測井設備對石勘探和開發(fā)具有重要意義,應用測井設備和測井技術對礦井進行探測可以有效采集地下環(huán)境中的多種物理信息如力、熱、核等。對這些數(shù)據(jù)信息進行分析可以有效解釋 油田范圍內的油氣層厚度和位置,還可以確定與開采相關的一些性能參數(shù)。我國的油田測井裝備研發(fā)經(jīng)歷了半自動、數(shù)字測井、數(shù)控測井、高精度與高集成測井等多個階段。
1石油測井裝備概
述測井儀器根據(jù)應用場景不同可以分為井下和井上兩類。在井下儀器研發(fā)方面,我國的石油測井裝備研發(fā)投人相對較高,因而儀器的種類相較于井上儀器的種類而言更為豐富,不同的設備的信號與功能均具有其自身特性。而在井上儀器研發(fā)方面,由于實際應用要求井上儀器盡量多的與不同的井下儀器兼容,以便于能夠根據(jù)應用場合與應用需求等制定靈活的裝備選取方案這一 特點的存在就大大增大了井上相關測井裝備的研發(fā)成本和研發(fā)難度。且隨著兼容性的提升,井上儀器的復雜度也呈現(xiàn)大幅增加趨勢,但是這種趨勢一定程度上降低了地面儀器的可靠性。
由于測井的成本相對較高,使用的設備與儀器數(shù)量龐大,測井過程復雜,耗時耗力,故為提升測井效率,現(xiàn)代測井設備中需要集成多種測井方法和數(shù)據(jù)采集工具, 以便于能夠通過盡量少的下井次數(shù)就可以獲得較多的測井參數(shù)。這一特性使得現(xiàn)代測井裝備大量應用了總線模塊、通信模塊、高速傳輸線纜、多種類型的傳感器等
2我國石油測井裝備的研發(fā)創(chuàng)新
2.1側試儀器側試方法的創(chuàng)新
多數(shù)情況下,為獲得較全面的測井信息,需要聯(lián)合采用多種測井方法對測得的數(shù)據(jù)信息進行采集、解釋和計算。具體到測試儀器的研發(fā)方面,該創(chuàng)新表現(xiàn)為設計研發(fā)能夠對底層中各種無力信號源或可激發(fā)底層物理場的儀器。如若希望測井儀器使用的信號源為自然信號源,如地熱、地聲場、自然輻射等,就需要為設備添加上述信號源的強度、空間分布、能量等特征的采集與分析等功能若希望測井儀器使用的信號源為人工激發(fā)源,如脈沖聲源、電流源等,就需要為設備添加可激發(fā)井眼地層性質的物理場設備,并對相關參數(shù)進行采集與分析等功 能。通過上述研發(fā)可以有效推動測井設備、測井技術、測井效果的發(fā)展與進步。
2.2側井儀器探側器的創(chuàng)新
測井儀器的測井效果一方面是后續(xù)的計算機數(shù)據(jù)分析與處理方法與功能決定的,另一方面石油所采集到的物理場相關數(shù)據(jù)信息的質量所決定的。實際應用中,探測器的類型、 布局以 及支持模式等都會對整個測井系統(tǒng)的測井效果產生影響。針對測井器進行技術研發(fā)和功能創(chuàng)新不僅能夠豐富測井信息量,還能夠提升相關數(shù)據(jù)的精度,推動更新更好的測井方法的應用。例如閃爍探測器可被用于對井內的能量譜進行測量偶極聲波探頭可被用于對井下橫波進行直接測量源和探測器共同組成的探頭可以提升系統(tǒng)對底層的響應靈敏度等。
2.3側井儀器數(shù)據(jù)采集與處理的創(chuàng)新
地下環(huán)境相對復雜,環(huán)境噪聲多,在各參數(shù)的數(shù)據(jù)信息采集完畢后還需要對所采集到的混合信號進行去噪、解析與分類處理,這類儀器工作效果的好壞對測井效果同樣具有十分重要的 作用。如何在信噪比較低的環(huán)境下采集到正確可用的數(shù)據(jù)信息,或者從含噪較多的數(shù)據(jù)中正確提取出有用信息同樣是我國測井儀器的研發(fā)方向之一。為實現(xiàn)上述內容,一方面要提升硬件設備的性能,另一方面要通過適當?shù)能?/span>件研發(fā),來提升儀器的軟件效果。
2.4解釋軟件創(chuàng)新
隨著信息技術的發(fā)展,現(xiàn)代石油測井裝備正逐漸向自動化、集成化、智能化的方向發(fā)展高性能計算機和功能強大的測井解釋軟件的應用同樣推動了石油測井裝備的發(fā)展。數(shù)據(jù)采集設備與分析設備處理完畢的數(shù)據(jù)需要傳輸?shù)娇刂浦行倪M行解釋和分析,為更好的服務勘探、開發(fā)等過程,在相關信息分析與處理軟件應盡量根據(jù)所提供的信息分析出不 同參數(shù)之間的內在聯(lián)系
3我國石油測井儀器的發(fā)展分析
核磁共振測井、成像測井、井間測井等先進 技術的應用與發(fā)展對相關測井儀器的應用與發(fā)展提出了新的要求。在聲音測井設備方面,基于聲波研制開發(fā)的測井探頭和測井儀器正在逐漸向陣列聲波測井設備、多極子橫波測井設備、三維體積掃描與成像設備等方向發(fā)展。這些設備能夠很好的完成地層相關聲學性質的探測與采集。其他如隨鉆聲波測井設備、地質導向測井設備等同樣得到了廣泛的關注和研究。
在電測井設備方面,高分辨率、高敏感性的電流、電阻測井儀器同樣會得到長足的發(fā)展。以電磁成像、過套管電阻率測量技術為核心的測井設備不僅能夠形成高分辨率的測井成像 圖,還能夠精確反應井下環(huán)境與特性。在核測井設備方面,隨著更多核測井方法與技術的應用,相關測井設備同樣得到了長遠的發(fā)展,并且其功能也更加豐富和完善。如雙晶碳氧比伽馬 能譜、雙巖性密度能譜、核磁共振等測井技術的發(fā)展在不 同程度上推動了相應測井設備的適配與發(fā)展。
在測井裝備集成方面,設備的便攜性越來越高,所支持的功能越來越豐富。同時受微電子集成技術的推動,測井裝備正逐漸向成像測井地面系統(tǒng)方法發(fā)展。在光纖測井設備方面,基于光處理與探測所設計與研發(fā)的光測井儀器不僅可以取代傳統(tǒng)的探測器,還能夠 取代傳統(tǒng)的探測電路,在數(shù)據(jù)傳輸速率方面具有更為明顯的性能優(yōu)勢,是測井設備的必然發(fā)展方向之一。
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