综合录井仪讲义.docx

1、综合录井仪讲义综合录井仪大体知识和发展方向一、综合录井仪的大体知识1、录井仪的发展进程综合录井是在气测录井和地质录井的基础上包括钻井工程录井逐渐发展起来的。 国外最先1939年录井用于商业服务，国内50到60年代。我国油气勘探初期那时气测录井利用原苏联半自动气测仪,后来我国自行制造仿苏QC_571型半自动气测仪 都是人工点测量,进一步发展为自动气测仪采用记录仪记录总烃和组份两道曲线可以持续测量。可是上述气测仪的检测器均采用铂丝灵敏臂和固定臂组成的测量电桥以和供桥路电压别离测量出总烃和重烃读数值，再换算其百分比含量。70年代开始纷纷研制色谱气测仪。72年气测录井利用SQC_701型自动色谱气测仪

2、。气测录井仪技术性能有很大飞跃，气测录井气体分析由距离点测量变成自动持续测量。烃类检测器由高灵敏度氢火焰离子检测器代替铂丝灵敏臂，测量精度由千分之几提高到几十PPM，烃类气体可分析C1、C2、C3、iC4、nC4多种组分。综合录井仪地矿系统最初引进了美国泥浆公司的MD_1000综合录井仪，备有各类工程参数的传感器，各信息传递均为气体传送，并应用气动式指针仪表显示和记录。气体分析检测器采用黑白元件。同时期石油部系统引进法国地球物理服务公司的TDC综合录井仪，华东石油学院引进贝罗特公司CAD综合录井仪。TDC综合录井仪首先将计算机用于综合录井仪，采用VIGLANCE系统，烃类气体分析检测器为黑白元

3、件。该综合录井仪包括气测录井、地质录井、钻井实时监测、泥浆录井、地层压力录井、钻井优化、工程数据和资料整理等一整套综合录井程序。1986年中国石油天然气总公司(CNPC)引进国外40多套、四种型号的综合录井仪，这次大量引进对我国综合录井技术和综合录井仪的制造都有很大增进和提高。国外录井技术方面：1.烃类气体分析周期愈来愈短：4分、2分、1分、最短可达30秒；2.软件发展走向:：统一化、平台化、标准化、智能化；3.新技术应用：定量、恒效率脱气，持续分析；4.钻具振动随钻检测；5.定量荧光；6.多井对比；7.井涌监测；8.综合录井计算机新技术；9.地层综合评价技术；10.MWD技术、LWD(随钻录

4、井技术)；11.热成相技术； 仪器制造：国外综合录井仪制造商竞争相当激烈。综合录井仪性能都向更稳定、功能更齐全方向发展，能适应各类用户的不同要求，增强现场服务，使新产品不断出现。美国贝克休斯公司第一代产品XLBASE，第二代产品DMS，第三代产品DRILLBYTE(具有PC 网络)。法国地球物理服务公司第一代产品TDC，第二代产品GEO-5000，第三代产品GEO-6000。美国哈里伯顿公司第一代产品GEO DATA，第二代产品SDL，第三代产品SDL-9000(具有UNIX工作站)。三家公司占居世界录井市场90%份额,它们都以高性能综合录井仪产品和良好的录井服务位居主导地位。最近几年来，国内

5、有很多厂家和油田投入力量制造综合录井仪及其相关产品。其中以上海神开公司为代表：90年代初期产品SK-lZ01综合录井仪经现场利用取得认可；90年代中期，研制出各类高性能传感器、分析仪器，取消了大量二次仪表；均以计算机、打印机显示和输出。并具有防爆、室内H2S、可燃气体报警系统的升级产品SK-lZ02正压防爆综合录井仪（适用于海上和有防爆要求的场合）；90年代后期与贝克休斯公司合作研制生产的DRILLBYTE综合录井仪。新近推出新一代SK-2000和SK-2000F综合录井仪。总线结构的新型录井仪即将面世。综合录井仪制造厂家还有新乡电子工业部22所的产品SLZ录井仪。上海石油仪器厂的产品SOC-

6、882升级气测仪、SDH-941地化气测仪,并与哈里伯顿公司合作生产的SDL-9000综合录井仪。录井技术是油气勘探开发活动中最大体的技术，是发现油气藏、评价油气藏最及时、最直接的手腕,具有获取地下信息及时多样、分析解释快捷的特点。综合录井技术是在地质录井基础上发展起来的，初期的综合录井服务包括深度测量、地质描述和利用热导捡测仪进行气测录井服务。随着找油找气难度的增加，油公司对提高钻井效率的重视和对安全环保问题的关注和现代电子学和计算机技术的应用,使综合录井技术取得了较快的发展。二、功能和作用 综合录井仪是在石油钻井进程中持续录取所钻地层释放出来的油、气显示、钻井工程、泥浆性能、地层地质等参数

7、,用以识别油、气、水层和地层评价、生油岩和油源评价。监测钻井施工、检测地层压力、优化钻井保护油气层等为实现科学钻井提供先进方式和技术。 综合录井是直接发现油气层的好手腕,是其它手腕所不能替代的。成立钻遇地层剖面、地层层序及烃类气体百分含量转变剖面。 配合科学钻井可以在持续钻井全进程,实时地对各类作业监督和记录,从而及时发现钻井施工中的隐患和事故苗头,配合固井进行计量,配合下套管测量地层破裂压力等。提供喷射钻井的水眼选择,优化、平衡钻井提供必要的参数资料。 SK-2000型综合录井仪是公司吸取国内外的先进技术和积累连年专业基础上，依托我公司科技人材的优势和上海雄厚的工业基础研制成功新一代石油勘探

8、、开发的重要仪器设备，在整体设计和制造技术上起点高、技术先进。SK-2000型综合录井仪是集石油钻井、地质勘探、传感技术、微电子技术、计算机技术、精密机械、色谱分析、集装箱制造技术、强配电及UPS等多种技术于一体的高技术产品。SK-2000型综合录井仪在钻井进程中可以持续监视油气显示情况，并对显示做出解释评价、收集分析岩屑样品，成立钻井地层剖面及其含油气性，实时收集钻井工程、泥浆、压力等各类钻井参数和显示各类钻井工作状态画面和图形，并贮存、处置、打印近几百项数据，具有多种资料处置功能。SK-2000型综合录井仪包括有：采用国际标准20多套各类电流型传感器。配备具有极好的线性指标，技术先进的色谱

9、分析系统、各类地质仪器、适应不同环境要求的脱气系统装置，采用智能模块化的数字通信技术的信号处置接口系统、高性能、高水平。计算机硬件系统配置和采用Win9八、Win2000及WinNT平台，可扩展局域网的联机收集系统和先进脱机处置系统软件。SK-2000型综合录井仪为了适应综合录井仪的不同工作环境及防爆要求，可分为非防爆型的SK-2000综合录井仪和防爆型SK-2000F综合录井仪两种型号。强配电保护系统和UPS不中断电源，能适应不同的工作环境。对防爆型SK-2000F综合录井仪提供正压防爆综合录井仪房，配置有增压防爆系统。在录井房失压和可燃气体、有毒气体（H2S）超标条件下，自动声光报警，自动

10、切断电源。采用防爆型各类传感器和隔离安全栅。SK-2000型综合录井仪能适应复杂多变地理环境和现场，在恶劣供电条件下也能安全、靠得住、长期地运行。3、大体配置 综合录井仪的类型多种多样，可是它们的大体功能和作用是大体相似的，故综合录井仪大体设备是大同小异的，现以SK-2000型（含防爆）综合录井仪为例介绍其设备配置情况。仪器部份：氢焰色谱仪（3Q02）、热导色谱仪（3R03）、氢气发生器（9Q400）、空气紧缩机、电动脱气器(7T02)、 H2S检测器、3056记录仪、接口箱(7J02)、计算机（收集机、工作站、服务器各一台）、打印机（EPSON1520K三台）、彩色显示器4台、终端3台。传感

11、器部份：传感器包括有：悬重、立压、套压、扭矩、液位、转速、泵冲、H2S、电导、温度、密度、流量、绞车等。配套设备：拖撬（防爆型或非防爆型）、空调、冰箱、电源控制系统、不中断保护电源（UPS）。地质装备：荧光灯、碳酸盐分析仪、泥岩密度测定仪，热真空蒸馏全脱气装置、双目显微镜、复印机、晒图机、烘箱、分析仪。技术指标：1天然气总烃检测器和组分检测器 总烃检测器：最小检测浓度（50PPm）100%（甲烷） 烃组分检测器：最小检测浓度（30PPm）100%（甲烷），在3分钟分析周期内可 分析出C1C5。 非烃组分检测器：CO2测量范围：100%，测量精度% H2测量范围：2%，测量精度%2传感器A.泵冲

12、：测量范围30、60、120、240、480、960、1920次/分可选，精度1%B.转盘转速：测量范围30、60、120、240、480、960、1920次/分可选，精C.度1%D.转盘扭矩：测量范围：0（0），精度2%（）E.立、套管压力：测量范围：040Mpa、060Mpa精度：2%F.大钩悬重：测量范围：06MPa（04500KN），精度：2%G.泥浆温度：测量范围：0100，精度：1H.泥浆密度：测量范围：l，精度：1%I.泥浆电导率：测量范围：0250ms/cm，精度：2%（）J.泥浆出口流量：测量范围：0100%（相对流量），精度：5%K.泥浆池体积：测量范围025m（可按用户要

13、求而定），精度：%L.绞车传感器：测量范围09999数,精度：1cm/单根M.动力电源主要技术指标 电源设备：电源输入：电压：380/220V（+20%，-30%） 频率：50HZ（15 HZ） 电源输出：电压：220V5% 频率：501HZ 波形失真：5% 中断电源持续时间：满负荷工作时：10min 适用于电网电源或柴油发电机供电。 仪器有过载、短路、漏电安全保护、缺相保护与报警。防爆电气箱有自 动检测可燃气体H2S气体，并能在失压、烟雾、可燃气体、H2S浓度超 限时自动切断电源与声光报警。传感器安装位置 1.钻台处 立管压力SPP 装在立管上 转盘转速RPM 感应转盘传动轴的目标 扭 矩T

14、ORQ 机械装在链条下,电动卡在电动扭矩电缆上 大钩负荷 装在死绳结处 井 深DEPTH 装在滚筒轴上 井口硫化氢H2S 装在井口喇叭口周围 2.钻井液出口处 出口排量MFO 装在出口管线上 出口密度MDO 装在出口缓冲灌中 出口电导率MCO 装在出口缓冲灌中 出口温度MTO 装在出口缓冲灌中 脱气器TRIP 装在出口缓冲灌中 出口硫化氢H2S 装在出口缓冲灌上方周围 3.循环灌上 1#液位传感器 PIT1 装在1号灌上 2#液位传感器 PIT2 装在2号灌上 3#液位传感器 PIT3 装在3号灌上 4#液位传感器 PIT4 装在4号灌上 5#液位传感器 PIT5 装在5号灌上 4.钻井液入口

15、处 入口密度MDI 装在入口缓冲灌中 入口电导率MCI 装在入口缓冲灌中 入口温度MTI 装在入口缓冲灌中 5.泵房 1#泵冲SPM#1 装在1号泵上 2#泵冲SPM#2 装在2号泵上 6.其它 套压CSIP 装在节流管汇压力表处 排放管线上的硫化氢H2S 装在色谱分析排放管线上 二氧化碳CO2 装在仪器房样品气入口管线上 碳酸盐含量分析仪表 装在地质房（或仪器房） 泥岩密度分析仪 装在地质房 荧光分析仪 装在地质房 晒图仪 装在地质房计算机系统a、全套计算机硬件系统配置有：CPU中心处置器：P、时钟：800MHZ、内存128MB、3软盘驱动器 、显示方式：ASUS 3800、AGP/16M

16、RAM、键盘: 标准键盘、打印机：EPSON； MJ1520K4 CD-ROM：ACER40X(R/W) 、监视器：高分辨率彩显器。b、全套计算机软件系统具有收集、显示、报警、打印、存盘等功能。收集道：采用RS232串口通信。计算：按照收集信号进行运算、比较、并发出必要的报警信号等。显示：按照软件格式，可实时显示各类录井信号的画面。存盘：每米存盘一次或每分钟存盘一次。计算机的软件系统A、实时数据收集程序此程序是随钻实时收集的主程序，是整套软件系统的核心程序。它通过14位32路A/D卡接口箱处置的各类传感器所提供的模拟电量，具有实时收集，计算、多画面显示、报警等多种功能软件能中英文自由切换，能提

17、供二十一个功能模块和显示画面：钻井动画、钻井主参数、系统初始化、传感器标定、钻具管理、色谱标定、长图记录、报警记录、起下钻记录等。B、实时数据处置程序此程序将收集所取得的实时数据生成米数据文件，延迟米数据文件，文件为开放式数据库，随钻实时打印监测数据表。C、脱机数据处置程序此程序是实时数据程序所产生的数据文件后的处置程序，它将产生钻具报告，钻头系列报告、气测录井图、水力学报告、井深报告、压力报表、编辑打印地质和工程日报、水马力报告、地质录井数据的录入，修改和打印，优化钻井的专家系统等。D、监视器数据远程传输 为了便于场的地质监督和工程监督指导生产，别离装置了远离仪器房的100m的监视器，可按照

18、需要选择监视的画面。二、综合录井项目和内容（1）地质录井岩屑录井：岩屑录井是井下被钻碎的岩屑，由泥浆携带到地面，录井人员按照地质设计要求搜集岩屑，进行观察描述，取样分析并绘制综合录井图等一系列的工作。岩芯录井：包括钻井取芯和井壁取芯。钻井取芯按照地质设计的取芯对象不同，又分为油气层取芯和地层控制取芯两种。荧光录井：一般可进行岩屑荧光录井和泥浆荧光录井，目前在现场，有的在进行定量荧光录井，采取有代表性的岩样测定F值。定量荧光录井是利用原油的浓度与原油发出的荧光强度成正比的性质。荧光强度由下列公式表示。F=I0fEPCF-荧光强度I0激发荧光源强度f荧光的相关效率E-所测荧光分子的吸收P-被测溶液

19、的路途长度C-荧光分子的浓度I0和P取决于荧光测定仪，对于给定的荧光分子f和E是固定的。所以荧光强度与溶液荧光分子浓度C成正比。荧光的相关效率随原油组分的转变而转变，重质油相关效率最高，凝析油最低，也就是一样浓度重质油荧光强度要比轻质油高。油气录井：钻井进程中遇有油气显示异样时，对油气的槽面、液面显示转变和泥浆性能及氯离子的转变进行观察和记录。钻井进程中遇有油气显异样时，对油气槽面、液面显示转变泥浆性能氯离子的转变进行观察和记录。1观察和记录泥浆槽面，泥浆池液面的增减转变。泥浆中出现油花、气泡的开始和结束时间，油花和气泡的大小、形状、颜色、散布情况及所占百分比。2密切注意和记录在油气显示进程中

20、泥浆粘度、密度、体积、出口流量等参数的转变，特别在气浸时注意可能产生井涌现象，注意井控。3油气显示异样时，加密做VMS全脱泥浆样品分析，及时准确了解油气和烃组分的组成，对油气显示做出正确的解释。4收集气样，做点火实验。按照火焰的颜色，初步判断气体的性质：兰色干气；黄色湿气含盐水；淡红含淡水；灭火含隋性气体或CO2。5测定和记录泥浆氯离子的含量及其转变。钻时录井：钻时录井指钻头钻进一个单位进尺所用的纯钻时间。采样录井：按照地质设计或合同标书要求收集的各类样品、收集样品的间距、数量的多少、样品重量等。按照地质设计或合同标书要求收集的各类样品、收集样品的间距、数量的多少、样品重量等，一般需要收集以下

21、几种样品：1岩石矿物的薄片、重矿物、差热分析等样品。2油层物性：孔隙度、渗透率、沾度、残余油饱和度、残余水饱和度、碳酸盐岩含量、泥岩含量等样品。3古生物方面：介形虫、孢粉、轮藻、牙形虫、大化石等样品。4生油指标方面：氯仿沥青“A”，三价铁，发光沥青“B”，有机碳、还原硫、簇组分、烃类、元素分析、组分、生油母类型、成熟度等样品。5地层水性质方面：密度、CL、CL、CO3、HCO3、SO4等离子含量、总矿化度、水型、微量元素、酸碱度等样品。6各类样品收集时，应按其各自的要求进行采样送验。（2）气测录井气测录井是钻井进程中发现油气层最直接的方式和手腕。尤其是在新探区发现新含油气层系不可缺少的资料。并

22、可按照油气显示判别油气水层，进行油气层对比。按照气测录井中的任务、方式和目的不同可分类如下：随钻气测录井、扩散气测录井和热真空全脱气气测录井。A、随钻气测录井主要任务持续测量由井筒返出口的泥浆中脱出来的烃类气体。泥浆中携带烃类气主要由两种途径进入泥浆中：一是被钻碎岩屑右游离气，另一种是油气层以渗透的扩散等等运移方式进入泥浆。随钻气测录井是及时、准确捕捉和测量泥浆携带的返出井口的气体。烃类气体的测量，除要高灵敏度、稳定靠得住的分析仪器，还要有高效脱气设备，泥浆性能的控制。油气显示深度位置归位。1按照地质设计和合同标书的要求进行气测录井工作。一般总烃做持续监测，烃组分 进行持续周期分析C1-C5或

23、 C1-C4，也可以对烃组分分析设置门限值，即总烃达必然 含量，再启动烃组分测量。2随钻气测录井的持续脱气装置采用气动脱气器或防爆电动脱气器。浮子脱气器由于脱气效率低一般已不采用。脱气器安装在靠近泥浆出口管的泥浆槽中或振动筛周围，不宜离井口太远安装。3按照地质设计、工程设计或合同标书要求，进行其它气体如CO2、H2S等项目测量，并按照用户要求选择高、低报警门限，以保证安全施工。4泥浆循环迟到时间由计算机自动跟踪，确保气测录井C1-C5分析资料正确归位。录井进程中要经常常利用带色塑料片或电石人工实测，以校正泥浆迟到时间。5及时将气测录井资料绘制气测录井图或编制综合录井图。6油气显示层段进行搜集岩

24、性、烃类气百分含量、非烃气百分含量等资料，及时对油气显示性质做出判断解释。B、扩散气测录井 它是对已发现的油气显示层段，在泥浆静止时在相应井段由于油气层体贴的扩散和渗透作用，形成烃类气体相对较富集含气泥浆井段或以必然移动速度向上扩散。当油气层段具有必然能量还会发生上窜现象（即烃类气上升速度大于泥浆上升速度）。扩散气测录井是在泥浆静止一段时间后循环泥浆时进行。1半途扩散气测录井： 它是在随钻气测录井进程中，对发现较好油气显示层段，在起下钻或停钻静止泥浆一段时间距离后进行，一般要求持续监测2个泥浆循环周期。2完井扩散气测录井完井后泥浆静止24小时以上，如全井发现油气显示层段在一层以上时，则钻头应下

25、到最基层油气层段底部以下，才可以循环泥浆，或划段分几回进行完井扩散气测录井。扩散气测录井只是时间与浓度关系。所以开始泥浆循环时间和结束泥浆循环时间要记录准确，一般半途不得停泵或改变泵冲次（泵速），以避免造成误差。3扩散气测录井计算油气上窜速度公式 其计算方式有容积法和迟到时间法两种：1）容积法的计算公式：V油气上窜速度（米/小时）H油气层深度（米）Q泥浆泵排量（升/分）VC井眼环空每米理论容积（升/米）T1见到油气显示巅峰时间（时：分）T2开泵时间（时：分）T0井内泥浆静止时间（小时）*井身结构有转变应分段计算环空容积，不然误差大。2）迟到时间法的计算公式：h循环泥浆时钻头据的井深（米）t钻头

26、所在井深的迟到时间（分）T2下钻到井深为h的开泵时间（时：分）V、H、T1、T0所代表的含义与（1）公式相同。C、热真空全脱气测录井 主要任务是在目的层或油气层井段按必然间距收集出口泥浆样，进行泥浆热真空蒸馏全脱气，将脱出必然量的气样注入色谱仪中分析。用于定量计算泥浆中含气饱和度、提供评估油气产能参数，也可用于对其它持续脱气效率校正。（3）碳酸盐录井碳酸盐岩含量分析技术已被普遍地应用于现场录井。目前现场利用的仪器主要有两种类型。机械测压式和电子压力传感式。1、分析基础 实验证明：碳酸钙与盐酸的反映速度高于白云岩（碳酸镁钙）与盐酸的反映速度。综合现场的实际情况，岩屑与盐酸的反映主要表现如下：A.

27、灰岩反映速度大于白云岩；B.白云质灰岩中首先出现的是灰岩的快速反映峰，随时间的延长，白云质成份才反映；C.泥质白云岩反映速度较慢；其他类型白云岩反映速度也慢；D.白云岩与热盐酸反映速度比冷盐酸反映速度要快；以上为解释反映记录曲线的基础2、典型碳酸盐岩测定曲线分析 (l)纯净的石灰岩(PueLimestone):碳酸钙含量100% 如图1-3-1所示;一条从O到100%的迅速而又斜率很小的直线代表100%的纯石灰岩。(2)含x质灰岩(LimestoneCalc缸eousRocks);碳酸钙含量在50%到100%之间。如图-3-2所示:反映迅速,一条从O到72%的斜率很小的直线,未能达到100%。

28、0 50 100 0 50 100 图1-3-1 纯灰岩测定曲线图 1-3-2含x质灰岩测定曲线 (3)含次质一次质岩石(LimeyRocks):碳酸钙含量在0到50%之间，如图1-3-3所示:反映迅速，碳酸钙含量为39%。 图 含灰质一灰质岩石 (4)纯净的白云岩(PureDolomites) 如图1-3-4所示:反映缓慢地进行,记录曲线呈弧形上升,大约需要七分钟的时间，记录笔才稳定在100%的位置土。这是典型的纯白云岩样品分析曲线。 图1-3-4 纯白云岩测定曲线(5)含x质白云岩(Dolomites):白云岩含量在50%到100%之间。如图1-3-5所示:反映缓慢地进行，最终达70%。表

29、明此样品含白云质70%。 0 50 100 图1-3-5 含X质白云岩测定曲线(6)含白云质一白云质岩石(DolomiticRocks):良云质含量在O到50%之间。如图1-3-6所示：反映缓慢地进行,最终达20%。表明此样品含白云质20%。通过对上述典型碳酸盐岩分析记录进行一一分析，说明碳酸钙和白云岩的百分含量，只有利用拐点(break point)的方式才能比较确切地说明二者的真实含员。 0 50 100 图1-3-6 含白云岩-白云质岩石测定曲线（4）地化录井 它是用于取得地层含油特征参数的新的录井技术。在钻井进程中对钻遇地层上返的岩屑进行持续、系统地取样分析。主要通过对含油岩屑进行程序

30、升温控制；一般在90可以取得So一为C7以前的烃，以前的烃；在90一300，取得S1为C7一C32的烃，在300一600取得S2一重烃和胶质沥青。然后计算出派生参数：P=So+S1+S2一含油气丰度和B=(So+ S1)/ S2一原油油质轻重及M=P x B油层综合值。其综合值M呈现高值，油层特性取得较好反映，故将油层高M值称之为地化亮点。钻井进程中，应严格挑选和制备具有代表性的岩屑或岩心样品,样品称重要准确，精度要求万分之一，样品重量很多于10克，一般要保留副样以备查。D、在岩样分析进程中升温控制程序要准确。应避免加热坩埚受污染,电热耦要通过调整，使之固定在最佳位置土,以保证岩样分析精准度。

31、E、绘制热解谱图和提交地化分析数据表,其表中记录内容:序号、井号、井段、So、S一、S二、P、B、M和原油性质等项目。F、结合分析仪分析的孔隙度资料绘制P、S1及S1P关系图板。G、现场快速判断贮油层油、气、水性质，进行贮量概算、产能估算。H、对生油岩成立系统，标准生油岩层的地化录井剖面，并对有机质的类型、成熟度、生油门限进行评价。I、地化录井一般是按照地质设计和合同标书要求进行，主要在生油层或油气层进行地化录井。（5）工程录井是在钻井进程中钻进、起下钻循环（划眼）及其它施工状态下，对各类工程参数进行持续实时监测。钻井工程参数是通过各类传感器输出信号，经接口处置后进入计算机进行收集、存贮、处置后，实时显示和实时打印。钻井工程参数：深度系统：大钩负荷、井深、起下钻速度、钻头位置、悬重、钻压、钻时、离底村志、卡瓦信号、时间标志等。工程方面：转盘转速、扭矩、泵冲、绞车等。泥浆系统：泥浆进出口温度、泥浆进出口密度、泥浆进出口电导率、泥浆液面（体