综合录井仪设备正常运转、性能稳定及测量精度的前提。不同型号的综合录井仪,其传感器及信号线、综合录井仪辅助设备、现场总线等大同小异,冬季在野外露天环境下,施工设备设施极易冻坏变形、信号失真。针对北方冬季气候寒冷的特点,选择最佳可行的防寒保暖、维护保养方案,如采用棉毡包裹与锅炉蒸汽保暖相结合等方法,可做到“防”重于“治”,对在北方冬季施工的综合录井队伍是一个良好的建议。

页岩评价参数主要依赖测井或实验室资料,为随钻评价带来了难题。鉴于元素是岩石组成的基本单元,与岩石组分、电性特征等存在紧密联系,通过建立元素与页岩评价参数之间的数学计算模型,实现了岩石硅质含量、钙质含量、泥质含量、岩石密度、含气量5种关键参数的随钻计算。将建立的页岩评价参数随钻计算模型在四川盆地永川工区YY 3-1直井与YY 3-1HF井水平段现场应用,通过XRF元素录井计算的页岩评价参数与ECS测井、常规测井、气测录井评价结果吻合,取得了良好应用效果。

石油快速钻井技术的推广与应用在提高机械钻速的同时,也缩短了钻遇地层岩屑样品捞取时间,同时岩屑样品粒径变小,给岩屑录井带来难以准确识别钻遇地层岩性的不利影响。针对录井工程面临的技术难题,录井技术人员研究出一系列光谱检测识别岩性技术。为进一步对比不同光谱岩性识别技术的优缺点,分别阐释了基于光谱检测技术的X射线元素录井技术、X射线衍射录井技术、激光识别岩性技术的原理及技术特点,对基于激光诱导击穿光谱的谱图识别岩性、元素组合关系识别岩性、砂岩-泥岩-碳酸盐岩三角图板识别岩性、Ca/Mg比值数据识别碳酸盐岩等多项技术进行了重点分析,并给出了录井施工应用实例,描述了现有技术存在的技术缺陷,探讨了成分检测在今后岩性识别中的发展方向。

在传统的油气勘探开发中,碳同位素能够确定油气成熟储集层与烃源岩的关系、区分油气混合来源由于页岩气成分简单,组分中的同位素信息尤为重要。随着同位素分析技术快速发展,国内外开始尝试在现场发展实时同位素录井技术,各大油服、仪器公司相继研发出同位素录井设备,在现场进行测试。碳同位素录井是一种在油气勘探开发现场的快速、连续、准确、经济获取同位素信息的新型录井技术,对地质条件下油气藏的发现和检测提供了实时和连续的地球化学表征,为录井工作提供了全新的数据来源和数据解释。碳同位素录井技术已逐渐被国内油气勘探开发单位所接受,以东营和南川两口井的碳同位素录井为例,总结碳同位素录井技术的起源及发展、碳同位素录井方法及其优势,并展望该技术未来更加广阔的应用前景。

传统的钻井液脱气检测均在地面进行,信息滞后、气体组成变化等问题一直是困扰实时准确分析钻井液中轻烃气体含量的瓶颈,为了解决这一问题,探讨并尝试了将钻井液气体分离检测由地面向地下发展.目前与钻具结合的随钻气体分离检测技术在国外发展迅速.随钻气体分离检测技术中采用的脱气方法主要是膜分离,采用的气体检测方法是光电技术、微型色谱技术,地下随钻气体检测技术正朝着检测实时化、快速化、连续化和井下随钻气液分离、检测的方向发展.对国外有关专利成果和技术进行了归纳介绍.

在石油钻井施工过程中若钻遇岩层构造裂缝,往往会导致不同程度的钻井液漏失。由于地层裂缝发育的非均质性特点,钻井施工现场尚无有效方法对裂缝发育情况进行预判,需在钻井井漏发生以后再采取堵漏措施,不仅造成了施工成本的增加还造成了钻井周期的延长。为此,提出一种用主曲率法预测因裂缝导致井漏的方法,将岩层视为一个几何实体,采用趋势面方法建立区域岩层构造模型,运用微分几何中的主曲率法来刻画岩层弯曲变形程度,以实钻井情况作为约束条件确定井漏的主曲率范围,从而以主曲率场的分布特征来指示构造裂缝发育区带,达到预测井漏的目的。该方法在西北油田顺北区块钻井现场进行了应用,结果表明主曲率法能有效预测井漏并指导钻井现场进行安全、高效地施工。

鄂尔多斯盆地红河油田含油饱和度高的储集层测试往往为干层或水层,这是因为含油饱和度仅反映岩石空间中含油饱满程度,并不反映其可动流体的含油量。为提高储集层流体性质解释符合率,应用大量岩心核磁共振分析数据,开展了核磁共振谱图含油特征分析和可动油饱和度流体性质评价方法研究。首先,借鉴低渗储集层可动流体储集层物性评价方法,以可动流体中含油量为主要依据开展流体性质评价;其次,在物性评价基础上,开展有效储集层(Ⅲ类以上)含油饱和度和可动油饱和度与试油结论对比分析,建立可动油饱和度流体性质评价图板。结合物性评价将储集层流体划分为4类,解决了低渗储集层流体性质解释评价问题。研究认为可动流体中的可动油对低渗储集层流体性质起关键性作用,如果原油在储集层内以束缚油形式存在,即使含油饱和度高也不产油,从而有效解决了红河油田含油饱和度高试油不出油问题。这种方法对类似低渗储集层流体性质评价也有效。

为克服异常地层高压给井场钻井作业带来的安全风险,渤海油田通常采用随钻地层压力监测技术,但该项技术中dc指数模型不适用于渤海油田使用的PDC钻头,研究人员基于修正后的杨格钻速方程,结合现场实钻数据研究,重新构建了渤海油田PDC钻头的地层可钻性模型dr。应用该模型成功识别了渤中凹陷某探井的异常高压带,并可计算模拟地层压力曲线为现场合理选择钻井液密度提供依据,确保了井下安全并成功完成了油藏地质勘探任务。

湖南保靖页岩气区块地质构造复杂、岩石致密、断层和褶皱发育、地层倾角变化大、下志留统龙马溪组地层分布广泛、有机质含量高但优质页岩层薄,水平井钻井存在水平段长、纵向靶窗范围小、埋深不确定、标志层不明显、可钻性差等困难,给井眼轨迹控制和地质导向钻井带来挑战,实钻中井眼轨迹存在脱靶和出层风险。针对上述难点,基于地震解释、邻井地层评价等资料,水平井段采用先进的旋转导向钻井系统,推广应用“钻前地质建模、随钻测量/测井、钻后综合评价” 三大关键技术,即:钻前根据储集层特征,制定高自然伽马结合高气测全烃值引导钻头向前钻进的地质导向方案;钻井过程中利用随钻成像测井拾取地层倾角,结合录井岩屑和气测显示,对比地层,分析钻头和地层的切割关系,实现井眼轨迹精细化控制和储集层精准追踪、识别;钻后综合解释、全面评价划分有效页岩气储集层。完钻后统计储集层钻遇率100%,机械钻速7.36~8.88 m/h,达到了优快钻井目的,实现了页岩气勘探高效、低成本开发。

随着信息技术的发展,国内外油公司与服务公司间数据传输需求激增,制定数据传输标准成为共识。20世纪80年代提出的WITS标准,解决了当时的数据传输问题,在此基础上制定的WITSML标准,具有良好的扩展性,成为新一代数据传输标准。通过阐述数据传输标准的诞生、发展演变以及WITS、WITSML标准各个版本的基本内容和相关性,分析各版本的优缺点以及应用状况,展示了井场信息传输标准全貌。目前国内石油企业对WITSML标准的应用相对滞后,在进行WITSML应用服务时,采用WITS标准的数据采集系统需要进行相应软件的改造才能支持对服务器的访问,同时需要数据服务软件采用符合WITSML标准的中间件。

针对当前油井管理效率低、成本高,管理人员不能实时、准确了解现场生产状况的问题,提出一种基于可视化智能监控、神经网络专家系统的自动分析智能油井管理系统。与传统油井管理系统相比,智能油井管理系统可实现现场生产数据实时传输,数据实时性、真实性提高;通过智能摄像装置对油井生产现场实时监控,油井生产安全性提高;现场生产出现故障时系统通过神经网络专家系统自动识别,智能开关井并通报现场人员及时处理,生产效率提高。智能油井管理系统已安装120余井次,现场应用表明,该系统可全面感知油田生产动态,实现油田的可视化智能监控,预测油气田变化趋势,持续优化油气田管理。

BZ油田油藏是渤海典型的中高孔渗稠油油藏,目前处于高含水阶段,开展油藏井间动态连通性的研究对后期剩余油挖潜有重要指导意义。稠油油藏原油粘度较高,存在启动压力梯度,传统的井间动态连通性研究方法不适用于稠油油藏。为此,基于系统分析思想,将注水井、生产井及其井间介质看作一个系统,根据物质平衡原理和稠油油藏的产量描述模型,考虑启动压力梯度影响,利用油田的注采生产资料,建立稠油油藏注采井间动态连通性评价的新模型,并利用最小二乘原理反演得到注采关联系数,进而分析BZ油田的井间动态连通状况。研究结果为渤海BZ油田及其他相似油藏的井间动态连通性分析提供了科学依据。

非常规油气有其特殊的地质特点与工程特征,依靠一张图板划分油气层类型的方法常常难以满足要求,因而需要打破传统思维,采取非常规的思路和方法进行该类油气层的录井综合解释。针对致密砂岩油气,提出“三个识别、四个评价”的流程与方法;针对页岩油气层地质评价的十多项参数,在考虑参数间的相关性与录井可操作性的基础上,建立了“四参数”解释方法。这些思路与方法的提出,在满足非常规油气需求的同时,丰富了录井解释的内涵,有助于推动录井解释向定量化、准确化的方向发展。

地层对比在地质录井作业中占据着非常重要的地位,对于已钻地层的认识及下部地层的预判都有着极为重要的意义。地质人员主要是利用岩屑剖面,结合钻时、气测、岩屑颜色变化等参数进行地层对比,在有随钻测井的情况下则可利用测井曲线数据进行地层对比。但在所钻地层岩性单一的情况下,利用岩屑录井剖面进行对比时可用参数减少,难以满足对比要求。为此采用地层压力监测技术,利用dc指数、声波时差及地层孔隙压力等曲线数据对大套泥岩段地层进行了精细对比,找出了在单一泥岩段情况下,通过泥岩段内部细微参数变化来发现本井与邻井的层位关联与差异,从而为实现地质钻探目的和钻井工程安全提供有效的技术支持。

利用元素录井技术可获得岩石中元素的含量,从微观上分析岩石的组分构成,但岩性的准确定名成为亟需解决的难题。为此,通过Microsoft office中Excel函数实现火山岩元素录井数据的岩性自动化判别定名,即在Excel中把火山岩元素识别的TAS图板数字公式化,结合岩性定名条件,编制火山岩元素岩性识别定名Excel工作表。现场应用实例表明,该方法操作简单、便捷,不仅达到元素岩性精确定名,还提高了工作效率,提升元素录井技术的应用效果。

通过介绍光谱录井技术发展现状以及红外光谱录井技术在长庆油田大开发中的创新应用,证明红外光谱录井技术在解决长庆油田“三低”储集层油气显示发现中的重要作用与意义,阐明该技术在油气田“提速、提效、提质、提产”中的显著作用,并对该技术的后续发展进行展望。红外光谱录井技术在长庆油田创新应用十多年,显示出该项技术是油气田勘探开发中发现油气显示的一种适用的新型录井技术,是对常规气测录井的重要补充,具有近井口安装,快速检测C₁-C₅、C₅₊以及非烃CO、CO₂等14种气体等优势,在长庆油田录井作业中获得了很好的应用效果,对于提高油气层发现识别准确率和符合率、控制录井采集质量、提高油气田经济效益和社会效益有着十分重要的意义。

油、气、水在储集层内很少是单独存在的,大多以两相或者三相共存的形式存在,因此准确分析地层的含水特征,排除地层水对气测解释的干扰十分必要。冀东油田断块破碎,圈闭类型多,油、气、水分布状态复杂,尤其是在高尚堡、柳赞和柏各庄等已经注水开发的区块,地下流体分布情况更为复杂,识别难度增大。通过总结未灌满水、水溶气水、游离气水和蒸发水的气测特征,在进行气测解释时重点分析地层是否含水,解决了在气测解释中地层含水识别不清的问题,并在冀东油田10口井23层进行了实际应用,解释符合率达到86.96%,切实提高了现场气测录井的解释水平。

为了解决渤海油田渤中13-1南区块油质复杂、流体类型识别难度大的问题,通过统计气测资料、测井资料和试油资料,对该区块馆陶组不同流体类型气测组分及其派生参数和荧光显示特征进行了研究,建立了馆陶组气测-荧光解释评价标准,同时利用地化参数及其派生参数建立了地化亮点图板。应用气测-荧光解释评价标准与地化亮点图板相结合,对目前已钻预探井进行解释评价,结果表明,解释层数82层,其中74层符合,解释符合率为90.2%,对该区块新钻井进行现场综合解释,解释14层,其中12层符合,综合解释符合率达到85.7%。该方法大幅提高了现场解释符合率,为下一步勘探开发决策提供了有利依据。

页岩油气的勘探与开发为录井技术的发展提供了机遇，更提出了挑战。为了充分发挥录井在页岩油气领域中“眼睛”与“参谋”的双重作用，从元素化学地层剖面的建立与应用、纳米级孔隙的储集层物性及孔隙结构评价、油基钻井液条件下的油气识别与定量评价、泥页岩水平井地层压力随钻预测和监测、页岩油气录井标准体系的修订与制定5个方面，综述页岩油气录井技术的现状与进展，并归纳提出了页岩油气录井应加大元素化学地层学、高精度核磁共振技术、页岩油气录井实验技术等研究。建议企业、高校、研究院联合开展高水平的研究，提高录井在非常规领域的水平与地位；举办页岩油气（非常规油气）录井培训班和技术研讨会；加大加快对非常规录井技术的推广与应用力度。

为提高延安气田定向井和水平井的钻井及压裂成功率,提升天然气开采效率,进行了延安气田直井和水平井的压裂微地震监测,分析了定向井压裂的特点及裂缝延伸规律,归纳了定向井和水平井目前采用的井身结构特点,以此为基础,指出延安气田定向井及水平井在钻井和压裂方面存在的问题,并且针对每个问题给出了相应的优化方案:将定向井井身结构由三段式优化为五段式,要求在钻达延安气田主要目的层系之前就降斜成直井段;应用定方位定射角射孔技术,集中压裂液和管网压力对有效储集层进行压裂;向上调整水平井的二开结束点至斜井段的中下部位置。该方案可以有效提高延安气田天然气采收率,应用效果显著。

针对目前人工钻井时效统计方法存在耗时费力,不够精确,缺乏自动性、实时性和结果量化性不强等问题,基于综合录井高频数据自动分析钻机状态,结合人工观察记录低频数据,研究开发了钻井时效随钻统计分析软件系统。通过现场挂接综合录井仪和地质数据采集仪,随钻提取各项录井实时数据,实现了钻井时效自动统计和精确计算、时效分析结果实时量化展示。现场应用表明,依靠钻井时效随钻统计分析系统可以实现现场钻井时效实时自动统计分析,有助于钻井技术人员更科学合理地分析当前钻井时效是否处于最佳状态,提升施工方改进和优化钻井施工方案的能力。