測(cè)井設(shè)備對(duì)石勘探和開(kāi)發(fā)具有重要意義,應(yīng)用測(cè)井設(shè)備和測(cè)井技術(shù)對(duì)礦井進(jìn)行探測(cè)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(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析可以有效解釋 油田范圍內(nèi)的油氣層厚度和位置,還可以確定與開(kāi)采相關(guān)的一些性能參數(shù)。我國(guó)的油田測(cè)井裝備研發(fā)經(jīng)歷了半自動(dòng)、數(shù)字測(cè)井、數(shù)控測(cè)井、高精度與高集成測(cè)井等多個(gè)階段。
1石油測(cè)井裝備概
述測(cè)井儀器根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景不同可以分為井下和井上兩類(lèi)。在井下儀器研發(fā)方面,我國(guó)的石油測(cè)井裝備研發(fā)投人相對(duì)較高,因而儀器的種類(lèi)相較于井上儀器的種類(lèi)而言更為豐富,不同的設(shè)備的信號(hào)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(shí)際應(yīng)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(yīng)用場(chǎng)合與應(yīng)用需求等制定靈活的裝備選取方案這一 特點(diǎn)的存在就大大增大了井上相關(guān)測(cè)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(fù)雜度也呈現(xiàn)大幅增加趨勢(shì),但是這種趨勢(shì)一定程度上降低了地面儀器的可靠性。
由于測(cè)井的成本相對(duì)較高,使用的設(shè)備與儀器數(shù)量龐大,測(cè)井過(guò)程復(fù)雜,耗時(shí)耗力,故為提升測(cè)井效率,現(xiàn)代測(cè)井設(shè)備中需要集成多種測(cè)井方法和數(shù)據(jù)采集工具, 以便于能夠通過(guò)盡量少的下井次數(shù)就可以獲得較多的測(cè)井參數(shù)。這一特性使得現(xiàn)代測(cè)井裝備大量應(yīng)用了總線模塊、通信模塊、高速傳輸線纜、多種類(lèi)型的傳感器等
2我國(guó)石油測(cè)井裝備的研發(fā)創(chuàng)新
2.1側(cè)試儀器側(cè)試方法的創(chuàng)新
多數(shù)情況下,為獲得較全面的測(cè)井信息,需要聯(lián)合采用多種測(cè)井方法對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、解釋和計(jì)算。具體到測(cè)試儀器的研發(fā)方面,該創(chuàng)新表現(xiàn)為設(shè)計(jì)研發(fā)能夠?qū)Φ讓又懈鞣N無(wú)力信號(hào)源或可激發(fā)底層物理場(chǎng)的儀器。如若希望測(cè)井儀器使用的信號(hào)源為自然信號(hào)源,如地?zé)?/span>、地聲場(chǎng)、自然輻射等,就需要為設(shè)備添加上述信號(hào)源的強(qiáng)度、空間分布、能量等特征的采集與分析等功能若希望測(cè)井儀器使用的信號(hào)源為人工激發(fā)源,如脈沖聲源、電流源等,就需要為設(shè)備添加可激發(fā)井眼地層性質(zhì)的物理場(chǎng)設(shè)備,并對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行采集與分析等功 能。通過(guò)上述研發(fā)可以有效推動(dòng)測(cè)井設(shè)備、測(cè)井技術(shù)、測(cè)井效果的發(fā)展與進(jìn)步。
2.2側(cè)井儀器探側(cè)器的創(chuàng)新
測(cè)井儀器的測(cè)井效果一方面是后續(xù)的計(jì)算機(jī)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(chǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的質(zhì)量所決定的。實(shí)際應(yīng)用中,探測(cè)器的類(lèi)型、 布局以 及支持模式等都會(huì)對(duì)整個(gè)測(cè)井系統(tǒng)的測(cè)井效果產(chǎn)生影響。針對(duì)測(cè)井器進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和功能創(chuàng)新不僅能夠豐富測(cè)井信息量,還能夠提升相關(guān)數(shù)據(jù)的精度,推動(dòng)更新更好的測(cè)井方法的應(yīng)用。例如閃爍探測(cè)器可被用于對(duì)井內(nèi)的能量譜進(jìn)行測(cè)量偶極聲波探頭可被用于對(duì)井下橫波進(jìn)行直接測(cè)量源和探測(cè)器共同組成的探頭可以提升系統(tǒng)對(duì)底層的響應(yīng)靈敏度等。
2.3側(cè)井儀器數(shù)據(jù)采集與處理的創(chuàng)新
地下環(huán)境相對(duì)復(fù)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(duì)所采集到的混合信號(hào)進(jìn)行去噪、解析與分類(lèi)處理,這類(lèi)儀器工作效果的好壞對(duì)測(cè)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(guó)測(cè)井儀器的研發(fā)方向之一。為實(shí)現(xiàn)上述內(nèi)容,一方面要提升硬件設(shè)備的性能,另一方面要通過(guò)適當(dāng)?shù)能?/span>件研發(fā),來(lái)提升儀器的軟件效果。
2.4解釋軟件創(chuàng)新
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代石油測(cè)井裝備正逐漸向自動(dòng)化、集成化、智能化的方向發(fā)展高性能計(jì)算機(jī)和功能強(qiáng)大的測(cè)井解釋軟件的應(yīng)用同樣推動(dòng)了石油測(cè)井裝備的發(fā)展。數(shù)據(jù)采集設(shè)備與分析設(shè)備處理完畢的數(shù)據(jù)需要傳輸?shù)娇刂浦行倪M(jìn)行解釋和分析,為更好的服務(wù)勘探、開(kāi)發(fā)等過(guò)程,在相關(guān)信息分析與處理軟件應(yīng)盡量根據(jù)所提供的信息分析出不 同參數(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系
3我國(guó)石油測(cè)井儀器的發(fā)展分析
核磁共振測(cè)井、成像測(cè)井、井間測(cè)井等先進(jìn) 技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展對(duì)相關(guān)測(cè)井儀器的應(yīng)用與發(fā)展提出了新的要求。在聲音測(cè)井設(shè)備方面,基于聲波研制開(kāi)發(fā)的測(cè)井探頭和測(cè)井儀器正在逐漸向陣列聲波測(cè)井設(shè)備、多極子橫波測(cè)井設(shè)備、三維體積掃描與成像設(shè)備等方向發(fā)展。這些設(shè)備能夠很好的完成地層相關(guān)聲學(xué)性質(zhì)的探測(cè)與采集。其他如隨鉆聲波測(cè)井設(shè)備、地質(zhì)導(dǎo)向測(cè)井設(shè)備等同樣得到了廣泛的關(guān)注和研究。
在電測(cè)井設(shè)備方面,高分辨率、高敏感性的電流、電阻測(cè)井儀器同樣會(huì)得到長(zhǎng)足的發(fā)展。以電磁成像、過(guò)套管電阻率測(cè)量技術(shù)為核心的測(cè)井設(shè)備不僅能夠形成高分辨率的測(cè)井成像 圖,還能夠精確反應(yīng)井下環(huán)境與特性。在核測(cè)井設(shè)備方面,隨著更多核測(cè)井方法與技術(shù)的應(yīng)用,相關(guān)測(cè)井設(shè)備同樣得到了長(zhǎng)遠(yuǎn)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(cè)井技術(shù)的發(fā)展在不 同程度上推動(dòng)了相應(yīng)測(cè)井設(shè)備的適配與發(fā)展。
在測(cè)井裝備集成方面,設(shè)備的便攜性越來(lái)越高,所支持的功能越來(lái)越豐富。同時(shí)受微電子集成技術(shù)的推動(dòng),測(cè)井裝備正逐漸向成像測(cè)井地面系統(tǒng)方法發(fā)展。在光纖測(cè)井設(shè)備方面,基于光處理與探測(cè)所設(shè)計(jì)與研發(fā)的光測(cè)井儀器不僅可以取代傳統(tǒng)的探測(cè)器,還能夠 取代傳統(tǒng)的探測(cè)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(shì),是測(cè)井設(shè)備的必然發(fā)展方向之一。
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