朱凱

(中石化勝利油田鉆井工程技術(shù)公司,山東東營(yíng) 257000)

SL6000-LWD隨鉆測(cè)井儀工作原理與應(yīng)用

朱凱

(中石化勝利油田鉆井工程技術(shù)公司,山東東營(yíng) 257000)

SL6000地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)是勝利油田2009年完成研發(fā)并定型生產(chǎn)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的隨鉆測(cè)井設(shè)備,其整體技術(shù)性能指標(biāo)在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位,應(yīng)用前景廣闊。本文詳細(xì)分析了SL6000-LWD隨鉆測(cè)井儀組成結(jié)構(gòu)和工作原理,并對(duì)儀器的改進(jìn)情況及其應(yīng)用效果進(jìn)行了介紹。

SL6000-LWD 隨鉆測(cè)井儀 原理 改進(jìn) 應(yīng)用

SL6000是國(guó)產(chǎn)地質(zhì)導(dǎo)向儀器的優(yōu)秀代表，具有性能穩(wěn)定、故障率低、使用和維護(hù)成本較低等特點(diǎn)，其整體技術(shù)性能指標(biāo)在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位，近年來(lái)在油田內(nèi)外部市場(chǎng)取得了良好的推廣應(yīng)用效果。筆者對(duì)SL6000-LWD隨鉆測(cè)井儀組成、測(cè)量原理及其改進(jìn)應(yīng)用等方面進(jìn)行了詳細(xì)分析。

1 SL6000-LWD隨鉆測(cè)井儀組成與結(jié)構(gòu)

SL6000-LWD測(cè)井儀所有測(cè)量控制電路和電阻率發(fā)射、接收天線，安裝在無(wú)磁鉆鋌內(nèi)。儀器主體包括電磁波電阻率發(fā)射和接收天線主體，儀器電子線路和自然伽馬探頭裝入連接筒，儀器上部為中控-電阻率接收電路短接和電池裝入筒，通過(guò)環(huán)空轉(zhuǎn)換器與探管連接。儀器下部為電阻率發(fā)射電路和自然伽馬電路短接裝入筒，由儀器鎖緊盤固定。下部根據(jù)需要連接其它鉆具。

2 SL6000-LWD隨鉆測(cè)井儀原理

2.1 電磁波電阻率

SL6000隨鉆電磁波電阻率采用上下對(duì)稱的6個(gè)發(fā)射天線和2個(gè)接收天線的布局結(jié)構(gòu)，六路發(fā)射天線交替輪流發(fā)射2MHz電磁波信號(hào)，以它們交替完成一次發(fā)射為一個(gè)工作周期。每路發(fā)射天線發(fā)射過(guò)程中，兩接收天線同時(shí)接收經(jīng)地層傳播后的電磁波信號(hào)，通過(guò)兩路信號(hào)處理通道調(diào)理信號(hào)、測(cè)量相位差。通過(guò)一個(gè)工作周期內(nèi)測(cè)得的六組相位差和幅度衰減求得深、中、淺3個(gè)地層電阻率值，系統(tǒng)完成一次測(cè)量工作，重復(fù)測(cè)量工作，最終可得深、中、淺3條電阻率曲線。

2.2 自然伽馬

自然伽馬測(cè)井儀是最常用的放射性測(cè)井儀器。它是用來(lái)測(cè)量地層中天然放射性伽馬射線總量的。天然伽馬射線主要由鈾系、釷系元素和鉀元素釋放，這些元素主要存在于泥質(zhì)中，或火成巖中，故該曲線可用來(lái)劃分巖性、確定地層泥質(zhì)含量，進(jìn)一步區(qū)分地層以及儲(chǔ)集層。

在測(cè)井儀器中常用的測(cè)量伽馬射線的放射性傳感器主要有閃爍晶體及蓋革記數(shù)管。SL6000選用蓋革記數(shù)管作為放射性傳感器，采用多個(gè)蓋革管并聯(lián)的方式進(jìn)行組合，以提高探測(cè)效率，同時(shí)儀器內(nèi)部設(shè)置的蓋革管傳感器被分為兩組，進(jìn)一步提高了儀器的可靠性。

2.3 中控

中控是隨鉆儀器采集測(cè)量的控制中心，通過(guò)儀器總線和其他儀器通訊，儀器總線采用了改進(jìn)的1553總線連接各個(gè)井下儀器。該1553儀器總線不僅可以傳輸命令與數(shù)據(jù)，而且可以給連接到總線上的各下井儀器提供電源。中控根據(jù)設(shè)置參數(shù)，集中控制總線上的電源開(kāi)啟和關(guān)閉，用命令的方式控制各儀器的工作狀態(tài)和獲取數(shù)據(jù)。以實(shí)現(xiàn)操作、測(cè)量、傳輸及節(jié)能的目的。

3 SL6000-LWD儀器的完善與改進(jìn)

SL6000-LWD隨鉆測(cè)井儀投入使用以來(lái)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)全體技術(shù)人員攻堅(jiān)克難，對(duì)SL6000-LWD的不足之處進(jìn)行了改進(jìn)和完善，使之更加適合各種區(qū)塊水平井的施工要求，使用更加方便，效果更加顯著。具體表現(xiàn)在。

3.1 探管增加自動(dòng)識(shí)別轉(zhuǎn)盤鉆模式

以前的探管沒(méi)有自動(dòng)識(shí)別轉(zhuǎn)盤模式，錄完一組數(shù)據(jù)時(shí)間較長(zhǎng)，特別是在進(jìn)入油層后，鉆時(shí)較快，有時(shí)一個(gè)完整的伽馬電阻率序列還沒(méi)走完就已經(jīng)打完單根，數(shù)據(jù)較少大大影響了地質(zhì)導(dǎo)向判斷。針對(duì)這種問(wèn)題，對(duì)探管進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)后的探管自動(dòng)識(shí)別轉(zhuǎn)盤鉆模式，在復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)，不用再上傳工具面數(shù)據(jù)，直接上傳自然伽馬、電阻率參數(shù)，大大提高了錄取地質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)的速度，數(shù)據(jù)點(diǎn)較多，為地質(zhì)導(dǎo)向施工人員分析判斷地層提供了更加可靠的保障。

3.2 隨鉆測(cè)井儀本體結(jié)構(gòu)改進(jìn)

隨鉆測(cè)井儀地質(zhì)參數(shù)傳感器及控制電路板裝在一支5.5m左右的無(wú)磁鉆鋌內(nèi)。通過(guò)改進(jìn)，儀器本體無(wú)磁鉆鋌由一體化結(jié)構(gòu)改為三段制結(jié)構(gòu)，分為中控電池筒、天線本體和伽馬外筒。這樣改進(jìn)后的測(cè)井儀如果遇到儀器卡鉆、沖蝕等情況造成了儀器扭曲、損壞，就不用更換整根鉆鋌本體，只需更換相應(yīng)的損壞部件，不但方便了維修保養(yǎng)，而且大大節(jié)約了維修成本。

3.3 完善中控上部總線供電控制功能

當(dāng)儀器進(jìn)入測(cè)井狀態(tài)時(shí)，以前中控沒(méi)有切斷上部總線開(kāi)關(guān)，使得中處依然處于控于給探管供電狀態(tài)。這樣就造成一個(gè)問(wèn)題就是，當(dāng)下部電阻率伽馬測(cè)井儀出現(xiàn)故障時(shí)，由于上部總線打開(kāi)，影響到探管工作，造成井斜方位測(cè)量?jī)x不能正常工作，儀器無(wú)信號(hào)的現(xiàn)象。

改進(jìn)后的中控在儀器進(jìn)入測(cè)井狀態(tài)時(shí)，關(guān)閉上部總線供電開(kāi)關(guān)，這樣即使下部地質(zhì)導(dǎo)向傳感器和中控發(fā)生異常，也不會(huì)影響到上部探管、脈沖發(fā)生器工作，同樣可以獲得井斜、方位、工具面等工程參數(shù)，也為現(xiàn)場(chǎng)人員準(zhǔn)確判斷儀器故障提供了方便。

4 應(yīng)用效果

SL6000-LWD隨鉆測(cè)井儀通過(guò)測(cè)量自然伽馬、電磁波電阻率等地質(zhì)參數(shù)，可以對(duì)井眼軌跡所處地層實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)，準(zhǔn)確判斷油層的頂?shù)捉缑?，保證井眼軌跡穿行在油層的最佳位置，大大地提高了油層穿透率，為油田的增油上產(chǎn)提供了有力保障。

隨著國(guó)內(nèi)外油田的水平井施工任務(wù)的日益增多、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，僅靠進(jìn)口儀器已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)要求，國(guó)產(chǎn)地質(zhì)導(dǎo)向儀器的推廣迫在眉睫。SL6000-LWD系統(tǒng)有測(cè)量數(shù)據(jù)精確穩(wěn)定、軟件系統(tǒng)成熟簡(jiǎn)便、硬件設(shè)施配套齊全、成本低、到貨和維修周期短等優(yōu)點(diǎn)，自2010年12月SL6000-LWD儀器投入使用以來(lái)，勝利定向井公司積極推廣應(yīng)用。目前公司已配備8套，不但為勝利油田后期復(fù)雜油氣藏的開(kāi)發(fā)提供了可靠保障，而且成為公司外闖市場(chǎng)的利器。到目前為止，先后應(yīng)用到勝利、新疆、重慶、江蘇、東北等油田，共成功完成300余口水平井的施工任務(wù)。SL6000-LWD技術(shù)不斷成熟完善，逐步形成了人才、技術(shù)、設(shè)備的完整配套體系，高標(biāo)準(zhǔn)地達(dá)到油藏地質(zhì)要求，在加快產(chǎn)能建設(shè)，降低勘探開(kāi)發(fā)成本方面顯示了巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值，應(yīng)用前景廣闊。

[1]劉立軍.隨鉆測(cè)井技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)研究[J].科技傳播,2011,31(14)：69.

[2]高杰,辛秀艷,陳文輝.隨鉆電磁波電阻率測(cè)井之電阻率轉(zhuǎn)換方法與研究[J].測(cè)井技術(shù),2008,32(6)：503-505.

朱凱(1988—),男,山東曹縣人,助理工程師,2010年畢業(yè)于西南石油大學(xué)石油工程專業(yè),現(xiàn)從事定向井技術(shù)服務(wù)工作。