测井最终指南

什么是测井？

测井是一种在钻井过程中或之后记录和分析有关井眼周围岩层的各种数据的实践。此活动也称为钻孔测井，旨在回答与井的商业可行性有关的许多问题。

换句话说，测井或钻孔测井的目的是确定井中是否有足够（质量）的石油和天然气，值得进行完井并开始生产。

测井简史

测井的实践可以追溯到20世纪初。最早做到这一点的人是Conrad Schlumberger，他是当今石油和天然气行业服务业巨头的创始人之一。

直到1920年的11年间，康拉德·斯伦贝谢一直忙于岩石电阻率的实验。他当时的目的不是石油，而是铁矿石。斯伦贝谢（Schlumberger）正在寻找一种利用电力确定地下含铁矿石是否存在的方法。

他的实验超出了他的期望。事实证明，向地下发送电力还能够揭示地下结构和地层之间的边界。换句话说，它可以判断出哪里不仅有含矿石的岩石，而且还有含油气的岩石。

该行业现在称之为电阻率测井的最初结果并不是特别可靠，因为它们是从地面完成的。因此，斯伦贝谢尝试从井眼内部将电信号发送到地面。这不仅标志着斯伦贝谢公司（始于1926年成立的电气勘探公司）的开始，也标志着测井实践的开始，该技术早已成为勘探和生产钻井的重要组成部分。

测井记录什么？

测井记录的属性和特征包括：

钻孔周围的地层类型：石油和天然气是沉积岩。它具有高孔隙率和渗透性。

地层厚度：并非所有沉积岩都是平等的，也不是全部都是石油和天然气。钻工需要知道要钻到所谓的储层岩石的深度。

孔隙率：岩石地层中的孔隙越多，它可以容纳的油气就越多。因此，高度多孔的岩石更有可能是储层岩石。

-渗透性：与孔隙率相关，渗透率是指多孔岩石传输流体，水或原油的能力。孔越大，渗透率越高。

-温度：钻孔中的温度对于钻井的套管和固井阶段很重要。不同的温度（通常取决于深度）需要不同类型的水泥。

-地层中的水量：水是地下油气的常见伴侣。有时，水库靠近油气藏，而有时它们共用一个油藏。

-地层中所含流体的压力：井眼压力是钻井中最重要的考虑因素之一，也是安全方面最重要的考虑因素。

-钻井过程中遇到的油气特性：在“天然气”标签下分组有不同类型的气体。也有不同类型的原油。确定这些是测井的另一个优先事项。

测井的类型

石油和天然气井钻探过程中生产的测井类型根据其测量的特性或测量其他各种特性的方式以及用于实现此目的的技术进行分类。

除了在测井中使用的日志类型之外，还有一个主要区别是实时日志记录和内存日志记录之间的区别。

实时测井由记录在井表面的数据组成，而测井工具在井眼内部生成数据。根据测井仪所连接的电缆的测得深度记录数据。

内存日志会编译数据并将其存储在日志记录中，以供以后在地面检索。这些日志是根据时间记录的，包括有关深度的数据，传感器在该深度记录有关井眼的信息。

测井尤其是利用视觉，电气，音频和X射线技术来分析岩层特性和其他相关信息。基于这些，将它们分类如下。

钻孔成像记录：顾名思义，井眼成像利用产生井眼内部图像的技术。这是一种电缆测井，可以生成井眼中岩石的详细图像，从而为钻井者提供有关地层的文字图像，使他们知道在储量和生产率方面可以期望什么，以及如何最大程度地提高后者。

在技​​术方面，井眼成像可以是光学的，声学的和电气的，也可以是组合的，可以同时使用声学和电气技术。

光学成像涉及在当今的测井中提供高清彩色彩色图像的摄像机。

声成像涉及超声能量，该超声能量可以穿透钻探泥浆并提供地层图像。然而，声学成像对于岩石中的充气孔是“盲的”。

电成像利用岩石的电阻率特性，通过将交流电发送到地层中并记录有关岩石特性及其结构特征的数据来生成数据。

电阻率记录：Conrad Schlumberger记录的第一口测井曲线是电阻率测井曲线。这些也称为电阻率测井曲线，用于测量岩层中的电阻率（与电导率相反）。石油和天然气不是电的导体，而水是电的导体。因此，如果含油气类型的岩层表现出高电阻率，则其实际包含油气的机会就会增加。

自发的潜在日志：这些测井曲线也使用电，但是以不同的方式，着重于各种物质的自发电位以产生电流。他们通过比较钻孔中一定深度处的电极的SP与表面上的参比电极来检测并记录岩层中不同层的自发电位差。这些SP差异可以使测井仪更多地了解岩石的渗透率，因此也可以了解石油和天然气的潜力。

归纳日志：当电阻率技术尚未发展到足以测量和记录井眼中富含油的泥浆环境中的电阻率（因为油不导电）时，便使用了这些电阻。感应测井由交流电产生磁场，这些磁场依次在岩石中感应出电流，从而产生了另一个磁场，而该磁场感应出了新的电流。该过程使得可以测量岩层中不同层的电阻率。

声学/声波测井：声学或声波测井仪测量岩层传输地震波的能力，这意味着地震波穿过岩层所花费的时间。这项技术非常类似于地震成像，可以告诉钻井人员很多有关地层中岩石的不同层，其孔隙度以及它们之间的边界的信息。对于钻探人员而言，这是重要的数据，可帮助他们从油气资源中识别出最有前途的地层。

放射性（伽马射线）记录: 正如不同种类的岩石之间的电阻率和自发电位存在差异一样，放射性也存在差异。例如，页岩比其他岩石含有更多的天然放射性元素。美国领先的工业发展也证明了页岩还可以包含大量的石油和天然气。测量和记录井中岩层伽马射线辐射的伽马射线测井仪是检测含油气岩石或确认其在勘探区域中存在的较便宜的方法之一。

核磁共振记录：使用与医学MRI相同的成像原理，核磁共振测井以岩石层中所含流体中的氢原子为目标，并生成有关这些流体（油，气或水）的体积，含量和粘度的数据，以及它们的分布方式在岩石内。

这些测井中的大多数是在钻井阶段记录的，但该行业还区分裸眼和套管井测井。后者是指在套管完井并完井之后进行的测井。这意味着钢管已插入钻孔中，岩石和钢管之间的空间（环空）已充满了水泥。

完井后，将在整个井的使用寿命内定期进行腐蚀测井，以监测套管和油管的完整性。在腐蚀测井中，记录仪使用非侵入性技术，包括超声波以及电磁换能器：将压力等物理特性转换为电信号的设备。

测井方法

有线记录：斯伦贝谢使用的第一种测井方法是当今的主要测井方法之一，电缆测井包括将电缆（电缆）上的测井工具降低到井眼中并记录其生成的数据。如今，此工具具有许多传感器，可检测数据工程师确定井的生存能力并将其发送回地面。

电缆测井涉及许多不同的测井，因此，每个测井都测量岩石的某些特性或特征以及井中的条件，然后将它们汇总在一起以获得完整的图像。由于电缆测井使用电缆来操作测井工具，因此电缆测井通常也称为电气测井，以区别于电阻率测井，该电阻率测井记录了岩层及其所含流体的电阻率。

随钻测井：顾名思义，这种测井方法是在钻井过程中应用的，测井工具的传感器安装在钻柱上。

与有线测井相比，这有两个优点。首先，它可以测量和记录定向钻井中地层的性质和井眼条件。由于定向井眼不是垂直的，因此无法在定向井眼中进行电缆测井。其次，它在泥浆进入周围地层并对其产生影响之前先测量周围地层的性质。

泥浆记录：泥浆测井包括对钻井泥浆和岩屑的分析，以确定岩层中包含哪些矿物以及岩层中是否有油气资源。

泥浆测井通常由第三方在钻井现场进行，它在钻井过程中以及从井底回落以润滑钻头之前，从井底返回钻探泥浆。由于钻探泥浆将岩屑带到地表，因此在此过程中也要采集岩屑样品。

使用这些样本，录井人员可以确定钻井泥浆中是否有痕量的原油或天然气，这些泥浆是由进行钻井的地层释放出来的。录井人员从岩屑中了解地层的矿物学特性。这不仅是对岩石的含油气潜力评估过程的一部分，该过程是在其中钻探油井的，而且是确定钻探人员可以从孔隙度和渗透率方面期望该岩石具有什么行为的方式等等。

泥浆测井还包括监测钻探泥浆的质量和数量以及钻头进入地层的速率，这提供了有关钻探速度的重要信息，并允许进行更准确的钻探时间计算。

天然气测井：这涉及从钻井泥浆中分离出气体并对其进行分析，以确定其性质和在井和钻井泥浆中不同岩石层中的浓度。

为了从钻探泥浆中提取气体，记录仪使用了所谓的气阱，将其与液体分离并输送到其他设备进行分析，以确定其在给定体积中的浓度及其组成元素。

瓦斯测井是测井的重要组成部分，因为从地层流入钻井泥浆的气体不是唯一可以在钻孔中发现的气体。

专家们将钻井过程中从地层中释放出来的释放气体与随钻探泥浆上升到钻孔表面然后又随泥浆再次流回钻孔中的再循环气体区分开来。

还存在污染气体，这是钻井者在钻井过程中将其引入钻孔的过程。当司钻使用油基泥浆或柴油添加剂时，通常会发生这种情况。污染物气体也可能是由于在钻井泥浆中引入示踪剂化学物质以追踪钻井液在井眼中上下钻进和钻屑的滞后时间的结果。在这种情况下，污染物是乙炔气体，是在电石（示踪剂化学物质）与水反应时形成的。

重要的是要区分可位于井眼中的不同类型的气体，以便准确了解储层岩石中的碳氢化合物储量。连续监测和分析瓦斯测井中的气体可帮助记录仪区分钻井过程中自发释放的天然气（天然气涌入）和储气库的出气。

核心日志记录：岩心测井或取芯涉及从钻孔中钻出圆柱状的岩石样品，并对其进行研究，以使钻井人员可以直接了解岩石的类型以及所有相关属性，包括孔隙率，渗透率，流体饱和度（包括多少流体）。岩石）和密度（单位体积中有多少粒岩石）等等。

这些特性将告诉钻井人员，储层岩石中可能包含多少石油和天然气，以及它们如何流动。反过来，这可以帮助钻探人员预测生产率并对其进行优化。

取芯是直接研究钻井的岩层物理特性的唯一方法，而不是依赖于有线测井和随钻测井的测井工具中传感器生成的数据。后一种数据有其局限性：电缆测井工具或随钻测井工具上的传感器无法提取有关岩石特性的所有相关信息。必须在实验室中使用岩石的物理样本来完成。

石油和天然气行业有两种取芯方法。一种是从钻孔底部取样，称为常规岩心。另一种是从井壁中取样，称为侧壁岩心。两者之间的差异在于所涉及的成本和时间。与采用侧壁型磁芯相比，获得传统型磁芯的成本更高，并且花费更多的时间。侧壁岩心的另一个好处是，可以在一次采样操作中获得多个岩石样本。

自康拉德·斯伦贝谢记录的第一口测井以来，技术上的进步使测井成为一种非常精确的工具，可用于测量岩石和钻探现场岩石中所有流体的所有重要特性。这有助于改善勘探结果并优化油气产量。