声波“百米穿杨” 全方位捕捉油气地点

新能源采编燃气供暖 2023-09-28 09:01:59 458阅读 举报

前不久,经纬公司举行测井新技术发布会,偶极声波远探测技术表现亮眼。该技术由经纬公司与中国科学研究院声学研究所联合攻关,是实现“深地工程”井旁缝洞探测和精细刻画的一项高端技术。


目前,经过“远距探测—方位探测—高温直推”三代技术迭代,偶极声波远探测技术已形成3项创新成果、9项核心技术,实现了径向探测距离80米和全方位探测,在西南、西北等工区推广应用37口井,资料处理评价365口井,成为支撑保障“深地工程”高效开发的利器。


测得更准


从二维向三维非均质缝洞储层测量的维度突破


测井方法通常分为声法、电法、核物理法和核磁共振法四种。其中,向地层发射声波、接收处理反射或折射回来的声波从而获取地层信息的方法,被称为声波测井。由于声波测井范围一度存在探测距离短的局限性,因此这种测井技术常被形容为“一孔之见”。


为改变测井“管窥蠡测”的现状,经纬公司联合中国科学院科研团队,数十年如一日地开发性能更优越的井下声学探测仪器,在探测方法和技术装备上做文章,力图让测井仪器测得更准。


研发的整个过程很艰难,要在深达几千米的地下,看清井筒周围百米的地层,指出缝、洞、孔的具体方位,既要让发射出去的三维横波“百米穿杨”,使作用到缝、洞、孔的声波反射回来,又要让反射回的波形成的成像信号清晰可靠。


为通过声波解决地层精细评价和井周构造识别问题,经纬公司立足市场需求,全力开展声成像技术攻关,创新研发低频高能偶极横波发射换能器、宽频带高灵敏度接收换能器与微弱信号提取及成像算法,形成了偶极横波远探测技术,实现了国内首次成功识别并精确定位井外远端缝洞体,关键核心技术自主可控,打破了国外技术垄断。与国外同类技术相比,该技术的发射方式更多、功率更大、频率更低,探测距离更远。


该技术既能精确测量井壁周围三维岩石的声学和力学特征,也可原位探测井外百米范围内的裂缝和溶洞等地质异常体,成为油气储层特征刻画的远程“望远镜”,是非常规油气和深部资源高效勘探开发的利器。


看得更清


定方位精准识别和高分辨率成像


探测得越深,难度就越大。第一代样机实现远距探测后,科研人员马不停蹄开展方位探测研究,针对作业时须完全暴露在高温高压环境中的换能器,通过不断试验,使其材料、工艺、结构完全满足指标要求。同时,他们还要解决仪器研发及应用过程中的各种技术难点。


为此,科研团队奔波在各工区井场与实验室之间,反复进行测试。2022年底,经纬公司测控院副院长许孝凯、测井技术中心主任师李明刚、操作工程师薛博同中科院声学所贺洪斌博士一起,赴海上胜利6号平台埕北古25井开展电缆远探测施工。他们克服海上平台天气寒冷、风大等因素,圆满完成资料采集。


科研团队创新提出的第二代非对称式高精度反射横波探测技术,突破方位识别等“卡脖子”难题,在看得远的基础上实现了定方位,成功将仪器升级为带方位探测能力的远探测仪器,拓展了测井资料应用的尺度空间,对缝洞型碳酸盐岩储层的高效勘探开发起到重要技术支撑作用。


探测更远


“一孔之见”向“一孔远见”的拓展跨越


2021年6月,重点探井顺北9X完钻井深8340米,科研团队将自主研发的第三代多分量横波远探测成像测井仪运用到该井。远探测项目课题长纪祝华提前一个月到新疆,挨个排查关键节点。小队施工一夜,她就在电话边守了一夜,保持远程沟通。最终,他们在8000米以下的深部地层井孔中,成功获取井外65米的清晰地质成像图,创下了我国同类仪器在深度探测方面的纪录。


该技术将探测范围拓展到了井周数十米甚至上百米,是国际同类技术的两倍以上,使测井技术真正从“一孔之见”拓展到“一孔远见”。


科研团队在探测方法和技术装备上下功夫,发现偶极横波远探测技术的声源相较于普通声波测井的频率范围要低很多,可接收多个方位的偶极发射和接收,实现更远的横向探测距离,既探得远又听得清,具有听声辨位的方向性。“这就相当于把普通音响换成了具有环绕效果的立体音响,让声波探测具有了确定方位的能力。”纪祝华介绍。


经过多年技术积累,科研团队在横波远探测成像方位识别方法、大功率发射换能器、仪器结构优化、数字一体化接收声系、微弱信号采集与高效处理等一系列关键技术方面取得重大突破,大幅增强了我国高端声波测井装备的研制能力。






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作者:新能源采编
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