超高溫隨鉆測井技術(shù)

李俊隴

斯倫貝謝中國公司 北京 100025

隨鉆測井自年成功投人商業(yè)應(yīng)用以來，發(fā)展十分迅速，尤其是在近十多年年，隨鉆測井技術(shù)突飛猛進，隨鉆測井儀器日新月異，并已經(jīng)發(fā)展出了如電阻率儀器、放射性儀器、聲波儀器以及成像儀器等商品，它們被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)導(dǎo)向和地層評價。在傳統(tǒng)的測井作業(yè)過程中，一般都會在鉆井作業(yè)完成后在進行測井作業(yè)，但是由于在鉆井完成一段時間后其井徑會出現(xiàn)一定的變化，而且在鉆井施工過程中鉆井液的長期侵蝕等一些因素的影響使得在后續(xù)的測井作業(yè)過程中，測井的質(zhì)量以及測井的準確度等都會受到嚴重的影響。而隨鉆測井是在鉆井的過程中同時進行測井作業(yè)施工，這樣就可以避免了傳統(tǒng)測井作業(yè)中出現(xiàn)的弊端。

1 影響超高溫隨鉆測井的因素分析

1.1 井眼圍巖厚度的影響

超高溫隨鉆測井是使用超高溫傳播隨鉆數(shù)據(jù)進行測井，在這種測井模式下，實際的探測范圍比較大，如果目標層的層厚不太厚，那么實際的測試數(shù)值就會收到圍巖電阻率的嚴重影響，導(dǎo)致實際的真實測試值比真實的測試值要小。如果在鉆進到目標層段后和目標井深的時候，圍巖電阻率對測試結(jié)果的影響會隨著目標層厚的增加而減小，當目標層的厚度達到一定的數(shù)值的時候，圍巖的電阻率影響就非常小，甚至可以忽略。

1.2 井眼情況的影響

在測井作業(yè)的過程中地層傾角、井徑的變化以及鉆井液性能的差異都可能對測井結(jié)果造成嚴重的影響。如果井徑出現(xiàn)變化或者鉆井液的侵蝕會將測井儀器的探測對象進行改變，從而使得實際的探測曲線出現(xiàn)異常的狀況。地層中的泥巖在鉆井的其中的黏土礦物會不斷的吸收水分，從而導(dǎo)致泥巖層出現(xiàn)膨脹，從而使得井徑出現(xiàn)了變化，而在鉆井過程中，井徑會在鉆井液長期的浸泡下導(dǎo)致井徑出現(xiàn)變化，而泥巖也會受到鉆井液的侵蝕而發(fā)生蝕變。

1.3 各向異性和相對傾角造成的影響

電阻率的各向異性主要是由于實際的地層厚度比測量儀器的分辨率小一級地層的傾斜從而導(dǎo)致地層的垂直電阻率以及水平電阻率出現(xiàn)了差異導(dǎo)致的。在底層中如果存在了各向異性，那么地層的水平電阻率以及垂直電阻率就會出現(xiàn)不相等的狀況。在以往的測井作業(yè)過程中主要使用的是地層真電阻率，該電阻率往往就是水平電阻率。如果地層既存在井斜角同時又存在各向異性，那么電測曲線以及水平電阻率往往會出現(xiàn)偏差，甚至?xí)?dǎo)致在進行地層評價的時候出現(xiàn)評價結(jié)果可靠性下降的現(xiàn)象。

2 超高溫隨鉆測井技術(shù)的難點

2.1 儀器的設(shè)計特點難以滿足使用需求

當前市面上常見的隨鉆測井儀都是針對水平地層且地質(zhì)條件為均質(zhì)進行設(shè)計的，但隨鉆測量幾乎都是在井眼與地層夾角不為的環(huán)境下進行的，地層普遍存在各向異性和非均質(zhì)性，這會使儀器的測量結(jié)果與實際值的誤差變大。

2.2 鉆井液的選擇

隨著環(huán)保事業(yè)的不斷發(fā)展，對鉆井液的環(huán)保性能提出了更高的要求，這要求我們做好對鉆井液中有毒有害成分的控制和處理，實施廢鉆井液不落地處理技術(shù)，避免對儲層造成污染，提高鉆井施工的環(huán)保性。在實際鉆井施工的過程中，應(yīng)該對鉆井液進行合理使用，有效滿足鉆井攜帶巖屑的要求，這樣才能起到降低鉆井事故發(fā)生率的作用，有效提高鉆井施工的效率。

2.3 鉆井鉆頭的選擇

鉆頭是鉆井設(shè)備的重要組成部分，其可以在鉆井機械的帶動下，進行旋轉(zhuǎn)運動，可以有效完成對巖石的研磨和切削。通過鉆頭不斷將巖石研磨和切削成巖屑，然后不斷將這些巖屑帶到地面，從而有效完成鉆井任務(wù)。在目前的實際鉆井過程中，經(jīng)常采用的是牙輪鉆頭和金剛石鉆投資，它們在不同的環(huán)境中，有著不同的規(guī)格和形狀。我們應(yīng)該根據(jù)鉆井的實際情況，來針對性進行鉆頭的選取，其不僅應(yīng)該起到發(fā)揮自身的作用，還應(yīng)該保證鉆井的成本。

2.4 參數(shù)計算

在HA/HZ儲層參數(shù)計算過程中不確定性因素較多。據(jù)相關(guān)研究表明，孔隙度和地層水電阻率確定后，電性參數(shù)的各向異性和井斜角會對飽和度的計算結(jié)果帶來誤差，必須對這些誤差帶來的嚴重問題予以充分重視。

3 超高溫隨鉆測井技術(shù)

在過去 30年里，隨著鉆井作業(yè)朝著更深、更具挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域邁進，高溫高壓鉆井的行業(yè)標準也大量增加。威德福的 HeatWave Extreme(HEX) 隨鉆測井（LWD）服務(wù)在溫度高達200℃的條件下仍然能可靠地獲取伽馬射線、電阻率、中子孔隙度、密度數(shù)據(jù)。服務(wù)包括孔隙度、定向、伽馬、井筒 / 環(huán)空壓力測試，以及具有電阻率及密度測試的全三重組合隨鉆測井配套技術(shù)。通過這些技術(shù)，鉆井人員在超高溫儲層中鉆進時也能識別油氣層、采集足夠的儲層評價數(shù)據(jù)，而無需進行額外操作來冷卻井下鉆具組合。HEX 服務(wù)拓寬了鉆井的領(lǐng)域范圍，通過提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽慷?、減少鉆井時間，可降低高溫高壓鉆井的運行與經(jīng)濟風(fēng)險。此外，還可以省去額外的電纜測井、進一步縮短鉆井時間和成本。

總之，石油公司遇到 200℃左右的井底溫度時，經(jīng)常采用額外起下鉆來冷卻井底隨鉆儀器組件，從而保障井底 LWD 套件能夠正常工作。當前，Weatherford 公司 HEX 服務(wù)擴展到所有擁有可鉆性地層的區(qū)域。由于這套儀器的耐高溫性能，降低了石油公司的高壓與高溫（HP/HT）鉆井作業(yè)與經(jīng)濟風(fēng)險，降低了作業(yè)成本。