时间：2023-03-14 14:49:47
导语：在石油测井技术论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：单层测试；配产器；两相流；阻抗式传感器
中图分类号：TP212
0 引 言
目前大庆长垣油田进入特高含水开采阶段已经6年，油水分布极为复杂，多区块、多井、多层高含水，含水90%以上的区块已达到67.4%，剩余油高度分散，层系间含水差异进一步缩小，各层段产液、含水随开发动态变化。由于开发已经进人高含水期开采阶段，由开采厚层、好层到开采薄层、差层，地下地质情况越来越复杂，如何在增加产量、提高采收率、降低投资成本、提高设备利用率等方面少走弯路是油田可持续发展的关键【1】
为此，需要开展可适应长期动态调整、可实现层段周期生产、能进行单层测含水的多级井下测控配产技术研究。
以往油田主要采用外径28mm阻抗式含水率仪，只能在常规套管中测试，而配产器的最小通径只有27.5mm，在分层配产丢手管柱内无法下入，原来的皮球式集流【2】和伞式集流【3】也不适用于配产器。为此，进行了配产器内含水、流量测试技术研究，以适应分层配产井测试。
1 仪器测量环境、定位、含水、流量测量
仪器由套管和油管的偏心环形空间下入目的层段，进入由封隔器和配产器组成的内孔，配产器内部最小通径为27.5mm，当进行单层测试时，其下层段的生产不受影响，经配产器的专用通道向上流入井筒内。
仪器下入后采用磁定位测量配产器的深度，仪器下到配产器上10m，打开支撑爪，以1000m/h速度下落12m，电缆张力突变时，仪器支撑爪卡入定位体（示意图见图1），打开皮瓦，实现单层集流，测量流量、阻抗含水混相值，上提仪器至配产器上10m，静置2分钟，测量全水值，其他测点顺序同上。
2 仪器设计概述
含水率测量采用阻抗传感器，通过测量传感器内混相油水介质的阻抗变化来确定含水率[4]，通过对目的层水嘴的上下进行密封实现含水流量单层测试，不采用递减法解释，可以消除因产气和波动而引起的测量误差，这样可以提高含水测量精度。
新设计的仪器含水、流量测量部分示意图见图2，含水测量采用阻抗式传感器[5]，单层测试的密封采用两头皮瓦涨封，皮瓦与定位装置共用一个电机，本层的流体由配产器进口进入，下行经由涡轮再从仪器的出液口流到下面，与下层流体汇合进入专用通道流到井筒内，皮瓦的制造充分考虑了厚度、弹性、内外压力平衡。
阻抗全水值的测量，出液口采用倒须设计，示意图见图3，因流体流动而进入倒须的油滴会因浮力作用而重新浮出，保证了全水测量的准确性。
另外，由于仪器内流通道的限制，流量上限不可能做到很大，于是我们设计出了线切割筒，示意图见图4，该筒是根据流量上限与内流截面积计算出的线切割缝面积。该筒接在阻抗传感器的下方和流量传感器的上方，起到分流的作用，同时，由于缝设计的足够小，油、气的流出会受到阻碍，而水基本不受阻碍，从而提高含水测量的分辨率，这对特高含水井的意义非常重大。
3结 论
实验表明，配产管柱内产出剖面油水两相测井仪达到了项目要求：1）由于采用单层测量，降低了合层解释中分层递减和流量波动的影响；2）采用了线切割筒在狭小的空间内增加流量测量上限并提高了含水测量精度；采用了倒须装置实现了阻抗全水值测量；3）采用支撑爪定位，准确可靠；4）采用了皮碗胀封，集流度高。
参考文献
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第一作者：刁江波、女、助理技师、1969年生、1991年7月毕业于哈尔滨工业大学化工专业、现在大庆化工集团甲醇分公司从事化工分析工作，发表多篇技术论文。
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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.
关键词： 煤层气；地震属性；强反射；数值模拟；波阻抗反演
Key words： coal gas；seismic attribute；strong reflection；numerical modeling；impedance inversion
中图分类号：P631 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）03-0051-03
0 引言
煤层气作为一种新能源，越来越受到人们的重视，世界上已经有29个国家开展了煤层气勘探[1]。目前，煤层气勘探与开发依然处于初期阶段，各种地球物理方法正被试验性地应用于煤储层、煤层气研究。
地震属性分析方法较为成熟，在油气勘探方面的应用效果明显，为石油、天然气的勘探与开发起到关键的作用，目前也被应用于煤层气研究中。地震属性分析方法种类很多，有振幅类、频率类、相位类、吸收衰减类、波阻抗反演类、叠前AVO和弹性反演等，它是通过数学变换而导出的有关地震波的几何形态、运动学特征和统计学特征，是地震资料中可描述的、可定量化的特征，并能以与原始地震资料相同的比例显示出来[2]。不同的属性方法可反映地层不同的物性参数，因此，利用不同的属性分析方法可以对煤层气储层进行多方位预测。
1 煤层的基本特征
煤层的测井响应特征明显，经统计分析，煤层多具有低密度、低波阻抗、低伽马、高声波时差、高电阻率“三低两高”的显著特征。研究中选取了山西省沁水盆地多口煤层气钻井进行分析，煤层密度约为1.33～2.28g/cm3，自然伽马约为33.7～110API，声波时差约为380～500μs/m，具有明显的低密度、低伽马、高声波时差的特征。
煤层的基本特性决定了它具有明显的地震响应特征。煤层与围岩之间具有较大的波阻抗差异，在地层界面处能产生较强的振幅反射，在地震剖面上很容易识别。
2 地震属性分析方法的优选
2.1 数值模拟分析 根据实际煤层资料建立煤层地质模型（图1a），模型中煤层横向连续性较好，设计煤层密度为1.33g/cm3、速度为2092m/s、煤层厚度为2～5m；设计煤层的顶、底板岩层为泥岩层，顶板泥岩密度为2.66g/cm3、速度为3968m/s，底板泥岩密度为2.65g/cm3、速度为3750 m/s，煤层与顶、底板岩层有较明显的物性差异。数值模拟结果（图1b）结果显示，煤层厚度发生变化时，煤层与顶、底岩层间的地震波反射强度有明显变化，当煤层厚度由薄变厚时，地震反射强度有增大的趋势。地震响应特征中振幅属性特征较为明显，煤层与顶板岩层界面形成较强的波谷反射，煤层与底板岩层界面形成较强的波峰反射。
2.2 相关地震属性分析方法的分析及选择 地震属性分析方法种类很多，在石油、天然气储层预测研究中效果较为明显，但针对煤储层研究的地震属性分析方法研究尚处于初期阶段。分析煤储层形成的主控因素，将适合于煤储层研究的相关属性分为以下几类，并进行属性分析方法的优选。
2.2.1 与构造相关的属性。煤层分布区一般具有变化较大的构造特征，其中，影响煤储层分布的构造主要有3种，即断层、褶皱、陷落柱。从目前煤储层勘探开发结果来看，断裂发育区、构造高部位、陷落柱分布区是煤储层破坏较严重的区域，资料表明，煤层底板突水情况都与断层、陷落柱等有关[3]。因此，能够较好地指示这3种构造特征的属性可以为煤储层、煤层气的开发起到指示作用，有效地指导回避这些不利区域。
道相关属性在识别断裂构造方面效果较好；相干技术可以实现对道相关、地层不连续性的刻画[3-4]；曲率技术能够识别出地层中的微小裂缝，效果明显；旅行时、时深转换后的深度构造图可以较好地表现褶皱构造的分布；陷落柱分布区，地震波组发生错断、相位反转，可以综合道相关属性、相干属性和相位属性对其进行识别。
2.2.2 与煤质相关的属性。古地势决定沉积微相的变化，沉积微相反映不同煤区的分布，在某种意义上，沉积微相决定了煤质的变化。实际应用中得知，振幅属性在表现沉积微相方面优势明显。
2.2.3 与煤层上覆地层厚度有关的属性。煤层一般埋藏较浅，随着煤层埋深的增加，储层的压力会不断增加。如果煤储层保护性较好，煤层气的含气量有增加的趋势，这一因素对于煤储层的研究以及煤层气的开发具有指导意义。描述煤层上覆地层最有效的参数是时间和深度，对应属性是地震旅行时和深度。因此可以应用层位的自动追踪技术得到煤层的t0图，并利用时深转换技术实现对煤层上覆地层有效厚度的刻画。
2.2.4 与煤层上覆直接盖层有关的属性。河道的冲刷作用对煤层上覆直接盖层影响较大，河道冲刷发生在煤层上覆沉积物沉积过程中或沉积后。河流冲蚀下覆泥炭层并经沉积充填而形成冲刷带，其特点是冲刷带向上直接过渡为煤层顶板，或冲刷带直接切割煤层而且切割了煤层的伪顶/直接顶。
对河道的识别最有效的属性是地震几何形态属性，其次为振幅属性；河道存在能够引起地震波组下切、充填、斜交、透镜体等现象，也能引起煤层减薄和反射振幅变弱。
依据实际地震资料，从岩性角度分析，煤层的直接盖层多为泥岩、砂质泥岩，局部为粉砂岩类，属于封闭性能很好的岩层。泥岩和砂质岩类一般具有较致密，节理、裂缝不发育的特点；同时，具有很好的封盖能力，利于煤储层分布和煤层气富集。
泥岩与煤层、砂岩之间的物性差异大，差异属性主要有密度、波阻抗属性，地震波阻抗反演和地震参数反演技术可以有效实现对泥岩的识别和厚度预测。
2.2.5 与煤储层物性有关的属性。煤层密度小且与顶、底岩性有较大的波阻抗差，地震波穿过煤层时会发生能量吸收和高频衰减，因此地震频率属性、吸收衰减属性可以进行有效的煤储层物性参数
分析[5-7]。
3 实例分析
山西省沁水盆地整体地层特征平缓，地层内部零星发育小型的逆断层或正断层。古构造控制聚煤盆地，主要含煤盆地多发育在稳定地块或构造稳定的地带，从古构造演化及构造变形程度看，沁水盆地具有很好的聚煤条件[8]。我们在该盆地地震工区进行了实际地震属性分析方法的应用研究，取得了较好的效果。
图2为SPZ勘探区煤层发育区的曲率属性切片，该区EW，SN向断裂系统发育，属性切片中断层及裂缝清晰可见，连续性较好，同时可见因断层而引发的微裂缝，曲率技术在识别小断裂方面非常有效。
图3为沁水盆地内SMB勘探区过3号煤层的地震剖面，由于煤层与顶、底板岩层间具有较大的密度差异，因此岩层之间会形成较强的地震反射[9]。
我们结合钻井资料，应用地震相、沉积相刻画方法——地震振幅属性分析技术进行了本区煤质的预测。图4为沁水盆地内SMB勘探区过煤层的振幅切片，结合实际钻井资料对煤层进行了Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ四类沉积微相划分。不同的微相带内纵向沉积煤层数量不同、厚度不同、地震反射剖面波组特征不同，表明4个微相沉积的煤质不同，通过振幅属性可以体现出对应不同煤质的煤层横向分布情况。在第Ⅲ类微相中可以看到海陆沉积环境中沉积的朵状特征，第Ⅳ类微相中有一条明显的古河道。图5为本区EW向的地震剖面，图中古河道特征明显。河道冲蚀了煤层，使得煤层变薄或中断，一定程度上影响了煤储层的分布。
图6为SYC勘探区过煤层的频率属性切片。由于煤层具有高声波时差、高电阻、低密度、低伽马、低电阻的特征，煤层与顶底岩性间有较大的波阻抗差异，使得地震波穿过煤层时发生高频的吸收衰减，特别当煤储层煤层气含气量增大时，高频的衰减速度会增大[10]。图中蓝绿色区域为高频区，红黄色区域为低频区，位于低频区的钻井日产气量较大。
图7为SHS勘探区过井地震波阻抗剖面，其中红黄色连续条带为15号煤层，由图可见，煤层波阻抗值较低。在黄色条带的上、下直接接触区为较连续的蓝色条带，与黄色的煤层条带相比其波阻抗值较大。有效结合测井资料，分析可知，钻井h2-1分布位置煤层顶板和底板岩性均为一套泥岩，与煤层相比其密度和速度值较大，结果表明，利用地震波阻抗反演方法进行煤层及其顶、底板岩性刻画效果明显。
4 结束语
地震属性分析方法在煤层气储层预测方面属于初期阶段，该方法在沁水盆地煤层气储层预测中的应用效果显著，提高了煤储层及煤层气预测精度，特别是在煤层的精细构造刻画方面具有较突出的效果。通过研究得出如下结论：①地震反射结构、相干技术以及曲率技术在刻画断层及小断裂方面效果较好；②地震振幅属性能直接反映煤层及围岩间的物性差异，可以应用于沉积微相刻画和煤储层厚度预测，结合钻井资料可以预测煤质；③频率属性可以有效预测煤储层含气性，较好地刻画了地震波穿过煤层时产生的能量衰减效应，预测结果与实际钻井结果吻合度较高；④地震波阻抗反演技术可以有效地刻画煤层及其顶、底板岩性，并能有效计算煤层厚度。
在应用地震属性分析方法进行煤层气储层预测时，应根据不同的地质条件，在地震数值模拟应用的基础上，实现属性分析方法的优选；同时应结合钻井、测井技术，促进地震属性方法技术的广泛应用。
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