定向井中應(yīng)用MWD+GAMMA儀器的優(yōu)劣研究

劉文茂

摘要：隨鉆測(cè)量?jī)x器（MWD）是石油、天然氣開采中進(jìn)行定向鉆井必不可少的，但目前我國(guó)很多老油田已進(jìn)入開采后期，開采難度加大，為保證油田穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)，要多利用水平井挖潛厚油層中的剩余油，此時(shí)必須采用MWD+GAMMA儀器進(jìn)行定向施工作業(yè)，已達(dá)到軌跡控制和著陸控制的目的。在提高儲(chǔ)層鉆遇率方面，MWD+GAMMA儀器仍存在一些不足，需要加以改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：MWD+GAMMA儀器，鉆遇率，不足，改進(jìn)

1.測(cè)量原理

自然伽馬測(cè)井測(cè)的是巖層的自然放射性強(qiáng)度。地層中的放射性元素主要有鉀、釷、鈾。鉀和釷存在于頁巖和粘土礦物（伊利石、高嶺石、蒙脫石）中。巖層 的自然放射性強(qiáng)度主要取決于鉀、釷、鈾的含量。地層發(fā)射的GAMM A射線，把能量傳遞給M W D+GAMMA測(cè)量短節(jié)產(chǎn)生閃光。閃光被PMT管探測(cè)到并轉(zhuǎn)換成電子脈沖。該電子信號(hào)與其它定向參數(shù)信號(hào)被編碼成串行信號(hào)，在控制短節(jié)和脈沖脈沖發(fā)生器的作用下，串行電子信號(hào)轉(zhuǎn)換成泥漿脈沖壓力信號(hào)經(jīng)鉆井液傳到地面壓力傳感器和主機(jī)，脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)并解碼轉(zhuǎn)換成GAMMA值，單位為API。

2.MWD+GAMMA測(cè)量技術(shù)

隨鉆GAMMA測(cè)量的地層GAMMA值在泥巖地層中升高，在砂巖地層中降低。

3.MWD+GAMMA儀器的優(yōu)勢(shì)

在水平井鉆進(jìn)過程中，精確控制水平段的井眼軌跡是水平井施工的難點(diǎn)和關(guān)鍵所在。利用MWD+GAMMA儀器實(shí)時(shí)測(cè)量的GAMMA數(shù)據(jù)來判斷分析所鉆遇的油層情況，根據(jù)實(shí)時(shí)情況進(jìn)行必要調(diào)整水平段的井眼軌跡，確保其在油層中。定向施工時(shí)，應(yīng)掌握螺桿鉆具的造斜率，并加密測(cè)量間距，當(dāng)發(fā)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常情況時(shí)，及時(shí)采取相應(yīng)措施，對(duì)井眼軌跡進(jìn)行有效的調(diào)整。

4.MWD+GAMMA儀器的劣勢(shì)

在水平井井眼軌跡控制中，利用MWD+GAMMA儀器雖然可以提供軌跡控制水平，但由于存在零長(zhǎng)（測(cè)點(diǎn)距離井底有11米左右），所以僅靠測(cè)量數(shù)據(jù)還不能準(zhǔn)確判斷井底的巖性特征及其含油氣性。若油層很薄，當(dāng)隨鉆測(cè)量數(shù)據(jù)顯示井眼軌跡已經(jīng)偏離油層時(shí)，鉆頭實(shí)際上已經(jīng)進(jìn)入非油層11米左右，此時(shí)要想把井眼軌跡重新調(diào)整回油層中，就要再鉆相當(dāng)長(zhǎng)度的非油層，這種測(cè)量數(shù)據(jù)滯后的現(xiàn)象將大大影響控制效果。

在薄油層中采用MWD+GAMMA儀器進(jìn)行軌跡控制雖然能夠較好解決地質(zhì)動(dòng)態(tài)找油的問題，但是僅用此儀器區(qū)分油層和干層效果不明顯，影響復(fù)雜區(qū)塊的地質(zhì)決策，不能有效規(guī)避鉆井地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。

5.改進(jìn)措施

在科技高速發(fā)展的今天，為了保障國(guó)家能源戰(zhàn)略安全，隨鉆儀器也得到迅猛發(fā)展以滿足越來越多待開發(fā)的復(fù)雜地層。在目的層不確定且投資較多的情況下，推薦使用LWD甚至是旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向，這將解決使用MWD+GAMMA儀器會(huì)遇到的難題?？蓪?shí)際鉆井作業(yè)中，不是每口井都會(huì)有較大的投入，此時(shí)就需要采取更加經(jīng)濟(jì)的方法來解決實(shí)際中遇到的困難。其中，最常用的方法就是采用氣測(cè)錄井技術(shù)。

氣測(cè)錄井可以直接測(cè)取鉆井液中氣態(tài)烴類的含量，從而有助于發(fā)現(xiàn)油氣顯示。但是鉆井液中混入的原油將使氣測(cè)全烴量曲線基線升高，進(jìn)而掩蓋地層中的油氣顯示。然而鉆井液中無論加入何種有機(jī)物，當(dāng)其循環(huán)均勻后，組分中的甲烷、乙烷等輕組分將降低甚至消失。因此，在進(jìn)行水平段的施工作業(yè)中，一旦發(fā)現(xiàn)甲烷、乙烷等輕組分出現(xiàn)或升高，就可以判定鉆頭在油層中鉆進(jìn)，井眼軌跡符合設(shè)計(jì)要求。施工作業(yè)時(shí)，常用快速色譜儀測(cè)量甲烷值并將其看作一條準(zhǔn)連續(xù)曲線來替代全烴量曲線的作用，用于卡油層。雖然甲烷值的變化也存在滯后 的問題，但比起MWD+GAMMA儀器測(cè)量出GAMMA值的滯后時(shí)間要短，進(jìn)而在一定程度上彌補(bǔ)了隨鉆GAMMA的不足，較好地解決了動(dòng)態(tài)找層的問題。該項(xiàng)技術(shù)即MWD+GAMMA+C1技術(shù)。

隨鉆MWD+GAMMA+C1技術(shù)主要應(yīng)用在進(jìn)入油層前的隨鉆GAMMA+C1校直曲線圖進(jìn)行地層對(duì)比。如果有明顯的標(biāo)志層，就從標(biāo)志層開始使用MWD+GAMMA+C1進(jìn)行監(jiān)測(cè);如果沒有明顯的標(biāo)志層，通常情況下在預(yù)計(jì)油氣層的垂深前50m～80m開始使用MWD+GAMMA+C1進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)過程中，一般利用隨鉆GAMMA和C1的變化特征來判斷鉆頭是否在油層中鉆進(jìn)。具體的判定方法為：在進(jìn)行水平段鉆進(jìn)過程中，當(dāng)鉆頭從上部泥巖進(jìn)入油氣層時(shí)，C1由低值快速上升，隨鉆GAMMA值由高變低;當(dāng)鉆頭從油氣層進(jìn)入下部泥巖時(shí)，C1由高值緩慢下降，隨鉆GAMMA值由低變高;當(dāng)鉆頭從下部泥巖進(jìn)入油氣層時(shí)，C1由低值快速上升，隨鉆GAMMA值由高變低;當(dāng)鉆頭從油氣層進(jìn)入上部泥巖時(shí)，C1由高值緩慢下降，隨鉆GAMMA值由低變高;當(dāng)鉆頭在泥巖中鉆進(jìn)時(shí)，C1降為低值，隨鉆GAMMA值保持高值;當(dāng)鉆頭在油氣層中鉆進(jìn)時(shí)，C1達(dá)到高值，隨鉆GAMMA值保持低值。

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