羅洪斌

（遼河油田錦州采油廠(chǎng)作業(yè)三大隊(duì)306隊(duì)，遼寧 錦州121209）

隨著渦輪鉆具、螺桿鉆具等井下動(dòng)力鉆具的誕生，使隨鉆測(cè)量?jī)x有了生命力，隨鉆測(cè)量?jī)x的實(shí)際應(yīng)用給定向鉆井工藝帶來(lái)了一次新的飛躍，隨鉆測(cè)量?jī)x對(duì)于井下鉆具是一個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)，它能隨時(shí)給定向鉆井工作者提供井斜、方位，工具面方向和井底溫度等參數(shù)。使定向鉆井工作者隨時(shí)都能了解井下鉆具的去向和工作姿態(tài)，便于控制井眼軌跡。這樣鉆出的井眼，軌跡圓滑、井身質(zhì)量好，減少了因井身質(zhì)量差而造成的鉆井事故。而且，由于實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)控制，大大減少了定向造斜的時(shí)間。因地層和其它原因所造成的軌跡偏移，也很容易被糾正到正確的軌跡上來(lái).

1 隨鉆測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)和原理

隨鉆測(cè)量?jī)x由地面儀器和井下儀器兩部分組成.地面儀器包括計(jì)算機(jī)、打印終端和司鉆讀出器.井下儀器包括磁通門(mén)傳感器、加速度傳感器、溫度傳感器、脈沖多路調(diào)制器、電墩驅(qū)動(dòng)器等有關(guān)的電子線(xiàn)路。

工作時(shí)，井下儀器中的三個(gè)相互垂直安裝的重力加速度計(jì)把井下儀器當(dāng)時(shí)的物理姿態(tài)相對(duì)于重力的變化，從三個(gè)互相垂直的方向轉(zhuǎn)換成電信號(hào):井下儀器的三個(gè)磁通門(mén)傳感器，也同時(shí)把井下儀器的這一物理姿態(tài)相對(duì)于地磁場(chǎng)的變化，從三個(gè)相互垂直的方向轉(zhuǎn)換成電信號(hào);溫度傳感器把當(dāng)時(shí)井下儀器工作的環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。這些電信號(hào)經(jīng)它們相應(yīng)的電子線(xiàn)路放大整理后，由脈沖多路調(diào)制器收集起來(lái)，并把這些電壓信號(hào)按比例地轉(zhuǎn)換成時(shí)間脈沖，按一定時(shí)序把它們送到電纜驅(qū)動(dòng)器，經(jīng)單芯愷裝電纜送到地面儀器/電子計(jì)算機(jī)。

地而儀器/電子計(jì)算機(jī)的電源系統(tǒng)有一個(gè)信號(hào)分離電路，由它分離出數(shù)據(jù)脈沖，并把這些數(shù)據(jù)脈沖送到接口板.接口板在中央處理機(jī)的控制下，采集數(shù)據(jù)、分離出各個(gè)參數(shù)、把各參數(shù)牡換成數(shù)字，送到中央處理機(jī)板，按一定的數(shù)學(xué)模式進(jìn)行計(jì)算，其結(jié)果被送到面板顯示部分，供定向井工程師選擇磁性工具面、高邊工具面、井.眼傾角、原始方位、修正方位磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁傾角或溫度顯示.

要使儀器能夠?qū)嶋H應(yīng)用于定向鉆井工作，還必須配備其它的輔助設(shè)備，例如井口設(shè)備，包括循環(huán)頭、電纜側(cè)入接頭:再如井底設(shè)備，包括彎接頭、斜口管鞋套等.這些都是使儀器正常工作必不可少的設(shè)備.

2 隨鉆測(cè)量?jī)x的使用

目前，我們國(guó)內(nèi)使用的同類(lèi)型的隨鉆測(cè)量?jī)x已有好幾種，它們的使用方法是大同小異的，特別是井口設(shè)備和井底設(shè)備總成都是完全可以互換的。對(duì)于井下儀器，雖然各廠(chǎng)家的設(shè)備不一樣，不能互換，但是使用的方法和儀器的連接是相同的。

2.1 基本術(shù)語(yǔ)

定向井工程師和定向井儀器工程師，以及從事定向井工作的工程技術(shù)人員，對(duì)于一些與工作有直接聯(lián)系的專(zhuān)用名詞術(shù)語(yǔ)都應(yīng)有相同的認(rèn)識(shí)、相同的理解和共同的語(yǔ)言，這樣才便于工作。

2.1.1 井眼傾角

在井眼曲線(xiàn)上的某一深度位置，其井軸切線(xiàn)方向與鉛垂線(xiàn)方向之間的夾角就叫做那個(gè)深度的井眼傾角(也叫做井斜角或簡(jiǎn)稱(chēng)井斜)。

2.1.2 井眼磁方位角

在井眼曲線(xiàn)上的某一深度，其軸線(xiàn)方向的水平分量與地磁子午線(xiàn)之間的夾角稱(chēng)為這個(gè)深度的井眼磁方位角(也叫磁方位)，以地磁子午線(xiàn)指向地磁南極的方向?yàn)?°，按順時(shí)針為正來(lái)計(jì)算磁方位角.

2.1.3 井眼真方位角

在井眼曲線(xiàn)上的某一深度，其軸線(xiàn)方向的水平分量與地理子午線(xiàn)之間的夾角稱(chēng)為這一深度的井眼真方位角，并以地理子午線(xiàn)指向地理北極的方向?yàn)?°，以順時(shí)針為正來(lái)計(jì)算方位角.

2.1.4 高邊

在井眼的某一深度，當(dāng)鉛垂線(xiàn)穿過(guò)井軸時(shí)，鉛垂線(xiàn)進(jìn)入的那邊叫做井眼的重力高邊，鉛垂線(xiàn)穿出井軸的那邊叫做井眼的重力低邊.順井眼鉆進(jìn)的方向看去，觀察者的左手邊叫做井眼的左邊，觀察者的右手邊叫做井眼的右邊.

2.1.5 工具面

由彎接頭構(gòu)成的平面被稱(chēng)為工具面。

2.2 測(cè)井前的室內(nèi)準(zhǔn)備工作

為了很好地完成測(cè)井任務(wù)，上井前必須認(rèn)真進(jìn)行準(zhǔn)備工作，檢查所有儀器設(shè)備，保證所有的儀器設(shè)備都處于良好的工作狀態(tài)，并根據(jù)測(cè)井任務(wù)帶齊所需設(shè)備.

在接受測(cè)井任務(wù)后，必須及時(shí)地與有關(guān)單位聯(lián)系，收集一些與測(cè)井任務(wù)有關(guān)的資料數(shù)據(jù).這是充分做好準(zhǔn)備工作、完成測(cè)井任務(wù)的有力保證，證實(shí)以下內(nèi)容:

2.2.1 井底溫度.各地區(qū)的地溫梯度是不一樣的.同一地區(qū)不同的井，其地溫梯度有時(shí)也差異很大。所以，需要了解井底溫度，以便帶上適用的探管。一般情況下，井底溫度小于125℃可帶10000系列的探管.井底溫度超過(guò)125℃時(shí)，如果測(cè)井時(shí)井眼傾角在10℃以?xún)?nèi)，工作過(guò)程中也不超過(guò)10℃,帶700系列"熱井眼"探管.如果測(cè)井時(shí)，井眼傾角大于10℃,則應(yīng)帶900系列"熱井眼"探管，如果工作過(guò)程中，要從 0°定向到 10°以上，則這兩種"熱井眼"探管都應(yīng)帶上.

2.2.2 測(cè)井深度、套管程序和最大井斜角:探管的磁傳感器只有在裸眼中才能測(cè)量出準(zhǔn)確的方位數(shù)據(jù).如果傾角太大，磁性傳感器離上面鋼鉆艇的水平距離太近，影響方位讀值.此時(shí)，需要增加無(wú)磁鉆艇和儀器加長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度.

2.2.3 泥漿密度和粘度:探管保護(hù)筒的破裂壓力為27900磅/英寸2，考慮l0%的安全余量，則探管保護(hù)筒的破裂壓力為25110磅/英寸2.靜壓力是由鉆井液等井內(nèi)流體施加的.利用井內(nèi)的鉆井液密度和測(cè)井深度，可以算出鉆井液在測(cè)井深度的靜壓力.這樣，我們就可以確定我們的探管能否在任務(wù)井的那個(gè)深度工作。例如在某一任務(wù)井中，測(cè)量井深為23000英尺，實(shí)際垂深為5000英尺，泥漿密度為9磅/加侖.查表可得，在測(cè)深為23000英尺時(shí)的靜壓力為2400磅/英寸2。

鉆井液的粘度表示限礙其自由流動(dòng)和保留鉆屑的能力:粘度越高，鉆井液自由流動(dòng)的阻力越大，保留鉆屑的能力也越大.粘度直接影響儀器的下放速度，而且影響鉆井液在井下儀器、循環(huán)頭和在電纜上的沖刺速度.

3 目前的研究工作與隨鉆測(cè)量?jī)x發(fā)展方向

當(dāng)今的國(guó)際的隨鉆測(cè)量?jī)x技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，但還有一些有待研究和改進(jìn)的工作要做。

3.1 逐步加大探測(cè)深度、采樣密度使之能更真實(shí)的反映地層客觀清況。

3.2 多方法集成隨鉆測(cè)量?jī)x系統(tǒng)。

3.3 提高信息傳輸能力以強(qiáng)化信氨應(yīng)用技術(shù)。

3.4 開(kāi)發(fā)高強(qiáng)度、耐高溫高壓材料及采用更適應(yīng)惡劣環(huán)境工作的光纖傳感器和專(zhuān)用傳感器設(shè)計(jì)。

3.5 解決鉆井噪聲及儀器殼體波干擾問(wèn)題。

3.6 進(jìn)一步縮小儀器體積，提高儀器整體的耐高壓、耐高溫及抗震性能。

結(jié)語(yǔ)

在石油鉆井技術(shù)日益發(fā)展的今天，井下工作狀況的隨鉆測(cè)量發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。隨鉆測(cè)量是一項(xiàng)非常復(fù)雜的技術(shù)，指導(dǎo)鉆進(jìn)和定向并把井下信號(hào),實(shí)時(shí)上傳至地面，在鉆進(jìn)過(guò)程中高效制定方案和改善決策過(guò)程。從隨鉆測(cè)量(隨鉆測(cè)量?jī)x)技術(shù)首次在鉆定向井中使用至今，隨鉆測(cè)量?jī)x得到長(zhǎng)足發(fā)展并逐步走向成熟。我們作為從業(yè)者要熟練掌握這種技術(shù)，使其發(fā)揮應(yīng)有的作用。

[1]呂瑞典編著,高等學(xué)校教材油氣開(kāi)采井下作業(yè)及工具,石油工業(yè)出版社,2008

[2]高井祥,測(cè)量學(xué),中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,

1998.

[3]張國(guó)良主編,礦山測(cè)量學(xué),中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2001.