徐占超(勝利油田鉆井工程技術(shù)公司定向井公司,山東 東營 257100)
目前小井眼鉆井(6”)大多用于水平段鉆進(jìn)和放油,在這些井中就能發(fā)揮隨鉆測井的優(yōu)勢,能夠?qū)崿F(xiàn)在鉆井過程中收集地層評價(jià)和地質(zhì)導(dǎo)向參數(shù),不需要使用鉆桿來傳輸測井電纜,大大節(jié)省了作業(yè)時(shí)間,還能隨時(shí)根據(jù)實(shí)際地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行對排水井的位置進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。小直徑鉆孔側(cè)向測井儀器不僅僅具備了常規(guī)的橫向距離測量要求,還能夠?qū)⒏叻直媛食上駵y量結(jié)合起來,環(huán)形天線能夠?qū)崿F(xiàn)對平均比特方位聚焦側(cè)向電阻率的測量。
在鉆井過程中,遇到部分斜度較大以及水平的鉆井,若能夠預(yù)測出鉆頭前方的地層情況,就能節(jié)省大量不必要的操作,致力于這一目標(biāo),業(yè)內(nèi)諸多公司開發(fā)的各種先進(jìn)的測量儀器,以實(shí)現(xiàn)在進(jìn)行鉆孔成像的同時(shí)對構(gòu)造傾角和儲層表征進(jìn)行反饋。不過,實(shí)際做到的預(yù)測僅僅是幾厘米的深度,只能用于繪制最近的地質(zhì)界面。在隨鉆電磁測井儀器問世后,這一套全新的測量系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)測量多個電阻率存在差異的地質(zhì)界面,這可以確保地質(zhì)導(dǎo)向擁有精準(zhǔn)的檢測能力。
鉆頭的電阻率是從一個點(diǎn)的軸向非聚焦“螺旋”測量得到的電阻率,主要觀測的數(shù)據(jù)是從螺旋管發(fā)射極向著鉆頭流去的電流。若能得到泥漿的電阻率數(shù)據(jù),理論上能夠根據(jù)相關(guān)公式得出修正后的電阻率。鉆頭電阻率主要體現(xiàn)的是地層界面的變化,所以通過對界面變化的分析,能夠?qū)崟r(shí)選擇套管的深度以及取芯位置。除此之外,電阻率的變化同樣能反應(yīng)間隙負(fù)荷的變化,以便做好安全防范措施。這種測量儀器可直接放在鉆頭后方,也可以是遙測鉆井電機(jī)和RSS導(dǎo)向裝置的后方。
市面上目前能見到的聲波測井儀主要規(guī)格有6.75”和8.25”這兩種。聚焦接收機(jī)的方位聲學(xué)測量工作可在進(jìn)行開孔的套管井內(nèi)進(jìn)行。若有必要可以有針對性地進(jìn)行縱波和橫波測井操作,使用的技術(shù)為數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。
因?yàn)槟壳皩τ蜌獾拈_采在陸上和海上都在進(jìn)行,目標(biāo)更為復(fù)雜和分散,這就需要隨鉆測井技術(shù)的更新。聲波測井技術(shù)在孔隙水壓力的監(jiān)測方面應(yīng)用非常良好,不過由于隨鉆測井的縱波和橫波數(shù)據(jù)缺失,難以將新技術(shù)應(yīng)用到巖石鉆井方面,這是在這一現(xiàn)狀之下,新型的鉆井設(shè)備問世了,并且有效改變了這種狀況。此外,它還能夠?qū)δ切┦瞻l(fā)距離不同的測量操作進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,以提高信號的信噪比。新型儀器還能擁有“聽”模式,不使用發(fā)生器發(fā)射信號,對背景噪聲進(jìn)行記錄;一次性記錄所有波形,省去對波形的模式分解或疊加。結(jié)合數(shù)據(jù)處理和廣泛的硬件建模設(shè)計(jì)工作,新型儀器不僅僅能預(yù)測孔隙壓力,還可以對井壁穩(wěn)定性作出評價(jià),對地震進(jìn)行比較,對水泥膠結(jié)情況作出定性評價(jià),優(yōu)化巖石力學(xué)性能和實(shí)施監(jiān)測氣體含量。
傳統(tǒng)的電纜油基泥漿成像裝置的原理如下:利用液壓推板把極板移動到鉆井內(nèi)側(cè),將傳感器同地面進(jìn)行耦合,這樣就將極板固定在了傳感器上,得到了具有高分辨率的圖像。但是用于隨鉆測井并不是最好的解決方案,這種做法忽略了鉆井隨鉆測井裝置和地質(zhì)界面之間的距離,會出現(xiàn)減低轉(zhuǎn)速和增加壓差卡鉆或儀器故障的幾率。目前最有可能解決這一系列問題的儀器正處在測試中,該儀器集成了微型電動裝置和超聲波脈沖發(fā)射聲波成像裝置,具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢:提高對誤差的敏感度(能監(jiān)測出裂紋,孔的幾何形狀等),微電阻率成像(包括巖性,浸漬,沉積構(gòu)造和流體界面)擁有更高的分辨率和清晰度。
地層微電阻率成像測量在隨鉆測井中能夠?qū)崿F(xiàn)地質(zhì)導(dǎo)向和地層評價(jià)的功能。不過對于油基泥漿鉆井微電成像尚無法實(shí)現(xiàn)。在過去的測井工作當(dāng)中,對于油基泥漿電纜微電成像測量操作中必須使用水基泥漿來代替油基泥漿。普遍使用密度成像,不過密度成像得到的圖像是2”*2”的,只能對較大的地層特征進(jìn)行識別。若遇到井筒與地層之間的角度過小的情況,就不能依靠密度圖像來進(jìn)行計(jì)算了。隨鉆測井OBM成像傳感器能夠把中等分辨率的電磁波電阻率成像儀和動態(tài)聚焦聲傳感器進(jìn)行組合,在提供豐富的地層信息的同時(shí)還可以進(jìn)行井筒和裂縫成像。
盡管隨鉆測井技術(shù)仍在發(fā)展,但國外隨鉆測井技術(shù)已經(jīng)走向成熟,由于鉆井技術(shù)在日益成熟,地質(zhì)導(dǎo)向和地層評價(jià)起到的作用會越來越大。隨著測井和鉆井方法的多樣化,隨鉆地層評價(jià)完全取代電纜測井是必然的結(jié)果。因此,跟進(jìn)鉆井技術(shù)的研發(fā)工作是非常有必要的。
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