世界石油工业
World Petroleum Industry
第27卷 第6期 2020年12月V ol.27 No.6 Dec., 2020
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科技综述
T echnologies Review
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侯亮
（中国石油集团经济技术研究院，北京 100724）
摘要：受新冠肺炎疫情及低油价的影响，2020年全球测井服务市场业务大幅下滑，降本成为测井公司运
营的主要目标之一。通过追踪国外测井技术的最新动态，梳理出电缆测井、随钻测井、生产测井和其他测井新进展等四大研发方向。2020年测井技术发展整体放缓，仅出现10余种新型或改进型测井技术，如斯伦贝谢公司基于DELFI 平台的Symphony 实时井下油藏测试技术，Acoustic Data 公司的SonicGauge 远程井下声波监测系统，TGS 公司的基于机器学习的测井曲线预测技术ARLAS ，Well-SENSE 公司的基于可溶光纤的Active-FLI 单点测量技术等，这些新型测井技术均可有效降低作业成本，提高作业效率与安全性。 关键词：测井技术；降本增效；发展展望中图分类号：TE151 文献标识码：A
Development and trend of foreign well logging
technologies in 2020
HOU Liang酸类
(CNPC Economics and Technology Research Institute, Beijing 100724, China)
Abstract: Due to the impact of COVID-19 epidemic and low oil prices, the global logging service market business will decline significantly in 2020, and cost reduction has become one of the main targets of logging companies. By tracking the latest research and development trends of foreign logg
ing technology in 2020, this paper has sorted out four research and development directions ，such as wireline logging, logging while drilling, production logging and other new developments. Logging technology development overall slowdown in 2020, a total of more than ten kinds of new type or advanced logging technology, such as Schlumberger DELFI based platform introduced a Symphony underground reservoir real-time testing technology, Acoustic Data company launched SonicGauge downhole remote monitoring system, TGS company launched ARLAS logging curve prediction based on machine learning technology, Well-SENSE company launched a soluble fiber based Active-FLI agreed single point measurement technology, etc. All these new logging techniques can effectively reduce operating cost and improve operating efficiency and safety. Keywords: logging technology; reducing cost and increasing efficiency; development prospect
受新冠肺炎疫情及低油价的影响，2020年全球测井服务市场业务大幅下滑，降本成为测井公司运营的主要目标之一，能有效降低测井成本的智能化测井技术获得较快发展。本文通过追踪2020年国外测井技术的最新动态，梳理出电缆测井、随钻测井、生产测井和其他测井新进展4个研发方向的10余种新型或改进型测井技术，包括Symphony 实时井下油藏测试技术、SonicGauge 远程井下监测系统、Pulse1高精度电磁探伤技术、基于机器学习的
建筑机械化测井曲线预测技术ARLAS（Analytics Ready LAS ）、SPIDRlive 井下压裂实时监测系统、DynaTrac
实时无线井深关联系统、基于可溶光纤的Active-FLI 单点测量技术、基于钻井数据的测井曲线智能生成技术QLog、新型高速数字遥测平台、新型水泥胶结质量和隔离效果测井评价技术、Performance Live 实时数据连接服务等 [1-15]
。在阐述这些技术进展的基
础上，展望测井技术未来发展趋势，对测井科研工作有一定的借鉴意义。
收稿日期：2020-11-13 改回日期：2020-11-20基金项目：中国石油集团经济技术研究院课题“2019－2020年石油科技信息研究”（编号：2019Z16）。作者简介： 侯亮（1992－），男，硕士，工程师，2018年毕业于中国石油大学（北京），长期从事测井前沿技术监测、发展趋
势分析等。
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1 测井技术最新进展
1.1 电缆测井
1.1.1 Symphony 实时井下油藏测试技术
2020年斯伦贝谢公司推出基于DELFI 平台的Symphony 实时井下油藏测试技术
[2]
，可以灵活调
整油藏测试仪器串组合，以满足不同的测试需求，有效降低作业时间，提高作业安全性与效率。同时，
该技术通过数字技术能及时提供各种决策意见，有助于更好地理解储层并减少油田开发计划的不确定性。
Symphony 实时井下油藏测试技术是一套完整的技术和服务组合，可满足复杂井况测试的要求。通过与Muzic 无线遥测技术结合，可针对测试目标特性灵活调整仪器组合，实现实时定位、隔离、连接、测量、控制、取样、选择和剖析等功能。（1） 定位（Position ）：利用定位仪器实现套管上放射性标记或自然伽马信号的实时深度关联，精度可达0.3 m，能有效节省钻井时间，减少现场人员数量，提高作业安全性。（2）隔离（Isolate ）：利用无线隔离阀，实现实时层间选择性流量测试以及混
合流测试和垂直干扰测试。（3）连接（Connection ）：使用无线连接射孔点火系统，利用声波信号对射孔进行控制。使用声波信号不仅可以在射孔前实现最佳的欠平衡状态，而且与发射头的现场验证传感器、电池电源、微处理器和控制开关相结合，提高射孔作业的可靠性和安全性。该系统能够在一次运行中连接多个点火头，并在混合或选择性多层油藏测试中单独启动。（4）测量（Measure ）：利用无线石英测量仪识别出储层的多种特征，检测出可能对油田开发计划产生重大影响的微小压力波动。（5） 控制（Control ）：使用无线双阀门，通过无线双向通信进行控制和验证，提供独立的双阀操作。（6）取样（Sample ）：利用无线选择性取样系统，可获得无污染且具有代表性的储层流体样品。
目前，Symphony 实时井下油藏测试技术已经在亚洲、中东和北海应用。在亚洲近海浅层储层的射孔和试井中，一次下井可完成所有测试作业，节约时间24 h。
1.1.2 Performance Live 实时数据连接服务
斯伦贝谢公司的Performance Live 实时数据连接服务，可优化远程井场操作控制，同时提高安全性、效率并拓展勘测面积。该技术通过云计算和自动化工作流程，将行业专家的决策建议、先进的井场技术、实时的现场数据等资源整合为一体，形成完善的数据生态系统。该技术可提供即时访问现场数据和与行业专家实时协作的能力，从而为定向钻探、测井、地层测试以及其他油气作业提供快捷明智的决策。自动化的“端到端”工作模式可简化甚至消除冗余的工作流程，使工作流程规范统一，能有效提高运行安全性、降低碳排放、减少现场工作人员。目前，斯伦贝谢公司超过60%的现场作业都使用该技术，涵盖84个国家的18 000多次钻探作业。在电缆作业方面，Performance Live 服务覆盖了全球超过12 000次电缆作业，其中包括挪威海上超过230个油藏和油井完整性评估
[3]
。新冠肺炎
疫情期间，在保障服务质量的前提下，该技术有效减少现场作业人数、规范工作流程、降低作业成本与相关安全风险。
1.1.3 Pulse1高精度电磁探伤仪
为了满足行业对高精度井筒完整性管理不断增长的需求，2020年TGT 公司推出可用于多层套管检测的Pulse1高精度电磁探伤仪，将三维建模、电磁探伤、高性能传感器结合在一起。一般情况下，作业人员需要用卡钳来监测管壁厚度，误差可达10%或更高，而Pulse1的测量误差仅为2%[4]
。该技术根据电磁波探伤原理对小型套管的井筒完整性进行探测，可测量8个扇区的套管壁厚，提供全面的井筒完整性评价结果，有利于运营商更准确地评
估套管状况，实现油田安全、清洁和高效的生产。
Pulse1高精度电磁波探伤仪可通过电缆或油管下入井中，有效降低作业成本。另外，该仪器还可组合到Pulse 存储式测井仪中，提供更为丰富的井筒完整性评估结果。Pulse 存储式测井仪采用3种不同的传感器，交替产生电磁脉冲。（1）5 i n（1 i n = 2.54 c m ）的传感器用于检测直径小于5 i n 的油管与套管。（2）13 i n 的中等长度传感器能够检测直径小于10 i n 的
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金属管柱。（3）19 i n的传感器能够检测直径小于18.625 i n的金属管柱。Pulse1扩大了Pulse存储式测井仪的应用范围，并提高其探测精度。
1.2 随钻测井
1.2.1 基于钻井数据的测井曲线智能合成技术
Quantico Energy Solutions公司致力于为油田勘探开发提供人工智能解决方案，QLog（基于钻井数据的测井曲线智能合成）将钻头视为传感器，把钻井数据与伽马和电阻率测井曲线以及录井结果结合在一起，利用基于神经网络（NN）的模型对输入的数据进行处理（该模型利用200多口水平井和垂直井的测井数据作为训练数据进行校正），合成所需的随钻测井曲线（包括声波测井、中子测井等）。已可代替随钻测井作业，费用为随钻测井的20%左右，目前已经在150多口井进行了应用[1-5]。
Quantico Energy Solutions公司在特立尼达和多巴哥的某海上油田应用QLog技术对7口水平井（包括垂直井和侧钻井眼）进行了作业。该油田自2000年开始生产，日产油量很高，开发商使用QLog技术合成随钻声波、中子测井曲线，在降低作业成本与风险的条件下，增加对油田的认识。墨西哥湾GOM油田的4口直井应用了QLog技术，目的是在井眼过小，随钻声波等仪器无法下井的条件下，利用人工智能技术获得声波等测井结果并填补缺失的部分测井数据。利用QLog合成的曲线与实际测量的结果十分吻合，RHOB（中子孔隙度）的正则化方均根差值为2.4％，DTC（声波时差）的正则化方均根差值为4.8％，有效证明了该技术在缺少数据的情况下依然有很高的可靠性[6]。
1.2.2 新型高速数字遥测平台
Probe公司推出的新型高速数字（HD）遥测平台，由工具间通信总线及遥测控制设备（TCU）管理的单导体组成。工具间通信总线是单线双向系统，运行速度为500 kbit / s，可容纳多种不同的测井工具组合。TCU能够建立所有井下工具与地面的通信连接，TCU（或内存工具）的采样传感器的速度为50次 / s，因此，适用于高数据率的工具。该设备可控制井下工具的数据采集，并将数据包传输
至地面系统。通过快速下行链路接收来自地面系统
的命令，并根据需要对地面做出实时响应。TCU可
由存储式测井工具（MLT）替代，使所有HD传感
器都安装在钢丝绳与连续油管上。另外，HD平台
采用模块化设计，依靠插入式电子板，且只需简单
的机械维护，非常适合传统作业与远程作业[7]。
1.3 生产测井
1.3.1 SPIDRlive井下压裂实时监测系统
哈里伯顿公司的SPIDRlive井下压裂实时监
测系统利用试井和裂缝的相互作用，无需井下仪器，在井口可实现对井下压裂效果进行监测，降低
作业成本，提升监测效果，最终达到提高采收率
的目的。仪器耐温性能为-29～54 ℃，最高耐压103 MPa，压力探测精度达到0.01 psi（68.94 Pa）。
SPIDRlive是在SPIDR技术基础上发展而来的，根据井口采集的高分辨率、高精度和高频的井
口压力数据及关井过程中采集的相关数据，反演井
下情况，进而实现地层瞬态压力测试等功能，并将
数据用云传输技术上传到客户端，在移动设备上实
现远程可视化，保证作业人员实时了解井下压裂动态。该技术优点：（1）从井口获取进行压力瞬态分
辐射量析所需的高分辨率和高频数据。（2）根据井口测量
结果准确计算井底压力。（3）确定渗透率和储层压
力等，无需在井下运行任何设备。（4）实时查看和
下载数据。（5）数据记录最长可保存2年，具体取
决于采样频率。（6）由碱性电池供电，绿环保。（7）可实现远程可视化等。
目前，该技术已在现场应用。在西德克萨斯州，作业公司在多个偏移井上部署了SPIDRlive，以监测裂缝的相互作用。压裂作业期间，SPIDRlive
通过无线信号将数据传输到现场中继设备，然后将
数据传输到安全的云应用程序中，实现客户端可视化，并将压裂作业可能产生的效果及时通知给作业
人员，充分证明了该技术的可靠性和经济性[8]。
1.3.2 基于可溶光纤的Active-FLI单点测量技术
英国Well-SENSE公司推出的Active-FLI电子
传感器，可应用于可溶光纤监测技术FLI，能有效
提升探测精度。FLI可应用于包括高温高压小井眼
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永嘉昆剧
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在内的复杂井下环境，能有效降低作业风险、减少非生产时间、提高测量精度，并能降低50%以上的测量作业成本
[9]
。
FLI 的信号发生器和接收器均置于地面，井中只有铝制探头和缠绕在探头内部绕线轴上的光纤。作业时探头在井中自由下落，同时释放光纤并完成光纤部署。在进行测量时，地面设备发射的激光束会沿光纤向前传播，并不断在光纤内壁发生反射。每次反射都会产生一个激光信号返回到地面，携带反射处的温度、压力、声压震荡频率等信息。地面传感器接收到返回的激光信号后，可根据信号返回时间，形成全井筒的温度、压力剖面等，实现分布式测量。Well-SENSE 公司为进一步提升单点测量能力，增加对关键地层的认识，推出“主动式”光纤试井电子传感器Active-FLI，可获取沿井眼的单点温度、压力以及用于确定井深的套管接箍位置，
实现分布测量与单点测量相结合，提高测量精度。单点测量与分布测量的结合可提高FLI 作业能力，精确定位、验证以及量化井筒中发生的事件，获得更为丰富的图像。
1.3.3 新型水泥胶结质量和隔离效果测井评价技术
新型水泥胶结质量评价是海上油气井进行堵井与弃井（P&A ）作业的关键步骤，可确定地层隔离效果，但在使用常规水泥胶结测井（CBL ）和超声成像测井进行评价时需要取出油管，以保证仪器可以顺利进入套管环空，但生产成本较高。如果不取出油管就可以确定水泥的完整性或隔离性，那么将大大减少操作时间和成本。2019年Probe 公司在SPE 会议上详细介绍了废弃井新型水泥胶结质量和隔离效果测井评价技术（Multi-String Isolation Logging，MSIL ），可在不取出油管的情况下进行多层水泥胶结评估，为废弃井水泥胶结质量和隔离效果评价提供了一种经济高效的解决方案。
MSIL 技术的原理是将仪器置于套管内部并发出声波信号，声波信号经油管和套管环空后返回油管内部，并由仪器接收器接收。接收信号中强度最强的是经套管传播的信号，MSIL 技术具有独特的频率域信号处理技术，可从高强度的无用信号中分
离出强度很小的关键信号，完成钻井液胶结评估。与传统的水泥胶结测井和超声成像测井不同，MSIL 技术无需取出油管就可以评估套管后的隔离效果，可有效降低作业时间及成本；而传统的水泥胶结测井和超声成像测井需要事先从井中拆除油管，造成
胡延照
资金与作业时间的浪费。
该技术在北海南部地区已成功进行了6项以上的海上现场试验，利用该技术测量的结果与取出油
管后用常规CBL 和超声波测井仪测量的结果进行比较，证明该方法的可行性与通用性（适用于所有典型套管和油管组合），并有效减少了不必要的作业成本，简化P&A 作业流程。该技术还将成为无钻具P&A 解决方案的重要组成部分[10]
。
1.4 其他测井技术
1.4.1 基于机器学习的测井曲线预测技术
TGS 公司推出的新型测井曲线预测技术
（Analytics Ready LAS，ARLAS ）[11]
是其人工智能计
划的一部分，可以根据测井数据计算缺失的测井曲
线，填补数据空白，提供覆盖全井筒的完整数据。
ARLSA 的数字测井曲线可信度高、无数据盲点、全曲线功能，该技术采用完整的数值测井技术，可以将单组合、双组合或三组合测井工具获得的数据升级为四组合测井曲线，并补充已有测井曲线的盲点，进而为油藏的分析表征提供更准确的依据。
ARLAS 使用了TGS 特有的测井预测算法，通过输入目标井的历史数据、临井数据、区域数据等，可预测出目标井的测井曲线，尤其适用于老油田。输入的数据包括自然伽马、中子孔隙度、电阻率曲线等（某些情况下只用一种），输入数据后，ARLAS 会基于这些数据进行预测并利用已有数据进行矫正，每次应用都使用超过75种机器学习模型，重复进行至形成符合该井实际情况的预测模型，为测井曲线提供高精准数据，效果超过90％的同类工具。
除了先进的预测算法，数据库也是ARLAS 实现的关键。TGS 的测井图书馆数据库包含北美地区近200万口井的数字化信息，结合TGS 开发的机器
第27卷 第6期 2020年12月侯亮：2020国外测井技术进展与趋势
学习算法，可以预测数字测井中的信息缺失和响应曲线，填补测井数据的空白，提供清晰准确的油藏分析。利用ARLAS可以预测5种关键类型的响应曲线：自然伽马，电阻率，密度，中子和声波，大多数曲线准确率达90％以上，数据覆盖率和准确度明显提高。目前，ARLAS的数据覆盖了Permian地区30万口井和Anadarko地区17万口井以上的数据，在这些地区的应用中发挥了巨大作用。
TGS公司与Quantico Energy Solutions公司达成战略合作协议，利用人工智能技术联合解决地球物理建模工作中的挑战，包括地震、测井数据不足，数据处理时间长，绘制地层应力分布、岩石物理属性剖面难度大等。通过将QRes与TGS的数据库和ARLAS解决方案集成在一起，石油公司将能直接访问最全面的地球物理数据库并获得先进的人工智能解决方案，从而以更短的周期、更低的成本，得到最大的产量[12]。
1.4.2 SonicGauge远程井下监测系统
受新冠肺炎疫情影响，油田的现场作业难以正常进行，为了减少现场作业量、降低对现场作业人员数
量与质量的要求，降低运营成本，Acoustic Data 公司推出SonicGauge远程井下监控系统。该系统现场作业人员无需专业指导便可自主完成仪器井下部署，最大限度地减少井下监测对油田生产的干扰。
SonicGauge可提供简单、实时的数据采集和传输服务，帮助作业人员快速、全面的评估地层储量、生产状态、注入及产出情况等，并实时通过无线系统传输到计算机，替代有线式永久性井下测量仪。SonicGauge远程井下监控系统利用声波在地层传播时，其幅度、传播速度等参数与地层岩石物理特征相关的特性，可对较大范围内的地层进行监测。该系统的另一优势是使用了一种先进的吊架系统HEX-Hanger，可通过钢丝绳快速安全地进行部署。
目前，该技术已经完成100多次应用，取得了理想的应用效果。2020年该公司与一家大型石油公司签署了1份为期3年、价值450万美元的合同，在亚洲陆上部署SonicGauge无线井下监测系统，充分证明了该技术的可靠性与经济性[13]。
1.4.3 DynaTrac实时无线井深关联系统
哈里伯顿公司推出的DynaTrac实时无线井
深关联系统，能够在不使用电缆或移动套管的条
件下，准确定位封隔器、射孔和底部钻具组合（BHA）的位置，降低因井深定位错误造成的安全
及成本问题，减少作业时间。
DynaTrac系统由一系列伽马传感器组成，是哈
里伯顿公司RezConnect®试井系统的一部分，耐温177 ℃、耐压103 MPa，支持静态作业，可作为实时
井下标尺，跟踪由于工作管柱膨胀或收缩而引起的BHA运动，精确定位回收封隔器前后BHA的位置。操作人员利用该系统可以在任何时间测量深度，并
跟踪射孔等位置，有效提高作业效率。DynaTrac
系统位于底部钻具组合中，通过DynaLink®遥测系
统可以进行实时通信和控制。操作人员在作业时，通过软件上简单的按钮即可完成定位流程，消除封
隔器设定深度和油管输送射孔（TCP）的不确定性。与需要利用有线干预等方法来确定位置的方法
不同，DynaTrac系统即使在设置封隔器之后也能提
摇摇变
供全时按需定位。在没有电缆干预的情况下定位封
隔器和射孔，有助于确保在所有条件下（包括在
海面起伏较大的深水中）进行精确定位[14]。
2 技术展望
2.1 低成本测井技术快速发展
2020年是油气行业最艰难的一年，低油价与
新冠肺炎疫情导致国际石油市场的大幅波动，为应
对挑战，各大石油公司均采取了降低勘探开发支出
等应急措施，测井作为勘探开发的重要环节，迫切
需要降低作业成本。即使低油价在短期内结束，测
井行业对低成本技术的需求不会减少。据BP公司
的10年战略显示，目前全球石油需求或已达峰，2030年全球石油产量预计减少100×104bbl油当量，占2019年产量的40%[15]，低油价或将成为行
业新常态，低成本测井技术将成为重要的科研攻关
领域。多家油公司或油服公司均已开展低成本测井
技术研究，例如斯伦贝谢公司基于DELFI平台推
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