声学测井技术在石油工程中的应用探索

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1、石油仪器·18·PETROLEUMINSTRUMENIS2012年4月·开发设计·声学测井技术在石油工程中的应用探索吴海燕(中国石化石油工程技术研究院北京)摘要：当前油气勘探的目标与对象所面临的难点突出表现在储层的复杂与埋深的增大，钻井与储层改造难度的增加。缩短钻井周期、提高测试与压裂成功率、加快勘探节奏已成为关注的焦点。同时对测井技术在此领域中发挥的作用提出了新的需求。文章介绍了以偶极声波为主的声学测井技术在钻井过程井眼稳定性评价、储层压裂改造施工设计、效果检测等石油工程方面的应用及技术优势，展现了测井技术在该领域良好的应用前

2、景。关键词：测井；多极子声波；电成像；岩石力学；井眼稳定性评价；压裂高度预测中图法分类号：P631．8+4文献标识码：B文章编号：1004—9134(2012)02—0018-04II)。这两种仪器除能提供传统的纵波测量、地层孔隙0引言度外，更多的是应用于针对岩石力学参数的评价l2J。主要能够提供以下的信息与成果：油气勘探目标的实现和效益的提高在很大程度上靠勘探和工程高质量的完成。其中钻井工程、油气层1)精确的地层纵、横波与斯通利波传播速度。测试与储层改造是发现油气层与实现勘探突破的重要2)利用岩石力学模型结合地层密度资料计算出

3、环节。近年来，声波测井技术在石油工程中的应用研泊松比、杨氏模量、切变模量、体积弹性模量、体积究得到了长足发展，已形成部分成熟的应用技术。例压缩系数等岩石力学参数。如，环井周超声波测井技术在固井、射孔、套损工程3)计算所钻地层或目的层的最大、最小水平主质量中的检测等。另外，根据有关资料介绍Ⅲ1]，世界应力、岩石破裂压力、坍塌压力、地层孔隙压力。范围内每年用于处理井眼失稳的费用高达5亿美元之声学测井技术在钻井工程中的应用主要在两个方巨，消耗的时间占钻井总时间的5％---6％。在提升、面：一是井眼稳定性分析，帮助指导钻井的平衡钻解放低

4、品位油藏渗流能力方面，储层压裂改造为一项进；二是与VSP结合对未钻地层做出压力预测。有效的措施工艺，如何设计施工压力，控制压裂缝纵1．1井眼稳定性评价向上的延伸高度，对测井行业提出了现实而迫切的技在新的探区或新的层系进行油气钻探，针对邻术需求。利用多极子声波、地层微电阻率成像结合其井钻探的风险记录，为了防止因力学性质而造成的他常规等测井技术可以提供连续的地层岩石力学特性井眼不稳定，需要选择合适的钻井液密度，如果钻和地应力等参数，进一步满足油气勘探、保护油气井液柱压力过大而造成井壁发生张性破裂，会导致层、安全平衡钻井、压裂裂缝高度

5、预测和效果分析等钻井液漏失，如果钻井液柱压力不足会导致井壁坍需求。塌甚至出现井涌问题。对已完钻的井眼经测井评价后，可以提供井眼稳定性分析结果，其成果包括：所1声学测井的技术特点测井段地层最大水平主应力、岩石破裂压力、坍塌现代测井技术的声学测井具备一次下井可以连续压力、地层孔隙压力等参数。建立全井段地层压力获取地层的纵波、横波及斯通利波三种传播特性与速剖面，指导后续该区钻井的工程设计，包括套管程度，结合常规测井获取的地层密度、地层的岩性等信序、选用合适的钻井液密度、特别是地下复杂压力息，可以获取测井评价的岩石力学参数。当前在油田系

6、统解决窄钻井液密度窗口难题，达到平衡、安全、主要应用两种声学仪器，一是斯伦贝谢的偶极声波快速钻进，防治油气层污染和井眼跨塌或地层压漏(DSI)，另一种是引入贝克休斯的多极子声波(XMAC—造成井下复杂情况l3J。第一作者简介：吴海燕，女，1968年生，高级工程师，1989年毕业于石油大学(华东)石油地质专业，2001年获青岛海洋大学海洋地质专业硕士学位，2009年获得天津大学检测技术与自动化装置专业工学博士学位，主要从事测井资料综合评价及石油工程应用研究。邮编：1001012012年第26卷第2期吴海燕：声学测井技术在石油工程中

7、的应用探索·19·实例1：利用偶极声波测井资料建立新区地层压异常高压，而且油气显示活跃，因此保证平衡钻井力剖面是主要矛盾。测井资料需评价的一个重要方面是通XLS1井位于济阳坳陷东营凹陷，是该区带针对过计算岩石力学参数、地层孔隙压力的计算，建立深层沙四段盐下部署的第一口预探井，完井测井增加了钻井夜安全窗口，为探区泥浆密度的合理选择提了电成像、核磁共振两个项目，在370m～3230m、供依据。4165rn～4460rrl井段还进行了多极子阵列声波(DSI)XLSI井(370m～4460m)井眼稳定性分析成资料的采集。由于XLS1井所

8、钻探区块沙三地层存在果图如图1所示。1465．1825m．正常压实压力梯度105-l16~1'13图1XLS1井(370m一4460m)井眼稳定性分析成果图利用偶极声波测井资料对XLS1井370m～4460m钻地层的压力预测非常重要。现代测井技术结合垂直进行了井