영상 기술을 기반으로 한 영상 로깅 방법의 원리

이미징 벌목은 오늘날 세계 벌목 기술 발전의 중요한 성과 중 하나이며 현대 벌목 기술의 두드러진 상징입니다. 우물벽과 지층 내부의 2차원적인 공간지질적 특성을 직관적이고 명확하게 표시할 수 있어 벌목해석이 디지털 곡선에서 디지털 이미지로 도약할 수 있게 하며, 많은 복잡하거나 어려운 지질학적 문제를 해결하는 효과적인 수단입니다. 현재 영상 로깅에는 10가지 이상의 유형이 있으며 크게 전기 영상 로깅, 음향 영상 로깅, 핵 영상 로깅으로 나눌 수 있습니다. 다음은 이미징 로깅의 주요 유형에 대해 간략하게 소개합니다.

13.6.1 전기 영상 로깅

13.6.1.1 미세 저항 스캐닝 영상 로깅

층위학 고해상도 형성 딥 로깅(SHDT)에서 ), 형성 미세저항 스캐닝(FMS) 이미징 로깅과 풀 보어 형성 미세저항 이미징 로깅(FMI)은 이를 기반으로 빠르게 개발되었습니다. 이것은 우물 벽에 부착된 전극판의 버튼 전극 배열을 사용하여 수백 개의 미세 저항률(또는 전도도) 곡선을 기록합니다. 이 곡선은 전극판이 형성하는 우물 벽 형성 부분의 전도도의 상대적인 변화 특성을 반영합니다. 매우 높은 수직 해상도(약 0.5cm).

기록된 데이터의 특수 처리 및 이미징을 통해 이러한 전도도 곡선을 픽셀 색상 또는 그레이 스케일로 조정된 이미지, 즉 미세 저항 스캔 이미지(줄여서 FMI)로 변환할 수 있습니다. 이러한 종류의 스케일링을 수행할 때 기기 해상도(층서적 특징을 매핑하는 미세 전도도의 능력)보다 큰 층서적 특징은 일반적으로 여러 해상도 단위 픽셀로 표현되는 반면, 기기 해상도보다 작은 층서적 특징은 하나의 해상도로 표현됩니다. 단위. 기기의 해상도는 스캔된 이미지의 선명도를 결정하는 버클의 크기, 버클 사이의 간격, 행 간격 및 배열 크기 등과 같은 전극판 버클의 기하학적 구조와 관련됩니다. . 미세 저항률 스캐닝 이미지에서 다양한 색상이나 회색조는 웰 벽에 가까운 형성의 저항률을 나타내며, 색상이 어두울수록 저항률이 작아집니다. 따라서 미세저항 스캐닝 영상을 이용하면 유정 지층의 미묘한 변화를 다양한 층위학적 특징, 퇴적학적 특징은 물론 구멍, 균열, 그 발생 및 방향 등 핵심 사진을 관찰하는 것처럼 명확하게 설명할 수 있습니다.

현재 시장에는 다양한 유형의 이미징 로깅 도구가 있습니다. 일반적인 예로는 Schlumberger의 형성 미세 저항성 스캐닝 이미징 로깅 도구(FMS) 및 전체 구멍 형성 미세 저항성 이미징 로깅 도구( FMI), Western Atlas Micro Conductivity Imaging Logging Tool(1022XA) 및 Halliburton Electronic Micro Imaging Logging Tool(EMI) 등 이들의 주요 기술 지표는 표와 같습니다. 13-2와 같습니다.

표 13-2 여러 미세 저항 스캐닝 이미징 로깅 도구의 주요 기술적 특징

13.6.1.2 어레이 유도 이미징 로깅

어레이 유도 이미징 Well 로깅은 다음과 같은 용도로 사용됩니다. 여러 수신 코일로 구성된 배열 유도 로깅 도구는 서로 다른 감지 깊이의 측정 결과에 대한 신호 처리를 통해 서로 다른 세로 해상도와 서로 다른 방사형 감지 깊이를 갖는 배열 유도 곡선을 생성할 수 있습니다. - 형성 저항률 또는 오일 포화도의 차원 이미지.

현재 더욱 성숙한 배열 유도 이미징 로깅 도구(AIT)는 그림 13-24에 표시된 것처럼 전송 코일, 8세트의 수신 코일 쌍 및 해당 전자 회로를 사용합니다. 송신 코일은 20kHz와 40kHz의 주파수에서 작동합니다. 8개 그룹의 코일이 동일한 주파수를 사용하고 6개 그룹의 코일도 다른 더 높은 주파수를 사용합니다. 이러한 방식으로 8개 그룹의 코일 시스템은 실제로 14개의 코일 간격의 감지 깊이를 갖습니다. 각 코일 시스템 그룹은 동위상 신호 R과 90° 위상 편이 신호 X를 측정하여 총 28개의 원래 신호를 측정합니다. . 이러한 원시 신호는 시추공 보정 및 "소프트웨어 포커싱"을 통해 처리되어 1피트(30.5cm), 2피트(61cm) 및 4피트(122cm)의 세 가지 세로 해상도를 얻습니다. 각 해상도에는 10인치(25.4cm)의 5개 방사형 감지 깊이가 있습니다. 20인치(50.8cm), 30인치(76.2cm), 60인치(152.4cm) 및 90인치(228.6cm) 어레이는 웰 곡선을 기록해야 합니다.

그림 13-24 배열 유도 이미징 로깅 도구

배열 유도 로깅이 제공하는 풍부한 로깅 정보 중에서 고해상도 로깅 곡선은 기존 방법에 비해 박층 해석에서 훨씬 우수합니다. , 두께 0.3m의 얇은 지층도 구별할 수 있습니다.

5개 감지 깊이의 로깅 곡선은 4개의 매개변수 모델을 사용하여 반전되어 보다 신뢰할 수 있는 형성 실제 저항률 Rt, 전이 영역(세척 영역) 저항률 Rxo, 전이 영역 내경(세척 영역 반경) r1 및 외경 r2를 얻을 수 있습니다. 또한 배열 유도 로깅 곡선의 이미지 처리를 통해 지층 저항률, 겉보기 지층 물 저항률 및 오일 및 가스 포화도에 대한 2차원(축 Z 및 방사형 r)의 직관적인 이미지를 얻을 수 있습니다.

13.6.1.3 방위각 측면 이미징 로깅

ARI(Aximetric Resistivity Imaging Logging)는 기존의 이중 측면 로깅 방법에서 발전된 새로운 유형의 측면 이미징 로깅입니다. 양면 A2 차폐전극 중앙에 서로 30°로 12개의 전극으로 구성된 방위각 전극 배열을 추가하여 우물 주변 12방향의 방향성 비저항 값을 측정합니다.

12개의 전극은 우물 주변의 360° 방위각 범위 내에서 지층을 덮고 있습니다. 각 전극에서 계산된 저항률 값은 의 개방 각도에 의해 제어되는 범위 내에서 각 전극을 통과하는 전원 전류와 동일합니다. 30°. 경로를 따른 매체의 저항력. 따라서 이는 진정한 3차원 로깅 방법입니다.

12개의 방위각 전극의 전원 공급 전류를 합산하면 고해상도 측면 로깅(LLHR)도 제공할 수 있습니다. 이때, 12방위 측면 로깅 전극은 특정 높이의 원통형 전극과 동일할 수 있으며, 측정된 저항률은 우물 주변 매질의 평균 저항률과 동일합니다. LLHR의 세로 해상도는 8인치(20.3cm)로 깊고 얕은 측면 로깅보다 훨씬 높습니다.

축측 측면 이미징 로깅은 깊고 얕은 측면 측정값도 유지하며 세 가지 유형의 측면 로깅 곡선(LLD, LLS 및 LLHR)을 동시에 제공할 수 있습니다. 또한, 12개의 방위각 비저항 곡선의 영상 처리를 통해 전도도에 따라 크기가 조정된 ARI 영상을 얻을 수 있으며, 이는 유정 주변 지층의 이질성과 균열을 분석하는 데 큰 의미가 있습니다.

13.6.2 음향 영상 로깅

13.6.2.1 Periwell 음향 영상 로깅

Peribore 음향 영상 로깅(CBIL) 또는 초음파 Well Eye 영상 로깅(UBI) 전송 및 수신 모두에 하나의 변환기를 사용합니다. 변환기는 특정 전송 주파수(2000-4200/s)로 시추공 벽에 수직으로 2MHz 초음파 펄스를 방출하고 특정 속도로 회전하여 유정 주위를 스캔합니다.

우물 벽에서 반사된 반사파는 전송된 펄스 사이의 간격 시간 동안 기록됩니다. 이 반사파의 에너지는 우물 내 유체와 우물 벽 매질(암석) 사이의 음향 임피던스 차이에 따라 달라집니다. 우물 내 유체의 음향 임피던스는 동일한 우물에서 일정한 것으로 간주될 수 있으므로 기록된 반사파 에너지는 우물 벽 매질의 음향 임피던스 변화를 반영할 수 있습니다. 분명히, 음향 임피던스가 큰 매질의 경우 계면 반사 계수가 크고 반사파 에너지가 강합니다. 반대로 반사파 에너지는 약합니다.

기록된 반사파 진폭은 시추공의 360° 방향에 따라 표시됩니다. 전체 시추공 벽에 대한 고해상도 이미징을 수행함으로써 시추공 벽 매질의 물리적 상태를 반영한 ​​확대도를 얻을 수 있습니다. 이는 균열 감지, 균열 발생 분석, 암석의 이질성 이해에 유용합니다.

로깅 프로세스 중에 기기를 들어 올리면 프로브가 회전하므로 음향 펄스 신호의 스캐닝 궤적이 실 모양이 된다는 점에 유의해야 합니다. 시추공 벽 영상의 방향을 결정하기 위해 이렇게 얻은 스캔 영상을 자북극에서 잘라내어 시추공 벽 음향 영상으로 확장할 수 있습니다. 또한 음파 이미지의 해상도는 우물 직경, 우물 진흙, 대상 레이어의 표면 구조와 같은 요소의 영향을 받습니다. 이미지의 수직 해상도는 스캐닝 회전 속도 및 로깅 속도에 의해 제한됩니다. 집중형 변환기, 저주파 또는 대형 변환기를 사용하고 수직 및 측면 샘플링 속도를 높이면 이러한 효과를 어느 정도 줄일 수 있습니다.

13.6.2.2 쌍극 전단파 이미징 로깅

기존 음파 로깅에 사용되는 변환기는 모두 반경 방향으로 균일하게 팽창하고 진동하며, 이를 모노폴 음원이라고 합니다. 이 음원을 사용하면 형성 전단파 속도가 우물 내 유체의 음속보다 낮은 경우(예: 속도가 낮은 연약층 또는 이암층) 미끄러짐이 없으므로 전단파가 기록되지 않습니다. 우물 벽에 생성된 전단파. 이러한 음파 로깅의 단점을 극복하기 위해 쌍극자 전단파 이미징 로깅(DSI) 기술이 개발되었습니다.

쌍극자 전단파 로깅의 음원은 서로 가깝고 동일한 강도를 갖지만 위상이 반대인 두 개의 점 음원으로 구성됩니다. 수신기 부분은 서로 6인치(15.2cm) 떨어진 8개의 수신 측정 스테이션으로 구성됩니다. 각 측정 스테이션은 그림 13-25에 표시된 대로 서로 90°로 4개의 수신기로 구성됩니다.

쌍극자 음원이 유정 내에서 진동하면 유정 벽의 한쪽 면은 압력을 받고 다른 쪽 면은 감압되어 유정 벽이 약간 휘게 됩니다. 이러한 방식으로, 한편으로는 종방향 및 횡파가 지층에서 여기되고, 다른 한편으로는 이 편향파가 유정 축 방향을 따라 유정 유체에 전파되어 유정 유체에 압력 편향을 일으킵니다. 쌍극자 수신기는 굴곡파를 측정하여 형성 전단파를 계산합니다.

현재 쌍극자 전단파 이미징 로깅은 측정을 위해 단극 및 쌍극 송신기를 8개의 단극 및 쌍극 수신기와 유연하게 결합하고 최종적으로 형성 종파, 횡파 및 스톤리파 속도 또는 통과 시간, 연속 포아송비 곡선을 출력합니다. 그리고 풀 웨이브 열차 기록. 더 높은 수직 분해능을 갖는 종방향 및 전단파 속도 또는 시간 차이는 지층의 다공성을 더 잘 결정하고 암석의 탄성 기계적 매개변수를 계산하며 지층 투과성을 추정하는 데 사용할 수 있습니다. 음파 에너지의 감쇠 변화를 사용하여 이미징 처리를 통해 균열을 식별하고 균열을 결정합니다. 방향 및 형성 이방성.

그림 13-25 쌍극자 전단파 영상 로깅 도구 개요

13.6.3 핵 영상 로깅

핵 영상 로깅 기술은 비교적 성숙한 기술입니다. 방법은 배열 중성자 다공성-암석 이미징 로그(APS)입니다. 펄스 중성자 발생기를 사용하여 14MeV의 고속 중성자를 방출하고, 5개의 헬륨 카운터 튜브로 구성된 어레이 검출기를 사용하여 상열 및 열 중성자를 기록합니다. 5개의 검출기는 붕소 함유 탄화물로 보호되어 있으며, 그 중 3개는 가까운 소스 거리에서 열 중성자를 기록하고, 하나는 먼 소스 거리에서 열 중성자를 기록하고, 다른 하나는 먼 소스 거리에서 열 중성자를 기록합니다(그림 13-26 참조). . 장비의 세로 해상도는 각각 16.5cm(근거리 소스 거리)와 23cm(원거리 소스 거리)에 도달할 수 있습니다.

실제 유정 로깅에서는 단거리 및 장거리 열열 중성자 검출기를 사용하여 보상 중성자 로깅과 같은 계수율 비율 방법으로 지층의 중성자 다공성을 계산할 수 있습니다. 이중 단원 천열 중성자 검출기를 사용하면 고해상도 천열 중성자 로깅을 수행할 수 있으며 중성자 펄스 간격 동안 천열 중성자 수 속도의 시간 분포를 측정할 수도 있습니다. 감쇠 상수는 중성자 감속 시간 측정입니다. 수소 지수 형성과 관련이 있습니다. 장거리 열 중성자 검출기를 사용하면 열 중성자 개수 비율의 시간 분포를 기록할 수 있으며, 암석학과 관련된 열 중성자 거시적 포획 단면 Σ 및 열 중성자 수명 τ를 얻을 수 있습니다.