1. 測井儀是什麼有生產測井儀的廠家嗎
測井儀是完成測井作業的儀器。
測井儀分為地面儀器和井下儀器。
測井是為了探知鑽井中地層界面的特性,劃分地質剖面的一種工程作業,通常有電法測井、放射性測井、聲波測井、成像測井、工程測井(井徑、井斜)。
通俗的說,如果打了一口油井,油層的准確位置是未知的,這時候需要通過測井,對取得的各種資料進行綜合解釋判斷出油層的位置。當然如果打水井就要探知水層的位置,諸如此類。。。。。。
國內的測井儀生產廠家主要有CPL中油測井有限責任公司、北京環鼎科技有限公司、新鄉22所、勝利偉業等廠家。
國外的主要有斯倫貝謝(代表世界領先水平,測井裝備馬克斯500)、貝克·阿特拉斯(測井裝備5700)、哈里伯頓(測井裝備excell2000)等。
2. 石油測井需要用的儀器
石油測井需要用的儀器可以分為生產測井和裸眼測井,主要是針對不同的油田開發階段。
裸眼測井儀器外徑比較大,外徑與適用的井筒壓力有關,通常的耐壓140MPa標准下,國內外儀器一般都是外徑89mm、內徑76.2mm、材料是17-4PH 不銹鋼,如測井儀器有推靠、或者扶正的話,該部分會稍粗,但是其他部分(電子線路)一般都是89毫米的。如果耐壓指標是160MPa,儀器外徑可以增大到92毫米,只是將外殼加厚,內徑與89毫米的外殼一致。
3. 中地英捷系列測井儀
北京中地英捷物探儀器研究所
PSJ-2 型數字測井採集控制系統
PSJ-2 型數字測井系統是北京中地英捷物探儀器研究所成熟的主打產品,經過 5 年多的批量生產,該產品遍布我國 30 多個省、市、自治區,正在為我國的煤田、水文、金屬及工程勘探等測井工作發揮重要作用。該產品還隨我國施工隊伍,進入亞洲、非洲等多個國家的資源勘探測井工程,以它價廉物美、穩定可靠的特點,倍受國內外用戶的青睞。
地球物理儀器匯編及專論
PSJ-2 型數字測井系統由野外作業的地面儀器、下井儀器和室內資料處理等三部分組成。地面儀器含採集控制系統和絞車系統,下井儀器(簡稱探管)含密度、聲波、井斜等各種方法探管,室內資料處理部分包括計算機、專用軟體、列印機或繪圖儀。
PSJ-2 型數字測井採集控制系統包括給下井儀供電、控制、通訊的採集記錄儀(簡稱採集面板)、控制絞車的絞車控制器、採集記錄的便攜電腦和實時列印機。該系統可以控制 30 多種探管,完成深度達 3000m的各種測井任務。採集面板由微處理器控制,在採集輸出同時,還將數據存儲在內部掉電非易失存儲器備份,可以直接控制並口針式列印機實時列印曲線,該功能在交通不便的山地,可以省去便攜電腦而獨立完成測井任務。絞車控制器控制 500m、1500m、2500m、3000m等絞車,配Ф4.75mm、Ф5.6mm的 4 芯鎧裝電纜。提升速度可達 2000m/h,最大提升力 5000N。
基本參數
PSJ-2型數字測井絞車系統
測井絞車是數字測井系統中重要的提升和下放設備,負責下井儀器的提升和下放,所有下井儀器的供電及信號傳輸均要通過該系統完成。北京中地英捷物探儀器研究所的測井絞車,結構緊湊、功能齊全、控制靈活、操作方便。按載纜長度分為500m、1500m、2500m和3000m,用戶根據需要還可以選擇電纜的型號,一般為Ф4.75mm和Ф5.6mm的4芯鎧裝電纜。
該絞車具有4檔機械變速,分別是高、中、低和空檔,配合絞車控制器的無極調速控制,電纜的升、降速度在0~2000m/h范圍可調。空檔和手剎制動的設計,使得測井現場的操作更方便、靈活。該絞車的排纜功能,使得電纜在捲筒上整齊排布,既美觀又能延長電纜的服務壽命。
地球物理儀器匯編及專論
基本參數(以2500m絞車為例)
PSMD系列密度三側向組合測井儀
密度三側向測井儀在煤田測井中被稱為煤探頭,是煤田測井中核心儀器之一。該儀器組合了補償密度、聚焦電阻率、自然伽馬和井徑等四種參數,輸出八條曲線,它們是自然伽馬計數率、井徑、聚焦電導率、聚焦電阻率、三側向電壓、三側向電流、長源距計數率、短源距計數率。
地球物理儀器匯編及專論
根據康普頓—吳有訓效應,中等能量的伽馬射線經地層散射後的射線強度的對數與地層密度成線性關系,這就是密度測井的測量原理。該儀器採用長、短源距雙探測器貼井壁測量,長、短源距探測器受井壁和泥餅的影響基本相同,經刻度,即可消除鑽孔對密度測量的影響,這就是補償密度的測量原理。地層中煤與圍岩密度差別大,用密度參數很容易劃分出煤層。北京中地英捷物探儀器研究所生產有三種密度三側向組合測井儀,它們適應不同的井徑和井深,密度測量精度達0.03g/cm3。
基本參數
PSBZ-1補嘗中子測井儀
地球物理儀器匯編及專論
中子測井是利用中子射線在物質中的減速、擴散和俘獲特性,研究地層孔隙度的測井方法。同位素中子源發射的中等能量中子射線一般要經歷減速、擴散和俘獲三個過程。中子射線在減速過程中主要是彈性散射,氫是所有元素中最強的減速劑,這是中子測井方法的重要概念。快中子減速為低能的熱中子後,速度不再降低,處於類似於分子的熱運動狀態。熱中子由濃度高的區域向濃度低的區域遷移運動,稱為擴散。熱中子在擴散過程中,很容易被原子核俘獲,俘獲中子的原子核,釋放出伽馬射線回到穩定的基態。補償中子—中子測井,是利用兩個不同源距的探測器探測中子的濃度,然後利用兩個探測器的計數率比值,消除環境因素如泥餅、井徑等的影響。該比值反映了地層內熱中子密度隨距離衰減的速率,與地層含氫量的對數有近似的線性關系。一般地層的模型為砂、泥、水,氫元素存在於空隙內的流體如水、油、氣中,因此根據含氫量可以確定地層的孔隙度。
基本參數
PSV系列聲速測井儀
聲速測井是測量岩層表面滑行縱波的傳播速度,從而劃分岩層、判斷岩性、計算岩石的抗壓強度等。該儀器設有三隻聲波換能器,其中一隻發射換能器,兩只接收換能器。發射換能器在高壓脈沖激勵後,產生振盪,發射一列超聲波。超聲波經泥漿進入井壁岩層時,產生透射,當透射角等於90°時,透射波延井壁表面滑行傳播叫做滑行波。滑行波的任何一點都可以看作一個新的點振源,因此滑行波在泥漿中產生一簇平行的折射波。兩只接收換能器測量折射波到來的時差,由此計算出岩層的縱波傳播速度。北京中地英捷物探儀器研究所生產有三種聲速測井儀,它們適應不同的井徑。
地球物理儀器匯編及專論
基本參數
測量參數
PSCL-1電磁流量測井儀
根據法拉第電磁感應定律,當一導體在磁場中運動切割磁力線時,在導體的兩端產生感生電動勢,其方向由右手定則確定,其大小與磁場的磁感應強度、導體的運動速度成正比。導電液體的流動可以看作是導體在磁場中切割磁力線的運動。因此,測量的感生電動勢與液體的流速成正比。
地球物理儀器匯編及專論
為避免電解質液體被極化造成的誤差,該儀器採用低頻方波勵磁,測量電路經相敏整流,得到與液體的流速成正比的電壓輸出,經內置微處理器處理後,以數字方式上傳井上儀記錄。由於儀器無活動部件,因此,測量精度高、范圍寬,響應速度快,不受被測液體的溫度、壓力和粘度的影響。但不適宜低電導率液體,如石油的測量。
基本參數
PSXDWL系列連續孔斜組合測井儀
儀器內安裝三個方向相互正交的磁阻感測器,測量地磁場在三個感測器的分量,通過坐標旋轉,求得方位角,即井斜方位角。儀器內還安裝兩只加速度計,根據加速度計的輸出信息可以求得它與重力加速度方向的夾角大小,即井斜頂角。該儀器還組合了井溫、井液電阻率、自然電位和電極系。
地球物理儀器匯編及專論
基本參數
PS2521陀螺測斜儀
陀螺測斜儀是利用高速旋轉陀螺的慣性,測量方位的測井儀器,它不受磁環境影響。該儀器採用了動調式繞性陀螺,自動尋北、低飄移是繞性陀螺較傳統框架陀螺的優點。
地球物理儀器匯編及專論
基本參數
PSGZ系列固井質量檢查測井儀
該儀器組合了自然伽馬、首波幅度、單收時差、雙收時差、磁定位接箍和全波列等參數,用於評價固井質量的優劣。自然伽馬用於分層對比,磁定位接箍用於定位,聲幅用於檢測第一界面,變密度用於檢測第二界面。聲幅在自由套管波幅的30%以下被認為固井質量合格,全波列繪制的變密度圖如果可以看到地層波,則認為第二界面合格。北京中地英捷物探儀器研究所生產有三種固井質量檢查測井儀,它們適應不同的井徑和井深。
地球物理儀器匯編及專論
基本參數
重要技術參數
4. 核磁共振測井方法
(一)測井儀器
1.組合式核磁共振測井儀(CMR)
CMR測井儀採用磁性很強永久磁鐵產生靜磁場,磁體放入井中,在井眼之外的地層中建立一個比地磁場強度大1000倍的均勻磁場區域,天線發射自旋迴波脈沖序列(CPMG)信號並接收地層的回波信號。CMR原始數據由一系列自旋迴波幅度組成,經處理得到T2弛豫時間分布。T2分布為主要的測井輸出,由此T2回波串可導出孔隙度、束縛流體飽和度、自由流體飽和度和滲透率。
CMR為小型滑板型儀器,連接長度4.33 m,重148 kg,額定溫度177℃,額定壓力138 MPa,其結構及橫截面見圖5-54。
CMR必須用弓形彈簧、用偏心器或動力井徑儀進行偏心測量。探測器極板最大寬度5.3 in,帶有滑套弓型彈簧的最大總直徑為6.6 in。
對於一般的井眼條件,推薦的最小井徑為6.25 in。當井眼條件很好,CMR可在5.785 in以下的井眼中進行測井。
(1)CPMG脈沖序列參數的選擇
核磁共振測量為周期性的,而不是連續的。測量周期由等待時間和自旋迴波採集時間段組成。採集時間比等待時間短許多。在等待時間段,氫核重新回到儀器磁場方向。等待時間根據孔隙流體的T1而定。在採集時間段,儀器的發射線圈快速發出自旋迴波。隔一定的時間段(回波間隔)收集回波。
等待時間、採集的回波數和回波間隔被稱為脈沖序列參數。這些參數決定了NMR的測量,必須在測井前加以說明。參數的優化選擇與岩性和流體類型有關,並與CMR儀是連續測量還是點測有關。
圖5-54 實驗型脈沖NMR儀器
1)測量周期。為校正電子路線的偏置,自旋迴波序列成對採集,稱為相位交替對。
採集一個相位交替對的總周期時間為
地球物理測井
式中:TW為等待時間,s;NE為回波數;TE為回波間隔,s。
周期時間長可提高CMR測井的精度。但是,對於環境變化大的井,長周期導致低測速和長的點測停留時間。
2)測速。在連續測井中,調節儀器測速確保在井下每個采樣率段(通常為6 in,即15.24 cm)中完成一次新的測量周期。最大測井速度為
地球物理測井
圖5-55為最大測速與等待時間和採集回波數的關系。大多數CMR測井速度在45.7~183 m/h之間。在束縛流體測井模型下測速可達244 m/h以上。
3)脈沖參數選擇的約束條件。①回波間隔。為提高對快速衰減組分(即小孔隙及高黏度油)測量的敏感性,CMR測井通常採用最小回波間隔(0.28 ms)。隨著硬體的改進,期望最小回波間隔隨之減小。為增強擴散弛豫,也增長回波間隔。這適用於不含大量微孔隙的純凈地層。為保持對小孔隙的敏感性,回波間隔很少超過1ms。②回波數。採集的回波靈敏度為:200,300,600,1200,1800,3000,5000 和8000。回波間隔0.28 ms時對應的採集時間分別為:0.056 s、0.084 s、0.17 s、0.34 s、0.50 s、0.84 s、1.40 s和2.24 s。在連續測井時採集的最多回波數常為1800。計算機模擬和現場經驗表明:再增加回波數對CMR孔隙測井造成的變化可忽略。③等待時間。理想情況下等待時間足夠長,以使氫核完全極化。因為不完全極化的氫對自旋迴波幅度的貢獻不完全。實際上,等待時間受制於井場效率的要求,對不完全極化要進行校正。通常,等待時間比孔隙流體的平均T1長三倍。④最小等待時間。由於發射線圈頻寬比的限制,最小等待時間約為採集時間的兩倍。實際上,這不成為一種限制,因為等待時間和採集時間均由孔隙流體的弛豫時間控制(T1和T2),具有長T2的孔隙流體也有長T1,因此需要長的等待時間。
圖5-55 最大測速與等待時間和採集回波數的關系
4)參數選擇。脈沖序列參數選擇基於預工作計劃和現場測量進行。
預工作計劃包括估算孔隙水和侵入帶烴(原有烴或油基泥漿)的平均弛豫時間(平均T1)。對於一般的儀器操作,等待時間近似為這兩種T1中較大值的四倍。
在估算孔隙流體弛豫時間時,通常假設岩石為水濕潤性。在此情況下,烴以體積速率弛豫,油的體積弛豫根據儲層條件下的黏度估算。氣體的體積弛豫與儲層溫度和壓力有關。T1和T2與流體黏度的關系曲線見圖5-49。
脈沖序列檢查常常通過在產層段的一次長等待時間測井後再用短等待時間重復測井實現。產生精確CMR孔隙度和小的極化校正(例如小於2 p.u.)的最小等待時間用於主要測井。
在一個地區或地層幾次CMR測井之後,常可確定出最優序列。該序列便可用於後續CMR測井。
下面介紹已成功用於現場測試的幾種預定義脈沖序列。
A.具有中至高黏度油(大於4 mPa·s)的儲層。中高黏度油的T1值相對短,CMR脈沖序列主要根據孔隙水的T1選擇。
孔隙水的T1由面弛豫而定,它隨著孔隙尺寸和岩性不同而變化。碳酸鹽岩的表面弛豫比砂岩弱,需要較長的等待時間。當岩石具有很大孔隙時(例如孔洞性碳酸鹽岩),弛豫時間接近體積水的值(為已知的溫度函數)。但是,CMR儀探測侵入帶,其中原生水被鑽井泥漿濾液驅替,由於濾液中存在溶解的順磁離子,因此減小了體積泥漿濾液的T1。
實際上,孔隙水的T1值是很難確定的,因此脈沖序列根據適用於大部分井下環境的最小周期時間而定。根據經驗,推薦用於連續測井的脈沖序列見表5-3。表中第二列為油的黏度閾值,超過閾值需要較長的等待時間。如果儲層含有特別大孔隙(例如,高滲透率、未固結砂岩和孔洞碳酸鹽岩),也需要較長等待時間。
表5-3 常規連續測井
B.具有低黏度油(小於4 mPa·s)儲層。當儲層含輕油或當用油基泥漿鑽井時,CMR脈沖序列根據油的T1確定。需要長的等待時間和慢的測速。表5-4為MAXIS測井軟體中預定義的脈沖參數。若已知儲層條件的油黏度,該序列的等待時間須修正。這時,由圖5-49估算平均T1,而等待時間設定為3T1。當井眼條件允許使用較高測速,推薦使用9 in采樣率,測速提高1.5倍。
表5-4 MAXIS測井軟體中預定義的脈沖參數
C.含氣儲層。在潛在含氣層中,CMR測井的主要應用是識別傳統測井曲線(例如中子-密度)未示出的氣層。CMR孔隙度低估了氣層的孔隙度。原因如下:氣體氫指數明顯小於1;在較寬的溫度和壓力范圍內,氣體具有長T1(大於3 s),因此在連續測井中不能完全極化;由於擴散影響,氣體T2較短(約400 μs)。因此高的T1/T2比使極化校正失效。
氣體信號幅度值為
地球物理測井
式中:HI為氣體氫指數;Vg為侵入域的氣體體積,p.u.;T1effect為等待時間中極化氣體的部分影響,即1-exp(-Tw/T1g)(T1g為氣體的T1;Tw為等待時間)。
許多環境中,氣體信號太小而不能被檢測到,這發生於淺地層(氣體氫指數太小)和低至中孔隙地層(含少量殘余氣體積)中。這些地層中,最有效的方法是用相對短的等待時間測井,只要有足夠時間使水極化即可(例如,砂岩或碳酸鹽岩序列)。這使氣信號幅度變為最小,CMR孔隙度的減小可能是由於氣體影響造成的。
在深部高孔隙地層中,氣信號可能大於3 p.u.或4 p.u.。在這些地層中,單獨的CMR測井通過改變等待時間和回波間隔就可識別出氣層。
用這種方法通過改變等待時間而改變T1分布。第一次測井用使水充分極化的一種等待時間(例如砂岩或碳酸鹽岩序列)。第二次測井用一種較長的等待時間,以增高氣信號的幅值。於是通過第二次測井得出的CMR孔隙度的增量可識別出氣體。第二次測井的等待時間應選擇能得到至少4p.u的額外氣信號。額外氣信號計算如下:
地球物理測井
式中:T1w為第一次測井的等待時間;T2w為第二次測井的等待時間;T1g為氣體的T1。
在良好的環境下,通過處理不同回波間隔的兩次測井採集的自旋迴波序可以計算出孔隙流體的擴散系數(Flaum等,1996)。於是通過其與油和水相關的高擴散系數可識別氣體。4 p.u.的最小氣信號是希望值,所需的等待時間由等式(5-42)計算。通常需要4 s或5 s的最小等待時間,兩次測井都用相同的等待時間,表5-5中的脈沖序列已成功用於幾種高孔隙砂岩中計算擴散系數。
表5-5 不同回波間隔測井
D.束縛流體。束縛流體具有低T1,通常在砂岩和碳酸鹽岩中分別小於50 ms和150 ms。因此,束縛流體測井曲線用短等待時間、高測速的測量得出。束縛流體測井的推薦參數見表5-6。
表5-6 束縛流體測井
5)點測參數選擇。進行點測是為提高CMR孔隙度測井精度並獲取詳細的T2分布。測量原理與連續測井相同,但點測沒有周期時間的限制。一般使用較長的等待時間,收集更多的回波數以便與連續測井進行比較。表5-7給出預定義的砂岩,碳酸鹽岩和輕質油/油基泥漿的脈沖序列。
表5-7 點測脈沖序列
(2)信號處理
在CMR儀器研製的同時,必須設計一種經濟完整的數據採集和信號處理方法,用於分析以CPMG脈沖序列期間採集到的成百上千的自旋迴波幅值。信號處理主要是計算T2分布曲線。
在儀器研製的早期就意識到有關反演方法不適於CMR測井數據的實時處理。特別是實時計算連續T2分布需多台計算機完成大量採集數據的計算。由於成百上千的自旋幅值組成的一個自旋迴波序列僅包含幾個線性相關的參數,而NMR測量的核心參數近似於線性,所以自旋迴波數據有冗餘量,它可被壓縮成幾個數值而不丟失信息。用現場的計算設備可實時地利用採集的壓縮數據計算T2分布。
數據壓縮演算法必須適應性強,且可與實時數據採集和處理環境兼容。井下數據壓縮使用儀器電子盒內的數字信號處理晶元,這需要一個快速的壓縮演算法。井下數據壓縮減少了對遙測能力的需求,及磁碟和磁帶的存儲量。未壓縮數據也能傳輸到井下並存儲在磁碟中,用於後期處理。一種新的反演和相關數據壓縮演算法——窗處理演算法(WP)已開發出來。
通過確定在預選T2值處的信號幅度計算出T2分布。再由幅度擬合出一條曲線以顯示出一連續函數。預選的T2值等間隔位於T2min和T2max之間的對數坐標上。預選T2值的數目為分布中的組份數。
T2的計算和測井曲線輸出首先選擇一組處理參數:多指數弛豫模型中的組份數目;計算的T2分布中的T2最大值T2max和最小值T2min;自由流體截止值;輸入的T1/T2;泥漿濾液的弛豫時間。輸入上述參數用於計算T2分布、自由流體和束縛流體孔隙度的相對數量、平均弛豫時間。
1)組份數。現場數據的模擬和處理指出,若使用至少10個組份模型,組份數對CMR測井輸出的影響可以忽略。若要得到平滑T2分布則必須增加更多的組份。通常,連續測井用30個組份模型,點測使用50個組份模型。
2)T2min。根據測量對短弛豫時間固有的敏感性確定最小T2值,這與測量的回波間隔有關。當使用回波間隔為0.28 μs時,T2min為0.5 μs。
3)T2max。T2max值的選擇在T2分布中的最長弛豫時間與測量可分辨的最長弛豫時間之間取折中,後者根據採集時間(即採集的回波數和回波間隔)確定。模擬顯示在合理的取值范圍內,CMR測井輸出對T2max值不敏感。對採集600~1800個回波的連續測井,T2max取3000 μs。對於點測,一般採集3000~8000個回波,T2max定為5000 μs。
4)T1/T2比。極化校正時需輸入T1/T2。當儲層含黏滯油時,推薦T1/T2定為2。當存在輕質油,T1/T2增至3。
(3)刻度和校正
在車間中用含氯化鎳稀釋液的一種混合物完成精確刻度。溶液的信號幅度代表標準的100 p.u.。
在測量周期的等待時間中完成電子刻度。在此期間,一個小信號被送入位於天線上的一個測試線圈中。信號由天線採集並被處理,然後信號幅值被用於系統增益中由操作頻率、溫度和周期介質電導率產生的變化進行校正。
信號幅度必須作溫度校正、磁場強度校正(磁場強度隨溫度和附在磁體上金屬碎屑量而變化)、流體氫指數校正(當地層水或泥漿濾液礦化度較高時,該校正十分重要)。
圖5-56 MRIL儀器框圖
此外,CMR測井須對氫核不完全極化進行校正。
(4)測井質量控制
測井質量控制包括:儀器定位、采樣率和測速、疊加與精度、儀器調諧、泥漿濾液弛豫時間等。
2.核磁共振(成像)測井(MRIL)
(1)儀器說明
MRIL儀器,由三部分構成:探頭(長8 in,直徑為4.5 in或6.0 in);長13 ft、直徑3.626 in的電子線路短節和長10 ft、直徑為3.626 in的儲能短節(圖5-56)。
儀器的探頭由永久磁鐵、調諧射頻(RF)天線和測量射頻磁場幅度的感測器組成。磁場呈圓柱形軸對稱,磁力線指向地層,磁場幅度與徑向距離的平方成反比。調整RF磁場形狀,使其符合磁場空間分布,且使RF磁場與靜磁場相互垂直,這種結構形成一個圓柱形共振區域。其長度為43 in(或24 in,這取決於RF天線的張角)、額定厚度為0.04 in。有兩種探頭可供選擇,直徑為6 in的標准探頭,用於直徑7.785~12.25 in的井眼;直徑為4.5 in的小井眼探頭,用於直徑6.0~8.5 in的井眼。儀器的工作頻率為650~750 kHz,共振區域半徑19.7~21.6 cm(對於標准探頭)。
儀器為數字化儀器,原始回波按載波被數字化處理,所有的後續濾波和檢測均在數字域實現。
(2)儀器特點
1)多頻工作。MRIL的C型儀器具有靈活的變頻特性,可從一個頻率跳變到另一個頻率。對於17×10-4 T/cm的額定磁場梯度,一個15 kHz的頻率跳躍對應於共振區域半徑0.23 cm的變化,該設計也支持在兩種頻率下同時測量,雙頻測量的幾何圖見圖5-57。
2)測低阻井。低阻井相當於一種對射頻天線的負載,負載常用天線因子Q表示。在直徑8.5 in的井眼中,Rm>10 Ω·m的淡水泥漿井眼中天線Q值為100;而在Rm=0.02 Ω·m的井眼中,Q值變為7,低Q值對MRIL信號質量有不良影響。
3)信噪比(SWR)高。測量頻率為725 kHz時,在淡水泥漿井眼環境下,儀器的單回波信噪比(SWR)為70∶1。計算結果經多次回波提高了信噪比,其自由流體指數(FFI)的信噪比為240∶1。
4)調幅與調相功能。C型儀對每個回波提供完全幅度和相位調制。
5)測速快。測速取決於MRIL輸出的單次實驗信噪比、期望的測井精度縱向張角及地下T1能允許的測量周期時間Tc。在單一共振體內,要使恢復達到95%以上,恢復時間TR必須滿足:
圖5-57 MRIL雙頻測量示意圖
地球物理測井
由於多頻工作的結果,周期時間稍長於標准化所用頻率數的T2。在雙頻工作情況下,TC=TR/2。在T1=500 ms、1000 ms和2000 ms的條件下,地層極化完全恢復對應於周期為750 ms、1500 ms、3000 ms。依測井環境不同,C型儀測速約為B型的4.4~14.4倍。
6)垂向解析度高。通過減小射頻天線的縱向張角可得到更高的解析度,目前探頭設計張角為43 in,C型儀可兼容更小的張角(24 in)。
(3)脈沖參數選擇
MRIL採用CPMG脈沖序列完成對T2的測量。其CPMG脈沖參數選擇方式基本上與CMR的脈沖參數選擇方式相同。
圖5-58 雙頻MRIL探頭及探測區域剖面圖
C型儀的回波間隔時間約為1 ms。每個深度測量點上,記錄的回波串為:在淡水泥漿井眼中約為1200個回波;在鹹水泥漿井眼中,約300~500個回波。
(4)MRIL的垂向解析度和信噪比
NMR儀的垂向解析度受控於永久磁場及射頻磁場的形狀,即決定於磁體物理尺寸及射頻天線。理論上,MRIL儀的探測體積為一圓環(圖5-58),圓環大小受射頻天線的張角影響。
MRIL數據的垂向解析度和信噪比不僅受控於NMR的物理特性和感測器的設計,而且與數據採集及處理過程有關。C型儀的操作模式為雙頻雙相交替方式。脈沖序列依次為:頻率2,原相位;頻率1,原相位;頻率1,反相位;頻率2,反相位。相位交替改變了NMR回波的符號,而干擾信號的相位不變。通過改變所有反向回波的符號並將所有測量求和,相乾乾擾被消除。根據井眼環境,在完成回波數據轉換之前,需要進行附加的求均值以提高信噪比。在井場或後續處理中應用濾波技術進行後續的處理。
使用時序分析法通過比較某一特定層段中兩次或多次測井數據可以定量評估垂向解析度和信噪比。在0.9 m·min-1、3.0 m·min-1和9.1 m·min-1測速下分別進行重復測井得到三對測井曲線,用時序分析計算出相關系數和信噪比與空間頻率的關系,平均低頻信噪比特徵見表5-8。
表5-8
(5)儀器的刻度和環境影響
C型MRIL用100%的標准水進行刻度,水裝於一個高1 m、長2 m、寬1 m的屏蔽容器內(在調幅頻帶內操作)。改變井眼負荷的方法是加入井眼流體或在射頻天線上加電阻。在存在井眼負載時,將回波幅度與已知的標准水的簡單指數衰減比較進行刻度。儀器還需進行二次刻度。此外,在井場,測井前和測井後還要用標准探頭對電子線路進行校對,儀器所有參數都要記錄並與標准值比較。
對於使用新的24 in張角的MRIL儀器,實施採集數據進行時序分析現場曲線時可以看出,24 in張角儀器的數據顯示出明顯的層界,並可分辨出薄層。其時序分析結果見表5-9。與表5-8中43 in張角的結果比較可見,24 in張角的垂向解析度提高。低頻信噪比二者無差別。根據簡單的幾何推理,我們預計24 in張角的信噪比應降2.5 dB;且信噪比的這種降低與測速無關。測試井的時序分析指出,信噪比降低至小於5 dB。
表5-9
NMR回波幅度隨地層溫度升高而降低,地層溫度與刻度溫度之比用於回波輸出的校正。MRIL輸出對烴密度敏感,故需進行溫度、壓力對液態烴密度影響的校正;天然氣可減小MRIL孔隙度,但不可校正。
(二)信號處理和輸出
MRIL測得的原始數據是所接收到的回波串,如圖5-59。它是求各種參數和各種應用的基礎。
目前C型儀用的信號處理方法是從原始回波串中提取T2分布譜(如圖5-60)。
對於一個孔隙系統,可能會存在著多個弛豫組分T2i,每個回波都是多種弛豫組分的總體效應。通常,回波串的衰減速率表現出雙指數或多指數特徵;所以可以將回波幅度看成是多指數分量之和。
地球物理測井
式中:ai為第i個橫向弛豫時間所對應的回波幅度;T2i為第i個橫向弛豫時間;n為所劃分的T2i個數,通常n取8。
圖5-59 MRIL測得的回波串
由一組固定T2弛豫(4 ms,8 ms,16ms,32 ms,64 ms,128 ms,256 ms和512 ms)作出基本函數擬合回波串。這樣一組NMR測量信號(回波)Aj(t)(設有m個,m>n)可以得到一組超定方程組,該方程組的最小二乘解求得一組與固定劃分的T2i對應的ai,經內插和平滑後得到T2分布譜。每個圈定的T2對應一部分孔隙,各T2分量ai求和經過刻度得到φNMR;FFI為T2大於或等於32 ms對應的孔隙之和,由T2大於截止值的各項ai之和,經過刻度(歸一化)得到φFFI;BVI為4ms、8ms和16ms的T2值對應的部分孔隙之和,由T2小於截止值的各項ai之和,經過刻度(歸一化)得到φbvi。
圖5-60 自旋—回波串的多指數擬合及T2分布譜
通過合理地設置MRIL的測量參數TR、TE,測量兩組或多組回波串,得到不同的T2分布譜。對它們進行譜差分或譜位移處理,可以定性地識別儲層中流體的類型。
(三)核磁共振測井的測量模式(MRIL-C型儀器)
1.標准T2測井
提供一般的儲層參數,如有效孔隙度、自由流體體積、束縛流體體積、滲透率等。
一般選取等待時間TW=3~4 s,標准回波時間間隔Te=1.2 ms,回波個數Ne≥200。
2.雙TW測井
根據油、氣、水的弛豫響應特徵不同,採用不同等待時間TW進行測量,可定性識別流體性質:
短等待時間TWS:水信號可完全恢復,烴信號不能完全恢復;
長等待時間TWL:水信號可完全恢復,烴信號也能完全恢復。
將用兩種等待時間(TWS和TWL)測量的T2分布相減,可基本消除水的信號,剩下部分烴的信號,從而達到識別油氣層的目的。
3.雙TE測井
地球物理測井
式中:T2CPMG為採用CPMG脈沖法測量的弛豫時間;D為地層流體的擴散系數;G為磁場梯度;TE為回波間隔;γ為氫核的旋磁比。
從上式可看出,增加回波間隔TE將導致T2減小;且T2分布將向減小的方向移動(移譜)。由於油氣水的擴散系數不同,在MRIL-C型測井儀的梯度磁場中對T2分布的影響程度不一樣,採用長短TE測井,油氣水的T2分布變化的程度也不同,據此可定性識別流體性質。
(四)核磁共振測井的測量模式(MRIL-P型儀器)
測量模式就是測井期間控制儀器的一系列參數。MRIL-P型測井儀測井時有4種基本測量方式,根據不同的參數組合成77測井模式。
1.DTP方式
為等待時間TW和粘土束縛水模式。它分5個頻帶2組測量方式(A,PR),4頻帶上為PR組信號(TE=0.6 ms,NE=10,TW=0.02 s),共採集8組回波串,用於計算粘土束縛水體積。在0~3頻帶上為A組信號(TE、TW自定),共採集16個TW信號。每個周期共有24組回波串。該方式主要用於計算總孔隙度、有效孔隙度;確定可動流體體積、毛管束縛流體體積和粘土束縛流體體積、滲透率等參數。
2.DTW方式
又稱雙TW模式。該模式採用5個頻帶3組測量模式(A,B,PR)。4頻帶上為PR組信號(TE=0.6 ms,NE=10,TW=0.02 s),共採集8組回波串,用於計算粘土束縛水體積。在0~3頻帶上分別採集16個A組和B組信號,A、B組回波間隔TE相同,等待的時間TW不同,A、B之間為長等待時間TWL,B、A之間為短等待時間TWS。每個周期共有40個回波串,根據長、短不同等待時間的T2譜識別油氣。
3.DTE方式
又稱雙TE模式。該模式採用了5個頻帶3組測量模式(A,B,PR)。4頻帶上為PR組信號(TE=0.6 ms,NE=10,TW=0.02 s),共採集8組回波串,用於計算粘土束縛水體積。0~3頻帶各採集16個A、B組信號,A、B組共有相同的等待時間TW,不同的回波間隔TE。A組為短回波音隔TES,B組為長回波間隔TEL,共40個回波串。其主要目的是應用兩個不同回波間隔的數據作擴散加權,進行氣檢測等。
4.DTWE方式
又稱雙TW+雙TE模式。該模式採用5個頻帶5組測量模式(A,B,D,E,PR)。4頻帶上為PR組信號(TE=0.6 ms,NE=10,TW=0.02 s),共採集8組回波串,用於計算粘土束縛水體積。0~1頻帶上各採集8個A、B組信號,2~3頻帶上各採集8個D、E組信號,其中A、B為短TE雙TW模式,D、E為長TE雙TW模式。共40個回波串。包含了雙TE和雙TW測井,一次下井可獲得所有信息,大大地提高了工作效率。
實際測井過程中,基本測量方式確定後,根據不同的測量參數從77種測量模式中選取合適的模式進行測井。表5-10列出了常見的10種測量模式參數。
表5-10 常用的10種測量模式參數
5. 常規測井儀器一共有幾種都包括哪些儀器啊有誰知道請回答
1.壓力計(高精度、永久式、壓裂式)。
2.超聲波流量計。
3.五參數(溫度、伽馬、磁定位、流量、壓力)。
4.產出測井儀(溫度、伽馬、磁定位、流量、壓力、持水、密度、持氣率)。
5.注入多參數(溫度、伽馬、磁定位、流量、壓力)。
6.低壓綜合測試儀。7.示功儀。
8.測調儀(高效測調、邊測邊調)。
9.井徑儀(16臂、18臂、24臂、40臂、60臂)。
10.測厚儀(磁測厚)。11陀螺儀(測斜儀)。12.電磁探傷。
13.聲波變密度(聲波儀)。14.智能配水器。15.過套管電阻率。16.高壓物樣取樣器。17.電動除垢器。18.液壓舉升裝置。19.電動封隔器。20.張力短節。 21旋轉短節。
22.測內徑、腐蝕、壁厚、方位、水泥膠結。
23.電纜頭、滑套、扶正器、軟連接。
24.碳氫比、中子密度、氧活化。25成像測井系列。
以上這些常規測井儀器,西安思坦儀器股份有限公司都生產。
6. 目前用於定向井的測量儀器有哪些
儀器分類
照相單多點
磁性
儀器: 電子單多點:ESS、YSS、RSS 電磁
儀器: 隨鑽類:有線類:SST、MS3、RSS 測 YST、DOT、DST 量 無線類:泥漿 SPERRY-SUN 儀 脈沖類:SCIENCE
DRILLING 器 GEOLINK QDT YST-48X 電磁波: SPERRY-SUN SCIENCE DRILLING
非磁性 框架陀螺 SRO地面記錄陀螺 儀器: BOSS電子陀螺 撓性陀螺 KEEPER 陀螺
TLCX動調式自尋北陀螺 斯倫貝謝
第二編 儀器介紹
第一章 通用部分注意事項
1 凡是進口的ESS,SST,MS3(美國SPERRY-SUN公司產)等測量儀器,其電源都是110伏,絕對不能誤用220伏電源為這類測量儀器供電。
2 在現場,連接好測量儀器以後、開機以前,必須用萬用表測量其接測量儀器電源的插座,確保測量儀器供電電壓為規定電壓。
3 TI 熱敏列印機電源,一端連接熱敏列印機,另一端只能連接110伏的電源。
4 必須要知道所施工的井的磁場強度、磁傾角。陀螺測量,還必須知道所施工的井位的准確地理緯度。 5 YST(包括35mm
25mm,北京海藍公司產)儀器用220伏交流電。
6 RSS隨鑽測量儀器(英國瑞塞爾公司產)可採用110伏,220伏交流電供電。
7、DST(包括35mm、25mm北京普利門公司產)採用220伏交流電。
第二章 ESS電子多點測斜儀
第一節 儀器簡介
ESS全稱為 ELECTRONIC SURVEY SYSTEM 譯為電子測量系統簡稱電子多點(以下簡稱ESS)。ESS是 NL
SPERRY-SUN公司的一種新型的電磁類電子測量儀器,ESS測量採用電池供電,可以在井眼中連續工作邊測量邊記錄,利用計算機和列印機輸出和處理數據。ESS測量的主要原理是利用重力加速度計和磁通門分別敏感地球的重力場和地磁場來測取井斜和方位,ESS可用於定向和井眼軌跡測量,測量方式主要是投測和吊測,該儀器不單能夠測取原始數據(井斜、方位、工具面、井溫),還可以利用計算機對測量數據進行分析和軌跡處理。處理結果包括:垂深、視平移、水平位移、東西分量、南北分量和閉合方位。
ESS與普通單多點儀器相比有如下優點:
1:操作簡便、好學易掌握;
2:測量精度高(精度與電子陀螺 BOSS相同); 3:性能穩定可靠、保證測量成功率;
4:能消除人為讀數誤差,測量及讀取數據速度快; 5:對測量數據能進行井眼軌跡處理;
6:磁干擾的修正能力強。
第二節 主要組成部件及功能
ESS電子多點測斜儀主要由井下探管、電池筒總成、地面計算機及操作軟體、TI熱敏終端、點陣列印機、中間介面器、探管保護筒總成和輔助工具組成。
井下探管
三維放臵的磁通門、重力加速度計感測元件和溫度感測元件,採集井眼井斜角、
方位角、工具面原始信號和井下溫度數據,並將原始信號轉換成測斜數據,又把測斜數據儲存在探管里。
電池筒總成
電池筒總成內裝8節2號鹼性高能電池,為探管提供電源。它採用了分隔減震的方式,增強了電源的抗沖擊性。 地面計算機及操作軟體
地面計算機可採用一台兼容的PC 80286或PC
80386型以上台式或攜帶型計算機,要求硬碟容量20MB以上,技術性能無特殊要求。處理編輯測量數據。
ESSDUMP 軟體: 可以通過地面計算機對ESS探管進行單點、多點或MS3隨鑽三種測量功能的探管軟體的裝載。ESS 01
是單點測量和探管性能調試軟體,ESS 02 是多點測量軟體,ESS 05 是MS3隨鑽測量軟體。
MAP 軟體: 可以通過地面計算機對ESS探管進行單點、多點測量的初始化設臵與數據輸入,測量數據的輸出和編輯。
UTV 軟體:
可在地面計算機上對MAP軟體生成的數據文件進行編輯和進一步修改成不同的測量報表或繪圖數據文件。並可運行該軟體對測量數據不同方式的修改、比較和分析。
TI 熱敏終端
TI 熱敏終端作為ESS探管微處理器系統的外部設備,可以作為ESS探管微處理器系統的數據終端。使用它可以從井眼內起出的探管里調出測量數據。
點陣列印機
一般選用EPSON LX—810 列印機作為地面計算機系統的外部設備,為ESS電子多點測斜儀系統提供測量數據報表的輸出列印。
探管保護筒總成和輔助工具
探管保護筒總成由無磁材料做成,保護探管免受井眼內泥漿的高壓,降低下井儀器沖擊力。
輔助工具主要是組裝和測試ESS電子多點測斜儀
第三節 儀器特性
ESS探管與地面設備有三種連接方式。可採用不同的方式對ESS探管進行啟動、設臵和數據輸出,通過地面計算機,TI
熱敏終端或點陣列印機,可顯示或列印出測量數據或者工作狀態數據。地面數據處理系統採用了IBM
兼容機,改善了地面儀器的通用性,在同一地面計算機上可以運行電子多點測量軟體和其它定向井、水平井計算軟體。ESS電子多點測斜儀具有磁性參數的分析與修正功能,它可以消除來自井下鑽具的磁性干擾。
該測量儀器系統具有磁掃描功能,運行磁掃描程序可以檢查無磁鑽鋌、無磁扶正器、儀器外筒等無磁材料的磁化情況。ESS探管微機系統具有錯誤和狀態診斷功能。測量過程中,它可以檢測來自井下探管對電源、工作狀態和測量環境的信息,並且可以顯示或列印出來。
7. 測井有完井和三樣,他們各用什麼儀器測
完井一般用電阻率、聲波、放射性、岩性指示(SP,GE)四方面5-7種儀器測量。特殊需要還要採用成像測井如(mril,star/fmi/emi,xmac/mac/sonic,hrai/hdil/ari)等。
三樣是通俗叫法,不規范,西北人民都這麽叫,很不專業,正常叫套後固井質量檢測測井,包括變密度、自然伽馬,中子伽馬,套管接箍。
但願通過此回答,普及測井常識,掃盲打非,喜歡的頂呀