2020-2021年度SPWLA优秀报告摘要翻译
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感谢西南石油大学陈猛老师团队，河海大学巴晶老师团队，中国石油大学（北京）赵培强博士等人对翻译工作的支持
2020-2021 Distinguished Speaker Series
1 解密固井质量评价测井CBL自动评价的数据处理过程（ UNLOCKING DATA ANALYTICS FOR THE AUTOMATIC EVALUATION OF CEMENT BOND SCENARIOS; Dario Reolon, Federica Di Maggio, Sara Moriggi, Giuseppe Galli and Marco Pirrone, Eni S.p.A.）
固井质量评价是钻井早期阶段的关键步骤，它关系到获得有关井筒完整性的有用信息。这些信息主要通过对套管声波和超声波测井数据的详细解释来进行的。但这种标准处理流程十分耗时且有一些应用难点，尤其是在完井很久的深度段，或者需要在短时间内做决定的情形下没有那么实用。
油公司经过长期的积累，已经存储了大量的油井数据，其中重要的一个数据体是关于井筒完整性的，包括经过质量校核的套管井声波测井及对应的解释结果。本文研究了一种新的、概率数据分析方法，旨在获得快速、稳定的固井质量相分类数据。这种分类结果可以自动提供详尽而定量的水泥替换评价，从而避免了耗时的过程和主观判断可能存在的问题。
该方法利用了基于多分辨率图的聚类(MRGC)算法在模式识别上的优势，对几十口井的声波和超声波测井测井曲线/图来数据进行识别，总的测井深度超过了500千米。该方法使得系统能够学习人们利用测井数据解释常见的固井质量的经验(例如：良好、局部胶结、胶结差，干或湿微环空，自由套管等)。将MRGC集成到贝叶斯框架中来定量评价各种水泥胶结相的概率及最可能的胶结情况，并且通过计算熵来评价对应的不确定性。详细地说，可以在新钻井中进行自动筛选，以发现可能存在的水力封隔问题。 这种方法在实际应用中进行了测试，其中包括多口盲试井中的CBL测井数据。首先，将这种概率方法用来预测水泥胶结情况，并提供各种情况下的不确定性和分类。然后，对结果进行无偏差评价。工作流程的最后一步成功的输出表明：对于具有统计代表性和高质量的数据集，这种数据方法可以在极为恶劣的测井环境下高效地模拟资深解释专家的工作。事实上，相比传统解释方法需要的至少一天的时间，这种数据驱动方法只需要几秒钟即可对一口井资料进行详尽的解释。
2 用电缆和随钻测井资料综合物理方法圈定次水平井的地热结构和流动特性（ DELINEATING THE GEOTHERMAL STRUCTURE AND FLOW PROPERTIES IN A SUB- HORIZONTAL WELL WITH THE USE OF WIRELINE AND LWD DATA IN A MULTIPHYSICS APPROACH; Erik Wielemaker, Chiara Cavalleri, Leon Dahlhaus, Alejandra Reynaldos and Giovanni Sosio, Schlumberger; Pierre Ungemach, Miklos Antics and Melanie Davaux, Geofluid）
地热项目正在欧洲大陆迅速发展，以提供替代能源。这些项目通常包括生产井和注入井的双重井，通常是采用最小测量技术钻井的直井。我们讨论了先进的电缆测量技术是如何指导法国巴黎郊区的低水平地热井完井的方法，当时的地热井设计在世界上处于领先地位。此外，我们将阐述这些测量值如何帮助理解整个结构模型。与之前的常规方法相比，该项目的地热生产/注入能力提高了150%。
这项研究是在巴黎盆地的Cachan项目中进行的，该项目旨在为巴黎郊区的一个城市提供地热热量。该项目以白云岩地层中的薄的多孔鲕粒层为目标，将其作为极好的地热开采目标。通过随钻测井(LWD)密度图像对该井进行地理定位，然后通过牵引机高效地输送电缆核磁共振(NMR)和偶极声波测量工具，贯穿长长的水平排水井段。
利用密度图像、高分辨率磁共振渗透率数据和定向声波测量相结合的多物理方法，研究了横向地层的均匀性，确定了流动特性和可能的压实效果。核磁共振测井主要用于高分辨率评价鲕状储层的孔隙度和渗透率变化，突出薄层中流体可动性最高的层段。
核磁共振测量也被用于描述孔隙结构和评估流体通过薄层的渗透能力。利用核磁共振测量的碳酸盐岩孔隙度分析对储层质量相似的岩石类型进行了划分，并帮助确定了岩石性质的界限，确定了开发方案。除了岩石力学和岩石物理学的典型应用之外，声波数据结合方位角密度有助于探索在薄的鲕状剖面内(大约1米左右)相邻层的邻近可能产生的任何影响。结合不同间距的测量数据，利用声波技术对非标准的个体方位角进行分析，并与密度图像进行结合，得到更详细的结构模型。这使得我们能够理解渗透率的变化是否真的与地层变化有关，还是与测量结果有关，可以预测到相邻地层的性质并确定鲕粒的非均质性。
3 首个实时监测各向异性和倾角随钻全三轴定位天线传感器( FIRST LWD FULLY TRIAXIAL CO-LOCATED ANTENNA SENSORS FOR REAL-TIME ANISOTROPY AND DIP ANGLE DETERMINATION, YIELDING BETTER LOOK-AHEAD DETECTION; Michael Bittar, Hsu-Hsiang (Mark) Wu, Jin Ma, Matthew Griffing and Clint Lozinsky, Halliburton)
电磁（EM）电阻率测井仪测量井下地层的电性参数是确定储层含油气饱和度的关键。在复杂非均质油藏中，要获得准确的含油气饱和度，就必须同时具备水平和纵向地层电阻率。近几十年来，有线多分量感应式测量方法已经可以提供可靠的地层各向异性、构造倾角和相对于层理平面任何方位的井中倾角方位。随钻测井（LWD）阵列电阻率测井仪在相对倾角为45-90度的斜井中也表现出类似的能力。然而，由于天线结构简单，在低相对倾角井中井中测量地层各向异性和倾角仍然是随钻测井电阻率传输的难点。
本文描述了一种新的随钻电磁传感监测探头，其传感器配备了一种全新的、三轴的、共置的、倾斜的天线结构。该工具采用独特的处理技术，可在钻井过程中实时确定地层的水平和垂直电阻率以及地层倾角和方位角。传感器设计能够获得对地层各向异性和井中任何方位的构造倾角多分量信号。模型验证和矿场试验表明其可准确测定任意地层特征和井斜条件下地层属性参数。本文介绍了新技术的测试结果，以及方位补偿随钻测井和全三轴电缆电阻率测量的参考测量结果。这些试验中展现出到较好的对比效果，并独立验证了工具性能。该工具的方位响应可测量所有电磁场分量，并提供360度方位电阻率和地层信号，并允许三维（3D）电阻率绘图技术在任何井眼偏差时进行实时决策。配置天线进一步与深度天线集成，增强随钻测量应用的前瞻性探测范围。
4 通过光谱学测量地层氯，可以解释水的矿化度（FORMATION CHLORINE MEASUREMENT FROM SPECTROSCOPY ENABLES WATER SALINITY INTERPRETATION: THEORY, MODELING, AND APPLICATIONS; Jeffrey Miles, Laurent Mossé and Jim Grau, Schlumberger)
地层水中的氯元素浓度信息是岩石物理学的关键信息，但它却一直难以确定。许多含水饱和度的计算依赖于已知地层水的矿化度或氯浓度。氯化物对地层水的性质有很大的影响，它们影响基于电阻率、介电频散或热中子吸收的饱和估计。在这项工作中，我们引入了一种新的、直接的、定量的测量地层氯含量的核光谱学方法，它能够在有限的径向深度内连续记录视矿化度或含水量。
工作的第一部分着重于我们如何从地层中分离出反映氯的信号。中子俘获光谱学对氯很敏感，是测量其浓度的最佳选择，除了光谱中包含地层和井眼中的氯。井眼本底可能很大，而且变化剧烈。我们使用两种独特的光谱标准谱来求解井眼和地层中的氯。这两种标准之间的对比是由于伽马射线散射在原点上的差异造成的。井眼氯标准谱的形状沿深度不断调整，以考虑环境影响的散射。新技术提供了井中氯的广义校正，与以往依赖经验氯偏移量或氯氢总比的方法相比，具有优势。我们用建模、实验室数据和岩芯测井对比来说明这种新技术。
第二部分提出了解释氯浓度的岩石物理工作流程。结合总孔隙度，氯浓度为水的矿化度设定了一个最小值。我们可以添加有机碳测量，以便能够同时估计水量和矿化度。氯测井还可以与输入水的矿化度相结合来计算含水量，以便与其他方法进行比较。最后，氯浓度可以计算出最大期望Sigma，它可以识别出骨架中存在的具有较大俘获能力的成分。
5 马塞卢斯页岩弱层理面确定及减缓策略（CONCLUSIVE PROOF OF WEAK BEDDING PLANES IN THE MARCELLUS SHALE AND PROPOSED MITIGATION STRATEGIES; Julie Kowan, Baker Hughes; Luke Schanken, EQT Corporation and Robert Jacobi, Geoscience Consulting and University at Buffalo）
在马塞勒斯页岩地区经历了井筒不稳定的情况，而这种情况变得越来越普遍可能会变得特别棘手。通常，钻井时的不稳定性是最小的，问题更有可能发生在到达TD后。最常见的不稳定事件出现在拔出井眼时的卡井，包装和卡住管道。这些问题往往随着时间的推移而恶化，表明存在一定的时效性。
为了制定有效的应对不稳定的缓解战略，必须正确认识以往的失败。前人研究(Kowan and Ong, 2016; Addis et al. 2016; Riley et al. 2012)表明，层面可能在Marcellus页岩中遇到的一些钻井问题中发挥作用。在本文中，我们将提出一个马塞勒斯的研究案例，案例显示出软弱层理面破坏沿井的侧向，其中数千英尺的各向异性破坏面将被LWD图像记录。
这些图像证实了马塞勒斯页岩中软弱层理平面的存在和破坏。该图像还被用来验证该地区现有的地质力学模型，并使操作者对从该地质力学模型中制定的缓解措施有更多的可靠性，该模型的基础是假设软弱层理是导致多个井侧面在脱孔时遇到的阻碍。
本案例研究首先了概述地质力学模型，包括钻井时间、应力/孔隙压力模型和岩石性质。 接下来，图像日志中的一些标注的亮点，显示各向异性层理平面的问题，以及图像与地质力学模型的比较。最后，本研究将总结被提议的缓解战略，操作人员可以在马塞卢斯页岩的这一地区或在类似复杂地区，钻井时实施这些战略，以限制软弱层造成的风险，并尽量减少不稳定性。
6 揭示隐藏信息-利用先进的双超声波技术进行高分辨率随钻测井慢度测量和成像(REVEALING HIDDEN INFORMATION; HIGH RESOLUTION LOGGING-WHILE-DRILLING SLOWNESS MEASUREMENTS AND IMAGING USING ADVANCED DUAL ULTRASONIC TECHNOLOGY; Matthew Blyth, Naoki Sakiyama, Hiroshi Hori, Hiroaki Yamamoto, Hiroshi Nakajima and Syed Muhammad Fahim Ud Din, Schlumberger; Adam Haecker, Continental Resources; Mark G. Kittridge, Occidental)
采用新型的超声斜入射单发-双收和脉冲回波技术，研制了一种新型随钻声波测井仪。该仪器突破了常规声波测井仪器的应用局限，可以同时获得高分辨率慢度和井壁反射图像。在复杂的、层状较细的地层中，一个常规的测井作业即是利用声波仪器来测量阵列范围为2英尺或者更大尺度范围（取决于仪器设计特点）的地层慢度。这种大跨距的测量结果（即大的垂直分辨率），使得低于该分辨率的薄层慢度难以准确测量。如果这些地层中任何一层的弹波特性与围岩存在显著差异，那么它们在井筒稳定性和水力压裂过程中的影响非常大，但由于实际使用的地质力学模型是基于常规声波测井结果，导致这些模型在实际使用中往往失效。常规声波仪器的测量频率范围约为0.1 kHz到20 kHz，可以在大约1英尺或更深的探测深度下提供地层慢度信息。这个探测深度可以很好的评价离井较远的地层的慢度，但难以评价井周附近的慢度信息，因为钻井作用引起的应力缺失会使得构造应力重先分布，最终导致井周不同方位的慢度会发生明显变化，这种变化往往超过了常规声波测井的分辨能力。这种应力诱导的慢度变化的评价十分重要，其影响井眼地质力学评价。此外，在薄层丰富的地层中，方位角的慢度会有很大的变化，但地层厚度通常超出了仪器的分辨率。最后，在水平井中，由于常规声波仪器的探测深度较深，通常会测量多个薄层，而得到一个平均贡献的慢度值，无法得到各地层的慢度值。这些问题都会测井资料解释带来挑战。
为了应对这些挑战，需要使用新的测量仪器。近年来出现的斜入射单发-双收超声波探测仪器，工作中心频率为250kHz，并包含两个接收器（间距为2英寸）。双超声技术可以同时测量高分辨率方位慢度数据，以及井壁反射成像、井径图。该仪器已经在直井和水平井进行了测试，并与电缆声波和成像仪器进行了对比。所获得的英寸级别分辨率的慢度图像可以直接指示地层岩性和构造。而常规声波由于垂直分辨率相对较低，在资料中难以得到这些信息。从该仪器得到的慢度图反映了精细的地层弹性性质，并且能从脉冲回波测量中得到地层倾角和岩性变化特征等附加信息。本文探讨了该仪器测量近井慢度、弹性波属性、及应力等参数变化的能力的物理原理。此外，本文也讨论了从慢度图和脉冲回波成像图上观测到的应力有诱导近井特征和从偶极横波各向异性处理结果的差异。
7 从录井资料中获取最大价值：确定净收益的综合方法(MAXIMIZING VALUE FROM MUDLOGS: INTEGRATED APPROACH TO DETERMINE NET PAY; Mayank Malik, Scott A. Hanson and Simon Clinch, Chevron)
在目前的商业环境中，经营者们越来越尽可能地减少测井费用，同时保持钻井作业的安全。在整个石油行业下滑期间，通过分析信息得到的价值以及相对较低的成本，泥浆测井已经取得了显著的成功。钻井过程中井眼的岩性和流体的信息对于钻井优化和岩石物理定性评价具有重要意义。
在低渗透油藏中传统测井受到了挑战，通过本文描述的在增加净利润和估计储量使测井有着更长远的发展。基于特征气体测量系统和单位体积岩石孔洞中所包含的气体容量，得到估计泥土中气体的方法。根据泥浆流入抽气机时的机器参数、抽气机的气体样品吸入率、再循环气体和评估气体抽取效率，讨论了泥浆气体系统的修正。应用这些修正可以得到归一化的气体体积和气油比，这是用电缆测井和PVT样品的岩石物理评估来校准的。最后，利用体烃体积与渗透率之间的关系来估计体积。
所提出的案例研究表明，校准的泥浆测井可以用于定量估计高角度或水平井中碳氢化合物的体积，然而在这些井中，电缆测井是具有挑战性。从测井解释中计算的价格可以用来指导完成决策。此外，从泥浆测井中得到的GOR估计可用于深水开发井的流型划分和优化流体取样过程。结果清楚地表明，测井可以提供连续、实时和定量的岩石物理评估。
8 一种新的介质频散测量解释法测定致密油藏孔隙中水体积含量(DETERMINING WATER-FILLED POROSITY OF TIGHT OIL RESERVOIRS WITH A NEW INTERPRETATION METHOD FOR DIELECTRIC DISPERSION MEASUREMENTS; Nikita Seleznev, Tarek M. Habashy, Michel Claverie, Schlumberger; Hanming Wang and Haijing Wang, Chevron U.S.A Inc; Amir Hermes, Jason Gendur, Ling Feng and MaryEllen Loan, Schlumberger)
致密油藏为介电频散测井创造了独一无二的机会。介电测井对含水量敏感，提供饱和含水孔隙度，而不必知道Archie的经验参数或水矿化度，而这是却电阻率测井解释所需要的。此外，由于页岩储层的渗透率极低，实际上井眼流体几乎没有侵入地层。因此，在这些储层中，介电频散测井直接提供了原状地层的饱和含水孔隙度。
本文研究了致密油层介电频散测量的解释方法。从一个领域的两个区间中获得了一个具有代表性的核心。从岩性和总有机碳(TOC)含量方面对岩心材料进行了描述。岩心被清洗并用地层水矿化度相同的流体进行饱和处理。其次，在控制压力、温度和矿化度的实验室条件下，对岩心进行了介电频散测量。
在对这些数据进行分析的基础上，提出了一种解释致密油藏多频介电测井的新方法。 与现有方法相比，新方法具有显著的优势，因为它不需要输入基质或碳氢化合物介电常数，包括干酪根介电常数，以获得饱和含水孔隙率，就如同某些现有方法一样。新方法能够消除复杂岩性中地层矿物模型的所有不确定性、未知矿物介电常数，和最重要的干酪根介电常数定义未知。新方法只需要输入相对熟悉的地层温度即可。因此，新的方法提供了一个在密致油层更稳定，流程化和连贯性的介电频散测井解释，并减少了估计碳氢化合物的不确定性。
9 介电钻孔成像识别油基泥浆裂缝充填物(IDENTIFYING FRACTURE FILLING MATERIAL IN OIL-BASED MUD WITH DIELECTRIC- BOREHOLE IMAGING; Peter Schlicht, Tianhua Zhang and Martin G. Lüling Schlumberger; Brita Renee Graham and Alexandra Cournot, Equinor and Rob Sadownyk, Valeura Energy Inc)
无论在常规油藏还是非常规油藏，天然裂缝在许多油气勘探中都发挥着重要作用。在勘探和开发方案中，裂缝的具体性质，如方向和密度，是很重要的。然而，更关键的是它们的内部构造:裂缝是开放的以供流体流动还是充满了矿物质?
井眼微电阻率成像工具被广泛应用于确定这些裂缝特征。在使用水基泥浆的井中，裸眼裂缝中充满了导电性井眼流体，从而能够将裸眼、充水裂缝与含矿物的电阻性裂缝以及周围岩石区分开来。然而,现在许多井是用油基泥浆钻井。在这种情况下，矿物填充裂缝和油基泥浆填充裂缝具有同样高的电阻率，仅用电阻率图像无法直接区分。
最新一代的电缆式油基泥浆微电阻率成像仪工作在兆赫频率范围内，通过不导电泥浆柱向外辐射电流，并提供逼真的井眼图像。电导率和介电常数组成了测量信号。定量解释使用一系列基于模型的参数反演，首先估计测井曲线的泥浆性质，然后反演微电极按钮与岩石表面的间隙，以及在调查范围内的地层电阻率和介电常数。我们的例子从它们的方向和密度显示了高电阻率，高角度裂缝的电阻率图像。图像决定了泥浆柱是否穿透裂缝面，与周围的岩石相比，显示出明显的大间隙。如果在裂缝面出现大间隙，则认为裂缝易于流体流动。然而，这些裂缝真的是完全膨胀和张开的吗?还是它们被不同的物质填充了?它们是被方解石部分矿化了，还是被泥浆填充了部分张开?
为了进一步确定裂缝的填充和对流体流动的敏感性，一种新的工作流程采用了相对介电常数对材料的依赖性。在电阻率图像上逐像素估计相对介电常数为电阻率和频率的函数。该估算公式是根据实验室对具有不同流体饱和度和矿化度的岩心进行的数百次测量得出的。所得到的井眼图像可以在调查量中区分材料。
10 巴西盐前矿床中镁质粘土的岩石学和岩石物理意义( PETROLOGICAL AND PETROPHYSICAL IMPLICATIONS OF MAGNESIAN CLAYS IN BRAZILIAN PRE-SALT DEPOSITS; Ronaldo Herlinger Jr, Gabriel do Nascimento Freitas and Camila Dias Wense dos Anjos, Petróleo Brasileiro S.A.; Luiz Fernando De Ros, Rio Grande do Sul Federal University)
海相碳酸盐岩储层形成评价一般不考虑粘土的存在，只是质量良好的碳酸盐岩台地相沉积通常局限于清澈的水域。相反，南大西洋湖相盐下沉积含有丰富的镁质粘土(例如:角闪石、硅镁石、角闪石-硅镁石混合层、海泡石和皂石)，与生物碎屑和化学碳酸盐岩储集层有关。这些粘土矿物在极端碱性环境条件下析出，在组成(例如:角闪石-(Ca0,03Sr0,02Na0,01)
(Mg2,88Al0,01) Si4.02 O10 (OH)2.nH2O)和产状上具有特殊性，表现为层压、块状、卵状、球状和涂层。它们与硅质碎屑岩储集层中常见的碎屑岩或成岩粘土非常不同，需要不同的岩石物理解释模型。例如，传统的用伽玛射线评价粘土含量的方法是不够的，因为镁粘土中缺乏钾等放射性元素。此外，密度与中子交叉图并没有在干净的储层和富含粘土的岩石之间显示出明显的对比模式。另一方面,在富含镁黏土中，NMR日志展示一个高度独特的粘土束缚水弛豫时间(< 3 ms) ,类似于页岩模式,虽然这种粘土的比例与碳酸盐(方解石和白云石)很少高于30%。此外，镁黏土对声波测井的影响很大，会降低剪切速度和压缩速度，这对于在密度和区间穿越时间的交会图中识别镁黏土很有帮助。镁粘土是一种非常不稳定的矿物，是什么导致了它们的溶解和/或被其他矿物取代。盐下储层中合理的孔隙度被解释为次生的，是由这些粘土溶蚀而形成的。在许多井中都没有。然而，在一些地区，富镁粘土碳酸盐可能超过200米厚。含有大量保存下来的镁粘土层不被认为是储层，因为尽管它们的孔隙度很好，但渗透率却很低(<. 1mD)。相反，在储层相中保存下来的镁粘土较少，说明在这些地区和/或时期没有沉积镁粘土，或者由于湖泊流体的化学变化，它们在沉积后不久就被溶解了，或者是在后期的埋藏成岩作用中。因此，对镁粘土产状的认识、评价和预测对于盐下油气藏的勘探开发具有重要的岩石物理解释意义。
11 利用核磁共振、电阻率和压力数据进行地层评价——以西非近海碳酸盐岩油田为例(FORMATION EVALUATION WITH NMR, RESISTIVITY AND PRESSURE DATA – A CASE STUDY OF A CARBONATE OILFIELD OFFSHORE WEST AFRICA; Ting Li, Nicholas Drinkwater, Karen Whittlesey and Patrick Condon, Chevron)
在本文中，我们研究了西非近海一个高产油田的流体解释技术。储集岩以白垩系灰岩为主，含少量白云岩和硅质碎屑矿物。考虑到辐射危害，钻井队选择了一套无源测井程序，包括随钻测井核磁共振、电阻率和地层测试器，对6.5”孔的储层段进行测井。因此,依靠多矿物分析测井解释标准,不再是可行的。本研究的目的是回答与这些有限的测量有关的资产评估和发展的问题。
整个岩心采集自油田的地质构造，实验室测量了孔隙度、渗透率、水矿化度、Archie m、n和DeanStark 含水饱和度。岩心与核磁共振测井结果的对比表明，核磁共振总孔隙度不受孔隙空间烃的影响。我们使用一种称为因子分析的统计方法来从T2分布中分离独立的流体模式，如粘土结合水、毛细管结合水和油基泥浆滤液。求解的模态数由主成分分析确定。根据已识别的模式选择了自由流体T2截止阀。用这个截止点计算的核磁共振不可还原水饱和度与Dean-Stark 含水饱和度(在假定油基泥浆完全侵入岩心的岩心样品上测量的)一致。采用阿尔奇公式和实验室测得的参数，对过渡区以上的DeanStark 含水饱和度进行了验证。Timur-Coates模型用于估算基质渗透率，使用岩心校正倍增器和因子分析得到的T2截止值。然后利用渗透率、含水饱和度和曲线计算连续有效的水、油渗透率。
该解释流程的第一个应用是确定由压力梯度导出的自由水位。我们发现含水饱和度剖面主要受岩石结构的非均质性控制。高质量岩石的过渡区可以忽略不计，自由水位上方的自由水也很少。质量差的岩石有较长的过渡带，但正如生产中所确定的，水的相对渗透率太低，水无法流动。压力枯竭表明储层内部具有良好的连通性，因此这些质量低劣的岩石被认为是局部特征。测井分析证实了储层广泛的自由水位,这会使原始石油地质储量大大超过最初的估计。第二种应用是钻孔设计。选择具有良好孔隙度和低流动水量的地层进行钻孔，并与自由水位保持安全距离。因此，所有生产井的含水率均为零。
12 套后脉冲中子光谱测量自补偿技术(SELF-COMPENSATED CASED-HOLE PULSED NEUTRON SPECTROSCOPY MEASUREMENTS; Tong Zhou, David Rose, Jeffrey Miles and Jason Gendur, Schlumberger; Haijing Wang, Chevron U.S.A. Inc.; Michael Sullivan, Chevron Canada Resources)
地层元素成分含量和矿物成分含量的测量技术，例如最近开发的用于有机碳测量的光谱仪器，为常规储层以及非常规储层的评价提供了关键信息。这些信息可以通过具有双探测器的小直径脉冲中子测井仪器来获得。但一个主要的限制因素是用户必须手动输入套管和水泥环中元素（Si、Ca、Fe元素等）的偏移量，然后才能采用氧化物闭环计算元素浓度。这个过程十分费时，而且结果可能不够准确，特别是在一些没有任何参考数据的情况下。另外一个主要的限制因素是套管井的地层元素测量信号要比裸眼井弱。这增加了通过氧化物闭环推导出的环境产额-权重归一化系数（FY2W）中的噪声，引起的误差会传播到所有元素的计算份额中。
为了克服这两个限制，本文提出了一种自补偿光谱算法。关键的创新点是采用来自两个伽马探测器的高精度测量数据来预测FY2W，而不是采用氧化物闭环或非弹-俘获闭环方法。俘获FY2W主要由井眼和地层的宏观俘获截面决定。它可以通过伽马探测器采集到的由不同时间门内的伽马计数率计算出的视俘获截面来获得，不同的时间门对井眼和地层的俘获截面具有不同的敏感性。非弹FY2W主要由井眼、地层的几何形状和含氢指数来决定。它可以通过不同探测器非弹门和俘获门中的计数率比值来进行表征。这种方法将FY2W中的噪声降低了一个数量级，从而提高了所有元素最终计算份额的精度。
根据两个伽马探测器记录的数据可以计算出两组独立的视元素成分含量。短源距探测器测量计数率对井眼环境更为敏感，例如水泥环和套管，而长源距探测器计数率则对较远处的地层信息更为敏感。据此就可以实现套管和水泥环影响的自补偿。新的处理技术无需用户干预，并且计算得到的元素含量和矿物成分含量更准确，更客观。在不同条件下测量的超过1600次实验数据已被用来对该算法进行测试。一些测井实例也证明了这种新型光谱测量自补偿技术在套管井中的适用性，岩心数据，岩屑分析以及同一口井在裸眼井中的高分辨率光谱测井数据均验证了该方法的有效性。
2020-2021 Global Distinguished Speaker Series
1 我们从瓦卡穆尔塔地层在过去5年非常规页岩开发的岩石物理评价中了解到什么 ( WHAT WE HAVE LEARNED FROM THE PETROPHYSICAL EVALUATION OF THE VACA MUERTA FORMATION IN THE LAST 5 YEARS OF UNCONVENTIONAL SHALE PLAY DEVELOPMENT; Alberto Ortiz, YPF S.A. - South America)
瓦卡穆尔塔地层厚实，具有非均质性、复杂性(Sagasti et al 2013)。岩石物理评价是油田进一步开发的关键，有助于确定开发点和经济效益。
在过去的5年中，已经发表了几种岩石物理模型来解决基质和流体组成变化的不确定性，并对其特征进行了许多改进。在演示过程中，以岩心、录井、测井等多种高新技术资料为基础，展示了早期模型和储层最新知识。最新的分析方法包括核磁共振T1T2谱分析、核光谱分析、介电(测井)、SEM、XRD、XRF、NMR、Retort和GRI方法(岩心)以及地球化学分析(泥浆测井用有机和无机方法)。所有这些数据一旦整合，就可以显示出瓦卡穆尔塔在不同成熟度窗口和沉积背景下的矿物学、干酪根、流体和孔隙类型的高变异性。在此类复杂的非常规油气项目中，必须了解和合理利用这种变异性。
2 页岩的电性(ELECTRICAL PROPERTIES OF SHALES; Ali Ousseini Tinni, University of Oklahoma - North America)
利用电阻率测井来确定含水饱和度，依赖于了解储层岩石的电性。然而，对于非常规页岩储层的电性测量在文献中还很少见。这种稀缺性增加了含水饱和度估算的不确定性，并阻碍了可靠的油气储量估算。
为了提高对含水饱和度的估算，并了解控制页岩电特性的因素，如页岩中阿尔奇胶结指数(m)和岩性系数(a)，我们测量了95个取自未成熟页岩的盐水饱和非常规页岩样品的电阻率，这些样品采集自伍德福德和沃尔夫坎普页岩的油气窗。通过测量岩石物理性质，如TOC、矿物学和破碎岩石孔隙度，对这些样品进行了表征。除了这些测量，我们还模拟了电流通过多孔介质的流动特征。
对多孔介质中电流流动的模拟表明，岩性系数是一个通用常数，等于1。对盐水饱和样品的电阻率测量表明，成熟度对胶结指数的影响不大。TOC与胶结指数之间存在很强的线性关系，可以利用TOC知识进行胶结计算。
3 从均质岩石到非均质岩石-理解含烃饱和度的基础控制:停滞效应（FROM HOMOGENEOUS TO HETEROGENEOUS ROCKS- UNDERSTANDING FUNDAMENTAL CONTROLS OF HYDROCARBON SATURATION: PERCHING EFFECTS; Iulian Hulea, Shell - Europe）
建立真实可靠的地下模型需要对岩石和流体有详细的了解。尽管油气体积的估算对油气开发可行性有深远影响，但渗透率、饱和度高度模型、自由流体水平面和水动力交互在确定可采储量上也具有重要作用。
当同一地区不同位置识别出不同的自由流体水平面(对于相同岩石质量会导致不同流体接触)时，就会对水平横向水动力交互带来挑战。在这次演讲中，我们提出了一种用于研究导致不同自由水平面(FWL)过程的新方法，即所谓的停滞水接触。滞水接触是油气藏油气运移过程中水滞留的结果。研究表明，导致停滞接触层形成的基本控制因素是岩石质量和相对渗透率。这与一般认知相反，在质量较差的岩石中(渗透率低于亚毫达西)不会出现停滞效应，这种效应只有在相当高的界限高度时才会出现。对于过渡带，结果显示，停滞区以上的区域与未受约束的区域相比没有明显差异。利用现场观测和动态模拟来识别停滞控制。毛细管压力和浮力之间有明显区别。当水不流动时，用自由水位以上的高度计算毛管压力的基本假设是不充分的。
对于利用岩心测量数据建立饱和度高度模型的过程，我们采用了一种旨在确保渗透率和饱和度高度一致性的方法。MICP或饱和度高度模型具有可与渗透率模型进行比较的固有渗透率。结果表明，孔隙度-渗透率数据与MICP/SHM推导的渗透率之间存在明显的不一致。结论是，在已获得MICPs/PCs的条件下，制备SHM最可靠的数据集。当在外界条件下获得了MICPs/PCs，且得到的模型作为应力孔隙度和渗透率的输入时，SHM将能够预测出正确的应力进入压力。这一发现在外界环境和压力条件下获得的毛细管压力数据集得到证实。
4 有机页岩中的热成熟度校正的测井解释（TMALI）（THERMAL MATURITY-ADJUSTED LOG INTERPRETATION (TMALI) IN ORGANIC SHALE; Paul Craddock, Schlumberger - North America）
测井数据的岩石物理分析需要准确了解基质性质，通常称为基质校正。由于干酪根（固体和不溶性的沉积有机质）在组成上不同于构成剩余固体基质的所有无机矿物，所以在富含有机质的页岩中，大量干酪根的存在会对基质的性质产生或多或少的影响。因此，基质性质对干酪根性质高度敏感。此外，许多测井对干酪根的响应与对流体的响应相似。必须准确了解相关干酪根的性质，才能区分测井对干酪根（在基质体积中）和流体（在孔隙体积中）的响应，从而得到准确的体积解释。遗憾的是，干酪根的相关岩石物理性质一般知之甚少，而在储层地层中几乎总是未知的。
一种可靠的“热成熟度调整测井解释”方法，通过对干酪根热成熟度的单一估计，得到一套针对储层有机页岩而优化的一致相关性质，取代了这些未知的或假设的干酪根性质。该方法建立在具有300ma的沉积年龄的跨越8个主要产油气盆地的50多个干酪根的从未成熟气到干气的热成熟度（镜质组反射率Ro为0.5 ~ 4%）的研究基础上。干酪根性质的测定包括化学组成测量（C、H、N、S、O）和骨架密度（颗粒），以及测井密度核属性计算、氢指数、热中子和外热中子孔隙率, 宏观热中子俘获截面, 宏观快中子弹性散射截面,光电因素。与石油工业相关的干酪根（即热成熟度从早期石油到干气的II型干酪根），其物性主要受热成熟度控制，沉积盆地间差异不明显。因此，建立了干酪根性质与热成熟度关系的通用曲线，该曲线在所有研究的页岩区均适用。敏感性计算和现场实例说明了在测井分析中使用一套一致准确的干酪根性质的重要性。经热成熟度校正的测井解释可以对这些性质进行可靠的估计，从而使对富有机质页岩的孔隙度、饱和度和烃类的现场解释更加准确和可靠。
5 油田开发中油藏描述和建模的综合岩石物理评价（AN INTEGRATED PETROPHYSICAL EVALUATION FOR RESERVOIR CHARACTERIZATION AND MODELING IN FIELD DEVELOPMENT; Muhammad A. Gibrata, Dragon Oil - Middle East）
众所周知，储层原生烃的不确定性是油藏开发的主要挑战之一。储层的区划、层次性和流体变化等复杂因素给储层物性评价和储层建模带来了较大的不确定性。因此，可靠的储层特征和现场流体估算对于降低油田开发风险至关重要。它需要综合利用特殊岩心分析（SCAL）、裸眼测井、地质、地球物理、储层岩石分型（RRT）、储层压力、饱和高度模型（SHM）和流体取样分析等所有可用数据。
研究了一种综合的岩石物理评价方法，并将其应用于储层特征描述中。评价中利用了裸眼测井和岩心数据并进行了质量控制。从孔隙度、粘土结合度、孔隙大小、岩心和流动性等数据出发，开发了可靠的渗透率测井方法。使用了基于综合SCAL测井数据的SHM方法，该数据包括压汞毛细管压力（MICP）、离心机、密孔板、每个RRT和变化流体接触的相对渗透率数据。初始含水饱和度和残余含油饱和度已用于评价。在生产过程中，用油藏压力和套管井测井验证流体接触和油藏含水饱和度的变化。
储层特征综合评价方法为储层建模和油田开发提供了可靠的结果。为油藏开发方案的制定、优化和油藏管理提供了依据。
6 套管井地层评价：优化成熟油田数据采集和降低总成本的一种方法（CASED HOLE FORMATION EVALUATION: AN ALTERNATIVE TO OPTIMIZE DATA ACQUISITION AND REDUCE OVERALL COSTS IN MATURE FIELDS; Pablo Saldungaray, Schlumberger - Middle East/South America）
在行业现状下，当务之急是降低开发成本。虽然使用井间对比是决定完成哪些层段的常见做法，但对比结果并不总是可靠的，特别是当储层的横向连续性较差的情况下。虽然通过获取测井数据来评估地层在决策时仍然重要，但优化数据采集方法，保持项目的财务可行性更加重要。
为了降低成本，阿根廷和世界各地许多油田开发公司探索的一种方法是将数据采集从裸井（OH）转移到套管井（CH），这种方法无需钻机即可执行操作。该方法不仅节省了测井作业，还节省了调整油井的时间，从而节省了几天的钻井时间。然而并非所有OH测量都在CH中可用，因为消除套管和水泥影响所需的校正增加了不确定性，但CH测井可以成为降低成熟油田钻井“加密”井成本的有效解决方案，因为在成熟油田，地层已知，岩石物性和模型也得到了很好的校准。
在本报告中，我们将简要回顾现有的评估套管后地层的技术，并介绍阿根廷在圣豪尔赫盆地多层致密油藏和内乌昆盆地致密气砂中的一些案例研究，结合先进的脉冲中子测井和其他测量方法，在套管后进行岩石物理分析，并支持后续的完井作业。
7 加压岩心系统致密气层的储层压力（RESERVOIR PRESSURE IN TIGHT GAS FORMATIONS FROM A PRESSURIZED CORE SYSTEM; Luis Quintero, Halliburton - North America
干气井中储层条件下，由于流体处于压力-温度范围之外，因此属于单相状态。由于储层温度高于临界冷凝温度（最高温度，高于此温度无论压力如何都不能形成液体）。流体只能处于气态。
致密气层中，如非常规气层，储层压力估算一直很难，且具有较大的不确定性。行业常用做法是通过压力瞬态分析(PTA)来分析产量上升和下降。油井测试就是PTA的实例。然而，由于致密气藏通常是微米级或纳米级的渗透率，无法产生足够的气体，导致PTA在这类储层中既不可靠也不准确。其它方法包括速率瞬态分析(RTA)和动态数据分析(DDA)，包含生产数据上应用基本流压关系，使用类型曲线匹配对现有储层模型的响应。该方法比PTA更为可靠，但需要大量时间收集致密气层的数据点。
钻井钻进常规地层时,井筒流体（密度rhom）产生的静水压力(Phyd)大于地层压力(PRes)，因此泥浆滤（密度rhom）侵入地层直至达到侵入半径 ri。泥浆添加剂会迅速形成泥饼，从而阻止泥浆滤液继续侵入。地层有效孔隙度决定了低—高渗透地层侵入半径的大小，而地层渗透率控制着瞬时或喷涌的过程。取心时也发生类似的流体动力学。井眼中的泥浆将Phyd传输到取心时由钻管暴露的地层中，这会使气体进一步被驱至更深的地层中。然而，在渗透率极低的情况下，且仅持续几分钟的取心过程中，岩心的侵入半径可忽略不计，因此泥浆滤液仅附着于岩心表面，而不是渗入岩心内。
致密气层是一个流体不流动或几乎不流动的系统，因此是静态的，而不是动态的。另外，由于原水和岩石的压缩性参数容易计算得出，因此只有气体会对体积产生影响，这与井下压力和温度以及实验室条件有关。目前都是采用动态测量的方法。本文介绍了静态系统的静态测量方法。该法使用了来自井下压力岩心的数据。 通过利用气体基本定律（P1V1T2 = P2V2T1和PV = ZNRT）以及流体密度的混合定律来计算干气致密地层中的原始PRes。该方法还依赖于流体和岩石的可压缩性以及电缆测井的孔隙度估算。