時間：2023-03-14 14:49:47
導語：在石油測井技術論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領您探索更多的創(chuàng)作可能。
關鍵詞：單層測試；配產(chǎn)器；兩相流；阻抗式傳感器
中圖分類號：TP212
0 引 言
目前大慶長垣油田進入特高含水開采階段已經(jīng)6年，油水分布極為復雜，多區(qū)塊、多井、多層高含水，含水90%以上的區(qū)塊已達到67.4%，剩余油高度分散，層系間含水差異進一步縮小，各層段產(chǎn)液、含水隨開發(fā)動態(tài)變化。由于開發(fā)已經(jīng)進人高含水期開采階段，由開采厚層、好層到開采薄層、差層，地下地質情況越來越復雜，如何在增加產(chǎn)量、提高采收率、降低投資成本、提高設備利用率等方面少走彎路是油田可持續(xù)發(fā)展的關鍵【1】
為此，需要開展可適應長期動態(tài)調整、可實現(xiàn)層段周期生產(chǎn)、能進行單層測含水的多級井下測控配產(chǎn)技術研究。
以往油田主要采用外徑28mm阻抗式含水率儀，只能在常規(guī)套管中測試，而配產(chǎn)器的最小通徑只有27.5mm，在分層配產(chǎn)丟手管柱內(nèi)無法下入，原來的皮球式集流【2】和傘式集流【3】也不適用于配產(chǎn)器。為此，進行了配產(chǎn)器內(nèi)含水、流量測試技術研究，以適應分層配產(chǎn)井測試。
1 儀器測量環(huán)境、定位、含水、流量測量
儀器由套管和油管的偏心環(huán)形空間下入目的層段，進入由封隔器和配產(chǎn)器組成的內(nèi)孔，配產(chǎn)器內(nèi)部最小通徑為27.5mm，當進行單層測試時，其下層段的生產(chǎn)不受影響，經(jīng)配產(chǎn)器的專用通道向上流入井筒內(nèi)。
儀器下入后采用磁定位測量配產(chǎn)器的深度，儀器下到配產(chǎn)器上10m，打開支撐爪，以1000m/h速度下落12m，電纜張力突變時，儀器支撐爪卡入定位體（示意圖見圖1），打開皮瓦，實現(xiàn)單層集流，測量流量、阻抗含水混相值，上提儀器至配產(chǎn)器上10m，靜置2分鐘，測量全水值，其他測點順序同上。
2 儀器設計概述
含水率測量采用阻抗傳感器，通過測量傳感器內(nèi)混相油水介質的阻抗變化來確定含水率[4]，通過對目的層水嘴的上下進行密封實現(xiàn)含水流量單層測試，不采用遞減法解釋，可以消除因產(chǎn)氣和波動而引起的測量誤差，這樣可以提高含水測量精度。
新設計的儀器含水、流量測量部分示意圖見圖2，含水測量采用阻抗式傳感器[5]，單層測試的密封采用兩頭皮瓦漲封，皮瓦與定位裝置共用一個電機，本層的流體由配產(chǎn)器進口進入，下行經(jīng)由渦輪再從儀器的出液口流到下面，與下層流體匯合進入專用通道流到井筒內(nèi)，皮瓦的制造充分考慮了厚度、彈性、內(nèi)外壓力平衡。
阻抗全水值的測量，出液口采用倒須設計，示意圖見圖3，因流體流動而進入倒須的油滴會因浮力作用而重新浮出，保證了全水測量的準確性。
另外，由于儀器內(nèi)流通道的限制，流量上限不可能做到很大，于是我們設計出了線切割筒，示意圖見圖4，該筒是根據(jù)流量上限與內(nèi)流截面積計算出的線切割縫面積。該筒接在阻抗傳感器的下方和流量傳感器的上方，起到分流的作用，同時，由于縫設計的足夠小，油、氣的流出會受到阻礙，而水基本不受阻礙，從而提高含水測量的分辨率，這對特高含水井的意義非常重大。
3結 論
實驗表明，配產(chǎn)管柱內(nèi)產(chǎn)出剖面油水兩相測井儀達到了項目要求：1）由于采用單層測量，降低了合層解釋中分層遞減和流量波動的影響；2）采用了線切割筒在狹小的空間內(nèi)增加流量測量上限并提高了含水測量精度；采用了倒須裝置實現(xiàn)了阻抗全水值測量；3）采用支撐爪定位，準確可靠；4）采用了皮碗脹封，集流度高。
參考文獻
1. 王德民對大慶油田持續(xù)發(fā)展有影響的四項工藝技術與方法的探討.大慶石油地質與開發(fā)，2002， 21（I）：10-19.
2. 金寧德.皮球集流油氣水三相流渦輪流量計測量模型研究[J.].測井技術，2006，30（2）
3. 金寧德.傘集流油氣水三相流渦輪流量計統(tǒng)計模型研究[J].測井技術，2007，30（1）
4. 胡金海，劉興斌，張玉輝，周家強，袁智慧，喬卓爾.阻抗式含水率計及其應用，測井技術，1999，23（增刊）
5. 胡金海，劉興斌。張玉輝，等.阻抗式含水率計及其應用[J1.測井技術，1999，23（增刊）：511―514.
第一作者：刁江波、女、助理技師、1969年生、1991年7月畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學化工專業(yè)、現(xiàn)在大慶化工集團甲醇分公司從事化工分析工作，發(fā)表多篇技術論文。
2013年新入選 CODE 期刊名稱
G410 標記免疫分析與臨床
T098 表面技術
E135 冰川凍土
N008 兵工學報
R730 兵工自動化
N085 兵器材料科學與工程
G018 病毒學報
C060 波譜學雜志
V040 玻璃鋼/復合材料
A808 渤海大學學報自然科學版
M005 材料保護
M103 材料導報
Y007 材料工程
M010 材料開發(fā)與應用
M008 材料科學與工程學報
M006 材料科學與工藝
N026 材料熱處理學報
M009 材料研究學報
* M704 材料與冶金學報
K512 采礦與安全工程學報
H009 蠶業(yè)科學
H525 草地學報
H234 草業(yè)科學
H527 草業(yè)學報
H538 草原與草坪
E543 測繪工程
E600 測繪科學
E615 測繪科學技術學報
E510 測繪通報
E152 測繪學報
E164 測繪與空間地理信息
L017 測井技術
Y022 測控技術
R711 測試技術學報
H001 茶葉科學
G264 腸外與腸內(nèi)營養(yǎng)
N024 車用發(fā)動機
E113 沉積學報
E547 沉積與特提斯地質
E102 成都理工大學學報自然科學版
G670 成都醫(yī)學院學報
G019 成都中醫(yī)藥大學學報
V050 城市規(guī)劃
V028 城市規(guī)劃學刊
X043 城市軌道交通研究
X046 城市交通
H023 畜牧獸醫(yī)學報
H218 畜牧與獸醫(yī)
N060 傳感技術學報
R532 傳感器與微系統(tǒng)
G458 傳染病信息
X010 船舶工程
X633 船舶力學
* X635 船海工程
G322 創(chuàng)傷外科雜志
* G552 磁共振成像
D013 催化學報
E144 大地測量與地球動力學
E146 大地構造與成礦學
R051 大電機技術
中國科技核心期刊（中國科技論文統(tǒng)計源期刊） 2013
2013年新入選 CODE 期刊名稱
H038 大豆科學
U512 大連工業(yè)大學學報
X024 大連海事大學學報
H005 大連海洋大學學報
X001 大連交通大學學報
J024 大連理工大學學報
G020 大連醫(yī)科大學學報
E109 大氣科學
* E091 大氣科學學報
L512 大慶石油地質與開發(fā)
L004 大慶石油學院學報
S086 單片機與嵌入式系統(tǒng)應用
H040 淡水漁業(yè)
N004 彈道學報
T500 彈性體
T941 當代化工
Y503 導彈與航天運載技術
* Y585 導航與控制
N019 低溫工程
V020 低溫建筑技術
C055 低溫物理學報
E133 地層學雜志
E130 地理科學
E584 地理科學進展
E639 地理空間信息
E315 地理信息世界
E305 地理學報
E310 地理研究
E527 地理與地理信息科學
E024 地球化學
E142 地球科學
E115 地球科學進展
E004 地球科學與環(huán)境學報
E153 地球物理學報
E308 地球物理學進展
E656 地球信息科學學報
E300 地球學報
E549 地球與環(huán)境
V031 地下空間與工程學報
E357 地學前緣
E306 地震
E150 地震地質
E118 地震工程與工程振動
E143 地震學報
E112 地震研究
E362 地質科技情報
E139 地質科學
E026 地質力學學報
E009 地質論評
E127 地質通報
E010 地質學報
E151 地質與勘探
E525 地質與資源
E132 地質找礦論叢
G005 第二軍醫(yī)大學學報
G021 第三軍醫(yī)大學學報
E301 第四紀研究
R007 電波科學學報
R673 電測與儀表
Abstract： Seismic attribute analysis technology is efficiently in coalbed methane reservoir forecasting. Coal bed own the logging feature of high acoustic travel time，low density，low impedance，low gamma，high resistivity. So the seismic response of coal bed is obvious. Based on the analysis of seismic numerical modeling，there is strong reflection interface between coal bed and upon or down rock layer， which is obvious in seismic response feature，and the reflection will become strong or weak as the thickness of coal bed，the reflection will become strong with the number of coal layer changes more. Upon the feature of coal bed， we choose the seismic attribute from structure， medium， the thickness of rock layer above coal bed，direct covering rock，physical property，and get seismic amplitude，travel time of seismic，curvature，frequency，absorption，impedance are applicable in coal gas reservoir forecasting. These technology are used in actual seismic data and get a good use in forecasting coal gas.
關鍵詞： 煤層氣；地震屬性；強反射；數(shù)值模擬；波阻抗反演
Key words： coal gas；seismic attribute；strong reflection；numerical modeling；impedance inversion
中圖分類號：P631 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）03-0051-03
0 引言
煤層氣作為一種新能源，越來越受到人們的重視，世界上已經(jīng)有29個國家開展了煤層氣勘探[1]。目前，煤層氣勘探與開發(fā)依然處于初期階段，各種地球物理方法正被試驗性地應用于煤儲層、煤層氣研究。
地震屬性分析方法較為成熟，在油氣勘探方面的應用效果明顯，為石油、天然氣的勘探與開發(fā)起到關鍵的作用，目前也被應用于煤層氣研究中。地震屬性分析方法種類很多，有振幅類、頻率類、相位類、吸收衰減類、波阻抗反演類、疊前AVO和彈性反演等，它是通過數(shù)學變換而導出的有關地震波的幾何形態(tài)、運動學特征和統(tǒng)計學特征，是地震資料中可描述的、可定量化的特征，并能以與原始地震資料相同的比例顯示出來[2]。不同的屬性方法可反映地層不同的物性參數(shù)，因此，利用不同的屬性分析方法可以對煤層氣儲層進行多方位預測。
1 煤層的基本特征
煤層的測井響應特征明顯，經(jīng)統(tǒng)計分析，煤層多具有低密度、低波阻抗、低伽馬、高聲波時差、高電阻率“三低兩高”的顯著特征。研究中選取了山西省沁水盆地多口煤層氣鉆井進行分析，煤層密度約為1.33～2.28g/cm3，自然伽馬約為33.7～110API，聲波時差約為380～500μs/m，具有明顯的低密度、低伽馬、高聲波時差的特征。
煤層的基本特性決定了它具有明顯的地震響應特征。煤層與圍巖之間具有較大的波阻抗差異，在地層界面處能產(chǎn)生較強的振幅反射，在地震剖面上很容易識別。
2 地震屬性分析方法的優(yōu)選
2.1 數(shù)值模擬分析 根據(jù)實際煤層資料建立煤層地質模型（圖1a），模型中煤層橫向連續(xù)性較好，設計煤層密度為1.33g/cm3、速度為2092m/s、煤層厚度為2～5m；設計煤層的頂、底板巖層為泥巖層，頂板泥巖密度為2.66g/cm3、速度為3968m/s，底板泥巖密度為2.65g/cm3、速度為3750 m/s，煤層與頂、底板巖層有較明顯的物性差異。數(shù)值模擬結果（圖1b）結果顯示，煤層厚度發(fā)生變化時，煤層與頂、底巖層間的地震波反射強度有明顯變化，當煤層厚度由薄變厚時，地震反射強度有增大的趨勢。地震響應特征中振幅屬性特征較為明顯，煤層與頂板巖層界面形成較強的波谷反射，煤層與底板巖層界面形成較強的波峰反射。
2.2 相關地震屬性分析方法的分析及選擇 地震屬性分析方法種類很多，在石油、天然氣儲層預測研究中效果較為明顯，但針對煤儲層研究的地震屬性分析方法研究尚處于初期階段。分析煤儲層形成的主控因素，將適合于煤儲層研究的相關屬性分為以下幾類，并進行屬性分析方法的優(yōu)選。
2.2.1 與構造相關的屬性。煤層分布區(qū)一般具有變化較大的構造特征，其中，影響煤儲層分布的構造主要有3種，即斷層、褶皺、陷落柱。從目前煤儲層勘探開發(fā)結果來看，斷裂發(fā)育區(qū)、構造高部位、陷落柱分布區(qū)是煤儲層破壞較嚴重的區(qū)域，資料表明，煤層底板突水情況都與斷層、陷落柱等有關[3]。因此，能夠較好地指示這3種構造特征的屬性可以為煤儲層、煤層氣的開發(fā)起到指示作用，有效地指導回避這些不利區(qū)域。
道相關屬性在識別斷裂構造方面效果較好；相干技術可以實現(xiàn)對道相關、地層不連續(xù)性的刻畫[3-4]；曲率技術能夠識別出地層中的微小裂縫，效果明顯；旅行時、時深轉換后的深度構造圖可以較好地表現(xiàn)褶皺構造的分布；陷落柱分布區(qū)，地震波組發(fā)生錯斷、相位反轉，可以綜合道相關屬性、相干屬性和相位屬性對其進行識別。
2.2.2 與煤質相關的屬性。古地勢決定沉積微相的變化，沉積微相反映不同煤區(qū)的分布，在某種意義上，沉積微相決定了煤質的變化。實際應用中得知，振幅屬性在表現(xiàn)沉積微相方面優(yōu)勢明顯。
2.2.3 與煤層上覆地層厚度有關的屬性。煤層一般埋藏較淺，隨著煤層埋深的增加，儲層的壓力會不斷增加。如果煤儲層保護性較好，煤層氣的含氣量有增加的趨勢，這一因素對于煤儲層的研究以及煤層氣的開發(fā)具有指導意義。描述煤層上覆地層最有效的參數(shù)是時間和深度，對應屬性是地震旅行時和深度。因此可以應用層位的自動追蹤技術得到煤層的t0圖，并利用時深轉換技術實現(xiàn)對煤層上覆地層有效厚度的刻畫。
2.2.4 與煤層上覆直接蓋層有關的屬性。河道的沖刷作用對煤層上覆直接蓋層影響較大，河道沖刷發(fā)生在煤層上覆沉積物沉積過程中或沉積后。河流沖蝕下覆泥炭層并經(jīng)沉積充填而形成沖刷帶，其特點是沖刷帶向上直接過渡為煤層頂板，或沖刷帶直接切割煤層而且切割了煤層的偽頂/直接頂。
對河道的識別最有效的屬性是地震幾何形態(tài)屬性，其次為振幅屬性；河道存在能夠引起地震波組下切、充填、斜交、透鏡體等現(xiàn)象，也能引起煤層減薄和反射振幅變?nèi)酢?/p>
依據(jù)實際地震資料，從巖性角度分析，煤層的直接蓋層多為泥巖、砂質泥巖，局部為粉砂巖類，屬于封閉性能很好的巖層。泥巖和砂質巖類一般具有較致密，節(jié)理、裂縫不發(fā)育的特點；同時，具有很好的封蓋能力，利于煤儲層分布和煤層氣富集。
泥巖與煤層、砂巖之間的物性差異大，差異屬性主要有密度、波阻抗屬性，地震波阻抗反演和地震參數(shù)反演技術可以有效實現(xiàn)對泥巖的識別和厚度預測。
2.2.5 與煤儲層物性有關的屬性。煤層密度小且與頂、底巖性有較大的波阻抗差，地震波穿過煤層時會發(fā)生能量吸收和高頻衰減，因此地震頻率屬性、吸收衰減屬性可以進行有效的煤儲層物性參數(shù)
分析[5-7]。
3 實例分析
山西省沁水盆地整體地層特征平緩，地層內(nèi)部零星發(fā)育小型的逆斷層或正斷層。古構造控制聚煤盆地，主要含煤盆地多發(fā)育在穩(wěn)定地塊或構造穩(wěn)定的地帶，從古構造演化及構造變形程度看，沁水盆地具有很好的聚煤條件[8]。我們在該盆地地震工區(qū)進行了實際地震屬性分析方法的應用研究，取得了較好的效果。
圖2為SPZ勘探區(qū)煤層發(fā)育區(qū)的曲率屬性切片，該區(qū)EW，SN向斷裂系統(tǒng)發(fā)育，屬性切片中斷層及裂縫清晰可見，連續(xù)性較好，同時可見因斷層而引發(fā)的微裂縫，曲率技術在識別小斷裂方面非常有效。
圖3為沁水盆地內(nèi)SMB勘探區(qū)過3號煤層的地震剖面，由于煤層與頂、底板巖層間具有較大的密度差異，因此巖層之間會形成較強的地震反射[9]。
我們結合鉆井資料，應用地震相、沉積相刻畫方法——地震振幅屬性分析技術進行了本區(qū)煤質的預測。圖4為沁水盆地內(nèi)SMB勘探區(qū)過煤層的振幅切片，結合實際鉆井資料對煤層進行了Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ四類沉積微相劃分。不同的微相帶內(nèi)縱向沉積煤層數(shù)量不同、厚度不同、地震反射剖面波組特征不同，表明4個微相沉積的煤質不同，通過振幅屬性可以體現(xiàn)出對應不同煤質的煤層橫向分布情況。在第Ⅲ類微相中可以看到海陸沉積環(huán)境中沉積的朵狀特征，第Ⅳ類微相中有一條明顯的古河道。圖5為本區(qū)EW向的地震剖面，圖中古河道特征明顯。河道沖蝕了煤層，使得煤層變薄或中斷，一定程度上影響了煤儲層的分布。
圖6為SYC勘探區(qū)過煤層的頻率屬性切片。由于煤層具有高聲波時差、高電阻、低密度、低伽馬、低電阻的特征，煤層與頂?shù)讕r性間有較大的波阻抗差異，使得地震波穿過煤層時發(fā)生高頻的吸收衰減，特別當煤儲層煤層氣含氣量增大時，高頻的衰減速度會增大[10]。圖中藍綠色區(qū)域為高頻區(qū)，紅黃色區(qū)域為低頻區(qū)，位于低頻區(qū)的鉆井日產(chǎn)氣量較大。
圖7為SHS勘探區(qū)過井地震波阻抗剖面，其中紅黃色連續(xù)條帶為15號煤層，由圖可見，煤層波阻抗值較低。在黃色條帶的上、下直接接觸區(qū)為較連續(xù)的藍色條帶，與黃色的煤層條帶相比其波阻抗值較大。有效結合測井資料，分析可知，鉆井h2-1分布位置煤層頂板和底板巖性均為一套泥巖，與煤層相比其密度和速度值較大，結果表明，利用地震波阻抗反演方法進行煤層及其頂、底板巖性刻畫效果明顯。
4 結束語
地震屬性分析方法在煤層氣儲層預測方面屬于初期階段，該方法在沁水盆地煤層氣儲層預測中的應用效果顯著，提高了煤儲層及煤層氣預測精度，特別是在煤層的精細構造刻畫方面具有較突出的效果。通過研究得出如下結論：①地震反射結構、相干技術以及曲率技術在刻畫斷層及小斷裂方面效果較好；②地震振幅屬性能直接反映煤層及圍巖間的物性差異，可以應用于沉積微相刻畫和煤儲層厚度預測，結合鉆井資料可以預測煤質；③頻率屬性可以有效預測煤儲層含氣性，較好地刻畫了地震波穿過煤層時產(chǎn)生的能量衰減效應，預測結果與實際鉆井結果吻合度較高；④地震波阻抗反演技術可以有效地刻畫煤層及其頂、底板巖性，并能有效計算煤層厚度。
在應用地震屬性分析方法進行煤層氣儲層預測時，應根據(jù)不同的地質條件，在地震數(shù)值模擬應用的基礎上，實現(xiàn)屬性分析方法的優(yōu)選；同時應結合鉆井、測井技術，促進地震屬性方法技術的廣泛應用。
參考文獻：
[1]劉雯林.煤層氣地球物理響應特征分析[J].巖性油氣藏，2009，21（2）：113-115.
[2]張湖剛，張曉英.利用地震屬性提取解釋三維地震勘探中的構造[J].陜西煤炭，2010（3）：102-103.
[3]張紹聰，董守華，程彥.高階相干技術在煤田斷層檢測中的應用[J].煤田地質與勘探，2009，37（5）：65-67.
[4]杜文鳳，彭蘇萍.利用地震層曲率進行煤層小斷層預測[J].巖石力學與工程學報，2008，27（增1）：2901-2906.
[5]黃亞平，束榮華，董守華等.波阻抗反演技術在煤田地震巖性勘探中的應用[J].煤田地質與勘探，2008，36（5）：62-64.
[6]李園，胡寶林，董昌偉等.測井約束反演在預測煤礦巖漿巖分布中的應用[J].煤田地質與勘探，2009，37（5）：68-71.
[7]錢進，崔若飛.含煤地層各向異性介質有限差分數(shù)值模擬[J].煤田地質與勘探，2010，38（2）：63-67.
[8]于在春，陳桂楨，王強.構造裂縫對煤層氣開采的影響[J].露天采礦技術，2009，28：29-30.
[9]王勃，李景明，張義等.中國低媒介煤層氣地質特征[J].石油勘探與開發(fā)，2009，36（1）：30-33.
[10]唐湘蓉.地震測井聯(lián)合反演方法研究及應用—以塔河4號油區(qū)帶為例[D].成都：成都理工大學碩士論文，2005.