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FNX工具助力Pulsar精准测井

FNX工具助力Pulsar精准测井

斯伦贝谢推出的新型套管测井组合工具,通过一次测井作业,就可完成完整的地层评价和储层流体评价,同时数据的可靠性、独立性也得到了极大的改善。

来自 | JPT
编译 | 周诗雨

在多达40多年的时间里,石油行业一直采用脉冲中子测井,为油藏管理提供套管井后的原油和含水饱和度。随着开发时间的推移,又可以用多相饱和度测量跟踪油藏衰竭状况,计划修井作业和提采方案,以及诊断生产问题,如水侵和注入流体突进。当不能使用裸眼测井,或者不考虑使用裸眼测井测量油藏特征时,套管测井也可作为一项备用方案。

虽然经过了许多代工具的改进,套管测井技术已经得到了极大的提升,但其内部基本的物理测量方法却一直保持不变,这就意味着人们无法获得藏在套管后方岩石和流体的完整图像。在测量中子孔隙度时,需要输入孔隙度测井或体积密度测井的数据。如果不输入上述数据,则套管井眼中主要的储层评价结果就可能含糊不清。套管测井所面临的另一个难题是如何正确补偿井眼流体和完井设备存在所造成的影响。

新一代测井技术

为了满足准确监控套管井的需求,斯伦贝谢最近推出了脉冲星(Pulsar)多功能光谱系统。该系统是建立在斯伦贝谢原创的创新技术基础上的,是第一个能够提供完整套管井储层评估和油藏饱和度监测能力的工具,测量效果与裸眼测井效果相当。

这种新一代的脉冲中子测井技术集成了多个检测器和高输出脉冲中子发生器(PNG),可以显着提高测量精度、数据采集精度和测井速度。强大的算法完善了整个测量,补偿了井眼流体和完井产生的变化。对于复杂条件,也能提供具有稳健性、代表性的答案。

PNG和四个检测器被封装在一个外径(OD)1.72英寸的工具中,该尺寸大小能够通过内径最小的套管井,完成测量工作。

与PNG相邻的检测器是结构紧凑的中子监测器,主要是对快中子非常敏感,能够提供精确、精确的测量。有三个闪烁伽马射线检测器用于近、远和深测量。近和远检测器使用了掺杂了铈的溴化镧(LaBr 3:Ce)闪烁体。而与PNG距离最远的深检测器则采用了钇铝钙钛矿闪烁体。

三个伽马射线检测器与高温度光电倍增管相耦合,并采用了能够匹配LaBr3:Ce闪烁体高速率和分辨率的专门电子计数对检测器脉冲进行技术。

仅仅当温度高至350℉时,检测器分辨率才会发生轻微的下降,因此不需要携带传统的保温瓶,从而减小了工具的外径,增加了井下作业时间。工具具有耐腐蚀性,符合NACE-MR0175标准,可在硫化氢或二氧化碳等恶劣环境中使用。

这款先进的新型工具,它的工程设计和所采用的自补偿算法使得即使只是单次测井作业也可以获得丰富的信息量,其中含有:传统套管测井系列、一套扩展元素测井(包括总有机碳)和新型快中子截面(FNXS)测井。

与在常规套管测井中占主要地位的含氢指数(HI)测井不同,FNXS能够直接对地层中的气体体积产生反应,这样即使没有裸眼测井数据,也能够将含气区与含流体区和致密区域区分开来,功能与体积密度测井类似。σ、HI和FNXS测井系列的组合,即使没有外部孔隙度曲线,也能计算复杂的多相饱和度。

通过对构成地壳的大部分元素直接进行测量,该新工具对矿物的高保真度,彻底改变了伽马射线光谱。多功能光谱系统能够在储层压力和温度下定量采集井下的元素浓度,即可用于裸眼井,也可用于套管井中。

该工具的结构大大改善了光谱碳/氧比(C/O)测井,能够以更快的速度获得高精度的饱和度。替代使用C/O计算油饱和度的方法是将非弹性参数和元素捕获量相组合,来计算储层中的元素浓度(以干重百分比来表示),从来得到定量的岩性分数并估算TOC。获得了定量元素浓度,就能够计算矿物馏分、干酪根含量和烃类型和含量等。

案例分析

美国一口陆地井采用了8-3/4英寸钻头钻进,完井用的4-1/2英寸的套管。井眼和套管直径之间的差异导致完井的水泥厚度超过2英寸。

这是一套泥质砂岩储层,低孔隙度层、含气层和超低孔隙度层交替出现。尽管进行了裸眼测井,但甲方想要更加清楚地认识它的储层和流体成体。

而新的光谱测井系统能够进行独立的岩石物理体解释,包括稳健性强的高保真定量矿物分析和岩性分析。整个测井评价只需要进行一次测井作业,且测量系列完整,不需要额外的裸眼测井资料。

除了能够获得高精度的元素浓度外(包括TOC),该工具还能进行传统的套管σ、孔隙度和C/O测井,并且与传统的套管测井工具相比,分辨率更高,测井速度更是显著提高。

FNXS测井能够可靠地将含气孔隙与含液孔隙和致密层区分开来。在单次测井作业中对泥质砂岩进行了测井,结果显示有两套储层数值较好。但是,通过对FNXS曲线进行环境校正后发生,只有下部的那套储层含气,上部孔隙度非常低的那套并不含气(如果用常规套管测井方法可能会认为其含气)。

FNX工具助力Pulsar精准测井

新型多功能光谱仪器FNXS测井工具能够校正环空中大量的轻质水泥带来的影响,将X,160-X,180英尺处的气体填充孔隙度区域与X,270-X,330英尺处的干层区分开来。同时一条传统套管脉冲中子测井,与第五道的近/深计数比类似,能够读出上部致密层的含气层。

新型多功能光谱仪器FNXS测井工具能够校正环空中大量的轻质水泥带来的影响,将X,160-X,180英尺处的气体填充孔隙度区域与X,270-X,330英尺处的干层区分开来。同时一条传统套管脉冲中子测井,与第五道的近/深计数比类似,能够读出上部致密层的含气层。

利用一个线性求解器对σ、FNXS和中子孔隙度测井数据进行了独立的体数据解释,并得到了先前所得的裸眼测井数据的证实。

利用这种只需单词作业、单个工具包的套管测井系统,针对更多的稳定套管井,甲方可以将整个测井作业流程简化成一次作业。

总结

新型多功能光谱系统中自补偿σ和热中子孔隙率测井的出现提高了脉冲中子测井的稳定性。随着新FNXS测井和高质量光谱元素浓度扩展测量包的引入,单次脉冲中子测井能够比以前获得更多、更高质量的数据,而外部输入则更少,所需的假设也更少。

在进行建模时有一个很重要的优势,就是这些独立测量结果遵循线性混合定律,这样就可以将它们输入到联立方程中,从而计算各种矿物和液体体积,包括油、水和气体馏分。从这些组分,又可以得到多相饱和度。

该新型工具的另一个优点是不再需要复杂的核模型来解释原始数据,例如PNG发射期间或之后的计数比。相反,适用于裸眼测井数据的方法和解释软件仍然可以适用于套管测井数据储层属性的解释。

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