Trim-LWD隨鉆感應(yīng)測井系統(tǒng)原理和現(xiàn)場應(yīng)用

楊曉峰

(長城鉆探工程公司鉆井技術(shù)服務(wù)公司 遼寧盤錦)

Trim-LWD隨鉆感應(yīng)測井系統(tǒng)原理和現(xiàn)場應(yīng)用

楊曉峰

(長城鉆探工程公司鉆井技術(shù)服務(wù)公司 遼寧盤錦)

文章進(jìn)行了Trim-LWD隨鉆感應(yīng)測井原理的研究,并通過在遼河油田杜813-H601井的成功應(yīng)用事例,證明了Trim-LWD能及時(shí)掌握所鉆地層巖性變化并能進(jìn)行精確的地質(zhì)導(dǎo)向。在稠油油層中應(yīng)用該技術(shù)可以有效的控制油層中的井眼軌跡,這對于大幅提高油層鉆遇率和最終采收率有著非常重要的意義。

隨鉆測井;感應(yīng)測井;電阻率;地質(zhì)導(dǎo)向;油層鉆遇率

0 引 言

近幾年來,隨著隨鉆測井技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,水平井技術(shù)得到進(jìn)一步完善。隨鉆測井LWD(Logging While Drilling)就是在鉆進(jìn)作業(yè)的同時(shí),實(shí)時(shí)測取地質(zhì)參數(shù),并繪制出各種類型的測井曲線,作為地質(zhì)人員進(jìn)行地質(zhì)分析的依據(jù)[1]。由于LWD是實(shí)時(shí)測量,地層暴露時(shí)間短,因此,LWD測井曲線是在地層液體有輕微入侵甚至沒有入侵的情況下獲得的,與電纜測井相比,更接近地層的真實(shí)情況[2]。而Trim-LWD隨鉆感應(yīng)測井系統(tǒng)是一種利用感應(yīng)測井技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)地層電阻率測量的LWD,可以幫助現(xiàn)場人員對將要出現(xiàn)的地層變化做出準(zhǔn)確的判斷,配合定向參數(shù)測量,可以準(zhǔn)確地控制井眼軌跡穿行于儲(chǔ)層中的最佳位置,有效地回避油/氣和油/水界面,從而顯著提高鉆井效率,縮短鉆井周期,有效的提高單井產(chǎn)量和儲(chǔ)層采收率[3]。

1 T rim-LWD感應(yīng)測井技術(shù)及系統(tǒng)工作原理

1.1 感應(yīng)測井技術(shù)

電磁感應(yīng)技術(shù)就是通過輸出恒定頻率的交流電通過線圈產(chǎn)生交變磁場,這個(gè)磁場又在以井筒為中心的圓環(huán),每一個(gè)環(huán)都相當(dāng)于一個(gè)導(dǎo)電環(huán),這些導(dǎo)電環(huán)在交變磁場的作用下產(chǎn)生感應(yīng)交變電流,感應(yīng)交變電流又在其周圍形成二次交變磁場,接受線圈就能夠產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,電動(dòng)勢的大小與的電導(dǎo)率有關(guān),利用電動(dòng)勢的變化計(jì)算出這些環(huán)的電導(dǎo)率[4]。

1.2 Trim-LWD系統(tǒng)工作原理

由于Trim-LWD的感應(yīng)電阻率測井儀器的傳感器安裝在無磁電阻率鉆艇短節(jié)的一側(cè),因此測量結(jié)果中帶有方位角或方向參數(shù)。通過對這種方法的發(fā)展,可以探測到在井眼周圍不同區(qū)域的電阻率差異。由于其特有的結(jié)構(gòu)特性,不對稱的方位響應(yīng)能夠井眼周圍不同區(qū)域的電阻率差異,Trim-LWD測井原理示意圖如圖1所示。在LWD工具所處于的環(huán)形空間介質(zhì)對LWD工具的測量均有貢獻(xiàn),在傳感器正對環(huán)形聚集區(qū)的介質(zhì)對電阻率測量數(shù)據(jù)的貢獻(xiàn)最大[5]。因此,當(dāng)傳感器方向針對不同區(qū)域時(shí),測量數(shù)據(jù)會(huì)有所差異。這種特性可以應(yīng)用水平段鉆進(jìn)中,當(dāng)油層傾角有意外變化,可以判斷油層相對于LWD儀器的位置,近而判斷地層走向,修正鉆進(jìn)方向,提高油層穿透效果。

圖1 Trim-LWD測井原理示意圖

2 Trim-LWD感應(yīng)測井系統(tǒng)應(yīng)用分析

遼河油田杜813-H601井位于遼寧省盤錦市新生農(nóng)場西南部,屬于遼河凹陷西部凹陷西斜坡中段地質(zhì)構(gòu)造,目的是利用階梯水平井技術(shù)提高興隆臺(tái)油田油層開發(fā)[6]。杜813塊沙一、二段興隆臺(tái)油層埋藏深度在765 m～920 m,含油井段長46 m～105 m。該井用隨鉆測量系統(tǒng)MWD開發(fā)具有油層軌跡控制難度大、施工成本高的問題。為此,應(yīng)用Trim-LWD隨鉆測井系統(tǒng)進(jìn)行水平段的地質(zhì)導(dǎo)向和軌跡控制。杜813-H601設(shè)計(jì)井眼軌跡分段數(shù)據(jù)見表1。

表1 杜813-H601設(shè)計(jì)井眼軌跡分段數(shù)據(jù)

圖2是該井1 050 m～1 090 m的測井曲線。測深1 069.69 m時(shí)測得井斜92.44°,方位51.68°,垂深8 46.61 m。測深1 979.19 m時(shí)測得井斜92.30°,方位51.98°,垂深845.43 m。杜813-H601井1 050 m～1 090 m隨鉆測井曲線如圖2所示。從圖2的測井曲線可以看出,兩個(gè)位置垂深相差1.18 m,電阻率從1 069 m以后明顯升高,測值從10.811 0Ω·m上升到22.693 5Ω·m,而伽馬值從1 068 m以后明顯降低,從電阻率測井曲線和地質(zhì)撈砂結(jié)合來看,已經(jīng)進(jìn)入油層[7]。從整個(gè)水平段的施工中可以看出,Trim-LWD進(jìn)出油層時(shí)電阻率有明顯變化,利用電阻率變化規(guī)律結(jié)合自然伽馬可以判斷出是接近油層頂界,還是穿出油層底界,有效提高了對地層構(gòu)造、儲(chǔ)層特性的判斷和鉆頭在儲(chǔ)層內(nèi)軌跡的控制能力,實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的地質(zhì)導(dǎo)向功能。該井水平段設(shè)計(jì)279.84 m,實(shí)鉆油層累計(jì)259.87 m,油層鉆遇率達(dá)到92.86%[8]。

圖2 杜813-H601井1 050 m～1 090 m隨鉆測井曲線

3 結(jié) 論

1)Trim-LWD隨鉆感應(yīng)測井技術(shù)應(yīng)用于水平井施工,能夠降低鉆井風(fēng)險(xiǎn),提高水平井的鉆井成功率、提高機(jī)械鉆速、縮短鉆井周期。

2)Trim-LWD隨鉆感應(yīng)測井技術(shù)結(jié)合分支水平井,階梯水平井等工藝技術(shù)可以大幅度的提高產(chǎn)能,使得一口井同時(shí)穿越在兩層甚至多層油層,這對于增儲(chǔ)上產(chǎn),提高后期水平井吞吐開發(fā)水平具有重要意義。

[1] 霍 進(jìn).新疆油田水平井地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)研究及應(yīng)用[J].特種油氣藏,2008,15(3)

[2] 胡 渤.水平井鉆井過程中常見的鉆井損害問題解析[J].特種油氣藏,2004,11(6)

[3] 高立軍.FEWD在南224-平311井中的應(yīng)用[J].西部礦探工程,2008,(6)

[4] 劉新平.隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J].測井技術(shù),2008,32(3)

[5] 閆振來.勝利油田水平井地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù),2008,36(1)

[6] 狄福春.提高薄油層水平井油層鉆遇率的技術(shù)研究[J].石油鉆探技術(shù),2008,36(2)

[7] 閆玉鵬,李 爽.利用側(cè)鉆水平井、分支井開采靜17塊低滲高凝油油藏[J].特種油氣藏,2004,11(4)

[8] 高 成.水平井在杜84斷塊超稠油開發(fā)中的優(yōu)勢研究[J].特種油氣藏,2002,9(6)

PI,2011,25(1):33～34

This article explores the principle of the Trim-LWD induction logging while drilling system.The successful field application in Du813-H601 of Liaohe oil field proves that Trim-LWD knows well the variety of the drilling layer,and then it carries on accurate geosteering.In the heavy oil layer,Trim-LWD controls the well path effectively,thus it has a very significant sense for increasing encounter and recovery ratio of oil layer enormously.

Key words:logging while drilling,induction logging,resistivity,geosteering,encounter ratio of oil layer

The principle and field application of the Trim-LWD induction logging while drilling system.

Yang xiaofeng.

P631.6+3

B

1004-9134(2011)01-0033-02

楊曉峰,男,1983年生,助理工程師,2006年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院測控技術(shù)與儀器專業(yè),現(xiàn)工作于長城鉆探工程公司鉆井技術(shù)服務(wù)公司儀器研發(fā)檢修中心,主要從事國內(nèi)外各種MWD,LWD和鉆井新技術(shù)的現(xiàn)場應(yīng)用和技術(shù)推廣工作。郵編:124010

2010-09-12編輯:梁保江)