影響錄井井深測量的因素

何光林西部鉆探克拉瑪依錄井工程公司

影響錄井井深測量的因素

何光林
西部鉆探克拉瑪依錄井工程公司

井深是現(xiàn)場錄井項目中非常重要的測量參數(shù)，它是一切錄井工作的基礎(chǔ)。只有錄井深度測量準確無誤，才能保證與之相對應(yīng)的其他錄井測量參數(shù)具有解釋評價價值。本文通過對現(xiàn)場錄井過程中井深測量系統(tǒng)進行分析，找出影響井深測量的因素，采取對應(yīng)的措施來提高井深測量的準確性。

井深；測量；影響；因素

前言

錄井過程中井深是一個最重要的參數(shù),它是一切錄井工作的基礎(chǔ)，該參數(shù)測量正確與否是錄井成敗的關(guān)鍵。其他任何錄井參數(shù)都以這個參數(shù)為基礎(chǔ)進行測量或計算，因此井深是錄井過程中要求比較精確的一個參數(shù)，它的精度直接影響到其他參數(shù)的準確性。如果井深誤差大就不能準確地確定油氣層的位置，其他相應(yīng)的錄井參數(shù)也將失去意義，所以在錄井過程中必須把井深這個參數(shù)測量準確，以保證錄井資料的準確性。準確的井深測量數(shù)據(jù)可保證錄井資料更加真實的反應(yīng)地層情況，捕捉到地層的細微變化，更有利于油氣層評價；同時準確的深度測量數(shù)據(jù)可以為鉆井工程提供更加可靠的安全監(jiān)控，保障其安全快速鉆進。

一錄井井深測量原理

錄井井深測量一般通過測量鉆具的長度來實現(xiàn)的。計算井深一般是從轉(zhuǎn)盤面開始，也就是計算轉(zhuǎn)盤面下鉆具的長度。綜合錄井儀深度測量系統(tǒng)由深度傳感器、井深處理單元、絞車參數(shù)標定和鉆進邏輯判斷等組成。絞車傳感器信號經(jīng)過井深信號處理板的“鑒相識別”（上行或下行）、累計計數(shù)，結(jié)合滾筒和鋼絲繩參數(shù)，通過計算就可以得到大鉤的高度變化。結(jié)合大鉤負荷測量數(shù)據(jù)，通過綜合錄井軟件邏輯狀態(tài)判斷輕重載，從而得到鉆頭位置及鉆井深度。

二傳感器性能對井深測量的影響

現(xiàn)場錄井中和井深測量有直接關(guān)系的傳感器主要是絞車傳感器和大鉤負荷傳感器。

1絞車傳感器對井深測量的影響

SW-5型綜合錄井儀采用的絞車傳感器中，安裝有兩個位移角度相差90°的電磁感應(yīng)開關(guān)；內(nèi)部裝有一個碼盤,碼盤上有12個等距離開孔；與電磁感應(yīng)接近開關(guān)正對，且保持1—2mm的距離。當碼盤隨絞車軸轉(zhuǎn)動時，兩只接近開關(guān)與碼盤片上的孔及孔之間的間隔間產(chǎn)生有序的脈沖信號，每轉(zhuǎn)動一圈產(chǎn)生48個脈沖信號，每個脈沖理論深度不大于0.6cm。

該傳感器工作電壓：24Vdc，動作響應(yīng)開關(guān)頻率：2000Hz，靈敏度：7.5°，測量精度：滑車實際移動的±1cm，只有采用精度更高的深度傳感器，才能提高井深測量的精度。動作響應(yīng)開關(guān)頻率：2000Hz，鉆機滾筒轉(zhuǎn)速小于5r/s將傳感器的轉(zhuǎn)子齒數(shù)設(shè)計成72齒，才不會出現(xiàn)丟脈沖。從理論上每個脈沖傳感器對應(yīng)的深度不大于0.1cm，使絞車傳感器測量精度提高。電磁干擾和信號線阻抗過大都會影響測量的可靠性。用尼龍接頭連接傳感器與滾筒軸，使用屏蔽效果好、阻抗小的信號線，提高傳感器供電電壓，可增強信號傳輸?shù)目垢蓴_能力，從而提高絞車信號的穩(wěn)定性和可靠性。

2大鉤負荷傳感器對井深測量的影響

大鉤負荷傳感器自身的的液壓系統(tǒng)將接受到的壓力信號通過壓力轉(zhuǎn)換模塊和電子處理模塊，將0～10MPa的壓力信號變換成4～20mA的電流信號。工作電壓：24Vdc，輸出：4～20mA，測量范圍：0～10MPa。大鉤負荷傳感器對井深的影響主要表現(xiàn)在靈敏度上，即傳感器的響應(yīng)時間。在現(xiàn)場錄井中，經(jīng)常遇到大鉤已經(jīng)向上移動，大鉤負荷還表現(xiàn)為輕載，鉆頭位置不動，從而造成井深不準。這是由于大鉤負荷的信號滯后于絞車信號，造成軟件邏輯判斷錯誤。這主要是由于壓力傳感器的響應(yīng)時間過長，傳壓管線過長造成的。用大量程（如40Mpa）壓力傳感器也會增大傳感器的響應(yīng)時間。使用合適量程、響應(yīng)時間短的傳感器，盡量縮短傳壓用的管線，就能使絞車信號與大鉤負荷信號同步，從而提高井深測量的準確性。

三標定方法對井深測量的影響

1絞車傳感器的標定

雪狼3.0軟件提拱了多點法和滾筒參數(shù)法兩種標定絞車方法。

多點法具體標定：讓司鉆將大鉤放最低位置，設(shè)置一個初始脈沖數(shù)，再測量出最低的大鉤高度值，將脈沖數(shù)和高度輸入到標定欄中，讓司鉆慢速上提每次到鋼絲（絞車滾筒鋼絲繩）換層時記下大鉤高度和絞車脈沖數(shù)錄入到標定表中，直至大鉤上提至最高的高度記下高度和脈沖數(shù)錄入到標定表中，最后點擊確定；退出完成標定。

滾筒參數(shù)法具體標定：啟動客戶端程序，在初始化菜單輸入收集的滾筒直徑、滾筒長度、鋼絲繩直徑、鋼絲繩股數(shù)、初始層數(shù)及當前余層的圈數(shù)，游車活動到標定的特定位置時，點擊“應(yīng)用”按鈕。使用多點法標定絞車，由于人在觀察鋼絲繩換層是因人而異，無法準確度量，即使是每根單根方完井深都正確，也不能保證單根鉆進過程中每個井深點都正確。即單根鉆進過程中會出現(xiàn)幾個微鉆時突變的點（鋼絲繩換層時），這給薄層油氣顯示取心工作帶來困擾，也會影響到解釋評價的符合率。

相對于多點標定法，滾筒參數(shù)法精度較高。使用滾筒參數(shù)法標定的關(guān)鍵就是正確初始化參數(shù)。錄井現(xiàn)場我們可以用游標卡尺測量出鋼絲繩的直徑d（可以多測幾個點取平均值），滾筒長度L和直徑D可以從絞車銘牌上獲得，每一層圈數(shù)n=L/d，可以用計算的n和實際圈數(shù)相比較，數(shù)值相差不大（在小數(shù)位）時，使用銘牌上的滾筒長度便可；如果數(shù)值相差較大，以實際圈數(shù)為準，使用推算出滾筒的實際有效長度L實=n實*d。使用滾筒參數(shù)法標定絞車，如果初始參數(shù)設(shè)置不準，可能出現(xiàn)單根進尺與單根長度不一致（鋼絲繩直徑不準確）；即使單根進尺與單根長度相同，也可能會出現(xiàn)單根鉆進過程中前半個單個鉆時快，后半根鉆時慢的異?，F(xiàn)象(初始層數(shù)不準確)。

2大鉤負荷傳感器的標定

大鉤負荷的標定推薦使用分段直線法（如圖3所示）。

圖3 大鉤負荷傳感器標定

通過分段直線插值法實現(xiàn)減小傳感器反應(yīng)時間的目的。此標定方法在輕重載門限判斷區(qū)間保持傳感器原有的線性，正常鉆進時也能準確反應(yīng)鉆壓的大小，減小了大鉤負荷傳感器信號延遲帶來的影響，間接縮短了大鉤負荷傳感器的響應(yīng)時間。

四鉆井邏輯判斷對井深測量的影響

軟件邏輯判斷主要是靠懸重的變化來判斷鉆進狀態(tài)。當懸重判斷不適用時，即使人為的設(shè)置合理的門限值，也會出現(xiàn)邏輯判斷錯誤，應(yīng)增加其他參數(shù)來綜合判斷。如從地表開始錄井時，可增加其他參數(shù)輔助判斷，如增加轉(zhuǎn)盤、泵壓等，可以將邏輯判斷部分做成用戶可以自定義邏輯判斷條件的單元。

五人員操作對井深測量的影響

1鉆具管理

現(xiàn)場錄井人員要參與鉆具的丈量，以確保數(shù)據(jù)的準確可靠。每次交接班要核對所鉆單根的場地號，保證井下鉆具長度與儀器所測量的一致；制作鉆具表，每鉆進完一個單根要核對鉆具。

2鉆具校深

現(xiàn)場錄井通常采用方完鉆具校深。這種方法有個缺點就是，你上根單根井深有誤差，在校完深度和鉆頭位置后，下一根單根鉆進完仍然會有誤差，同時會造成某點的瞬時鉆時過快。產(chǎn)生這個現(xiàn)象的原因是接完單根后上提鉆具解卡時的絞車信號和大鉤負荷信號不同步，一般大鉤負荷信號滯后于絞車信號。在接完單根后重載情況下，開轉(zhuǎn)盤前大鉤高度都會靜止一小段時間，此時校驗鉆頭位置，就不會出現(xiàn)信號不同步現(xiàn)象，計算出的鉆時數(shù)據(jù)更準。

在校驗井深時，如果絞車參數(shù)前面已經(jīng)設(shè)置正確，只需更改鉆頭位置便可。盡量避免同時更改大鉤高度和鉆頭位置，否則很難校準井深。單根未打完而電腦死機重啟后，可根據(jù)大鉤高度和方完井深對鉆頭位置進行校正，只要采集板為斷電，大鉤高度仍然正確。取心時，下鉆到底校驗深度時，司鉆會習慣性的往下壓，錄井儀上顯示有鉆壓，同時會有10-20cm進尺，只要錄井參數(shù)設(shè)置正確和鉆具組合長度正確，不用更改鉆頭位置，只需在正式取心鉆進前修改井深便可，這段進尺的鉆時重新計算。如果更改了鉆頭位置會出現(xiàn)實際巖心長度比進尺多的錯誤。

六結(jié)束語

錄井井深測量單元是綜合錄井儀的重要組成部分，其測量的準確性影響著其他參數(shù)測量的準確性。油田精細化勘探和開發(fā)要求提供更加精確的錄井數(shù)據(jù)。本文從傳感器性能、標定方法、人員操作等方面分析了影響井深測量的因素，提出了具體應(yīng)對措施，從而達到提高井深測量系統(tǒng)準確性的目的。只有高精度的錄井深度數(shù)據(jù)才能更適應(yīng)薄層氣測解釋、地質(zhì)小層分析對比、水平井地質(zhì)導向和微鉆時等新技術(shù)的應(yīng)用，才能滿足現(xiàn)代鉆井工程技術(shù)對現(xiàn)場錄井的要求，為鉆井施工提供更有力的安全監(jiān)控和安全保障。

[1]錄井技術(shù)文集.北京：石油工業(yè)出版社，2002

[2]SW-5型綜合錄井儀器硬件用戶手冊

[3]SW-3.0綜合錄井軟件用戶手冊