Petrophysics 2022年第2期论文摘要翻译
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用于井筒完整性监测和弃桥塞的过油管套管变形和油管偏心图像工具
QinShan Yang, Kuang Qin, Jeff Olson, and Marvin Rourke
套管变形和油管偏心是油气行业安全和生产领域内广泛关注的问题。有很多不同的因素会导致套管变形或油管偏心，比如完井、腐蚀、地层膨胀或坍塌等。在整个油井开发生产周期中，进行涵盖油套管检测的井封固性测量都是是非常重要的环节。然而，目前没有有效的过油管测井方案来进行套管变形和油管偏心的测量。
本文介绍了一种新的测量变形偏心信息的仪器（DEC）。该仪器基于电磁技术原理，提供了在油管内部，透过油管测量套管变形以及油管偏心的测井方案。DEC仪器产生了独特的压缩聚焦磁场来提高测量的信噪比。同时，仪器使用磁传感器矩阵完成对周边磁通密度角向分布的测量。该压缩聚焦磁场的设计目的是：（1）油管磁饱和，（2）增加油管后第一层套管区域的磁通密度，（3）增强测量灵敏度、提高信噪比。当油管、套管几何关系尺寸发生变化时，区域内的磁通密度分布会发生响应变化。这种分布变化，将被高分辨的角向矩阵磁传感器测量记录。对于数据处理，文中提出了一种基于有限元的正演模型和优化高斯过程回归方法来进行建模和数据预测。同时，DEC仪器内置有基于陀螺仪和加速度传感器的定向测量模块。该定向模块可以校准变形或者偏心测量的方位。DEC仪器的测量指标包括对偏心度1%和变形度5%的准确度，测量套管直径可达到13-3/8 英尺。
在井封固性和弃井检测等应用中，DEC技术提供完整的套管变形、油管偏心的过油管探测解决方案。结合DEC技术和别的现有测量手段，如多臂井径、电磁探伤等，将提供更加完整全面的井封固性测量分析。例如，明显的套管变形常常和潜在的套后水泥胶结损伤相关。其他潜在应用包括透过油管探测光纤夹子方位、多油管完井方位测试等等。
DEC仪器已经通过仿真、实验室测试、油井现场测井等验证阶段。同时，本文介绍了现场测井的例子。该次测井的结果，发现了该产气井中的油管屈曲和套管弯曲率变化等油套管状况。【杨秦山,格威国际石油公司】
数字岩心技术在井筒稳定性研究中的应用
Guangxu Zhou, Yan Ye, Jinzhi Zhu, Haoran Cheng, Hanxuan Song, Guanqun Wang, and Wenjun Cai
利用岩心进行室内实验是研究井筒稳定性的重要方法之一。然而，随着石油勘探对象逐渐向地质条件复杂地区转移，岩心获取受到岩心形状不规则、岩心获取率低、施工时间长、成本增加等诸多问题的制约。近年来，塔西南地区的勘探工作进一步加强。由于地层复杂，钻井过程中频繁出现复杂井况，现场取心难的问题更加突出，严重限制了岩石性质分析。因此，迫切需要科学有效的岩屑分析技术。本文采用数字岩心CT扫描技术，利用岩屑重建岩石骨架及其矿物相。建立了数字岩心，计算了泊松比和弹性模量，分析了井筒稳定性，确定了易发生井筒失稳的井段。在此基础上，引入了KCl-聚磺钻井液。采用数字岩心技术评价了钻井液对岩石强度的影响，并引入清水浸泡实验对实验结果进行验证。将数字岩心CT扫描技术得到的结果与三轴压缩实验和测井数据计算得到的结果进行了对比，验证了数字岩心技术在井筒稳定性研究和钻井液评价中的可行性。【周广旭,中国石油大学（北京）】
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富含黏土碳酸盐岩储层渗透率模拟
Einar Madsen Storebø , Leonardo Teixeira Pinto Meireles, and Ida Lykke Fabricius
在此次研究中，我们研究了几种已公开发表的渗透率计算方法，这些方法是由Kozeny公式导出用于评价丹麦北海下白垩统灰岩白垩系地层渗透率。利用岩心测量和测井数据，我们评价和比较了伽马谱、电阻率、核磁共振和声速测井渗透率计算的关键参数。我们提供了一种在测井尺度上模拟渗透率的实用方法，并根据每种方法对丹麦北海Valdemar地区富含黏土碳酸盐岩渗透率建模给出了最佳拟合参数。【译者：朱冰倩 李亚洁 校稿：肖文联，西南石油大学】
黄铁矿对富含黏土碳酸盐岩含水饱和度评价的影响
Einar Madsen Storebø, Morten Leth Hjuler, Leonardo Teixeira Pinto Meireles, and Ida Lykke Fabricius
在油气储层中，测井分析和岩心测量是评价含水饱和度和含油饱和度的基础。在含有黏土和金属矿物的混合矿物地层中，用于计算含水饱和度的电阻率测井工具显著地受这些导电矿物的影响，这势必导致饱和度剖面的不准确性。在本研究中，我们扩展了Archie公式用于计算丹麦北海下白垩统灰岩的含水饱和度。利用Hashin-Shtrikman边界，我们研究了地层中的相混合，为含导电矿物的混合非均质地层的饱和度评价提供了相符且实用的方法。【译者：朱冰倩 李亚洁 校稿：肖文联，西南石油大学】
基于延时微CT成像技术的滤饼沉积原位可视化和表征
Colin Schroeder and Carlos Torres-Verdín
这项工作建立并验证了一种准确、无创、无损的实验室方法，使用高分辨率X射线微计算机断层扫描（micro-CT）原位测量滤饼或泥饼的属性。准确的原位表征泥饼的性质对于理解泥饼在泥浆-滤液侵入过程中的沉积，以及更广泛的理解工业过滤过程中滤饼的沉积都是至关重要的。
该开发的实验室方法涉及到将加压钻井泥浆注入位于圆柱形岩芯样品中心的钻孔。径向泥浆滤液侵入是通过保持岩心样品的外部压力在较低的状态下来诱导的。泥饼沉积在井壁上，泥浆滤液流入岩心周围孔隙空间。同时，利用高分辨率X射线微CT对岩心样品进行连续扫描，实现了沉积泥饼的三维（3D）原位可视化和表征。本文提出了一套新的过滤方程，该方程可推广应用于水基钻井液或油基或合成油基钻井液等逆乳化钻井液。每个实验产生一个时间系列数据集，包括注入泥浆体积和相应的现场平均泥饼厚度、孔隙度和渗透率。
本文呈现了水基和合成油基钻井液注入实验的结果。我们观察到当泥饼比井眼尺寸薄时，实验测量结果与模拟结果吻合得很好，这在大多数正常的现场条件下都能满足。初步结果还表明，开发的方法可能能够在可压缩滤饼过滤过程中提供准确的原滤饼性质的三维测量，这对广泛的工业应用具有重要意义。【译者：朱冰倩 李亚洁 校稿：肖文联，西南石油大学】
井下油基泥浆中甲烷溶解度影响实验研究
Xuncheng Song, Bernard Francis Sukari, Lei Wang, Zhiqiang Jiang , Jun Cai, Yuqiang Xu, and Hongqiang Huang
准确预测甲烷在油基泥浆中的溶解度，对于评价气侵程度和实施合理的井控具有重要意义。影响气体在油基钻井液中溶解度的主要因素是基础油含量、压力、温度、钻井液粘度以及天然气成分。这项工作使用PVT高压釜，模拟5000米深的井下条件，在温度为40℃至140℃、压力为2MPa至56 MPa的条件下，测试了高纯甲烷在油基泥浆中的溶解度。然后，采用多种实验数据处理方法，分析了温度、压力、基础油含量和钻井液粘度对测试目标的影响。结果表明，甲烷溶解度随压力和温度的变化在一定范围内基本呈线性变化。油基钻井液中压力对溶解度的影响（0.205至0.294%/MPa）远大于温度对溶解度的影响(-0.008至-0.011%/℃)；甲烷的溶解度随粘度的增加而降低。用筛选程序和统计回归技术建立了预测甲烷溶解度的模型，并将其集成到气液流动模型中以研究气驱时的流动行为。【译者：朱冰倩 李亚洁 校稿：肖文联,西南石油大学】
印度KG近海盆地NGHP-02地区天然气水合物储层结合岩心和测井数据的岩石物理模拟
Suraj Kumar, Debarati Mishra, Soma Chatterjee, R.R. Tiwari, and V.L.N. Avadhani
天然气水合物是非常规储层，其识别、表征、定量和开采都具有独特的挑战。传统的弹性测井方法可提供一种较好的通过属性分析进行识别的方法；另一方面，井眼稳定性分析的地质力学研究为天然气水合物的有效开采提供了基础。预测含天然气水合物沉积物弹性测井至关重要，这需要一个有效的岩石物理模型。
在目前的工作中，一项关于在印度Krishna Godavari（KG）海上盆地开展的国家天然气水合物计划-02(NGHP-02)活动的研究，讨论了天然气水合物主要沉积在两个相——页岩主要沉积在较浅的相，以及通过常规测井和光谱测井的响应确定的以砂为主的较深相。众所周知，沉积非均质性影响岩石的物理性质和弹性性质。为了解决这一问题，基于天然气水合物的沉积类型的岩石物理模型，一种新方法被用于模拟压缩和剪切测井数据。测井和岩心的纵波速度数据随天然气水合物饱和度的增加而变化，这表明研究区天然气水合物沉积可以通过基质/颗粒支撑模型进行解释。在不同的岩石物理模型中，Jason颗粒支撑的岩石物理模型适应性最好，在我们的研究区与粘土体积和孔隙度有关。使用可靠的多矿物岩石物理评价和岩石物理模型的输入，最终的模型被用于测试井预测压缩、剪切和密度测井，预测结果与岩心测量的压缩和剪切数据一致。模拟和记录的弹性测井（纵波速度和横波速度）与声波阻抗的多井交叉图具有较高的相关性，表明了模型的一致性。所建立的岩石物理模型能较好地识别页砂层的水合物、砂控层天然气水合物、方解石和VpVs域的页岩。【译者：朱冰倩 李亚洁 校稿：肖文联,西南石油大学】