快速定位测井（共3篇）
快速定位测井 篇1
摘要：针对当前轻便型小口径自然γ能谱测井仪的缺陷, 提出了一种多晶体γ测井仪设计方法, 实现快速定位异常井段并定点γ能谱分析。系统采用FPGA平台的IP软核、可动态配置功能模块、快速AD采集系统、并行双缓存采集存储等技术。下行测井实现多晶γ测量并定位, 上行采用快速AD数字采集系统实现定点能谱分析。与小口径单晶γ测井相比, 测井速度与纵向分辨率明显提高, 小口径能谱测井的实用性增强。
关键词：曲线合成,高分辨率,快速定位测井,快速AD
自然γ测井是探测地层辐射的天然伽马射线的测井方法。目前用于煤田、金属矿产、工程地质等非油气领域的轻便工程测井系统中所配套的自然γ测井仪, 与自然γ能谱测井仪的探管直径小 (≤40 mm) , 普遍存在抗干扰能力差、计数率偏低、统计起伏较大等不足[1]。小口径探管限制了安装大直径晶体的可能, 测井曲线的纵向分辨率又限制了探测晶体的长度, 两大因素制约了小口径自然γ探管性能的提升和小口径能谱测井的实用性[2], 为了提高自然γ测井仪的曲线纵向分辨率, 降低统计起伏, 提出利用多晶体自然γ曲线合成测井的解决方案, 下行测井中实现自然γ快速定位测井, 并在上行测井中实现异常井段定点能谱测井。为能够快速处理来至多路的曲线数据, 以及快速合成谱线并实时传输到井上控制终端显示, 在探管中采用高性能的FPGA控制采集传输方案。
1 小口径γ测井仪总体设计
方案中采用多晶体独立采集, 高分辨率的多组自然γ曲线实时合成, 以弥补小晶体的数据统计误差大和长晶体的纵向分辨率差的不足的缺陷。鉴于小口径探管内部空间有限, 本设计在硬件电路上采用集成度高的FPGA硬件平台, 以实现多路γ曲线实时并行采集, 采用全数字能谱技术实现能谱采集, 可配置的软件功能使仪器适应范围更广。设计中增加探测晶体数量, 自然伽马测井仪的晶体由3块组成。通过3块晶体分别记录地层到达探测器的γ射线。经零长校正后, 所测曲线中的任意一条都有可能与裸眼井或套管井所测的曲线较符合, 这样也可以满足目前的校深需要。将三路探测器的采集数据经后续处理合成得到高质量的的自然γ测井曲线[3,4]。下行测井检测出异常井段参数, 并配置上行测井实现定点能谱测井功能, 获得准确的能谱分析数据, 测井探管的内部构件及原理框图如图2。
1.1 多晶γ组合及高速数字信号处理
小口径多晶自然γ测井仪的探测器晶体相隔一定距离, 探测晶体的纵向长度取决于仪器分辨率指标要求。测到的数据反映对应的地层信息, 仪器硬件采用多路并行采集方式来接收和存储。在实际数据处理中, 通过高速FPGA进行数据采集、缓存、上传等工作。井上数据处理根据深度信息, 可以把N路曲线数据深度对齐后合成曲线[5]。小口径能谱采用高速AD数字采集系统实现全数字能谱测井, 在选取器件时合理选择AD采样率与分辨率, 有助于提高后续数据处理模块的处理速度和实时性。通过下行测井快速定位, 上行测井定点能谱分析测井的一次性测井更加适合野外高效率施工的要求, 与以前模拟能谱测井系统不同是, 全数字能谱测井数字采集直接来源于探测器输出后的前方信号, 相对传统信号调理中的诸多功能电路都选择在数字信号处理部分实现。数字处理功能模块如图3所示。
1.2 动态配置功能
动态配置功能主要体现在系统参数的配置上, 还表现在系统的不同功能的分时控制, 测井中采集时间t与测井速度v直接影响曲线的质量, 能谱采集时间的选择也直接影响到能谱谱线好坏。在下行测井配置为三晶体自然γ测井, 上行测井配置为定点能谱测井, 并由γ测井获取异常井段标记。其逻辑框图如图4, 通过地面仪器控制终端实现相应的命令输入[6]。
1.3 谱线稳谱
通常情况下, 参考源硬件稳谱对高压控制的实时性要远好于软件稳谱。谱稳定性的好坏直接影响测量结果准确性。仪器的高压控制系统由探测器、脉冲成形放大电路、快速AD、高压控制逻辑、DA转换和高压模块组成, 如图5所示。在硬件控制模式下, 高压控制逻辑按照接收的NAML和NAMH实时动态控制高压, 以实现高压的动态稳定[7]。
一般情况下, 仪器工作在硬件控制模式, 稳谱窗口如图5所示。在碘化钠晶体底部嵌入一个Am做稳谱源。以Am特征峰 (60 ke V) 的峰顶为界面, 左右各开一个稳谱窗, 两个窗的宽度相等。NAML和NAMH分别表示上下两个窗口的计数率。高压控制逻辑会根据传递过来的镅窗信号, 调整12 bit高压控制量的大小改变当前高压值高低。当NAML
1.4 软件设计
小口径自然γ测井仪的软件设计流程框图如图6。上电后首先初始化系统, 进入系统功能配置流程, 等待控制终端的配置命令, 其功能模块包含刻度、自检、下行测井、下行测井。仪器性能参数的定期刻度功能使仪器的刻度系数更加实时准确, 系统自检功能提高仪器的常规问题快速检查检修的能力。开始下行测井后由井下不断实时向上发送测井数据, 在控制终端描绘测井曲线, 拾取异常井段参数。根据下行测井拾取参数配置上行测井的参数, 以实现异常井段定点能谱测量。
2 试验测试效果
通过下行测井快速定位自然γ异常井段, 再定点定量精细分析能谱测量的方式提高野外勘查的效率和针对性。快速自然γ测井仪试验在重庆地质仪器厂210 m试验井中进行实际测试, 采用JGS测井系统的软件终端, 测得实验丼中的测井曲线如图7所示。由图7可知, 测井过程中的实时测量曲线为三条短晶体的γ曲线。由于三个探测器的安装位置不一样, 因此测得的三条曲线走势基本一样, 深度错位。探头采集的数据上传到井上控制终端软件, 实时进行曲线质量控制显示:并通过深度移位对齐曲线深度, 最终实现合成曲线[8]。原始曲线、深度对齐曲线、合成曲线对比效果如图7。采用三个短晶体的γ测井曲线的纵向分辨率明显高于长的单晶体测井, 使仪器对地层薄层的分辨能力更强。采用三晶体曲线合成, 其总的计数率也相对较高, 减小了自然伽马射线随机性和统计性对测量数据的误差的影响。与此同时可在测得同样数据曲线质量的情况下, 可明显提高现场的测井速度, 有助于快速定位异常井段, 以实现小口径的井中定点能谱分析。
在下行测量完成之后, 获取井中自然γ异常井段的深度参数, 然后上行测井中选择定点能谱测量模式, 并配置相应的测量参数, 如测量时间t、测量深度h、以及测量环境中的其它信息。使用能谱测量模式测得一实验模型的能谱谱线如图8所示。由曲线可知, 在其测得的能谱曲线中, 可以较明显的识别出相应的特征峰, 后续相关的能谱数据与地面能谱相似。在小口径测井中, 通常动态能谱测井的效果不理想, 主要原因在于探测器体积小、探测效率不高, 致使测量的计数率非常低, 因此动态的能谱测井曲线质量提高比较困难。而通过定点能谱采集, 加长采集时间, 以提高小口径中能谱数据的可用性。通过下行测井中异常井段的定位, 减小定点能谱测量的测量点数, 使能谱测量具有更好的针对性以及更高勘查效率。
3 结论
本文提出基于FPGA的小口径快速定位γ能谱测井仪设计, 该测井电路集成度高、稳定性较高。综合利用γ曲线同步采集、数据实时传输、曲线合成并快速定位异常井段;能谱部分通过采集全数字化脉冲波形, 利用数字谱预处理、寻峰实现能谱测量, 使本γ测井仪具有更强的实用性。三晶体自燃γ曲线合成使得同一深度间隔内所得到的数据量增加了三倍, 充分利用了所有数据的信息, 提高数据处理的统计精度。从时间角度考虑, 相当于在同样测量时间内, 得到了三倍于原先的数据, 在保证曲线分辨率情况下实际测井速度显著提高。在测得相同质量曲线时测井速度明显提高, 采集测得数据曲线分辨率优于传统的小口径单晶体测井仪, 并为后续的定点精细能谱测井提供较为准确的待测井段参数;在异常井段位置定点能谱测量获取信息质量明显优于传统小口径能谱探管, 该方法提高了小口径自然γ能谱测量的数据质量和实用性。
参考文献
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测井快速评价技术初探 篇2
在对新疆M油田目的层研究过程中, 本文针对井数较多, 项目周期短, 任务量大, 解释精度要求高的特点, 在实践中摸索了一条可以实现测井评价快速化的道路, 并进行了可行性检验工作, 经实践检验来看, 效果较好。该技术的实现意味着工作量的减少, 项目周期缩短, 对于油田勘探与开发中后期储集层研究来说具有一定的推广价值。
2 测井快速评价技术
2.1 快速评价的难点
由于目的工区井数较多, 分别在不同的时期用不同的测井系列钻探, 因此必须进行标准化校正。这种校正除了对测井仪器进行标准化和校验外, 还必须通过多井资料的对比研究, 利用关键井标准层的测井数据, 对非关键井原始测井曲线数据进行测量误差鉴别和刻度标定, 尽可能消除由于仪器刻度不准、井下测量条件不一致、环境校正等人为因素所带来的各种误差, 实现油田范围内各井达到统一的地质刻度, 为快速化处理打下基础。测井评价快速化的难点和核心是测井资料标准化和测井资料批处理实现技术。
2.2 快速评价技术路线
测井快速评价技术包含相关模块化处理工具包, 不同的模块完成不同的功能, 不同的模块之间接口实现无缝连接, 实现流程化作业。
测井快速评价技术包括数据预处理、测井资料标准化、关键井研究、多井数字处理、储层参数集总和多井评价等, 涉及的主要关键技术有关键井研究技术、测井资料标准化技术、神经网络技术、多井自动化批处理技术和多井评价技术等。该技术有相应的程序模块完成相应的功能, 各个模块之间数据可以传输, 从数据预处理、测井数据标准化、四性关系研究、测井解释模型的建立到多井数字处理和储层参数集总和多井评价, 均实现了自动化的处理过程, 在处理过程中, 可以人机交互, 人为干涉其进度。
2.3 快速评价实现
通过以下关键技术可实现测井快速评价:
(1) 数据预处理:主要完成对测井数据等的预处理工作, 包括格式统一、单位统一、井斜校正、测井曲线的滤波、测井参数的提取和目的层测井参数的提取等, 为下面的工作建立标准化的数据库。
(2) 测井数据标准化:使所有测井曲线在全区范围内具有统一的刻度, 包括标准层参数提取、标准层参数特征值求取、趋势面分析和趋势面校正等, 先自动选取井段标准层测井数据参数, 求取标准层测井参数特征值, 然后选取合适的趋势面次数, 进行趋势面分析, 最后进行标准化工作, 为下面的进一步工作提供了可靠的保证。
(3) 关键井研究:包括关键井选取、四性关系分析和神经网络训练等, 完成四性关系研究和测井解释模型建立的任务, 为多井数字处理打下基础。
(4) 多井数字批处理:包括原始数据输入、神经网络方法处理和结果输出等, 完成工区310口井的处理解释工作, 这三个部分相互协调, 实现了自动化多井数字处理, 从而大大地加快了工作进程, 具有一定的实用价值。
(5) 储层参数集总:包括储层参数集总等, 对处理后的储层参数进行计算和统计, 完成成果的集总工作。
(6) 多井评价:包括水平切片、垂直剖面和连井剖面等, 根据所做的图件是否符合工区地质规律, 来决定我们是否接受这个结果, 若不符合我们的要求, 则再次进入开始部分, 该流程可以多次反复进行, 因而实用价值比较大, 特别是对于井数比较多的井区比较实用。
3 结论
本文针对测井地质评价工作, 完成了自动化处理技术, 使测井地质评价工作从资料整理、预处理、关键井研究到多井数字处理、参数集总和多井评价工作均实现了在计算机软件支持下的快速精确解释工作, 该思路的实现大大地提高了工作效率, 并且使处理解释精度提高了, 处理时间成倍地节约, 从而节约了项目成本和缩减了项目周期。本技术对于老油田勘探与开发中后期比较适用, 因此, 该方法具有极大的推广价值。
测井资料评价自动化技术虽然在M油田取得了一定的成功, 但是对于别的油田或区块是否适用, 有待于进一步的研究工作。并且, 在不同的油田或区块, 该流程可能是不太相同的, 不同的油田应该根据自己的实际情况建立自己有特色的自动化处理流程, 并且不断完善才能在实际应用中取得良好效果。
参考文献
[1]张一伟, 熊琦华, 王志章等.陆相油藏描述[M].北京:石油工业出版社, 1997
[2]中国石油勘探与生产分公司, 低孔低渗油气藏测井评价技术及应用[M], 石油工业出版社, 2010
[3]赵军龙, 测井方法原理[M], 陕西:陕西人民教育出版社, 2011
快速测井平台在吉林探区的应用 篇3
大庆钻探工程公司测井公司引进的S D Z-3000快速测井平台系统, 其地面系统采用多处理器分布式网络结构, 下井仪器串采集处理软件可实时添加, 在测井同时实时监控下井仪的工作状态、工作温度等信息, 可屏蔽任意单项仪器。该地面系统具有网络化, 分布式设计, 资源共享, 控制灵活, 易于扩展的特征。井下系统综合了常规测井的全部仪器, 采用集成化设计、数字处理等先进技术, 大大缩短了仪器长度, 改善了仪器的地层分辨率。下井仪器组合一次测井可完成常规电法、声波、放射性、工程测井和辅助测井功能。下井仪之间通讯采用标准总线方式, 具有很强的组合扩展能力。各仪器短节全部采用智能化接口, 信号处理全部采用软件数字化处理方法, 极大提高了仪器的灵敏度和可靠性。整体结构采用优化设计, 仪器连接方便【1】。
二、快速测井平台在水平井测井中的应用
2.1曲线重复性
下图为吉林探区1口采油井下西X X井的测井曲线图, 该井井深600米, 该井是水基泥浆, 泥浆密度为1.5 g/cm3、泥浆粘度为58Pa.S、泥浆电阻率为2.12Ω.M/18℃。测量井段为480-600米, 下图为某井段的测井重复曲线与主曲线对比图, 从表1的测井原始曲线重复误差要求分析来看, 曲线的重复性完全满足中国石油天然气行业标准。
根据中国石油天然气行业标准S Y5132-1997“测井原始资料质量要求”对高精度快速平台测井曲线的重复性进行评价。
从曲线图上可以看出, 双侧向测井曲线中克服了小数控测井在疏松砂泥岩剖面中常出现的浅侧向大于深侧向的问题, 在储集层段中与地质的侵入特征吻合得很好, 真实地反应了该井段的岩性及储层空间的有效性。深、浅侧向不论在泥岩段或砂岩段, 曲线的对应性、相关性、重复性都非常好, 与本地区的地质规律相符合。深、浅侧向曲线相对误差小于5%, 符合测井资料验收要求。从测井曲线的重复分析来看, 测井仪器自身重复性曲线在误差范围内。
2.2测井时效分析
S D Z-3000快速测井平台由于可以大满贯的把所有仪器组合在一起, 极大地提高了测井时效, 通过伏XX井和红XX井2口完井测井进行时效分析, 该快速测井平台极大地显示了它的较高的测井时效, 具体分析见下表2。
三、仪器稳定性
我公司引进的S D Z-3000快速测井平台主要是测量水平井和大斜度井为主, 共测量水平井及大斜度井完井300余口。控制井50余口。测量最大井深3700米。由于水平井测井工艺的特殊性, 使得其测井时间长, 其中水平井单井工作时间最长达20多个小时。测井过程充分检验了仪器的连续工作性能和耐温性能符合要求, 测量结果进行重复性和稳定性检验, 都符合要求, 说明测量准确, 各种测量曲线都符合仪器的验收标准。
3.1 SDZ-3000井下仪功能比较
S D Z-3000井下仪的新常规的九条曲线与已往的小数控常规九条曲线相比较, 增加了很多的优点。三电阻率小数控采用的是双侧向+微球或双感应+球型聚焦, 而SDZ-3000采用的是双侧向+微球或双感应-八侧向, 提高和统一了纵向分辨率, 由于双感应-八侧向在一根仪器上, 提高了测井时效。SDZ-3000中的高分辨率声波与已往的补偿声波比较提高了岩性分辨能力和纵向分辨率。增加了三参数辅助测量短节, 可以实时监测井底温度、泥浆电阻率、和仪器张力的变化, 加强了地层含泥质的分析能力, 提高了主测井曲线环境校正能力, 提高了测井作业的安全性。小数控用的数据传输方式为模拟方式, 一般为多次测量, SDZ-3000数据传输方式为数字方式, 30k b/s遥测, 一次测量, 精度高, 时效高。集成度方面, 改变了已往的单只仪器的组合:用公用电子线路运作多探头的测量方式, 单个推靠器上挂复合极板, 较多应用二次集成线路, 短而轻, 可靠度高。
四、结论
S D Z-3000快速测井平台系统成功地解决了水平井测井中常见的仪器组合、信号传输、仪器柔性连接定位、钻杆输送、湿式电缆连接和仪器安全等技术难题。地面数据采集系统、井下测井仪器、水平井仪器输送工具等全部实现了国产化。系统具有配套齐全、组合测井能力强、工作稳定可靠、操作使用方便等特点, 可随时监测井下仪器的各种工作参数, 便于随时了解井下仪器的工作状态, 可以实现大满贯组合测井, 能够完成控制井、生产井、射孔取芯以及各种困难井及水平井的测井, 在吉林探区推广应用以来, 取得了良好的应用效果。
摘要：通过对曲线的重复性和测井时效对比, 介绍了SDZ-3000快速测井平台在吉林探区的应用, 体现出了快速测井平台不但测井时效快, 而且稳定性强。
关键词：快速测井平台,测井,应用
参考文献