关于测井,这些你都知道吗?
发布时间:2019-05-20
 
 

测井的概念

测井,也叫地球物理测井或矿场地球物理,简称测井,是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性,测量地球物理参数的方法,属于应用地球物理方法(包括重、磁、电、震、核)之一。简而言之,测井就是测量地层岩石的物理参数。

钻井时,在钻到设计井深深度后都必须进行测井,以获得各种地质及工程技术资料,作为完井和地质开发的原始资料。这种测井习惯上称为裸眼测井。其测井发展史经历了模拟测井、数字测井、数控测井、成像测井四个阶段。

 

测井的原理

任何物质组成的基本单位是分子或原子,原子又包括原子核和电子。岩石可以导电的。我们可以通过向地层发射电流来测量电阻率,通过向地层发射高能粒子轰击地层的原子来测量中子孔隙度和密度。地层含有放射性物质,具有放射性(伽马);地层作为一种介质,声波可以在其中传播,测量声波在地层里传播速度的快慢(声波时差)。地层里的地层水里面含有离子,它们会和井眼中泥浆中的离子发生移动,形成电流,我们可以测量到电位的高低(自然电位)。

 

 

RG工程测井

1.  HRAT-高分辨率声学井下电视

 

高分辨率声学井下电视测井仪(HRAT)提供钻孔壁的连续高分辨率定向超声图像。应用固定的声波发生器和旋转声波发射镜,并以聚焦的超声波束对井壁进行扫描。从井壁发射回来的声波信号振幅和走时作为独立的图像记录被同时记录下来。裂隙等特征会降低反射幅度并在测井记录结果中显示为暗色的正弦轨迹。走时测井记录相当于高精度的360臂井径测井仪,可显示开放裂隙和“破裂”的直径变化。所记录的方向信息可用以实时定向图像。

 

2.  Hi-OPTV-高分辨率光学井下电视

 

高分辨率光学井下电视测井仪(Hi-OPTV)使用传统光源提供连续的非常高分辨率的钻孔壁像。基于双曲线镜反射原理的独特光学系统保证探头同时测量360度。实时处理测量数据以磁北极定向展开完整井壁图像。 探头分辨率优于高分辨率声学井下电视(HRAT),并生成真实色彩的图像。

 

3. GR-自然伽马

 

GR是测量地层里面的放射性含量,岩石里粘土含放射性物质最多。通常,泥岩GR高,砂岩GR低。

 

4. CGR-自然伽马能谱

 

自然伽马能谱测井是按不同能量范围记录自然伽马射线的一种测井方法。因为地层放出的伽马射线大多数是由三种放射性同位素——钾、钍、铀衰变产生的,所以自然伽马能谱测井可以给出地层中钾、钍、铀的含量。这些数据对于准确地确定储集层泥质含量、分析沉积环境和生油条件,以及划分岩性都是很有用的。

 

5. CAL-三臂井径

 

井径就是测量井眼尺寸的大小。比如用八寸半的钻头钻的井眼,测量的井径或为八寸半,或大于八寸半(称扩径),或小于八寸半(称缩径)。测量的井径是对所钻井眼尺寸大小的直观认识。

 

6.  钻孔几何测井

 

钻孔几何测井仪由四臂测斜仪和垂直性测井模块结合组成。该测井仪可以替代三臂井径仪(710mm测量范围),其优势在于可提供精确的井眼横截面偏离圆形信息,并且完井研究和地层应力分析需要方向信息。 上部剖面可以记录为标准垂直度。

 

7.  四臂测斜仪

 

由微电阻率测试部分和可拆卸的且可进行独立进行垂直性测井模块组成,微电阻率数据是四个高分辨率的与井壁接触的纽扣电极采集的,这些纽扣电极安装有马达驱动的X-Y井径仪支撑臂上。通过不同深度的的电极,可以探测到任何与钻孔轴心不垂直的平坦地层特征。对四个微电阻率数据与垂直性模块数据组合分析,计算相对于钻孔轴心的地层倾角和倾斜方位。

 

8.  AC-补偿声波/CBL

 

声波即是声波时差,单位为μs/ft,声波时差小,也就是声波在地层传播的时间少,说明地层比较致密和坚硬。反之地层比较疏松。

 

9.  TRGS-全波形三阵列声波

 

从单个发射器和三个接收器获取传输时间和全波形数据,是一种高度紧凑的细孔细孔测井仪,专为岩土工程和采矿应用而设计。

 

10.  DEN-地层密度、密度屏蔽测井, 铁矿石密度探头

 

用放射源向地层发射高能粒子轰击地层的原子来测量密度,密度值是岩石单位体积的密度,包括固体和流体。

 

11.  CNL-双中子

 

用放射源向地层发射高能粒子轰击地层的原子来测量中子,我们也叫中子孔隙度,也叫总孔隙度,测量的是流体体积占整个岩石的百分比。

 

12.  中子|中子SP/SPR

 

中子探头在大多数钻孔条件下提供定性孔隙度测井,适用于金属套管、塑料套管和钻杆钻孔条件。双中子探头可在裸眼泥浆井中提供经过井眼校恒的补偿中子孔隙度测量。 它是定量研究地层孔隙度流体的首选探头。

 

13. 电测井

 

电测井探头(ELOG)是一种经典的水井组合探头,提供浅,中,深地层电阻率测量与自电位(SP)。探头上的电极源一个低频双向电流通过地层返回到绝缘马龙头上方的电缆铠装,该电流流动引起的电位在探头上的各种传感电极上,地面电压值作为参考是进行进行测量。 这些测量值在探头内被转换为可以表征地层电阻率并传输到地面。

 

14.  聚焦电测井(屏蔽测井)

 

电阻率分为微侧向和双侧向(包括浅侧向和深侧向),它们的区别就在于探测深度不一样,深侧向探测深度最大,浅侧向次之,微侧向最小。由于泥浆对地层的侵入不同,井眼为圆心在不同的半径范围内,地层有完全被泥浆侵入、部分被泥浆侵入、未被泥浆侵入,这分别对应微侧向、浅侧向、深侧向探测的地层。

 

15.  双聚焦感应测井/超细感应测井

 

双聚焦感应探头同时提供两个电导率测井,分别对应于“中”和“深”度地层电阻率探测。在多孔介质、渗透性强的地层中,钻井液渗入形成一个具有不同电性的“侵入区”。这两种深度两种深度探测可获得不同深度的地层电性特征。 1“聚焦感应探头仅提供单一介质穿透电导率测井曲线。适用于细孔干燥或塑料套管的钻孔的电导率/电阻率测量,主要用于矿物勘探。

 

16.  垂直性探头

 

垂直性测井仪提供井斜和方向角的精确、连续测量这些数据即可作为测井跟踪记录文件直接输出也可进一步处理成表格和图形输出,包括钻井位置,钻井偏移和真正的垂直深度。

 

17.  陀螺垂直性和磁力三分量测井

 

陀螺仪垂直性探头在井眼周围的金属套管或磁性材料不能使用标准垂直行探头的情况下获取钻孔倾角/方位测井数据。

陀螺磁力三分量探头是用来集磁场的三分量参数和钻井的井斜和方位角,同时该探头还可用于定位磁性矿体。

 

18.  温度电导率探头

 

传感器安置在探头底部绝缘盒子中。在测井期间,井中流体自由通过子侧面底部以及探头上面的气口,流过传感器。该探头的测井应是下井时从上向下记录,以降低流体扰动的干扰。

 

19.  小源密度探头

 

小源密度测井探头提供高质量的标定和井中补偿密度测井,该探头在合理的测速下使用极低强度的60Co伽马放射源,此放射源在很多地区都不需要放射性使用许可证。

 

20.  密度伽马探头

 

当井径受限时,密度/伽马探头(也三探测)以便捷、低成本等优势替代标准的地层密度探头。且该探头的定性密度测量被客户认可的。在不稳定钻孔条件下,通过一个钻孔套管使用无保护核子探头来测井成为一种常见的应用。在这种情况下探头是不聚焦,可测量钻孔周围材料的平均密度。

 

21.  水质量探头

 

探头可含有七个特制的传感器以对流体特性进行测量。最新的牢固型薄膜传感忮术和低漂移的电子器件可以免去复杂的现场标定工作。将测量值校正为标准的温度和压力值。

 

22.  水气采样器

 

水采样器: 水采样器由配置马达驱动阀门的腔室组成,安装在探头顶部和底部。 当探头放入井中时,阀门保持打开,井液自由流入腔室。 在所需的测试深度,通过地面控制系统启动马达关闭阀门以密封腔室,保证采样取回。

气采样器:RG气采样器设计用于取回包含或含有气体的良好流体的未污染样品,同时保持原始井压。探头包含一个带有可移动活塞和电机驱动阀的密封样品室。 在测井之前,手动取出活塞并锁定就位,在样品室内留下部分真空。 在取样过程,阀门在地面控制下打开,井液进入腔室。 然后关闭阀门,将样品封闭在环境压力下。 在地面处,流体可以在仍然处于压力下的同时转移到合适的容器中进行分析。

 

23.  叶轮流量计

 

探头配有安装在双蓝宝石轴承上的轻质螺旋形叶轮。叶轮内部包含磁铁,用于驱动探头内的霍尔效应开关,以检测叶轮是否旋转。单独的测井通道记录旋转时间,根据快和慢的时间轴以改善高低流量下的分辨率。 在探测器中区分了上测和下侧旋转。

 

24.  热脉冲流量计

 

探头包含一个水平线栅加热元件和位于其上方和下方的两个热敏电阻。探头中的孔井允许井液自由流动。 在地面系统的指令下将电流脉冲施加到加热栅格,在栅格附近的液体。暖流前沿向热敏电阻移动被检测到。 根据流动的方向,上部或下部热敏电阻首先检测到温暖的流体。到达热敏电阻的时间差计算流量。

 

25.  微电阻率探头

 

该电阻率法测量基于屏蔽测量方法,由一个环向的电极与中心测量电极保持相同的电位势,强迫其测量电流形成窄电流束。这些电极都在一个弹性的极板上,装在由电机驱动的井臂上,在测量时由弹簧压力使其紧贴井壁。相同的井臂机械原理也应用在井径仪上。可选自然伽马测量可以帮助与其它测井进行相关性判定。

 

26.  激发极化探头

 

测量低频交变电流通过孔隙,饱和水,矿化岩石时所积累的电荷的探头。主要成因是极化电流产生的电子转移作用,这种作用主要发生在铁质的金属与半导体性质的金属矿体颗粒的接触中。

探头中的两个外测电极激发一个可控制的,通过岩层的交变电流。去掉外部电源后,由探头的两个内侧电极测量电压随时间的变化。电压-时间曲线下面的积分面积就是充电率的度量。

 

27.  磁化率探头

 

该探头是一种专为找矿而设计的低频仪器。在压力和温度的变化时,该探头具有非常突出的稳定性。

振动的磁场在探头线圈四周一定距离的地层环形带内感应出变化电流,该电流产生的二次磁场被接收线圈所探测。其“同相”信息即为地层环形带内岩石的磁性反映。

 

28.  P-S悬挂探头

 

P-S 悬挂探头探头是一种低频声学探头,设计用于测量土壤和软岩层中的压缩波和剪切波速度。它使用间接激励而不是传统声波中的模式转换,能够在充水钻孔深度达600米的情况下获取高分辨率的P波和S波数据。

 

29.  声呐井径探头

 

声纳测井探头已经成功研发,可以提供大型孔、轴、洞穴和沟槽墙的延伸情况和定向横截面状况; 将精确的直径测量与完全定向的360°井孔周围视图相结合。700kHz和200kHz型号的探头可用于适应不同的现场流体条件。

声纳探头通过发出被固体物体反射的声音脉冲来进行操作; 用定时发射和反射声波到达探头之间的延迟时间计算距离。声纳井径探头在探头周围以360°弧度进行400次单独半径测量,然后将它们定向为磁北。

 

30.  旁压仪探头

 

旁压仪是一种钻孔侧向载荷试验机,该探头设计用于确定从软岩到硬岩的地面变形特征。 地层岩石 变形特征 的分析对于大坝,桥梁和高层建筑等大型结构的建造是必不可少的。对于大坝,桥梁和高层建筑等大型结构的建造是必不可少的。

旁压仪探头具有一系列探头,可在BQ(60 mm),NQ(76 mm)和HQ(98 mm)钻孔中提供井眼周围岩石压力特征。 使用电传感器直接在探头中测量岩层压力和位移。 机械臂用于测量位移,使维护更容易。 通过探头中的精确半导体换能器测量施加的压力。压力计和数据记录仪:该系统配有数据记录器,探头和电缆,最长可达200米。

 

 

地面设备

1.  Micrologger2 采集系统

 

Micrologger2是测井数据采集的地面采集系统。 它支持所有Robertson Geo探头,包括声学井下电视探头。 结构紧凑,重量轻,Micrologger2可能是最强大的便携式测井系统,全球使用的600多台设备在质量和技术方面都有着可靠的记录。

 

2.  Winlogger采集软件

 

Winlogger是基于MSWindows的Micrologger2操作系统,为各种Robertson Geo探头提供现场采集功能,处理和报告功能。

它易于操作,使用熟悉的工具栏和下拉菜单保留标准的Windows™外观,适用于所有常用功能。该软件包包含强大的功能,包括内置编译器,允许更高级的用户构建自定义的“用户功能”,以便在日志记录期间实时处理多渠道数据。RobertsonGeoWinlogger提供多用户许可证,允许向任何Robertson Geo测井数据用户免费分享软件。事实证明,免费分享软件受到测井服务公司的欢迎,这些公司可能会向客户提供Winlogger,以允许他们在内部回放或重新处理数据,而无需借助第三方软件包。

 

3.  绞车

 

Robertson Geo 设计并制造了不同容量的系列绞车,用四芯电缆或同轴电缆与井下探头链接。

每个绞车都经过精密设计,可在最具挑战性的现场应用中可靠地使用。 绞车与Micrologger2地面系统和全系列RG探头完全兼容,深度可达3,000米。

Mini绞车

500米绞车

600米绞车

1000米/2000米绞车

3000米绞车

Robertson Geo海洋测井团队的丰富的工作经验根据海洋特征的变化对2000米绞车进行改造,以抵抗含盐的腐蚀性环境。通信盒采用防水材料且被硅胶填充以保护电子设备。采用含合金钼的316级不锈钢代替标准钢构件,显著提高耐蚀性,尤其适用于盐碱或氯暴露环境。部件包括结构框架、深度轮、面板、间隔器、轴和齿轮、链轮和链条。

2000m  海洋绞车

 

 

应用领域

1.  岩土工程

 
  • 基础工程

  • 斜坡稳定性研究

  • 断裂检测和分析

  • 地震工程

  • QA检查桩和隔墙

  • 土壤/岩石的现场测试

  • 空隙和旧矿井工作的位置

  • 矿井安全

 

2.  采矿与矿产

 
  • 煤炭和矿产勘探

  • 矿体位置

  • 矿物鉴定

  • 断裂检测和分析

  • 与矿山相关的岩土工程研究

  • 钻孔方向测量

  • 与矿山有关的水文地质和污染研究

 

3.  可再生能源

 
  • 海上风力发电场

  • 地热能

  • 水利大坝

 

4.  水文与环境

 
  • 定位地下水位或水体位置

  • 表征含水层和透水层

  • 建立潜在的水产量和评估新的水井

  • 以检查套管后面的水泥胶结完整性

  • 进行测量钻孔深度

  • 尺寸和垂直度

  • 为监测研究提供永久记录

 

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