SL6000-NWD近鉆頭測量技術(shù)及其應(yīng)用前景分析

盧少波（中石化勝利石油工程有限公司鉆井工程技術(shù)公司，山東 東營 257000）

目前，國內(nèi)大多數(shù)油田步入了開發(fā)的中后期階段，加之油田油藏后期油層薄、散等特點(diǎn)，常規(guī)工藝已經(jīng)難以創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)開發(fā)效益。為了滿足油田提高采收率的要求，在生產(chǎn)過程中側(cè)鉆井、魚骨井和階梯式水平井逐年增多，LWD（Logging While Drilling）隨鉆測井儀器被廣泛應(yīng)用于這種特殊工藝井。LWD技術(shù)是一項(xiàng)集定向測量、導(dǎo)向工具、地層地質(zhì)參數(shù)測量、隨鉆實(shí)時解釋等一體化的測量控制技術(shù)，其特征在于把鉆井技術(shù)、測井技術(shù)及油藏工程技術(shù)融合為一體。

在地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)中，儀器越靠近鉆頭越好，可以及時確定井底地層情況和井眼軌跡，進(jìn)而制定相應(yīng)方案。目前國內(nèi)在水平井和大斜度井施工中基本采用的是常規(guī)LWD+導(dǎo)向鉆具組合進(jìn)行地質(zhì)導(dǎo)向，LWD儀器各測量傳感器都裝在遠(yuǎn)離鉆頭位置的螺桿上方的無磁鉆鋌內(nèi)，存在很大的測量盲區(qū)。一般電阻率探測點(diǎn)距鉆頭約8-9 m，伽瑪測量點(diǎn)距鉆頭約13-15 m，井斜、方位測量點(diǎn)距鉆頭約17-21 m。井眼軌跡參數(shù)測量相對滯后，因而造成地質(zhì)人員現(xiàn)場地層分析困難，無法準(zhǔn)確判斷近鉆頭處的井眼傾角、相關(guān)地層巖性、儲層特性及儲層位置，在油田復(fù)雜油藏中后期開發(fā)過程中，其問題日趨明顯。

1 SL6000-NWD近鉆頭無線測量技術(shù)及工作原理

SL6000-NWD近鉆頭無線隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向測量系統(tǒng)由參數(shù)測量儀、無線短傳接收儀以及動力鉆具組裝而成（圖1所示）。參數(shù)測量儀高度集成優(yōu)化設(shè)計(jì)，集深淺雙電磁波電阻率、自然伽馬和井斜測量于一支1.85m長的鉆鋌上，被安裝在動力鉆具的前面，使各參數(shù)測量極大的靠近了鉆頭。

參數(shù)測量儀由測量中央控制器、無線數(shù)據(jù)發(fā)送天線、電磁波電阻率發(fā)射、接收天線及電路、自然伽馬探測器和井斜傳感器和電池組等組成。參數(shù)測量儀在中央控制器協(xié)調(diào)控制下，等時間間隔采集電阻率、自然伽馬和井斜等參數(shù)。中控與各單元測量電路進(jìn)行通訊和數(shù)據(jù)交換。測量的數(shù)據(jù)一方面存儲在中央控制器中。另一方面采用數(shù)據(jù)電磁無線傳輸方法，由中央控制器編碼后，送井下數(shù)據(jù)無線短傳發(fā)送器，驅(qū)動天線發(fā)射無線電磁信號，跨過螺桿發(fā)送給安裝在螺桿上部的近鉆頭井下數(shù)據(jù)無線短傳接收儀。

無線數(shù)據(jù)接收儀有無線數(shù)據(jù)接收天線、接收解調(diào)電路和接收中央控制器等組成。主要是負(fù)責(zé)完成參數(shù)測量儀發(fā)送數(shù)據(jù)的接收解調(diào)和存儲、發(fā)送工作。無線短傳接收儀接收天線收到的信號由接收機(jī)進(jìn)行預(yù)處理和解調(diào)。首先對收到的信號進(jìn)行匹配、放大、濾波和進(jìn)行高速A/D采樣，數(shù)字化的信號送數(shù)字信號處理器按照施工前的預(yù)設(shè)置，進(jìn)行數(shù)據(jù)解、編碼，然后發(fā)送給接收中央控制器對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和再編碼。

2 應(yīng)用實(shí)例分析

莊11-11-2H是大港油田的一口生產(chǎn)水平井，位于河北省黃驊市趙家堡大隊(duì)，構(gòu)造位置位于埕寧隆起埕子口凸起埕東突起披覆背斜構(gòu)造西區(qū)南部。鉆探目的為挖掘井間剩余油，提高儲量動用程度，改善開發(fā)效果，提高采收率。軌道類型為直-增-穩(wěn)-增-平。設(shè)計(jì)井深2344m，設(shè)計(jì)垂深1615.6m，A-B靶間水平距離201m。該井附近老井較多最近防碰距離3.24米，防碰要求比較嚴(yán)格。該油層有傾角但傾角度數(shù)不太確定。要求鉆進(jìn)油層后隨時監(jiān)測電阻率和伽馬。防止出層，特別注意不能進(jìn)入低水層。

該井從1430米下入儀器，一直按鉆井設(shè)計(jì)鉆進(jìn)，到1940米，按設(shè)計(jì)井斜調(diào)整到89°-89.5°探油層，到2036米根據(jù)實(shí)時測量資料，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)有誤。實(shí)際垂深下移，又及時把井斜調(diào)整到85°左右找層，鉆進(jìn)到2093米發(fā)現(xiàn)標(biāo)志層。穩(wěn)斜85°到86°鉆進(jìn)至2130米鉆遇油層后，水平鉆進(jìn)。鉆進(jìn)至2200米時又根據(jù)實(shí)測資料電阻率有下降，自然伽馬不變趨勢判斷靠近低水，又及時調(diào)整井斜到90.5°到91.5°鉆進(jìn)直到2330米鉆遇另一個斷層，油層穿透完鉆。該井穿通油層200米，油層穿透率100%。

3 應(yīng)用前景分析

SL6000-NWD近鉆頭無線隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)實(shí)時性好，隨鉆識別儲層、導(dǎo)向功能強(qiáng)，能夠及時準(zhǔn)確地獲取地層地質(zhì)參數(shù)，實(shí)時地解釋地層特性，快速真實(shí)地掌握地層情況，指導(dǎo)鉆井軌跡的及時調(diào)整，從而保證實(shí)鉆軌跡位于油層內(nèi)設(shè)計(jì)位置，極大地提高地層的分辨率、油層界面卡準(zhǔn)率，在提高井眼軌跡控制、提高油層的鉆遇率和成功率、提高鉆井機(jī)械速度、縮短鉆井周期、提高鉆井效率、保護(hù)油氣層和降低鉆井成本等方面都具有十分重要的作用。近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)可為開發(fā)利用常規(guī)鉆井技術(shù)難以開采的復(fù)雜油氣藏提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

[1]史建剛.LWD地質(zhì)導(dǎo)向無線隨鉆測量儀器現(xiàn)場使用問題探討[J].鉆采工藝，2008，31（2）：143-145.

[2]蘇義腦.地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)概況及其在我國的研究進(jìn)展[J].石油勘探與開發(fā)，2005，01：92-95.

[3]孫清德.中國石化集團(tuán)鉆井技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J].石油鉆探技術(shù)，2006，34(2)：1-6.