成像測井技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望

周彥群，王喜鑫，鹿 昊，沈宏圖，馬金江，榮 宇

（1. 東北石油大學， 黑龍江 大慶 163000； 2. 大慶油田有限責任公司，黑龍江 大慶 163000）

20世紀80年代初，法國地質(zhì)學家首次利用測井技術(shù)進行石油勘探，在以后的一個世紀中，測井技術(shù)先后經(jīng)歷了半自動測井、全自動測井、數(shù)字測井、數(shù)控測井、成像測井五個階段，而現(xiàn)今，成像測井技術(shù)正在趨于成熟，將逐步取代數(shù)控測井技術(shù)的位置。與以往測井不同的是，成像測井不是把數(shù)據(jù)反映為曲線，而是把數(shù)據(jù)直接的反映為可視化的圖像，因此，更能夠直觀的反映地質(zhì)情況，應用起來更加方便。

1 測井技術(shù)研究現(xiàn)狀

測井技術(shù)起源于法國，最能反映測井技術(shù)的發(fā)展和進步的就是測井一起的更新?lián)Q代[1],在將近 100年演化過程中，測井技術(shù)經(jīng)歷了半自動測井、全自動測井、數(shù)字測井、數(shù)控測井、成像測井幾個階段。西方發(fā)達國家中，成像測井技術(shù)正在逐步取代數(shù)控測井技術(shù)，國內(nèi)的成像測井技術(shù)的應用情況基本上與其同步。

2 成像測井技術(shù)分類

2.1 聲波成像測井技術(shù)

2.1.1 超聲波成像技術(shù)

Ultrasonic imaging technology采用的是旋轉(zhuǎn)式超聲波換能器來掃描井眼四周，同時收集回撥波形信號。經(jīng)過處理，把處理結(jié)果按照一定順序顯示出來，這樣井周圍的高分辨率成像圖便可以顯示。它的作用概括如下：能夠進行水泥膠結(jié)質(zhì)量的評價，地層厚度和傾角的測定，探測垮塌現(xiàn)象，沉積形態(tài)與構(gòu)造分析，套管質(zhì)量檢測，分析井眼的形態(tài)，推算地應力的方向。

2.1.2 超聲波成像測井

dipole shear sonic inager是斯倫貝謝公司推出的一種測井手段，其較以往的長源距聲波測井儀器，增加了接收探頭，減小其間距，使得聲波頻率下降，這樣便提高了地層橫波信息的探測強度與斯通利波的記錄。所以, 偶極橫波成像測井(dipole shear sonic imager)在評價薄差儲層、油氣層等許多方面的應用前景十分廣闊[2,3]。

2.2 電成像測井技術(shù)

2.2.1 方位電阻率成像測井技術(shù)

Azimuthal resistivirty image是在雙側(cè)向測井的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的測井方法，ARI一共具有12個電極裝置，將其安置在電極A2的中部，這12個電極裝置幾乎完全覆蓋了井圈四周的地層，這樣就可以測量周圍12個方向的電阻率值的大小。在1995年，斯米茨等人發(fā)明了高分辨率成像測井儀(High resolution imaging logging instrument)。2001年，新型陳列側(cè)向測量儀在阿特拉斯公司推出。

2.2.2 地層微電阻率成像測井技術(shù)

地層微電阻率掃描成像測井技術(shù), 是將多個間距較小的圓形電極裝在測井儀器的多個極板上，當井周圍的地層接收到來自圓形小電極的電流時，井圈周圍地層間流體的電阻率差異導致電流變化，這樣，高分表率的電阻率成像圖就會顯出出來[2]。

2.3 核磁共振成像測井技術(shù)

核磁共振成像測井技術(shù)可以準確的分辨出不同的空隙成分，比如毛細管孔隙度，自由水孔隙度，毛細管孔隙度，束縛水孔隙度等[4]。

3 應用實例

3.1 對裂縫儲層的評價

2003年傅愛兵等在勝利油田采用成像測井記住來評價裂縫性儲層，并對其在沉積相、井旁構(gòu)造分析等進行了描述。裂縫以及溶洞孔洞等可以被成像測井直接的檢測到，對于電阻率成像測井來說，電阻率越高，圖像上的顏色越淺，而對于聲波成像測井，由于裂縫的存在，會有較強的波阻抗面出現(xiàn)，聲波在底層中的傳播時間將會變長，所以，在圖像上顯示為條帶狀。另外，可以結(jié)合對應的FMI,DSI,ARI來研究裂縫的有效性，即裂縫的開啟或者連通情況[5]。

3.2 裂縫成因的分析

2005年鐘廣法等在塔里木油田利用側(cè)向測井技術(shù)分析了裂縫成因，效果顯著。構(gòu)造裂縫是由于構(gòu)造應力的作用而形成，裂縫表面較光滑平坦，成像測井圖像上表現(xiàn)為裂縫寬度均一，成組發(fā)育，同組內(nèi)部的裂縫產(chǎn)狀相似。而非構(gòu)造裂縫是由于除構(gòu)造應力以外的各種外力地質(zhì)作用，剝蝕作用、風化作用等等，此類裂縫形態(tài)雜亂，裂縫空間變化比較大，產(chǎn)狀沒有規(guī)律，這樣來看，成像測井便能區(qū)分出裂縫的構(gòu)造與非構(gòu)造成因[6]。

3.3 在水利工程中得應用

2003年汛期,某水庫堤壩嚴重滲漏，技術(shù)人員立即采用RG imaging measurement system，先后利用OPTV光學視頻成像探頭和BHTV超聲波成像探頭。對測試孔道進行了Ultrasonic imaging和Optical imaging探測。探測的結(jié)果表示，一條近NS走向的裂隙存在于大壩34.6到34.8 m位置,裂隙面傾向為西傾50 b, 裂隙斷距大概5到8 cm。這條裂縫的延展帶近垂直穿過水庫堤壩,證明是是水庫大壩滲漏的主要通道[7]。

4 展望與結(jié)論

成像測井技術(shù)是涉及地質(zhì)，計算機，物理，數(shù)學，機械等多學科的技術(shù)，成像測井技術(shù)現(xiàn)在依然是測井方向的前沿技術(shù)，需要地質(zhì)學家及計算機等領(lǐng)域?qū)＜业牟粩嗯?，使其不斷完善，并降低其成本，只有這樣才能在新老油田的勘探開發(fā)中普遍應用，發(fā)揮出更大的作用。

為了能夠更好的推進成像測井技術(shù)的進步，中國做出了很多的努力，包括一些實驗室、研究中心以及其他的一些機構(gòu)，致力于研究裂縫。中國也很支持關(guān)于成像測井的試驗研究.很多研究單位包括企業(yè)，高校等的科研人員都在為裂縫的研究努力著。

成像測井技術(shù)不但使測井技術(shù)在石油勘探開發(fā)中的應用范圍得以拓寬, 而且提高了以往測井方法在處理解決地質(zhì)勘探問題上的精準度。成像測井技術(shù)正在不斷的完善，其在油氣勘探開發(fā)與建筑、水利等方面的不可替代作用，使其必將成為主流測井技術(shù)。

［1］譚廷棟.成像測井技術(shù)[J]. 勘探家,1997,2(1):33-37.

［2］吳鵬程, 陳一健, 楊琳等. 成像測井技術(shù)研究現(xiàn)狀及應用[J]. 天然氣勘探與開發(fā),007,30(2):29-32.

［3］肖立志, 謝然紅, 蔡細元, 等.新世紀的測井技術(shù)-網(wǎng)絡(luò)測井及其技術(shù)體系初探[J].測井技術(shù), 2003, 27(1):6-10.

［4］李紅欣，李天林，杜江. 成像測井技術(shù)的現(xiàn)狀及其應用[J]. 石油和化工設(shè)備,2013,16(6):40-42.

［5］傅愛兵,吳輝,等. 成像測井技術(shù)在裂縫儲層評價中的應用[J].油氣地質(zhì)與采收率,2003,10(2):67-70.

［6］鐘廣法, 祁興中,等. 電成像測井資料在裂縫成因分析中的應用[J].物探與化探, 2005,29(2)：116-119.

［7］查恩來,丁凱. 成像測井新技術(shù)在水利工程中的應用[J].地球物理學進展,2006,21(1):290-295.