⽂|王丽忱
中国⽯油集团经济技术研究院
作为油⽓勘探的重要⼿段之⼀，测井技术具有分辨率⾼、连续性强、节约成本等优势。随着油
⽓勘探开发向着更深更复杂储层的推进，常规测井技术逐渐难以满⾜当前地层评价的需求。对 此，越来越多的⽯油公司和服务公司致⼒于改进、提升测井探测和评价能⼒。经过近年不懈地
研发和试验，成像测井、核磁共振测井、地层测试及油藏监测等领域已取得显著进展。
小功率电磁炉当前，全球油⽓⾏业正处于调整期，国际油价低位震荡，⽯油需求增速放缓，技术服务市场竞
争激烈，全球测井⾏业受这些因素影响，出现了新的趋势和动向。⽂章通过梳理近年测井技术
新进展，研判全球测井⾏业发展趋势，以期更好地把握测井技术的未来发展动向。
⼀、近⼏年测井技术新进展
1
电缆测井测量精度⼤幅提升，功能得到扩展
近年来，电缆测井技术进⼊平稳发展期，虽未推出⾰命性的系列技术，但在原有电、声、核等
测量原理的基础上，发展了许多新的测量⽅法、新技术和新⼯艺，电缆测井技术的测量精度得
到⼤幅提升，功能也越来越完善。
新型⾼分辨率岩性扫描成像测井仪Litho Scanner
斯伦贝谢公司正式推出了基于14MeV脉冲中⼦发⽣器的新型⾼分辨率岩性扫描成像测井仪Litho Scanner，该仪器可在井场提供⾼分辨率能谱测井数据，实时定量分析复杂岩性地层的矿物成分
及有机碳含量。主要技术特点包括：
1）准确的总孔隙度定量分析和储层质量量化评价；
2）俘获谱和⾮弹性伽马谱成功组合使⽤，精确确定总有机碳TOC参数；
3）提供准确的镁含量，区分⽩云岩和⽅解⽯；
4）仪器的测量值不受岩芯标定和复杂解释模型限制。
Litho Scanner较之前的岩性识别技术ECS具有明显优势（见下表）。
新型多分量多阵列感应测井仪MCI
多年来，阵列感应测井在改善常规和⾮常规储层评价⽅⾯发挥着重要作⽤，这类技术主要采⽤
多频单阵列或单频多阵列⽅式进⾏测量。为了满⾜不断增加的各向异性储层评价需求，哈⾥伯
顿公司研发了新型多频多阵列MCI仪器，该仪器具有1组发射线圈（轴向线圈和正交线圈）和6
组接收线圈，在12～84千赫范围多个频率上顺序激励每个发射线圈（X、Y、Z⽅向），测量每
个接收线圈的信号。
MCI的主要特点是，采⽤多个频率和多个阵列在垂直或⼤斜度井中测量所有张量数据，然后利⽤
快速数据处理算法和软件系统，准确计算出地层⽔平电阻率、垂直电阻率、倾⾓和⾛向等。仪
器具有较强的适⽤性，可在垂直和⼤斜度的⽔基泥浆井、油基泥浆井和空⽓钻成井中使⽤。
新型⾼分辨率油基泥浆微电阻率成像测井仪Quanta Geo
尽管近年油基泥浆微电阻率成像测井技术取得了⼀定进步，但受成像质量不⾼等因素限制，仍
落后于⽔基泥浆微电阻率成像测井技术，特别是在深海低阻地层中，油基泥浆微电阻率成像测
井的成像效果较差。斯伦贝谢公司研制的新型油基泥浆微电阻率成像测井仪Quanta Geo，由探
测器、供电部分和采集部分（含测斜模块）组成。
其中，探测器部分有8个极板，安装在2组间隔3.6英尺的⽀撑臂上，每组⽀撑臂上4个极板位于
相同的测量深度上，极板与⽀撑臂之间由旋转接头连接，可以轴向旋转15°，所有6个⽀撑臂完
全独⽴，可变换节⾯⾓，测井时⽆需使仪器完全居中，便于在各种剖⾯和倾⾓的井中测井。
与常规成像测井仪不同，新型⾼分辨率油基泥浆微电阻率成像测井仪的测量全部在极板上实现（见下图），且频率（兆赫）⾼于以往的任何成像仪器。极板中⼼装有⼀排钮扣电极，屏蔽电极环绕着钮扣电极，两个回流电极位于屏蔽电极两侧。钮扣电极和屏蔽电极基本保持相同电位，共同形成电流发射极，两个回流电极的电位也基本保持相同。新型仪器的测量结果具有更⾼的分辨率、更⼤的井眼覆盖范围，受环境影响也更⼩。
2微型弹簧
随钻测井系列不断完善，探测深度和数据传输率逐步提⾼
多层位地层边界探测技术PeriScope HD
为了更准确地探测多层位、多⽅向的地层及流体边界，确定边界⽅位，以便在碎屑岩或碳酸盐岩等复杂地层中优化井位布置，斯伦贝谢公司推出了多层位地层边界探测技术PeriScope HD。该技术可获取⽅位伽马、多深度电阻率、深⽅位成像及随钻环空压⼒（APWD）等数据，定量评价地层和当量循环密度，在含薄层、隔层的多种储层类型中提供较好的地质导向服务。 结合反向对称测量的随机反演模型，能够准确地预测地层倾⾓，从⽽更好地在复杂地层导向，确保井筒穿过储层最佳甜点，有效增加产能。PeriScope HD技术通过提⾼信噪⽐可降低地层边界的不确定性，更精细地描绘储层边界和流体界⾯。
此外，该仪器的⼀项全新质量控制指标可⽤于验证实时解释结果，包括反演数据的不确定性，从⽽得到更准确的储藏模型和储量估值，优化未来的井位设计。
油藏随钻成图技术GeoSphere
斯伦贝谢公司推出的GeoSphere油藏随钻成图服务，利⽤深探测定向电阻率测量仪器和专⽤的实时解释⽅法，有效识别地下岩层和流体边界特征，优化井眼轨迹和地质导向，完成多层边界绘制。该项服务采⽤全新的数学反演⽅法，通过模块化多频测量，获取多种地层电阻率、倾⾓和储层厚度等数据，进⽽实现实时、⾃动随机反演。
GeoSphere仪器分为675和825两种型号（见下图），分别适⽤81/2～97/8英⼨和121/4～143/4英⼨井眼，探测深度达100英尺，可准确指导钻达⽬标油藏，⽆需钻领眼，从⽽⼤⼤降低钻井风险和成本。利⽤GeoSphere技术还可确保井眼保持在⽬标储层范围内，远离流体边界，提⾼油藏接触⾯积。该技术可对专业⼈员开展地震解释结果和地质结构模型完善⼯作提供有⼒保障。
新⼀代MWD⼩井眼随钻测量仪DigiScope
在深井、超深井的随钻数据传输过程中，受井深距离影响，泥浆脉冲信号在传输⾄地表时会出现信号衰减，降低了数据质量。斯伦贝谢公司开发出新⼀代⼩井眼随钻测量仪DigiScope（见下图），仪器采⽤平滑相移键控（SPSK）遥测⽅法，实时完成井斜、⽅位、⼯具⾯、⽅位伽马、振动与冲击、压⼒等的测量，可为⼤位移井、陆上和深海⼩井眼井实时提供地质导向和油藏描述服务。
该仪器的⼯作频率为0.25～24赫兹，最⼤数据传输速率36⽐特/秒，较常规传输速率提⾼了6倍。通过采⽤新型调制算法，将DigiScope技术与新型数据压缩平台Orion Ⅱ结合，可使数据传输速率提升⾄140⽐特/秒。如果采⽤加⼯后的微粉化重晶⽯钻井液进⾏钻井作业，可将随钻测量（MWD）信号强度提升⼀个数量级。
3
地层测试与采样技术优化升级，应⽤效果良好
三维流体测试与采样技术Saturn 3D
斯伦贝谢公司推出的⾃密封Saturn 3D探头技术，可实现井眼周围地层中真正的三维环形流体流动，使获得有代表性的地层流体和流体取样及挑战性环境下（低渗透、重油、未固结地层、不规则井眼等）的井下流体分析（DFA）所需时间⼤⼤减少。
Saturn 3D的4个椭圆形径向探头分布在仪器四周，间隔90°（见下图），每个探头的表⾯流动⾯积均为19.86平⽅英⼨，是传统探头最⼤表⾯流动⾯积的2倍以上，4个探头的总流动⾯积达79.44平⽅英⼨，是传统标准探头的500倍。
探头边缘四周安装了64个独⽴的重型弹簧，并在芯轴四周安装了2个⼤直径重型弹簧，弹簧系统较⼤的累计闭合⼒能够保证圆形探头的回收，使作业风险降到最低。该仪器的探头排列有助于流体沿井眼四周形成环形流动，快速清除井周的泥浆滤液，抽取未被污染的地层流体。较⼤的流动⾯积可诱发和保持低渗透地层、未胶结岩地层和稠油油藏的流体流动。
蛋白质晶体地层流体采样系统RCX Sentinel
相较于常规流体取样技术，贝克休斯公司新推出的RCX Sentinel技术采⽤聚焦取样探头模块，封隔器配有两个同⼼的环形流体⼊⼝。当封隔器贴靠地层时，通过不同的管线和泵出模块将流体分别引⼊不同⼊⼝。独⽴的外围⼊⼝充当泥浆滤液向中⼼⼊⼝流动的屏障，单独控制与每个⼊⼝连接的流体泵，可以优化流速。
通过对地层/井眼界⾯的流速进⾏优化，可以将被污染的流体引⼊外围⼊⼝，使纯净流体进⼊内部流动区域，进⽽获取纯净流体样品。RCX Sentinel系统可快速开启和关闭取样筒，确保纯净流体不受⼲扰进⼊单相取样筒，从⽽获取较⾼纯度的地层流体样品，且作业时间节省50%以上。
新系统能够耐⾼温⾼压，可承受的最⾼温度达375Fo（约191℃），最⾼耐压达2.5万磅/平⽅英⼨（约172兆帕），可以在⾼温⾼压等恶劣环境下使⽤。
4
光纤监测技术快速发展，发展前景⼴阔
近年来，光纤监测技术取得较⼤进展，主要体现在以下三个⽅⾯。
1）光纤分布式温度测量（DTS）
威德福、斯伦贝谢、哈⾥伯顿等⼤型服务公司均推出了耐温达300℃的光纤温度测量系统，该项技术将光纤转换成间隔0.5⽶或1⽶的若⼲个温度传感器，在测量时，通过询问器向光纤发送激光脉冲，光纤中的分⼦振动引起拉曼反散射，通过对⽐反散射强度来计算光纤的温度。利⽤DTS技术对油⽓井的温度剖⾯进⾏永久性监测，利于更好地实现油⽓井和油藏管理，尤其适⽤于蒸汽辅助重⼒驱（SAGD）和注蒸汽采油作业。
2）光纤分布式声波测量（DAS）
DAS系统使⽤沿井筒长度⽅向布放的标准单模光纤，将数千⽶长的标准电信光纤转变为微型检波器阵
列，利⽤相⼲光时域反射测定技术，观测因光纤玻璃芯⾮均质性引起的微弱的反散射信号，并在上部读写单元对采样率、空间分辨率和通道数量等参数进⾏优化，从⽽将原始声波数据从读写器单元传送到处理单元，进⾏信号的解释与可视化。
利⽤该项技术可实现流量测定、出砂检测、⽓体突破、⼈⼯举升优化、智能完井监测及近井眼监测等。
3）光纤分布式应变测量（DSS）
颗粒分装机受地质应⼒或油藏压⼒过⾼等因素影响，套管会出现变形或破裂等情况。为了对套管形态变化进⾏预防性检测，优化油⽓井⽣产和开发，壳牌与贝克休斯公司联合开发了实时套管成像仪（RTCI），可提供连续、实时、⾼分辨率的套管图像，监测受油藏压实、上覆层膨胀和其他地质⼒引发的套管异常。
截⾄⽬前，尚⽆其他⽅法能够在⽆需下⼊井中、不⼲扰⽣产的情况下，实现同等灵敏度、动态范围、空间分辨率和响应时间的套管监测。
5
⾮常规地层评价技术备受关注，依然是研究重点
从近⼏年测井分析家协会（SPWLA）年会中的论⽂数量可以看出，正式论⽂中涉及⾮常规地层
评价领域的⽂章占⽐最⼤，这说明⾮常规储层的测井评价依然是难点和热点。
从研究内容上来看，近年来主要是将测井评价与⽯油公司储层研究紧密结合，在采集技术、岩⽯物理研究、处理与解释⽅法研究以及储层评价等系列技术⽅⾯提升优化，形成有地质针对性的测井综合解决⽅案。
例如，哈⾥伯顿公司与Anschutz勘探公司联合研究的利⽤微电阻率成像和元素分析数据来识别富含有机质的⾮常规薄层；斯伦贝谢公司提出⼀种新的⼯作流程来精确评价古沉积环境的氧化还原条件等级，量化⾮常规地层有机质含量，并结合测井与录井⽅法，利⽤软件对矿物及其⽐例进⾏精确识别，计算得到的元素⽐率对地层评价起到关键的指⽰作⽤。
6
数字岩⽯物理技术发展迅速，越来越受到重视
数字岩⽯物理技术能够克服经验化的岩⽯物理数据、理想化的岩⽯物理模型以及难以开展的实验室实验等种种限制，可以获得同⼀块岩芯的⼏乎所有岩⽯物理特性及其相互关系；⽽对于⼀组给定的流动单元、相或者岩⽯类型的若⼲岩芯，还可以通过⾼分辨率成像、细分以及特征值的计算与处理，获得这些岩芯的岩⽯物理特性变化趋势或规律，因此该项技术⼀直被测井界所推崇。
近⼏年，建⽴在孔喉尺⼨级别上⼤量岩⽯物理实验的严格的数值模拟技术不断涌现，包括成像、计算、模拟等，这不仅降低了钻井取芯⼯作量，加快了低渗透岩⽯物理测量进度，提⾼了数据精度，也极⼤地提⾼了⾮常规复杂储层岩⽯物理研究⽔平和能⼒。预计未来数字岩⽯物理技术将在测井评价与分析⽅⾯发挥更重要的作⽤。
7
测井软件系统不断更新，构建综合解释评价平台
近年来，测井软件系统⽅⾯也获得了新进展。CGG公司的powerlog测井分析软件系统，可快速满⾜单井、多井的测井资料分析任务，在单井压裂分析与评价⽅⾯有特⾊。PARADAM公司的Geolog 7.2测井解释系统在油藏背景的测井评价⽅⾯具有特⾊。斯伦贝谢公司的Techlog 2015版平台，能够把所有的井筒数据集成到⼀个⾼度直观的应⽤模块中进⾏分析，且⽀持跨学科的复杂⼯作流程。
⼆、测井⾏业发展趋势
1
国际先进测井技术仍将以⼤型测井服务公司引领为主
从近⼏年测井新技术、新仪器的推出情况来看，国际先进测井技术垄断的格局依旧存在。斯伦贝谢、哈⾥伯顿、贝克休斯等⼤公司仍主导着全球测井技术的发展⽅向，在仪器研发、基础研究、资⾦投⼊等⽅⾯都处于领先地位。
2015年，斯伦贝谢公司在已有产品基础上开发出GeoFlex井场岩芯定量分析与成像装备、proVISION Plus核磁共振随钻测井仪器等前沿技术；贝克休斯公司推出的新⼀代⽔泥胶结测井仪Integrity eXplorer，代表着该领域的世界最新⽔平。由此可见，国际先进测井技术仍将以⼤型测井服务公司引领为主。
2
随钻测井技术向纵深发展，测量系列⽇趋完善
由于地层界⾯的变化和储层的⾮均质性越来越强，加⼤随钻测井仪器的探测深度能够更好地探测储层边界及油⽓⽔界⾯，了解地层界⾯和储层性质的变化情况，使井眼轨迹保持在储层以内并同储层界⾯保持⼀定的距离，远离油⽔界⾯，从⽽起到更好的勘探⽣产效果。⽬前，随钻电阻率测井的探测深度已经增加到30⽶，利⽤深探测定向电阻率测量、实时解释⽅法和油藏随钻成图服务，可以有效识别地下岩层和流体边界特征，进⾏油藏多层边界绘制。
近年来在全球随钻测井领域，既有随钻核磁共振测井仪、⾃然伽马能谱随钻测井仪等新型仪器推出，也有利⽤随钻测井资料开展⽔平井的储层评价与岩⽯物理研究，还有在成熟的常规随钻技术基础上加⼊了新的成像测井系列仪器。随钻测井技术正在向纵深发展，测量系列更完善，解决地质难题的能⼒也更强。
3
污染处理地层测试技术需求不断增加，未来应⽤范围⼴泛
地层测试技术的最新进展表明，仪器探头的数量已经从1个增加到4个，可以从井眼周围4个⽅向开展压⼒测试和流体采集，从⽽实现三维压⼒测试和流体采样。此外，探头表⾯流动⾯积⼤幅增加，使低渗、未固结和含⾼粘度流体地层的测试和取样时间⼤幅减少。
随着⽬标储层愈加复杂，地层评价难度越来越⼤，未来对地层测试技术的需求将不断增加，其应⽤范围将进⼀步扩展。
4
测井解释评价软件向多学科⼀体化⽅向发展，更重视油⽓藏综合评价水下作业
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