测井仪器刻度标准化分析与研究

时间：2024-07-28

马旭成

（中国石油集团测井有限公司新疆分公司，新疆克拉玛依 834000）

近几十年以来，我国经济发展进入了稳步发展的时期，1999年我国GDP总量只有1.09×1012元，占全球比重只有3.3617%，2018年我国GDP为13.61×1012元，占全球比重达到了15.8399%，在近30年之内，我国GDP总量增长了1148.62%。人口和经济的快速增长必然影响石油行业的发展，1999年我国石油产量为1.6238×108t，进口量为0.3661×108t，消费量为2.17×108t，对外依存度为22.97%。2019年我国石油产量为1.91×108t，进口量为5.0589×108t，消费量为6.96×108t，对外依存度为70.8%。在30年之内，我国石油产量增长了17.63%，进口量增长了1281.84%，消费量增长了220.74%，对外依存度增长了208.23%（图1）。从以上数据可知，我国石油产量严重不足，而消费量巨大且连年递增，过度依赖进口，在一定程度上已经严重威胁了我国的社会稳定和国防安全，并且也影响了我国经济的良好发展[1-2]。因此，国家相关部门必须重视石油工业的发展，增大人力、物力的投入力度，尤其是各种勘探开发技术，如测井、物探、采油、录井等，不断促进我国石油行业的可持续发展，以提高石油储量和产量，减少石油的进口量和对外依存度。在油田勘探开发过程中，测井技术发挥着不可替代的作用，至今已经有约80多年的历史，其测量结果能够减少钻井取心的任务量，及时分析与了解地下储层油气的分布情况，提高勘探开发的速度，降低勘探开发的成本[2-3]。因此，测井仪器的测量结果为各大油气田的勘探开发提供了非常关键的数据支持[3-4]。虽然近几十年测井技术取得了长足的进步，尤其是测井评价、测井方法等方面，但是，测井仪器测量的原始结果仍然存在一定的误差，并不能反映储层真实的地学特性，需要经过刻度标准化处理，进而提高测量结果的准确性和有效性，从而有效解决实际勘探开发中的地质问题[3-5]。

图1 我国石油消费量、产量、进口量、对外依存度分析（1999—2019年）

1 测井技术

测井（well logging），也称地球物理测井，是一种地球物理技术，该技术是利用地下地层的各种地球物理特性对实际岩层的多种地球物理参数进行测量和分析。在实际应用过程中，测井主要分为3种方式：①完井测井；②裸眼测井；③生产测井。其中第3种方式也称第二系列测井，主要经历了5个发展阶段：①模拟；②数字；③数控；④成像；⑤信息[5-6]。测井技术的基本原理：一般是使用电缆将各种测井仪器下入井中，让地面的电测仪能够沿着井筒持续测量并且可以记录地下地层的各种参数，并将这些地球物理参数进行相应的处理，进而转化为各种曲线以及图像，最终用来分析和识别地下岩层的矿藏，如煤、石油、天然气等（图2）。目前，测井技术已经成为了一种必不可少的勘探方法之一，在很多行业中都得到了有效应用，如油气田、煤田、金属矿藏、水文等。在石油勘探开发过程中，测井技术已经发展了大约80年。目前，常用的石油测井技术主要有13种：①自然电位测井；②普通视电阻率测井；③微电极测井；④双感应测井；⑤双侧向测井；⑥八侧向测井；⑦微球形聚焦测井；⑧井径测井；⑨声波时差测井；⑩自然伽马测井；⑪补偿中子测井；⑫补偿密度测井；⑬高频等参数感应测井[4-7]。随着科技进步以及油气勘探开发技术的发展，测井技术在油气勘探开发中将会发挥着更大的作用，为油田企业带来更多、更高、更好的经济效益。

图2 某地区的单井视图

2 测井仪器刻度标准化

在油田勘探开发中，测井仪器具有非常重要的作用，其是一种用来分析和了解地下储层油气分布情况的十分有效的测量工具。但是，测井仪器获得的原始测量结果并不能直接反映岩石的地学特性，而应该通过精确的转换才可以成为反映储层地球物理参数的工程值[5-7]。其次，相同类型测井仪器的计量必须保持统一[5-7]。油田企业在向测井技术服务公司定制测井服务内容时，最重要的一点就是测井技术服务公司是否可以确保测量结果的精度和结果的一致性[8]。目前，测井行业主要是用刻度标准化的方法来实现这种精确转换以及结果的一致性。测井仪器标准化与计量学中的校准比较类似，主要是利用带有刻度的装置或仪器对实际测量值进行分析与校正，以此获得准确测量值的过程。

3 提高测井仪器刻度标准化的精度

3.1 重视测井仪器的研发

测井仪器的性能对测量结果的影响比较多，在一定程度上也影响了测井仪器刻度标准化的精度。因此，对于测井仪器的研发和生产而言，生产厂家应该高度重视并且根据实际情况对测井仪器的性能进行不断提高和完善，主要有以下2点措施：①提高测井仪器的抗震性能，主要是做好测井仪器中的各种电子元器件的共振设计，以此改善抗震性能，从而提高测量结果的精度和可靠性；②优选一些高品质的电子元器件材料，以此提高测井仪器的防冲击性能，同时还可以延长测井仪器的使用寿命[5-8]。

3.2 加强监督和人才队伍建设

测井公司应该不断加强测井仪器刻度标准化的监督工作，构建良好的监督管理机制并且切实有效地进行落实。其次，测井公司还应该提高工作人员的综合素养，以此提高测井仪器刻度标准化的质量和效率，主要有以下3种措施：①专门设置一个刻度标准化的监督管理机构，对测井仪器刻度标准化的结果进行监督与管理，严格执行并落实好相关制度，及时发现问题并予以有效解决；②对工作人员进行测井仪器刻度标准化的培训，提高他们的专业能力和综合素养；③加强企业人才队伍的建设，尤其是对于表现较好的员工，适时提高他们的薪资待遇，以此激励更多的员工重视刻度标准化工作[6-9]。

3.3 建立完善的标准化体系

由于各种测井技术都会受井眼、围岩等因素的影响，并且测井仪器性能也不一致，如灵敏度、精确度等，因此需要将测量的数值转换成地下储层的物理参数值。测井仪器刻度标准化最重要一点就是需要建立完善的刻度标准化体系，为测井数据的定量化处理以及解释提供良好的条件和基础，主要有以下3点措施：①应该将研发和生产的测井仪器在标准刻度井群中做好重复、认真以及细致的刻度工作，研究各种影响测量结果的校正方法，编制相应的校正方程、图版以及程序，提供合理、有效、实用的刻度系数；②厂家或测井公司必须对标准刻度模块进行二级刻度，获得比较可靠的刻度系数，在经过检测检验之后，符合相应的要求才可以进行实际应用；③测井小队在现场利用检查装置对相应的测井仪器进行测试，检查其是否存在问题，并且将测量值与标准刻度值进行对比是否满足精度要求，并认真做好记录，唯有仪器合格才可以下井测量[7-11]。