李磊

摘要：陀螺測(cè)井是一種用于已下套管的油水井重新測(cè)量其井身軌跡的先進(jìn)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)以動(dòng)力調(diào)諧速率陀螺測(cè)量地球自轉(zhuǎn)角速率分量，通過對(duì)井筒不同深度的測(cè)量，即可得出井身軌跡曲線。可應(yīng)用于有磁屏蔽的套管、油管、鉆桿內(nèi)和有磁干擾的叢式井組進(jìn)行井眼軌跡測(cè)量以及定向鉆井。應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)可進(jìn)行復(fù)雜斷塊油藏及巖性油藏中井點(diǎn)校正，分析油藏剩余油潛力和油水動(dòng)態(tài)分布，挖掘油藏潛力，提高'N-量動(dòng)用程度具有較好的效果。

關(guān)鍵詞：陀螺測(cè)井；動(dòng)力調(diào)諧速率陀螺；井身軌跡測(cè)井；定向鉆井；技術(shù)應(yīng)用

1、陀螺測(cè)井技術(shù)的提出

早期油田開發(fā)過程中，新井完鉆后工程師們即按預(yù)先設(shè)計(jì)的井在油藏中的位置來部署油藏開發(fā)的過程。但實(shí)踐證明，由于多種原因，這種做法存在很大局限性。如鉆井過程中，井眼鉆進(jìn)方向的控制；完井后井眼在地層中的實(shí)際軌跡測(cè)量，都受到當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的限制。隨著油田開發(fā)過程的不斷延伸，地質(zhì)報(bào)廢和工程報(bào)廢的油水井越來越多，在這些地區(qū)又需要打新井來開發(fā)剩余油，如何利用這些報(bào)廢井進(jìn)行開窗側(cè)鉆，達(dá)到開發(fā)剩余油的目的成為我們的課題。在此存在兩個(gè)技術(shù)關(guān)鍵需要解決：一是老井眼的實(shí)際軌跡是否與原始資料相符：二是如何在老井眼內(nèi)快速而準(zhǔn)確地定向開窗。陀螺測(cè)斜儀因其不依靠地磁來確定方位，在磁干擾環(huán)境下可正常工作，可用于已下套管的井測(cè)量井身軌跡和定向開窗。

2、陀螺測(cè)井系統(tǒng)的組成與特點(diǎn)

陀螺測(cè)井系統(tǒng)由兩大部分組成：動(dòng)力調(diào)諧速率陀螺測(cè)井儀（井下儀）和地面測(cè)井系統(tǒng)。動(dòng)力調(diào)諧速率陀螺測(cè)井儀由慣性體、陀螺電路艙、電源艙、微機(jī)艙、磁定位器、減震器、馬龍頭等幾個(gè)部分組成。地面系統(tǒng)分便攜式和車載式，二者的功能完全相同。完成對(duì)井下儀器的供電、控制和信號(hào)解碼采集等工作。

3、結(jié)構(gòu)與測(cè)量原理

3.1 動(dòng)調(diào)式陀螺儀的組成

動(dòng)調(diào)式陀螺測(cè)斜儀由減震器、慣性體、陀螺電路艙、電源艙、微機(jī)艙、磁定位器、馬龍頭等幾個(gè)部分組成，如下圖所示：

3.2 動(dòng)調(diào)速率陀螺的測(cè)斜原理

使用陀螺測(cè)斜儀進(jìn)行測(cè)量目的是根據(jù)各測(cè)量點(diǎn)的方位、傾斜角來確定井眼軸線的空間位置，同時(shí)為了與鉆具配合，必須隨時(shí)得到工具面角。測(cè)量時(shí)，選取兩個(gè)坐標(biāo)系：地理坐標(biāo)系（北西天）XYZ和儀器坐標(biāo)系xvz，最初兩坐標(biāo)系各相應(yīng)的軸彼此重合，方位角、傾斜角和工具面角分別對(duì)應(yīng)于坐標(biāo)系的相位旋轉(zhuǎn)。

4、關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點(diǎn)

在套管井井身軌跡測(cè)井技術(shù)應(yīng)用中，針對(duì)陀螺測(cè)斜儀在現(xiàn)場(chǎng)使用中存在的問題與不足，將儀器的性能做了進(jìn)一步的改進(jìn)。

（1）不斷電點(diǎn)測(cè)。采用斷電停點(diǎn)啟動(dòng)測(cè)井方式測(cè)井耗時(shí)長(zhǎng)，消耗陀螺有效工作壽命。改進(jìn)后每點(diǎn)測(cè)井時(shí)間僅需40秒，是原技術(shù)的1/6，延長(zhǎng)了陀螺的有效工作時(shí)間。

（2）增加儀器扶正器，提高測(cè)量精度。當(dāng)在小井斜、套管結(jié)蠟、管壁臟等條件下，儀器在套管內(nèi)不能緊貼套管壁，給測(cè)量結(jié)果帶來一定的誤差。針對(duì)這種情況，提出在儀器上加裝扶正器，使儀器在套管內(nèi)盡可能居中，減少儀器與套管不同軸所帶來的誤差。方案實(shí)施后效果良好，較好地解決上述問題。

（3）改進(jìn)陀螺慣性測(cè)量組件，延長(zhǎng)陀螺使用壽命。動(dòng)力調(diào)諧陀螺是高精密測(cè)量組件，自身抗震性能較差，只有通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來提高其抗震性。當(dāng)儀器測(cè)量時(shí)，陀螺以12300轉(zhuǎn)，分的速度高速旋轉(zhuǎn)，并在中途傳感器組件發(fā)生對(duì)轉(zhuǎn)，通過測(cè)量對(duì)轉(zhuǎn)前后傳感器參數(shù)并對(duì)其加權(quán)平均以消除測(cè)量誤差。

5、實(shí)際應(yīng)用

目前，油田已全面進(jìn)入特高含水期開發(fā)階段。在勘探難度加大，綜合調(diào)整余地變小的情況下，全面推廣應(yīng)用井身軌跡測(cè)井技術(shù)，重新標(biāo)定油井在油藏中的準(zhǔn)確位置，研究油藏的微構(gòu)造，分析油水動(dòng)態(tài)分布，從而設(shè)計(jì)側(cè)鉆井位，控制油藏剩余儲(chǔ)量，對(duì)挖掘高含水期復(fù)雜斷塊油藏潛力，提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度都起到了較大作用。

5.1 校正井位.落實(shí)剩余油分布

由于老井井斜矛盾較大，無法解釋油水關(guān)系，區(qū)塊開采完善難度較大。經(jīng)過對(duì)梁11-101、-103、-105、-104井身軌跡復(fù)測(cè)后，發(fā)現(xiàn)這四口井在油藏中的實(shí)際位置都與原始資料不相符，通過這些資料校正油藏中的井位.重新認(rèn)識(shí)了油水關(guān)系及開發(fā)動(dòng)態(tài)矛盾，且發(fā)現(xiàn)在主力油層尚有較大潛力。通過這四口井側(cè)鉆，增加可采儲(chǔ)量61萬噸，初增油能力89噸，日，到目前已累計(jì)產(chǎn)油1.68萬噸，使該塊開發(fā)效果得到徹底改善。

5.2 校正井位.重新落實(shí)油砂體邊界

河11-29砂體（沙二¹⁰）原東部邊界不清，經(jīng)復(fù)測(cè)井身軌跡后發(fā)現(xiàn)原井底方位角7°，位移52m變?yōu)?72°、165m，東部邊界得到準(zhǔn)確控制，向西無井控制區(qū)側(cè)鉆后，鉆遇6.5米，1層油層，投產(chǎn)后獲日產(chǎn)10噸的產(chǎn)量，增加可采儲(chǔ)量1萬噸。

5.3 校正井位.重新認(rèn)識(shí)油藏構(gòu)造

河68-32井，原井方位為310°，目的層沙一段水平位移123米，位于河46-斜10屋脊東部，復(fù)測(cè)井身軌跡結(jié)果為163°（方位角），位移154米，處于南部一條小屋脊的低部位。通過側(cè)鉆靶點(diǎn)調(diào)整后，在南部的小屋脊鉆遇沙-10.6米/2層油層，投產(chǎn)獲日產(chǎn)40噸高產(chǎn)。同時(shí)河46-斜10屋脊東部經(jīng)構(gòu)造校正后，向東擴(kuò)大含油面積0.02km²，增加優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)量10萬噸，后設(shè)計(jì)河46-X23井取得較好效果。

6、結(jié)論與建議

陀螺測(cè)井技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的用于油田開發(fā)的一種高科技的測(cè)井技術(shù)，具有測(cè)量精度高，結(jié)果可靠，操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。該項(xiàng)測(cè)井技術(shù)從現(xiàn)場(chǎng)施工、資料應(yīng)用形成了一套較為完善的管理方式，成為落實(shí)老井軌跡重新認(rèn)識(shí)油藏，提高油藏開發(fā)效果的有效手段。建議全面推廣應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，尤其是地質(zhì)認(rèn)識(shí)不清的區(qū)塊和需開窗側(cè)鉆的老井。同時(shí)，要對(duì)新井加強(qiáng)井身軌跡監(jiān)控力度。