传统测井是先通过电缆把仪器下放到井底,然后在上提仪器的过程中测量地层信息,这就是常说的电缆测井。电缆测井在大多数时候是可行的,但当井眼不是垂直钻入地下或者发生井壁坍塌导致井眼堵塞时,电缆测井仪器很难下放到井底,甚至可能发生仪器卡在井下的事故。此外,电缆测井会额外占用现场作业时间,而且无法实时获取钻遇地层的信息。因此,石油科学家想了一种办法,就是把测井仪器放在钻头上,一边钻进,一边获取地层的各种信息,在钻进的过程中,实时环顾四周、寻找方向、收集信息,这种测井方法就是随钻电阻率测井。
由于作为“靶层”的油气层电阻率通常高于其他地层,通过钻井过程中测量钻遇地层的电阻率,测井分析师就可以轻松寻找到符合开发条件的油气藏。同时,由于油气藏和周边地层电阻率存在差异,电磁波在界面会发生反射,因此可以提前调整钻头钻进的方向,使井眼始终在油气藏中穿行。
随钻电阻率测井是一类重要的随钻测井方法,它通过向地层中发射电流或者电磁波,测量地层的电信号。不同于电缆测井,随钻测井多用于大斜度井及水平井中,这样的环境下仪器产生的电磁场在地层中的传播也会更加复杂,使得随钻电阻率测井的资料解释十分困难。因而,随钻电阻率测井技术的发展,代表着仪器制造技术和资料处理能力的进步。
随钻测井(LoggingWhileDrilling,LWD)是指在钻井的同时用安装在钻头上的测井仪器测量地层电、声、核等物理性质,并将测量结果实时地传送到地面或部分存储在井下存储器中的一种方法。与其他测井方法相比,随钻测井不必停钻就能获得大量地层信息,可以节省钻井时间,降低钻井成本。
为了尽可能多地将地下的油气资源开采出来,一个有效的方法就是让井眼始终在油气层中穿行,从而增加油井与储层接触的时间和空间。但是,由于地下的情况千变万化,地层的界面就像地表一样起伏不平,井眼如果一直朝着一个方向钻进,很快就会进入非储层。
那么有什么好的方法能让钻井工程师时刻了解井眼周围的环境呢?这就涉及随钻电阻率测井的一个重要应用——“地质导向”,它利用某些对界面敏感的电磁波信号,就像加装了瞄准镜的狙击枪一样,提前“看到”地层界面的距离和方位,从而指导井眼的钻进方向。
近年来,随钻电阻率测井技术飞速发展,科学家们正在朝着让随钻测井“看”得更远、“看”得更准的方向而努力。我国自主研发的随钻电阻率测井技术已经获得重大突破,相信在不久的将来,不仅能够实现该装备的自给自足,而且可以让该技术走向国际、服务全球。