Rpm-测井仪的现场施工过程及资料验收标准.doc

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RPM 测井仪
现场施工过程及资料验收标准

1、 测井前的准备工作
2、 现场施工过程中需注意的几点问题
3、 资料质量评价
4、 建议采取的测井组合

前 言
RPM测井仪作为储层参数测井，可以识别油、气、水层，确定油气水界面，识别水淹层并判断水淹级别；确定剩余油饱和度，研究剩余油的分布规律等，为油田的合理开发及挖潜提供依据。
计算剩余油饱和度主要利用RPM测井的碳氧比能谱测井(C/O)模式和脉冲中子俘获测井(PNC)模式，这两种测井模式的性能指标见表1。
表1 RPM仪器性能指标表

C/O mode
PNC mode
仪器外径

1.7"(43mm)

最小测量井眼

1.9"(48mm)

耐压

20,000psi

耐温

177

℃

井斜范围
0~100º

脉冲中子源频率

10kHz

1kHz

脉冲宽度

40us
60us
测井速度

2ft/min

20ft/min(7-40ft/min)

探测深度

8.5"

11"

垂直分辨率

24"(2ft/min)

25"

60"(5ft/min)

由于RPM测井主要应用于剩余油饱和度的计算和研究，对测量的精度要求较高，因此为了有效成功的完成测井任务，在现场施工过程中需要完成以下几个步骤：
1、 了解测井目的
2、 收集资料
3、 运行planner 程序
4、 制定详细的的施工设计
5、 严格按照RPM的操作规程施工
6、 质量控制
按照以上要求本文从以下几个方面阐述：
一、测井前的准备工作
二、RPM操作规程
三、现场施工过程中需注意的几点问题
四、资料质量评价
五、建议采取的测井组合
一、测井前的准备工作
1.1 了解测井目的
接到测井任务同时，需要详细了解甲方的测量目的。

1.2、测井前需了解的信息：
1、井的类型（注水井、或产液井）
2、井史：
包括：1）工程数据：完井数据（井眼尺寸、泥浆比重/类型、最小井眼、最大井眼）油、套管的数据（尺寸/重量、封隔器及工具的深度）、防砂管柱的数据（尺寸/重量、封隔器、筛管、盲管的深度）、完井管柱图等。
、和环形空间的流体类型
2）井斜数据
3）射孔数据
4）生产情况，目前的产液、注水情况及该井的生产史等。
3、井的数据
包括：1）井眼尺寸（钻头尺寸、裸眼井的井径曲线）
2）水泥胶结测井图（固井质量）
3）裸眼井的测井曲线、处理成果图。如裸眼井的井径曲线、GR或粘土含量曲线、电阻率曲线、孔隙度测井曲线、岩性曲线、固井质量曲线、以前测的RPM资料。
4、储层的参数：
生产气油比、溶解气油比、原油密度（API）、气体比重、油的体积系数、目前的地层温度压力、有效孔隙度、总孔隙度、含油（气）饱和度、岩性、生产情况
5、地质概况：

1.3运行Planner 程序
Planner 程序主要功能是根据井眼条件、地层情况、测量精度的要求设计RPM－CO模式测井的重复测量次数。
Planner 程序为*.exe 文件，不需要安装。运行Planner.exe 程序，出现下列界面（图1），其中有三个选项，Borehole / Formation input、Fan Chart 、Wmin Chart。
在Borehole / Formation input 选项需要输入以下参数：
1） borehole diameter : 井眼尺寸，选择casing hole 时自动换算成套管内径。换算关系如其图版所示。
2） Formation mineralogy： 岩性选择，目的层的岩性，有三种选择：砂岩、灰岩、白云岩。
3） Porosity 孔隙度：输入目的层的平均孔隙度即可
4） Fraction Borehole oil holdup 井筒内流体的持油率：一般根据生产情况可以初步判断。
5） 选择图版： 其中
Read Coeff from disk file: 特定的图版
Use Databass Coefficients：用数据库中的图版。
一般我们公司没有此图版，因此选择Use Databass Coefficients。

在Fan Chart 选项需要输入以下参数：
此界面有两个功能，根据已知的饱和度误差、孔隙度计算重复测井的次数，及对应孔隙度的C/O的最大、最小值。
1) Formation mineralogy： 岩性选择，目的层的岩性，有三种选择：砂岩、灰岩、白云岩。
2) 源距选择：长（far）、短(near)、混合源距()
3) logging Speed :2 ft/min 固定值
4) calculate Number of passes to Achieve Desired.计算重复测井次数：选中后，输入SWSU Porsity 的数值，程序自动计算出测井的次数。改变不同的源距其所需测井次数不同。
5) 鼠标可以在图版中选择不同的孔隙度位置，从而读出对应孔隙度的COmax、Comin及SUSW值。

在WMIN Chart 选项需要输入以下参数：
Short space SD :短源距的标准偏差
Long space SD：长源距的标准偏差
Formation Porsity: 地层的孔隙度
Calculated Wmin ：计算的短源距的权重。

1)短源距的权重：
短源距的统计精度高于长源距的3倍，因此长源距相对于短源距来说，长源距对地层信息敏感、对井筒内的信息不敏感。在关井条件下，SS源距的井眼影响是个常数，在正常生产或大井眼的情况下，用长源距处理比SS源距更有优势，但需在有足够多的测井次数来消除统计误差的影响条件下。
在许多情况下，可以利用SS和LS相组合的方法解释（在RPMCOPR 程序中SSLS = 4时采用LS和SS相结合方法），一般的采用 WEIGHT = 70 效果最好，即：LS源距的信息占70％，SS源距的信息占30％。

1.4 RPM-CO 模式的测量次数的计算方法
测井次数的计算公式如下：
其中： slog：CO1(SS源距)测量精度；
D：CO1（SS源距）在纯油、纯水时的读值之差，一般可在FAN Chart 中的图版上得到。
ssw：设计的SW的精度。

例如：在关井情况下，井筒内充满水，目的层为孔隙度为30％的砂岩地层，采用SS源距计算SW，SW的误差小于5%,7”套管内测量，求RPM－CO模式测井所需的测井次数。
解：1)先运行Planner程序
2）在Borehole / Formation input中输入套管的尺寸，孔隙度值，和Fraction Borehole oil holdup值
由于关井时井筒内充满水，因此井筒内的持油率为0。
3）在Fan Chart 选项中，输入岩性、选择 Short Space，测井速度为2ft/min，则可从图版中读出COmax、Comin，计算出D
4）根据公式计算出CO1的测量精度
5) 根据公式2 计算重复测量次数。

1.5 Planner 程序的适用井眼条件
目前程序中的标准库包含以下的井眼条件：
1)充满水或油的6in、8.5in、12.35in裸眼井
2)充满水或油的6in井眼4.5in套管、8.5in 井眼中的7in套管、12.25in井眼的9-7/8in的套管孔隙度在0－40％的含水、含油砂岩、灰岩、白云岩。

1.6 饱和度的精度概念
饱和度计算的误差包括以下几个方面：1）模型的误差
2）孔隙度的误差
3）井眼流体的误差
4）数据库刻度的误差
5）仪器刻度的统计误差
还需考虑一些因素有：井眼流体的侵入影响、油管、套管的位置、接箍的位置、数据库中没有的井眼尺寸、仪器的灵敏度发生变化等等的影响。
一般情况下，最好条件的饱和度误差为5－10s.u.。根据Atlas的资料，在没有侵入的情况下，其误差为7.5s.u.。具体如下：
模型误差为：3 s.u.，1％的模型误差将引起3s.u.误差
孔隙度误差为：4 s.u. ，在孔隙度为25％时1p.u.的孔隙度误差将引起4s.u.误差
数据库刻度误差为：2.5 s.u.， 1％的模型误差将引起3s.u.误差
仪器刻度的统计误差为： 5 s.u，
井眼流体的误差（持油率）： 0 s.u.，在关井条件下误差为0。
饱和度的计算误差为：7.5s.u.

二、RPM操作规程
1、仪器串连接
2、启动CASE-ACQUISTION,加服务表
3、4501XA面板初始化
4、加电，通讯调试
5、服务表加仪器串
6、点中子发生器
7、调谱
8、下电
9、安全

2.1仪器串连接
我们现在一般的连接是8250EA-8248EA-8262（或8220）XA-8228XA-8281XA
其中8250是供电短节，8248是PCM（必须经过FMN99-15的修改），8262（8220）是GR，8228是持水率，8281是RPM，采集软件版本必须在15以上（包括15）。
1.1 如果井液比较复杂，如油、气、水都存在，建议用8223XA（流体密度代替8228XA），开井测量，条件允许，最好先测一个PLT；PLT和RPM最好分别下井。
用8228XA，马笼头电压为150VDC，电流为250MA，用8223XA电流为275MA。
1.2 RPM为偏心测量不能加扶正器，在斜井中测量效果要好于直井中。
2.2 启动CASE-ACQUISTION，加服务表
2.2 .1 START-PROGRAMS-CASE-ACQUSITION

程序运行后，会出现以下窗口

图一
选择YES，类似于CLS的RESTORE，如果选择NO，系统重新选择服务表
2.2.2 选择NO,出现以下窗口

图二
选择NEW JOB，重新建立测井目录以及信息，选择LAUNCH JOB 是打开以前的测井目录以及服务表，OPEN EXSITING JOB 是打开上次的测井目录以及服务表。新井或新任务，选择NEW JOB。
2.2 .3 选择NEW JOB 后，出现以下窗口

图三

其中：Job Number 是建立新的测井目录，必须输入，最大不能超过六个字母，文件夹位于C:/Welldata/下;project Name也是必须输入的；Select Template选择服务表，测RPM需要用3504.TMP 服务表。

2.3 4501XA初始化
选好服务表后，点OK，系统将出现主要窗口

图四
此时打开4501面板电源，等待4501面板自检通过后点击RTSC部分上的INIT按扭，使4501XA初始化，建立4501和计算机的通讯，Message pane将出现程序运行信息，Initializes完成后，AUTOSET按钮变亮，表示INIT通过，可以进行下一步的操作。

2.4 加电，建立通讯
2.4.1 用3773的限压模式给仪器加电,马龙头电压为150伏,电流见1
将电流控制调到最大，用电压控制给井下仪器供电。
2.4.2 点AUTOSET,计算机自动调试通讯;
此时观察示波器的波形，发射信号随发射增益变大而变大，一旦增益到达合适的范围，会出现接收信号。
2.4.3 点Button Bar中的SC(SETCOM)选项,系统出现以下窗口

图五
2.4.4 点SETUP后再点VERIFY
选择Matched filter C40滤波器，MODE中，先选SETUP，之后点START，井下仪器开始与地面建立通讯，transmission出现GOOD数字，指示灯显示绿色，说明通讯已经建立；然后MODE选VERIFY，点START，用INCREMENT的测试方式，需要测试64个数据码。

2.4.5 VERIFY做完后,退出SETCOM窗口。

2.5 服务表加仪器串
2.5.1点Title Bar中的TOOL/SENSORS选项，按照仪器的连接选择仪器，注意不需要加8250，8248在仪器串的最上边。
2.5.2 选好仪器后,点界面上菜单的OPTIONS-MEASURE PTS..,检查仪器的延迟,如果没有转接头之类的仪器串,延迟是正确的.
2.5.3 点TOOLCMD-RPM,选择RPM的模式,检查隐含的仪器参数

HYDRLOG
PNC
C/O
RPM MODE
8
1
4
MCS LLD
180(80KEV)
180(80KEV)
1200(0.5MEV)
PHA LLD
180(0.5MEV)
180(0.5MEV)
180(0.5MEV)
SYNC DELAY
15 USEC
15 USEC
16 USEC
STAT FA
0000
0000
0040
表一

以PNC为例，出现的窗口是

图六
2.5.4 如果在地面检查仪器，将深度改为300以上。
2.5.5 如果用CASE 4.5以下版本，在此窗口改变RPM模式，如果用CASE4.5UPDATA3以上版本，在加仪器时便可以选RPM采集模式。
2.5.6 点GO,进入STANDBY状态

2.6 点源
2.6.1 为了方便观察数据,建立新的曲线组,在SHOW PANE区点右键,ADD GROUP，选择曲线。C/O模式:：CHV RGN1 RGN2 TEMPEA TEMPFA STATFA QCAL1 QCAL2 CO1 CO2 CS1 CS2 SC1 SC2 TTLC1 TTLC2 GR FDN (FCAP)等;
PNC模式： CHV RGN1 RGN2 ISS ILS TEMPFA TEMPFA STATFA QCAL1 QCAL2 RATO RONE SGFC GR FCAP(FDEN) GR 等
选好曲线组之后，再点右键，选择显示曲线组。
2.6.2 键入命令“ RPM SOURCE 1”, 回车后马上加一些电压,让马龙头电压保持150V ,因为电流会逐渐增加50MA左右,从而造成马笼头电压下降，增加的电压数大约为0.05*电缆电阻,CHV保持点源前的读数。这一过程是点亮灯丝，灯丝点亮后,
大约过2分钟左右，FA STATFA会变为880D(PNC)或884D(C/O)，此时中子发生器处于待发射状态。
2.6.3 键入命令”RPM MOTOR 100”,电流会增加,注意调节马龙头电压，此时有大量中子产生;
2.6.4 调节SYNCDELAY, 进入TOOLCMD-RPM 窗口,调节SYNC DELAY,输入正确的SYNC-DELAY数值，现在这两支仪器的数值分别为8.5\9（见表二）,调节的标准见下图:

PNC MODE

C/O MODE

图七
将谱显示窗口调到MCS PLAY,选择”RAW CAPTURE” (LS AND SS) ,如果SYNC-DELAY正确，C/O的高计数率下降沿是40，PNC的下降区是50(TOP)-60(BOTTOM)。
谱显示调整的方法是在谱显示区，点右键，按照显示便可进行操作。

2.7调谱

2.7.1 将谱显示窗调到PHA LINEAR CAPTURE COUNT RATE (LS AND SS),右键-PROPERTIRS GRID,加上竖网格20，此时谱显示为：

图八

2.7.2 右键 DATA改为累计30,
2.7.3 点PARM\RPM\SPECTRUM,在PEAK，打开能谱窗口

图九
在STANDARD PEAKS区加hydrogen photo peak, hydrogen 2nd escape, silicon 2nd, Iron 1st, Iron 2nd ,SS和SS都选择，选好后点OK退出此窗口。
2.7.4 键入RPM AUTOGAIN OFF 命令，将自动增益关掉。
2.7.5 用RPM SS GAIN (0-4095)和RPM LS GAIN (0-4095)命令调节长短源距的增益,使hydrogen photo peak对准64道,氢光电峰是非弹性散射的最后一个峰，如图八所示；
2.7.6 我们现在的两支仪器的大致增益如表二所示,为了调节方便可现将增益调到相应的数值,再慢慢细调节。
2.7.7在调节过程中,RPM数据更新的较慢，所以要耐心一些，增益调节一般跨度不要太大，输入大致增益后,每次所调的增益一般不要超过10。

Series
Asset
Notes
8281EA
10053339
Sync delay=8.5
LS gain=2560
SS gain =2325
8281PA
10053350
8281FA
10050972
8281EA
10044415
Sync delay=9
LS gain=2443
SS gain =2230
8281PA
10045615
8281FA
10044254
表二

2.7.8 因为增益和中子发射量有一定关系,当增益调的差不多时,可先将要求的计数率调到符合要求的范围,用RPM MOTOR (0-175), PNC模式的标准是ISS=800,000；C/O是TTLC1=-4,000，之后再仔细调谱。
2.7.9 如果谱调得准, 255-256道得“小尾巴”高度大约和150-155道的高度差不多。
2.7.10 64道的氢光电峰调准后，PARM/RPM/SRPCTRUM,打开谱调节窗口, SELECT PEAK选择氢光电峰, 点AUTOGAIN ,运行自动增益刻度。程序运行完成后, 会自动跳出结果, 观察63.5道的氢光电峰是否找到, 标准是+/- 5channel, PNC模式, 如果63.5找到, 将UPDATE 由60改为150， SS 和LS都做完后,OK退出即可； C/O模式需要再做一个能量刻度, 即AUTOGAIN做完后，再做AUTOCAL ,程序运行完后，自动弹出结果（也可以点VIEW RESULT查看结果）,做完后的结果至少要找到3个峰,找到的标准是+/- 5 channel, 例如189的Iron 1st 范围是183-194, 如果一次找不到可以连续做几次, 做完AUTOCAL后UPDATE 改为300, OK退出。
2.7.11 观察TTLC1 (ISS)数值、 氢光电峰（64道）等无误后，键入RPM AUTOGAIN ON, 准备测井。

2. 8 下电
2.8.1 C/O需要重复测量几次,测量完成一段后, RPM AUTOGAIN OFF关掉自动增益, RPM MOTOR 100, 将MOTOR 电压将降到100, 下放到目的层, 再将MOTOR电压调到正常值, 观察64道的氢光电峰，如果无误, RPM AUTOGAIN ON, RECO UP.
2.8.2 测量完成后, RPM AUTOGAIN OFF, 将MOTOR 逐渐调到0,注意调节马龙头电压, 这时和加电不同的是, 手动降电压比电流降得要慢。
2.8.3 RPM SOURCE 0, 关源, 注意电流要降低, 调节马龙头电压,当STATFA 为0000(PNC)或0040（C/O）时,表示源已经关掉。

2.9 安全
2.9.1 RPM仪器在工作时有非常高的电压，其中FA和PA部分都会有高压，因此在下井和检查时，特别要注意仪器的绝缘。另外，检查仪器时，由于生产测井的特殊情况，电缆头和仪器经常使用夹子线连接，也要注意安全。

2.9.2一旦RPM的大源被点, 产生的放射性能量\强度都很大,所以如果在地面检查仪器不需要点源时, 没有将仪器放在2437XB中，8281 FA不要接。
2.9.3 仪器放在中子刻度筒中检查时,需要在刻度中放两个最粗的杆,周围4米内不能有人, 尾部伸出2.27米

89-1/2” or 2.27m

2.9.4 距地面300FT以内或没有将仪器放入2437XB中，不能点源，在地面检查仪器时，没有将仪器放入中子刻度筒内，不能接8281FA，此时不能点源，可以检查仪器的通讯以及其它数据。
2.9.5 如果加电时发现电流较正常大出50MA(没有点源时), 赶紧下电, 排除绝缘问题后,等待30秒,再重新加电,这有可能是仪器误点源所至。
2.9.6 中子发生器工作时,有一个热点,距仪器尾部8’11”, 点源之后不能用手抓这点.
2.9.7 可以用冰块检查RPM, 这时97道有明显的峰,是carbon 2nd escap.

三、现场施工过程中应注意的问题：
3.1 操作时注意的问题
3.1.1 PNC测速6米/分,最大不能超过7.3米/分, C/O测速0.6米/分, 最大不能超过1.6米/分。
3.1.2 QCAL1， QCAL2是质量控制曲线, 最好是1, 误差范围为±0.05。
3.1.3 一般情况, 软件自动调节增益, 以保持氢光电峰在63.5 ,如果谱峰有漂移现象, 用RPM LS(SS) GAIN 命令手动调节。
3.1.4 MOTOR 电压值一般不调节, 如果TTLC1低于4,000, (ISS<800,000) 可降低测速, speed=0.6*(4000/ttlc1), 但高于4000不要增加测速。
3.1.5测井时注意检查单位、曲线显示、深度比例等参数，CCL井下增益置于MIN。
3.1.6 可以用RPM COMMAMD 和SPECTRUM CONTROL 窗口调节中子发射和谱的增益，这样好操作，但反应较慢。
3.2 资料采集时注意的问题
3.2.1 RPM 不能在100/30°的狗腿子中运行
3.2.2 RPM-C/O的最大探测范围是8.5英寸, RPM-PNC是 11英寸，所以在施工设计时需考虑仪器的探测深度，其测量段的完井管柱是否在仪器探测范围之内，还要结合裸眼井资料的井径值和套管尺寸等资料。
3.3.3 C/O解释需要一段纯水层来确定C/O的水线, 所以在施工设计时，测量井段最好包括纯水层，如果没有纯水层,则需要多测一段泥岩层。
3.3.4 根据孔隙度、岩性、井径、井下管柱等因素，决定C/O的测量重复次数。 测量过程中，需要重复曲线的重复性好，短源距的重复性好于长源距。一般来说, 孔隙度大于20%时,重复5趟, 小于20%, 重复6趟以上，孔隙度越小重复趟数越多.。
3.3.5 C/O模式解释时需考虑井筒流体对测量的影响，因此在测量时RPM仪器要接FCAP或FDN来判断井液的类型。
在C/O模式下测量时, 如果接FCAP, FCAP的数值会出现OVERLAY现象, 需要加测一段FCAP曲线。一般测量时先测PNC模式和FCAP，再进行CO模式的测量。
3.3.6 在开井状态测量RPM,最好建议用户先测PLT，以了解井下液体的分布, 以有利于C/O（PNC）数值的校正。
3.3.7 由于在开井（正常生产情况下）会出现水锥的影响，建议RPM测井在关井条件下测量。

四、资料质量控制
12.1 QCAL1 、QCAL2 两条曲线数值在0.95~1.05的范围之内。
12.2测井时至少保证氢光电峰在63.5 ± 5 道，同时应尽量保证你所选择的峰都在± 5 道的误差范围内。
12.3 PNC的SGFC曲线数值和裸眼井资料CN基本相似, 形状和GR反向很相似，当伽玛仪器有问题时，可以使用本条曲线来完成校深工作。
12.4 C/O数值在井液是水时,大体在1.5-2之间,井液是油,要高的多。一般情况大于2，井液是气时数值在油水之间。
12.5 C/O油层值明显大于水层, 气层次之。
12.6 Si/Ca曲线代表岩性，一般来说砂岩的Si/Ca值要比泥岩的Si/Ca大。
12.7 在进行C/O测井时，测速应保持在标准测速0.6m/min，同时使TTLC1曲线在大部分井段=4000，误差范围建议在3800~4200之间，测量的次数要依据所测量井段的孔隙度来定，当孔隙度>20%，需要重复测量5次，当孔隙度<20%，需要重复测量8次；在PNC测量时，测速应保持在标准测速6m/min，同时使ISS曲线在大部分井段=800000，误差范围建议在770000~830000之间，测量一般在目的层段选择两次即可。

储层动态监测（RPM）施工设计

一、 前言：
测井目的、地质要求
二、 基础数据
(一) PH-A4井基本数据
1． 井位:该井位于平湖油气田平台
地理位置、构造位置、 座标位置： X= Y=
1. 该井最大井斜：，
测量段井斜
3. 测试管柱：
4、该井目前生产情况
(二) 气藏数据
(三) 地层水性质
三、井史概况：

四、 开采层位
1． 射孔层位
2． 生产层位
与射孔层位相同.
五、RPM 适用条件：
1． 建议RPM仪在关井状态下静态测量，这样可以降低环境的影响。
2． PNC模式正常测量速度为6米/分，CO2D模式正常测量速度为0.6米/分，
根据该井的测量段特点（孔隙度>20%），初步定CO2D在同一井段重复测量五次以尽量消除数据的统计起伏。
3． 在进行CO2D测量时，原则上应找一纯水层测量作为基准，如果明显的水层无法测量或无水层，测一段泥岩层用以确定C/O水线。
4． CO2D测量井段选取一般为目的层的顶、底界上下各5米作为测量段。
5． 适用井眼直径>1.9″。
6． RPM CO2D模式探测半径为8.5″，PNC模式探测半径为11″。
7． PNC模式一般在同一井段测量两次。
六、 测试目的：
例：通过RPM测井确定H2、H32、H34油层油水界面及油水饱和度变化情况。
七、 测试内容
例：在关井状态下RPM 仪器进行CO2D模式测量。
八、 作业步骤
九、 作业时对平台的要求
1、 平台作业甲板应有足够的场地摆放测井设备及进行测井作业。
2、 测井过程中，平台如有其他作业，应和测井监督商量，看是否影响测井作业，协调解决存在的问题，确保测井作业的顺利进行。
3、 平台有防风措施、足够的照明、压缩空气及配电箱。
4、在测井作业过程中，严禁吊车跨越测井电缆作业，严禁使用 高频电话。
十、 安全规定
十一、事故预防措施及事故处理方案
一） 事故预防措施
二） 事故处理方案
附件1遇阻、遇卡及打捞处理规定
附件二、打捞方案：