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(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)確性。如果井深誤差大就不能準(zhǔn)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(zhǔn)確，以保證錄井資料的準(zhǔn)確性。準(zhǔn)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(xì)微變化，更有利于油氣層評價；同時準(zhǔn)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(biāo)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(fù)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(fù)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(dāng)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(fù)荷傳感器對井深測量的影響

大鉤負(fù)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(fù)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(fù)荷還表現(xiàn)為輕載，鉆頭位置不動，從而造成井深不準(zhǔn)。這是由于大鉤負(fù)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(fù)荷信號同步，從而提高井深測量的準(zhǔn)確性。

三標(biāo)定方法對井深測量的影響

1絞車傳感器的標(biāo)定

雪狼3.0軟件提拱了多點法和滾筒參數(shù)法兩種標(biāo)定絞車方法。

多點法具體標(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)定表中，最后點擊確定；退出完成標(biāo)定。

滾筒參數(shù)法具體標(biāo)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(dāng)前余層的圈數(shù)，游車活動到標(biāo)定的特定位置時，點擊“應(yīng)用”按鈕。使用多點法標(biāo)定絞車，由于人在觀察鋼絲繩換層是因人而異，無法準(zhǔn)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(biāo)定法，滾筒參數(shù)法精度較高。使用滾筒參數(shù)法標(biāo)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(biāo)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(zhǔn)，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(biāo)定絞車，如果初始參數(shù)設(shè)置不準(zhǔn)，可能出現(xiàn)單根進尺與單根長度不一致（鋼絲繩直徑不準(zhǔn)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(zhǔn)確)。

2大鉤負(fù)荷傳感器的標(biāo)定

大鉤負(fù)荷的標(biāo)定推薦使用分段直線法（如圖3所示）。

圖3 大鉤負(fù)荷傳感器標(biāo)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(biāo)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(zhǔn)確反應(yīng)鉆壓的大小，減小了大鉤負(fù)荷傳感器信號延遲帶來的影響，間接縮短了大鉤負(fù)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(dāng)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(zhǔn)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(fù)荷信號不同步，一般大鉤負(fù)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(zhǔn)。

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(zhǔn)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(xí)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(zhǔn)確性影響著其他參數(shù)測量的準(zhǔn)確性。油田精細(xì)化勘探和開發(fā)要求提供更加精確的錄井?dāng)?shù)據(jù)。本文從傳感器性能、標(biāo)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(dá)到提高井深測量系統(tǒng)準(zhǔn)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(dǎo)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