地層評價(jià)與測井技術(shù)新進(jìn)展:第62屆SPWLA年會綜述

王小寧

(中國石油集團(tuán)測井有限公司測井技術(shù)研究院,陜西西安710077)

0 引 言

巖石物理學(xué)家和測井分析家協(xié)會(Society of Petrophysicists and Well Log Analysts,SPWLA)成立于1959年,總部設(shè)在美國休斯頓,是石油地球物理測井領(lǐng)域非常權(quán)威的國際學(xué)術(shù)組織。SPWLA致力于石油地球物理學(xué)科的發(fā)展,旨在提升石油天然氣行業(yè)和科學(xué)界對巖石物理學(xué)的認(rèn)識和價(jià)值,為石油和礦產(chǎn)行業(yè)的技術(shù)人員提供信息服務(wù)。1960年以來,SPWLA每年都會召開一次測井年會,由于年會上交流的論文都是最新研究成果,因此,年會被看作是了解國際先進(jìn)測井技術(shù)進(jìn)展的窗口。

第62屆SPWLA測井年會于2021年5月17日至20日由美國波士頓分會承辦,線上召開。來自全球40多個國家和地區(qū)的油公司、測井服務(wù)公司、科研單位及高校的1 000多位巖石物理學(xué)家、地層評價(jià)專家和工程技術(shù)人員在線參加了年會,其中來自中國石油集團(tuán)有限公司、中國海洋石油集團(tuán)有限公司、中國石油大學(xué)等單位的作者有11人。

會議安排了4個專題講座:①巖石物理中的不確定性:統(tǒng)計(jì)分析方法;②巖石物理在能源轉(zhuǎn)型中的作用;③SPWLA機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能研討會;④從經(jīng)驗(yàn)方法到概率方法的巖石物理巖石分類(包括驗(yàn)證)等。第62屆SPWLA測井年會從機(jī)器學(xué)習(xí)、案例研究、完井巖石物理與儲層監(jiān)測、深層儲層評價(jià)、套管外地層評價(jià)、常規(guī)儲層評價(jià)、非常規(guī)儲層評價(jià)、測井新技術(shù)、老油田的油層巖石物理等9個方面進(jìn)行了技術(shù)報(bào)告交流和論文展示。

2021年的SPWLA技術(shù)委員會由38位巖石物理學(xué)家和儲層評價(jià)專家組成,每篇收到的摘要獲得至少14個專家的評分,錄用標(biāo)準(zhǔn)為50分。第62屆年會共收到論文摘要251篇,正式錄用論文129篇,最終在線交流118篇。年會評選出2020年第61屆SPWLA測井年會優(yōu)秀論文,同時(shí)宣布,第63屆SPWLA測井年會將于2022年6月11日至15日在挪威的斯塔萬格(Stavanger)召開。

1 專題學(xué)術(shù)報(bào)告交流

1.1 機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)展(21篇)

受新冠肺炎疫情和低油價(jià)的影響,2020年世界測井服務(wù)業(yè)務(wù)受到很大影響,降低作業(yè)成本,提高生產(chǎn)效率成為各大測井公司運(yùn)營的主要目標(biāo)之一。隨著大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)在測井行業(yè)的深入應(yīng)用,降低測井成本、提高測井時(shí)效的智能化測井技術(shù)得到快速發(fā)展。第61屆SPWLA年會共交流機(jī)器學(xué)習(xí)方面的論文7篇,第62屆年會機(jī)器學(xué)習(xí)的論文增長至21篇。

挪威科技大學(xué)的Kurdistan Chawshin等[1]提出了一種使用3D全巖心CT掃描圖像進(jìn)行巖性分類的深度學(xué)習(xí)方法,研究了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在巖相自動分類中的應(yīng)用;通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深度學(xué)習(xí),了解卷積衍生的3D特性與專家判斷出巖相類別之間的關(guān)系;使用經(jīng)過訓(xùn)練的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器預(yù)測挪威大陸架的一組未知的3D巖心CT數(shù)據(jù)的巖相,訓(xùn)練模型可以進(jìn)行高精度的巖相分類,誤差約為3%。該方法與手動巖心分類相比,能夠更準(zhǔn)確地描述巖石各向異性,減少巖心分析的時(shí)間和成本,提高整體決策水平。

非常規(guī)儲層評價(jià)一般是利用測井資料計(jì)算總有機(jī)碳含量、巖石密度、孔隙度和飽和度,通過調(diào)整解釋模型參數(shù),實(shí)現(xiàn)測井曲線計(jì)算的飽和度與密閉取心飽和度匹配。康菲石油公司的Edwin Ortega[2]采用了自動化和標(biāo)準(zhǔn)化的非常規(guī)儲層巖心數(shù)據(jù)計(jì)算流程,所有巖心測量得到的礦物、地球化學(xué)和飽和度等數(shù)據(jù)都使用Spotfire?軟件按照相同條件集成到數(shù)據(jù)庫中;將集成巖心數(shù)據(jù)庫引入數(shù)據(jù)科學(xué)軟件包JMP?,建立基礎(chǔ)礦物和流體的關(guān)系,快速識別儲層非碳酸鹽無機(jī)化合物,簡化礦物體積計(jì)算。

隨鉆偶極聲波測井儀器是單極和四極測量的補(bǔ)充,可提供橫波的各向異性測量。斯倫貝謝公司的Lin Liang等[3]開發(fā)出一種基于物理驅(qū)動的機(jī)器學(xué)習(xí)方法,以提高隨鉆測井偶極聲波數(shù)據(jù)的解釋精度。用一種各向異性尋根模式搜索算法生成地層縱波色散曲線,該曲線可將高角度井和水平井中強(qiáng)各向異性地層中的色散測量結(jié)果與已知的工具模型相匹配。經(jīng)過質(zhì)量控制和驗(yàn)證,將綜合數(shù)據(jù)集用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練。利用這種高效的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,將反演算法與聚類算法相結(jié)合,從寬帶色散分析算法中標(biāo)記和提取地層彈性波(或縱波)模式。這種新方法可以自動標(biāo)記地層彈性模式,并同其他相關(guān)參數(shù)(如鉆井液慢度)一起自動轉(zhuǎn)換為地層撓曲波形式,無需用戶干預(yù)。

機(jī)器學(xué)習(xí)算法的最新進(jìn)展以及Python中圖像處理模塊的可用性表明,訓(xùn)練裸眼井測井?dāng)?shù)據(jù)識別紫外線熒光巖心圖像的變化,可識別復(fù)雜儲層中碳?xì)浠衔?。Universidad de America的Angelica Castro等[4]提出一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的新方法,類似于使用面部識別算法,用于預(yù)測砂巖中碳?xì)浠衔锱c基本測井?dāng)?shù)據(jù)之間的復(fù)雜關(guān)系,無需使用任何明確的解析表達(dá)式。這項(xiàng)研究介紹了巖石物理學(xué)新方法:在不依賴明確解析表達(dá)式的情況下預(yù)測油氣產(chǎn)出。通過基本測量和熒光照片預(yù)測復(fù)雜巖石性質(zhì),為石油公司在減少人員和開支的同時(shí),快速有效地做出勘探和評估決策,開辟了一條新途徑。

對地質(zhì)情況復(fù)雜的儲層進(jìn)行巖相分類需要很長時(shí)間。斯倫貝謝公司的Yuki Maehara等[5]將機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用于日本東北部陸上火山巖地層測井曲線巖相分類,輝綠巖和板狀熔巖有類似的硬度/阻抗,手動分類困難;機(jī)器學(xué)習(xí)對選定的5個測井參數(shù)進(jìn)行自動聚類分析,交叉熵聚類首次使用K均值聚類輸出進(jìn)行初始化,由此產(chǎn)生的類由高斯混合模型進(jìn)一步細(xì)化,隨后由隱藏的馬爾可夫模型進(jìn)一步細(xì)化,該模型考慮了連續(xù)深度之間的類的序列依賴性,成功識別出板狀熔巖和輝綠巖之間的測井響應(yīng)差異。這一結(jié)果通過巖心薄片觀測得到證實(shí),無人監(jiān)督方法有助于在缺乏成像測井資料的油井中確定區(qū)域巖相分布以及油藏流體動態(tài)特征。

1.2 案例研究(14篇)

隨著技術(shù)飛速發(fā)展、人員不斷變化以及COVID-19大流行對石油和天然氣行業(yè)的影響,技術(shù)人員學(xué)習(xí)模式已經(jīng)從現(xiàn)場結(jié)構(gòu)化課程轉(zhuǎn)變?yōu)樵诰€、按需短期課程培訓(xùn)。SPWLA教育小組,編寫了“未來巖石物理學(xué)家的技能指南”[6]。該指南涵蓋地球科學(xué)和工程作業(yè)、基礎(chǔ)巖石物理數(shù)據(jù)采集、綜合地層評價(jià)、地層評價(jià)中的隨鉆巖石物理和地質(zhì)導(dǎo)向、儲層動態(tài)監(jiān)測、綜合巖石物理建模和數(shù)據(jù)驅(qū)動的巖石物理等主題。它對于有興趣通過學(xué)習(xí)成為巖石物理學(xué)家的學(xué)生、有興趣為巖石物理學(xué)家制定培訓(xùn)計(jì)劃的公司以及有興趣為巖石物理學(xué)家制定技能評估計(jì)劃的組織來說,都非常有用。

哥倫比亞Casabe油田的出砂量大,嚴(yán)重影響生產(chǎn)井質(zhì)量和施工安全,斯倫貝謝公司的Cristian Andrés Escarraga等[7]采用新一代水泥評估和孔隙度儀器,通過對測井?dāng)?shù)據(jù)綜合分析,得到裸眼井壁的幾何形狀,識別與套管變形、腐蝕和水泥退化有關(guān)的套管外的孔洞發(fā)育情況。修復(fù)孔洞,并優(yōu)化生產(chǎn)流程后,油井停止工作時(shí)間從40%減少到10%,油井除砂操作從每年3.4次減少到1.4次。

哈利伯頓公司的Roddy Hebert等[8]利用井周超聲波掃描儀器獲得的阻抗數(shù)據(jù)和脈沖渦流儀器測量到的光纖電纜夾具位置,定位光纖具體位置,保證在不損壞光纖電纜的情況下實(shí)施定向射孔。

1.3 完井巖石物理與儲層監(jiān)測(6篇)

德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的Mehdi Teymouri等[9]開發(fā)了一套孔隙尺度的數(shù)值模擬軟件,能夠可靠評價(jià)各向異性和非均質(zhì)碳酸鹽巖地層在孔隙壓力和動態(tài)流動下的力學(xué)性質(zhì)。

儲層動態(tài)飽和度準(zhǔn)確監(jiān)測對于優(yōu)化儲層管理至關(guān)重要。沙特阿美公司的Yahia Eltaher等[10]介紹了2家測井供應(yīng)商的最新脈沖中子測井儀器,并進(jìn)行了比較研究,評估其能力和性能。新型儀器提高了測井?dāng)?shù)據(jù)質(zhì)量,改進(jìn)了能譜數(shù)據(jù),可獲得更好的地層孔隙度響應(yīng)結(jié)果。

1.4 常規(guī)儲層評價(jià)(28篇)

常規(guī)儲層評價(jià)方面,第62屆SPWLA年會注重對基礎(chǔ)地球物理理論的討論和分析,以及對常規(guī)測井參數(shù)的深入研究和探討。

德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的Isa Silveira Araujo等[11]采用分子動力學(xué)模擬方法,對儲層條件下巖石的潤濕性進(jìn)行了評估。結(jié)果包括:量化純礦物的潤濕性,量化儲層溫度對潤濕性的影響,確定石油組分對潤濕性的影響,用實(shí)驗(yàn)結(jié)果交叉驗(yàn)證分子動力學(xué)模擬的潤濕性結(jié)果。結(jié)果表明,石英、方解石和長石在室溫下的癸烷-水-礦物之間的交會角在20°～70°,表明這些礦物的表面親水。溫度對水滴形成的交會角有顯著影響,溫度從300 K升高到380 K會使石英、長石和方解石表面的接觸角度減少約30%。通過了解原油組分、儲層溫度、巖石結(jié)構(gòu)等多種因素對巖石潤濕性的綜合影響,可以改進(jìn)儲層模型,更準(zhǔn)確地評估流量特性。

科威特大學(xué)的Ali Garrouch等[12]應(yīng)用維度分析,推導(dǎo)出使用裸眼井測井資料估算滲透性的替代模型。該模型基于基本的巖石結(jié)構(gòu)參數(shù)和巖石類型,構(gòu)建了反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),通過測量體積密度、光電吸收截面指數(shù)、核磁共振測井屬性和地層水視電阻率等裸眼井測井資料估算流動區(qū)域指數(shù)FZI。反過來,FZI可用于估算離散的巖石類型和平均特征孔喉半徑。

德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的Andres Gonzalez等[13]采用基于圖像的特性、RCA數(shù)據(jù)和基于CT掃描的體積密度,通過迭代工作流程優(yōu)化巖石分類;引入了一種魯棒性優(yōu)化方法評估巖石類型和巖石物理特性;自動使用全巖心CT掃描圖像來增強(qiáng)對石油物理特性的估計(jì),并將全巖心CT掃描圖像與測井?dāng)?shù)據(jù)和RCA數(shù)據(jù)集成起來進(jìn)行巖石自動分類。

哈里伯頓公司的Bin Dai等[14]演示了一種新型壓縮感應(yīng)寬帶光譜儀,可提供精確的高分辨率光譜測量;專門設(shè)計(jì)的寬帶濾波器簡化了光譜儀的機(jī)械、電氣、光學(xué)和計(jì)算結(jié)構(gòu),保證高信噪比、穩(wěn)定性和更廣光譜范圍的流體光譜測量;重建光譜的波長為450～3 300 nm;討論了壓縮感應(yīng)寬帶光譜儀設(shè)計(jì)、流體分類和光譜重建算法,以及該技術(shù)對流體連續(xù)性評估、樣品污染評估和數(shù)字取樣的適用性。

井下斷裂程度和裂縫網(wǎng)絡(luò)分布對于了解井下地層特征和未來井位布置至關(guān)重要,是建立動態(tài)儲層模型的關(guān)鍵參數(shù)。斯倫貝謝公司的Harish B Datir等[15]建議在儲層中進(jìn)行綜合工作流程測試,利用井眼聲學(xué)數(shù)據(jù)和超聲波成像描述井壁外的斷裂網(wǎng)絡(luò),確定井周的透水和斷裂區(qū)域。這些數(shù)據(jù)輔之以核磁共振、介電掃描和光譜學(xué)數(shù)據(jù),可深入了解儲層石油物理特性。

1.5 非常規(guī)儲層評價(jià)(23篇)

為了評估非常規(guī)儲層中的礦物組成、巖石物理參數(shù)和氣/油/水飽和度,中國石油大學(xué)的張峰等[16]開發(fā)了一種多探測器脈沖中子測井儀,該儀器由2個He-3熱中子探測器和1個LaBr3伽馬探測器組成。近遠(yuǎn)探測器之間的熱中子計(jì)數(shù)比與元素含量相結(jié)合可以得到中子孔隙度,消除復(fù)雜巖性的影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室測得的一些刻度井?dāng)?shù)據(jù)以及數(shù)值模擬方法,研究了不同巖性特征和礦物類型對熱中子計(jì)數(shù)比的影響。

巖心實(shí)驗(yàn)室Core Lab的Harry Xie等[17]開展了使用固體20 MHz核磁共振技術(shù)測量非常規(guī)致密烴源巖的干酪根、固體有機(jī)物等方面的研究工作,無損固體核磁共振方法為研究固體有機(jī)物提供了一種替代和快速的方法。

挪威大陸架上鉆井的成本很高,碳?xì)浠衔锿ǔＮ挥趶?fù)雜儲層中,因此,實(shí)時(shí)優(yōu)化地質(zhì)導(dǎo)向測井井位至關(guān)重要。NORCE Norwegian Research Centre As的Nazanin Jahani等[18]將近似LM-EnRML的方法集成到地層評價(jià)工作流程中,通過降低測井?dāng)?shù)據(jù)和數(shù)學(xué)模擬測井?dāng)?shù)據(jù)之間的統(tǒng)計(jì)不匹配度,估計(jì)電阻率、密度測井?dāng)?shù)據(jù)和邊界位置模型參數(shù)的相關(guān)不確定性,以及石油物理地層特性及其不確定性,實(shí)時(shí)解釋測井資料。

W.D.Von Gonten Laboratories的John Degenhardt等[19],利用全巖心的高采樣率地球物理掃描,對非常規(guī)儲層和層壓砂頁巖儲層進(jìn)行化學(xué)地層學(xué)和巖相建模;對美國2個有機(jī)頁巖盆地多個巖心的地球物理特性進(jìn)行高分辨率實(shí)驗(yàn)室測量,利用機(jī)器學(xué)習(xí)分析數(shù)據(jù)以構(gòu)建新的高分辨率測井相、化學(xué)相和巖相模型;將孔徑測量(NMR、SEM、BET等)與巖心尺度的化學(xué)測定相結(jié)合,建立了研究區(qū)的有機(jī)頁巖盆地模型和巖相模型。

斯倫貝謝公司的Harish B Datir等[20]提出了一種提高復(fù)雜碳酸鹽巖儲層測井解釋精度的方法。提出從放射性能譜中直接定量測量地層氯離子濃度的技術(shù),有助于解決地層表面水鹽度問題,為刻度地層熱中子俘獲截面提供了途徑,并可利用介電色散和地層熱中子俘獲截面進(jìn)行聯(lián)合反演。

1.6 測井新技術(shù)(23篇)

斯倫貝謝公司的Tian Hua Zhang等[21]提出了一種基于偽速度的圖像處理方法,可以降低隨鉆成像測井解釋的不確定性;利用合成數(shù)據(jù)研究了2個圖像處理中的不同步問題;重力效應(yīng)和BHA黏滑效應(yīng);該研究建議使用帶通濾波器和窗口閾值來恢復(fù)壓縮和拉伸的圖像,以提高圖像質(zhì)量,減少圖像解釋的不確定性。

新型雙粒子探測器CLYC(Cs2LiYCl6:Ce)可以同時(shí)測量伽馬射線和熱中子信號,為利用脈沖中子測井進(jìn)行氣體飽和度評價(jià)提供了新手段。中國石油大學(xué)(華東)的梁啟軒等[22],研究了由2個LaBr3探測器和1個CLYC探測器組成的新型脈沖中子測井儀,其CLYC探測器的間距為75 cm。除了傳統(tǒng)的C/O和宏觀俘獲截面測量功能外,CLYC探測器還可以實(shí)現(xiàn)對氣體飽和度的定量評價(jià)。

中國石油大學(xué)的陳雪蓮等[23],采用滑移邊界理論,將套管井聲波建模應(yīng)用于水泥膠結(jié)評價(jià),可以對膠結(jié)不良、水泥缺失、接口粗糙和不規(guī)則、微螺桿等引起的各種膠結(jié)問題進(jìn)行評價(jià)。由于剛度參數(shù)與水泥膠結(jié)強(qiáng)度直接相關(guān),因此,基于剛度的新方法優(yōu)于現(xiàn)有的波浪振幅法,可以更好地對水泥膠結(jié)質(zhì)量進(jìn)行定性和定量評價(jià)。

現(xiàn)有的地下基礎(chǔ)設(shè)施可能對新油井的鉆探構(gòu)成重大危險(xiǎn)。哈里伯頓公司的Nigel Clegg等[24],研究了基于隨鉆電磁波超深探測儀器的鄰井探測技術(shù)。使用超深電磁波測量識別舊井,可以引導(dǎo)新油井遠(yuǎn)離危險(xiǎn),防止碰撞。這種超深電滋波技術(shù)在井位和地層評估方面超越了傳統(tǒng)方法,可提高鉆井安全性。

2 年會概況

受到全球新冠疫情影響,2021年第62屆SPWLA年會同2020年一樣,還是在線上舉行。會議承辦方SPWLA波士頓分會通過技術(shù)手段,通過APP和多個網(wǎng)絡(luò)平臺直播,參會作者通過預(yù)先錄制的視頻展示論文內(nèi)容,并實(shí)時(shí)在線與參會者進(jìn)行技術(shù)討論。線上會議給全球各個國家的石油物理測井技術(shù)人員、石油院校和相關(guān)高校師生提供了經(jīng)濟(jì)、快捷的參會方式,促進(jìn)了石油測井新技術(shù)的傳播和巖石物理學(xué)知識的分享,線上參會人數(shù)達(dá)1 000多人,遠(yuǎn)高于2020年線上注冊人數(shù)350人,推進(jìn)了測井新技術(shù)的交流和傳播。

第61屆SPWLA年會共收到384篇摘要,從中選出145篇摘要要求作者提交全文。第62屆SPWLA年會提交的論文摘要數(shù)量比上屆減少了35%(提交摘要數(shù)和選中的摘要分別為251篇和129篇),表明新冠疫情和油價(jià)下跌對石油工業(yè)和技術(shù)研究產(chǎn)生了很大的影響。論文摘要來源單位分布見圖1。

圖1 第62屆SPWLA年會論文摘要來源單位分布

中國石油西南油氣田分公司的Zuoan Zhao等,中國石油天然氣集團(tuán)公司的Zhonghua Liu等、中國石油集團(tuán)測井有限公司的朱軍、中國石油大學(xué)(華東)的Xinguang Wang等、蘭州大學(xué)的Shanqing Cai等,共發(fā)表論文11篇,2020年第61屆SPWLA年會中國共發(fā)表4篇,今年與去年相比,論文發(fā)表數(shù)量有大幅增加(見表1)。其中中國石油大學(xué)(華東)發(fā)表論文7篇,涉及基礎(chǔ)理論研究,實(shí)驗(yàn)方法和非常規(guī)油氣評價(jià)等方面。

表1 2020和2021年SPWLA年會摘要提交、錄用及最終交流情況

3 討論和體會

3.1 加強(qiáng)測井?dāng)?shù)據(jù)智能化采集、處理評價(jià)技術(shù)研究,搭建智能化處理解釋平臺

2018年第59屆SPWLA年會開始設(shè)立石油天然氣數(shù)據(jù)科學(xué)和分析專題,收錄文章5篇;2020年SPWLA年會將機(jī)器學(xué)習(xí)作為專題進(jìn)行研討,收錄文章7篇;2021年SPWLA年會機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)展專題的文章有21篇,較前2年有大幅度提高,表明大數(shù)據(jù)和人工智能是測井行業(yè)中一個活躍的研究領(lǐng)域。研究內(nèi)容從最初的加強(qiáng)巖石物理分析、沉積相預(yù)測等,發(fā)展到利用大數(shù)據(jù)分析進(jìn)行自動巖性分類、自動選取井下采樣位置;以及利用三維全巖心CT掃描圖像和巖心熒光照片進(jìn)行巖性識別和分類;開展大數(shù)據(jù)的清洗、篩選、融合及數(shù)據(jù)庫的建立等研究。

許多新的基于機(jī)器學(xué)習(xí)的解決方案已被證明能夠顯著提高效率,并實(shí)現(xiàn)相當(dāng)程度的自動化。好的應(yīng)用程序可以提高工作效率,特別是對于數(shù)據(jù)密度高、勞動強(qiáng)度大的工作。預(yù)計(jì)這一趨勢將在今后許多年繼續(xù)下去。1980—2020年與機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)的論文統(tǒng)計(jì)顯示,與機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)的論文數(shù)量呈指數(shù)級增長(見圖2)。

人工智能經(jīng)過3代發(fā)展,在測井方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在儲層綜合特征解釋、地質(zhì)相和地質(zhì)微相自動分類、測井相自動分類、確定滲透率和流體飽和度、油氣水層智能識別等。中國石油企業(yè)要盡快實(shí)現(xiàn)采集、監(jiān)督、處理和評價(jià)全過程智能化。智能化采集包括測前設(shè)計(jì)、采集參數(shù)和模式自適配、操作控制、環(huán)境校正等。智能化監(jiān)督,解決監(jiān)督到位率低、時(shí)效差、水平井參差不齊的瓶頸問題。建立不同儲層、不同油氣藏、不同處理項(xiàng)目的專家系統(tǒng),提升成像測井的處理質(zhì)量與時(shí)效。最終實(shí)現(xiàn)油氣層智能識別、老區(qū)剩余油潛力評價(jià)、非常規(guī)油氣田甜點(diǎn)評價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)探井協(xié)同專家系統(tǒng)評價(jià)等。

3.2 基礎(chǔ)理論研究仍然是測井技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)與重點(diǎn),巖石物理數(shù)字分析技術(shù)手段不斷豐富

測井基礎(chǔ)理論的深入探究和地層測試、井下流體分析、巖石物理分析、測井響應(yīng)實(shí)驗(yàn)等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與分析技術(shù)都是研究的重點(diǎn)。德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的Zulkuf Azizoglu等[26],提出一個新模型,該模型考慮礦物的孔隙幾何形狀和空間分布,利用介電常數(shù)測量信息提高流體飽和度評價(jià)精度;斯倫貝謝公司的Ping Zhang等[27],通過有效介質(zhì)模擬詳細(xì)研究不同的電磁感應(yīng)極化效應(yīng)及其與巖石地球物理特性的關(guān)系;巖心熒光照片分析被用來識別低對比度低電阻率砂巖地層的含烴類性。中國石油大學(xué)(華東)的Junchen Wu等[28],在實(shí)驗(yàn)室中利用由砂巖露頭制造的直徑55.9 cm、厚度10 cm的扇形塊狀結(jié)構(gòu)的大尺寸地層模塊,模擬了長期水基鉆井液入侵的動態(tài)過程。中國石油企業(yè)測井技術(shù)的發(fā)展要增加基礎(chǔ)理論、方法研究上投入力度,協(xié)調(diào)好儀器研制與基礎(chǔ)研究的相互關(guān)系,突出做好巖石物理研究。目前實(shí)驗(yàn)室中,二維核磁共振實(shí)驗(yàn)均采用1.5 cm×2.5 cm的常規(guī)柱塞巖樣,實(shí)踐中存在頁巖儲層取樣難度大、柱塞巖樣中流體分布與原狀地層的流體賦存態(tài)勢存在較大差異等問題。需要發(fā)展全直徑巖心二維核磁共振實(shí)驗(yàn)技術(shù),便于精細(xì)描述致密儲層孔喉特征、精細(xì)評價(jià)薄互層、準(zhǔn)確識別不同類型流體特征。

3.3 隨鉆測井技術(shù)與人工智能相結(jié)合,在儲層評價(jià)方面有了大進(jìn)展

人工智能的深入發(fā)展和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力的提高,使得隨鉆測井得到的大量數(shù)據(jù)能夠得到高精度的實(shí)時(shí)采集和分析,可為生產(chǎn)決策提供進(jìn)一步的技術(shù)支持。斯倫貝謝公司的IriSphere隨鉆前視技術(shù)通過與EcoScope多功能隨鉆測井服務(wù)、sonicVISION隨鉆地震服務(wù)等配合使用,可成功識別鉆頭前方約19 m處的儲層頂部以及鉆頭前方7 m處厚度為25 m的儲層,該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。哈里伯頓公司推出可識別距井眼68 m處儲層和流體邊界的EarthStarTM超深電阻率的三維隨鉆油藏描述技術(shù),可描述井下地質(zhì)構(gòu)造和流體分布,識別斷層、含水帶、局部結(jié)構(gòu)變化等容易被忽視的特征,優(yōu)化著陸軌跡,實(shí)現(xiàn)安全鉆井。斯倫貝謝公司Marie Lefranc等[29]開發(fā)了一種通過深度學(xué)習(xí)從裸眼井成像中自動解釋沉積結(jié)構(gòu)的方法。中國要加快研發(fā)隨鉆遠(yuǎn)探邊、前探測電阻率成像測井技術(shù)及配套工具工藝,形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)智能導(dǎo)向鉆井,做到鉆前提早預(yù)測、鉆中實(shí)時(shí)預(yù)警、鉆后精準(zhǔn)評價(jià)。

3.4 非常規(guī)儲層測井技術(shù)已經(jīng)是當(dāng)前測井的主體技術(shù)

非常規(guī)儲層測井技術(shù)專題包括23篇文章,案例研究、測井新技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)展等專題中也有多篇文章涉及非常規(guī)儲層測井方法、測井采集、測井?dāng)?shù)據(jù)處理、測井解釋等全過程。核磁共振測井可有效評價(jià)孔隙結(jié)構(gòu),計(jì)算孔隙度、滲透率和飽和度。核磁共振資料信噪比越大,回波間隔越小,致密儲層的孔隙度計(jì)算精度越高。目前在用測井儀器的回波間隔均為0.6 ms,致密儲層資料信噪比較低,難以滿足非常規(guī)油氣的評價(jià)需求。需要加大技術(shù)攻關(guān),發(fā)展回波間隔小、資料信噪較高的核磁共振測井儀。密度測井是計(jì)算儲層孔隙度最為有效的常規(guī)技術(shù),但中國大部分密度測井儀精度僅為0.025 g/cm3,不能滿足非常規(guī)油氣儲量規(guī)范精度計(jì)算要求。需要加快研發(fā),將密度儀精度提升至0.005 g/cm3,并發(fā)展無化學(xué)源的密度儀。

3.5 安全環(huán)保以及質(zhì)量控制也得到越來越多的國外測井同行重視

核測井的放射性源管理是一個行業(yè)安全隱患,斯倫貝謝公司已經(jīng)研制出無源中子測井儀器。PetroRes Consulting公司Ryan Banas等[30]研究了不良測井?dāng)?shù)據(jù)自動識別與修復(fù)方法,提出了一種新的監(jiān)督學(xué)習(xí)算法,使用多元線性回歸分析,通過自動迭代來修復(fù)測井?dāng)?shù)據(jù)。哈里伯頓公司Andrew Imrie[31],研究了在方位水泥膠結(jié)測井中應(yīng)用模式識別和機(jī)器學(xué)習(xí)自動確定竄槽和水泥膠結(jié)質(zhì)量,進(jìn)行測井質(zhì)量控制。中國也要加強(qiáng)無源放射性測井方法和儀器的研發(fā)。

3.6 加強(qiáng)測井新技術(shù)應(yīng)用

第62屆SPWLA年會交流論文中,測井新技術(shù)方面的文章有23篇,涉及了聲波測井、電成像測井、過鉆頭測井、核測井、超深方位電阻率測井等方面。中國要在測井設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制、資料處理、解釋評價(jià)這4個關(guān)鍵環(huán)節(jié)升級常規(guī)測井方法,應(yīng)用測井新技術(shù)實(shí)現(xiàn)測井高精度、高縱向分辨率、高集成化。完善模塊式地層測試、二維核磁共振測井、近鉆頭導(dǎo)向、元素全譜測井、脈沖中子飽和度測井、流動成像和井筒質(zhì)量一體化評價(jià)等新技術(shù)。充分應(yīng)用芯片、光纖與3D打印等新技術(shù),重構(gòu)測井儀器本體,縮短測井儀器長度,提升測井儀器的耐高溫耐高壓性能。通過優(yōu)選測井新技術(shù),強(qiáng)化測井綜合解釋,有效推進(jìn)提質(zhì)增效。