SL6000-LWD隨鉆測井儀工作原理與應(yīng)用

朱凱

(中石化勝利油田鉆井工程技術(shù)公司,山東東營 257000)

SL6000-LWD隨鉆測井儀工作原理與應(yīng)用

朱凱

(中石化勝利油田鉆井工程技術(shù)公司,山東東營 257000)

SL6000地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)是勝利油田2009年完成研發(fā)并定型生產(chǎn)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的隨鉆測井設(shè)備,其整體技術(shù)性能指標(biāo)在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位,應(yīng)用前景廣闊。本文詳細(xì)分析了SL6000-LWD隨鉆測井儀組成結(jié)構(gòu)和工作原理,并對儀器的改進(jìn)情況及其應(yīng)用效果進(jìn)行了介紹。

SL6000-LWD 隨鉆測井儀 原理 改進(jìn) 應(yīng)用

SL6000是國產(chǎn)地質(zhì)導(dǎo)向儀器的優(yōu)秀代表，具有性能穩(wěn)定、故障率低、使用和維護(hù)成本較低等特點(diǎn)，其整體技術(shù)性能指標(biāo)在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位，近年來在油田內(nèi)外部市場取得了良好的推廣應(yīng)用效果。筆者對SL6000-LWD隨鉆測井儀組成、測量原理及其改進(jìn)應(yīng)用等方面進(jìn)行了詳細(xì)分析。

1 SL6000-LWD隨鉆測井儀組成與結(jié)構(gòu)

SL6000-LWD測井儀所有測量控制電路和電阻率發(fā)射、接收天線，安裝在無磁鉆鋌內(nèi)。儀器主體包括電磁波電阻率發(fā)射和接收天線主體，儀器電子線路和自然伽馬探頭裝入連接筒，儀器上部為中控-電阻率接收電路短接和電池裝入筒，通過環(huán)空轉(zhuǎn)換器與探管連接。儀器下部為電阻率發(fā)射電路和自然伽馬電路短接裝入筒，由儀器鎖緊盤固定。下部根據(jù)需要連接其它鉆具。

2 SL6000-LWD隨鉆測井儀原理

2.1 電磁波電阻率

SL6000隨鉆電磁波電阻率采用上下對稱的6個(gè)發(fā)射天線和2個(gè)接收天線的布局結(jié)構(gòu)，六路發(fā)射天線交替輪流發(fā)射2MHz電磁波信號，以它們交替完成一次發(fā)射為一個(gè)工作周期。每路發(fā)射天線發(fā)射過程中，兩接收天線同時(shí)接收經(jīng)地層傳播后的電磁波信號，通過兩路信號處理通道調(diào)理信號、測量相位差。通過一個(gè)工作周期內(nèi)測得的六組相位差和幅度衰減求得深、中、淺3個(gè)地層電阻率值，系統(tǒng)完成一次測量工作，重復(fù)測量工作，最終可得深、中、淺3條電阻率曲線。

2.2 自然伽馬

自然伽馬測井儀是最常用的放射性測井儀器。它是用來測量地層中天然放射性伽馬射線總量的。天然伽馬射線主要由鈾系、釷系元素和鉀元素釋放，這些元素主要存在于泥質(zhì)中，或火成巖中，故該曲線可用來劃分巖性、確定地層泥質(zhì)含量，進(jìn)一步區(qū)分地層以及儲集層。

在測井儀器中常用的測量伽馬射線的放射性傳感器主要有閃爍晶體及蓋革記數(shù)管。SL6000選用蓋革記數(shù)管作為放射性傳感器，采用多個(gè)蓋革管并聯(lián)的方式進(jìn)行組合，以提高探測效率，同時(shí)儀器內(nèi)部設(shè)置的蓋革管傳感器被分為兩組，進(jìn)一步提高了儀器的可靠性。

2.3 中控

中控是隨鉆儀器采集測量的控制中心，通過儀器總線和其他儀器通訊，儀器總線采用了改進(jìn)的1553總線連接各個(gè)井下儀器。該1553儀器總線不僅可以傳輸命令與數(shù)據(jù)，而且可以給連接到總線上的各下井儀器提供電源。中控根據(jù)設(shè)置參數(shù)，集中控制總線上的電源開啟和關(guān)閉，用命令的方式控制各儀器的工作狀態(tài)和獲取數(shù)據(jù)。以實(shí)現(xiàn)操作、測量、傳輸及節(jié)能的目的。

3 SL6000-LWD儀器的完善與改進(jìn)

SL6000-LWD隨鉆測井儀投入使用以來，結(jié)合現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn)，通過全體技術(shù)人員攻堅(jiān)克難，對SL6000-LWD的不足之處進(jìn)行了改進(jìn)和完善，使之更加適合各種區(qū)塊水平井的施工要求，使用更加方便，效果更加顯著。具體表現(xiàn)在。

3.1 探管增加自動識別轉(zhuǎn)盤鉆模式

以前的探管沒有自動識別轉(zhuǎn)盤模式，錄完一組數(shù)據(jù)時(shí)間較長，特別是在進(jìn)入油層后，鉆時(shí)較快，有時(shí)一個(gè)完整的伽馬電阻率序列還沒走完就已經(jīng)打完單根，數(shù)據(jù)較少大大影響了地質(zhì)導(dǎo)向判斷。針對這種問題，對探管進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)后的探管自動識別轉(zhuǎn)盤鉆模式，在復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)，不用再上傳工具面數(shù)據(jù)，直接上傳自然伽馬、電阻率參數(shù)，大大提高了錄取地質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)的速度，數(shù)據(jù)點(diǎn)較多，為地質(zhì)導(dǎo)向施工人員分析判斷地層提供了更加可靠的保障。

3.2 隨鉆測井儀本體結(jié)構(gòu)改進(jìn)

隨鉆測井儀地質(zhì)參數(shù)傳感器及控制電路板裝在一支5.5m左右的無磁鉆鋌內(nèi)。通過改進(jìn)，儀器本體無磁鉆鋌由一體化結(jié)構(gòu)改為三段制結(jié)構(gòu)，分為中控電池筒、天線本體和伽馬外筒。這樣改進(jìn)后的測井儀如果遇到儀器卡鉆、沖蝕等情況造成了儀器扭曲、損壞，就不用更換整根鉆鋌本體，只需更換相應(yīng)的損壞部件，不但方便了維修保養(yǎng)，而且大大節(jié)約了維修成本。

3.3 完善中控上部總線供電控制功能

當(dāng)儀器進(jìn)入測井狀態(tài)時(shí)，以前中控沒有切斷上部總線開關(guān)，使得中處依然處于控于給探管供電狀態(tài)。這樣就造成一個(gè)問題就是，當(dāng)下部電阻率伽馬測井儀出現(xiàn)故障時(shí)，由于上部總線打開，影響到探管工作，造成井斜方位測量儀不能正常工作，儀器無信號的現(xiàn)象。

改進(jìn)后的中控在儀器進(jìn)入測井狀態(tài)時(shí)，關(guān)閉上部總線供電開關(guān)，這樣即使下部地質(zhì)導(dǎo)向傳感器和中控發(fā)生異常，也不會影響到上部探管、脈沖發(fā)生器工作，同樣可以獲得井斜、方位、工具面等工程參數(shù)，也為現(xiàn)場人員準(zhǔn)確判斷儀器故障提供了方便。

4 應(yīng)用效果

SL6000-LWD隨鉆測井儀通過測量自然伽馬、電磁波電阻率等地質(zhì)參數(shù)，可以對井眼軌跡所處地層實(shí)時(shí)評價(jià)，準(zhǔn)確判斷油層的頂?shù)捉缑妫ＷC井眼軌跡穿行在油層的最佳位置，大大地提高了油層穿透率，為油田的增油上產(chǎn)提供了有力保障。

隨著國內(nèi)外油田的水平井施工任務(wù)的日益增多、市場競爭日趨激烈，僅靠進(jìn)口儀器已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)要求，國產(chǎn)地質(zhì)導(dǎo)向儀器的推廣迫在眉睫。SL6000-LWD系統(tǒng)有測量數(shù)據(jù)精確穩(wěn)定、軟件系統(tǒng)成熟簡便、硬件設(shè)施配套齊全、成本低、到貨和維修周期短等優(yōu)點(diǎn)，自2010年12月SL6000-LWD儀器投入使用以來，勝利定向井公司積極推廣應(yīng)用。目前公司已配備8套，不但為勝利油田后期復(fù)雜油氣藏的開發(fā)提供了可靠保障，而且成為公司外闖市場的利器。到目前為止，先后應(yīng)用到勝利、新疆、重慶、江蘇、東北等油田，共成功完成300余口水平井的施工任務(wù)。SL6000-LWD技術(shù)不斷成熟完善，逐步形成了人才、技術(shù)、設(shè)備的完整配套體系，高標(biāo)準(zhǔn)地達(dá)到油藏地質(zhì)要求，在加快產(chǎn)能建設(shè)，降低勘探開發(fā)成本方面顯示了巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會價(jià)值，應(yīng)用前景廣闊。

[1]劉立軍.隨鉆測井技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢研究[J].科技傳播,2011,31(14)：69.

[2]高杰,辛秀艷,陳文輝.隨鉆電磁波電阻率測井之電阻率轉(zhuǎn)換方法與研究[J].測井技術(shù),2008,32(6)：503-505.

朱凱(1988—),男,山東曹縣人,助理工程師,2010年畢業(yè)于西南石油大學(xué)石油工程專業(yè),現(xiàn)從事定向井技術(shù)服務(wù)工作。