矿用随钻方位伽马测井仪的设计与试验

为满足煤矿井下顺煤层钻进地质导向的现实需求,设计开发了随钻方位伽马测井仪,可为钻进地质导向工程提供地层伽马参数。在分析煤矿井下随钻测量的工况特点及伽马测井原理基础上,从硬件、软件及结构几个方面,设计并实现了可同时探测上下2个方向的伽马参数的随钻方位伽马测井仪。通过在地面勘探孔及煤矿井下实钻孔中进行了该仪器测试,测量数据稳定、结果可靠,在不同放射性地层,伽马测量值差异明显,且钻遇分界面时上下层伽马测量值呈现规律性变化。结果表明:该随钻方位伽马测井仪满足随钻测量的抗震、抗扭及耐水压要求,上下伽马测量结果可服务于地质导向工程、指导顺煤层钻进。     

方位伽马在煤层气水平井中的应用

水平井作为煤层气开发的一种井型,施工难度相对较大,主要体现在安全着陆、钻遇率、储层保护、防塌防卡等,其中煤层钻遇率是提高产气量的重要指标。随着钻井技术和随钻仪器的不断发展,保障储层钻遇率的相关地质参数探管、短节和地质导向技术也相继应用在煤层气水平井施工中。现阶段在煤层气水平井中,伽马探管,特别是方位伽马探管的运用较广,利用伽马测井划分岩性、地层对比、计算地层视倾角的功能,为现场决策者提供井内地质参数,能够有效地为钻井服务。本文通过一口煤层气水平井的施工,介绍了方位伽马在煤层气水平井中的应用。     

钻具转速对随钻伽马成像测量影响的分析

随着地质导向技术在水平井施工中的广泛应用,边界探测等新技术不断发展,伽马成像技术仍然是随钻地质导向应用中较为实用的技术之一。针对随钻伽马成像仪器对对钻具转速敏感的问题,通过模拟仪器不同转速测量条件,分析了钻具转速对伽马成像测量的影响。利用该成果,在水平井现场施工时选择合适钻具转速,可获得效果更好的伽马成像测井图像,不但对岩层特征的观察和识别更加清晰,还能降低打穿油层的风险。     

方位伽马随钻测量技术在土耳其天然碱溶采对接井中的应用

随着土耳其贝帕扎里碱矿进入开采的中后期,大量钻井只能在矿区边缘地带布井施工。由于边缘处地层具有矿层薄、起伏大的特点,在进行水平对接井连通施工过程中,普通伽马随钻测量系统已无法达到碱层钻遇率的要求,诸多井组在水溶开采过程中出现不同程度的堵井,甚至报废。研制的方位伽马随钻测量系统,在现有MWD随钻系统的基础上,串入聚焦伽马探管,通过记录不同的窗口角度和伽马计数值,获取特定方向的自然伽马,由脉冲信号将方位伽马数据传输至地面接收机,通过对上伽马值和下伽马值的变化进行解析,可判断出钻孔是穿出矿层进入矿层顶板还是底板,能为定向工程师及时提供定向依据,重新找回矿层,保证钻遇率。在水平对接连通井水溶采矿应用过程中,除对已堵井进行修复外,新施工水平井直接采用方位伽马测量系统,能保证水平钻孔在碱层内钻进,可大大降低堵井事故的发生。     

方位伽马测井仪数据处理软件设计与实现

随钻方位伽马测井仪是在自然伽马测井仪基础上发展而来的仪器。它能够识别井壁的径向方位信息,把地层信息与井壁的径向位置有效结合,完成对井壁周围地层参数的探测,并通过泥浆信号上传到地面。方位伽马仪器数据处理软件是为方位伽马测井仪开发的配套工具软件,实现了通过CAN总线接收压力信号,对数据进行解码、计算和处理,并具备刻度校准和地面测试功能。软件在辽河油田雷61区块取得了良好的应用效果。     

煤矿井下随钻方位伽马仪器刻度及顺煤层钻进模拟

对随钻方位伽马测量仪的研制、仪器电路设计等作了介绍,在此基础上,参照垂直井刻度原理,对随钻方位伽马测井仪刻度装置设计、量值传递流程、不确定度计算方法及测量影响因素展开详细论述。通过建立随钻方位伽马顺煤层钻进数学模型,模拟钻进时煤层顶底板识别,及计算钻遇界面距离L的计算方法。     

煤矿井下随钻方位伽马仪器刻度及顺煤层钻进模拟（增刊）

对随钻方位伽马测量仪的研制、仪器电路设计等作了介绍,在此基础上,参照垂直井刻度原理,对随钻方位伽马测井仪刻度装置设计、量值传递流程、不确定度计算方法及测量影响因素展开详细论述。通过建立随钻方位伽马顺煤层钻进数学模型,模拟钻进时煤层顶底板识别,及计算钻遇界面距离L的计算方法。     

钻孔深度测量仪在方位伽马测井中的应用

为了满足煤矿井下随钻方位伽马测井在顺煤层钻进地质导向的应用需求,设计开发了矿用钻孔深度测量仪,为随钻方位伽马测井的数据资料解释提供精确深度数据支持。从组成、工作原理、结构设计、现场试验等几个方面介绍了钻孔深度测量仪在随钻方位伽马测井中的应用情况。通过在地面勘探孔及煤矿井下实钻孔中的试验,表明钻孔深度测量仪测量的深度数据稳定、可靠,可以满足煤矿井下方位伽马测井对钻孔深度测量的需求。     

矿用电磁波随钻伽马测井仪在桑树坪煤矿的应用

桑树坪煤矿地质条件复杂,其奥陶系灰岩中含有薄层的泥岩,具有很强的隔水性,需在开采前对钻孔进行探放水,利用普通的定向钻进很难准确找到含水层的位置。介绍了矿用电磁波随钻伽马测井仪在此地区探放水中的应用,主要介绍整个系统的工作原理、及试验测试情况;试验结果表明矿用电磁波随钻伽马测井仪测量的钻孔轨迹及地层的伽马值可以为桑树坪煤矿奥灰系的探放水提供实时的地质导向。     

随钻测井仪器井下数据及信号通讯传输模块设计

随钻测井仪器至今已经发展为三代,第一代可提供基本的方位和地层评价测量。第二代随着电子电路技术的飞速发展,可提供更多的井下测量参数,同时也可实现由地面向井下传输指令数据,这其中的代表技术是旋转导向以井下地层电阻率和方位伽马测量等。第三代称为LWD测井技术(Logging While Drilling),在钻井的同时,实时地得到各项所需的地层参数,并能实现地层的实时绘制。而在第三代测井仪器中,需要随时将井下的仪器状态和测量数据传输到地面工控机,也随时需要从地面对井下的仪器下达指令,这个过程需要大量使用数据及信号通讯传输模块,基于数学模型,设计了一种可应用于井下主控电路的数据及信号通讯传输模块。     

一种随钻测井旋转定位模块设计

随着油田水平井开发数量的逐年递增,水平井开发技术的研究也越来越深入,特别近年来旋转导向工具的引进,水平井开发水平大幅度提升。旋转定位模块是旋转导向工具方位伽马测量短节重要模块之一。采用MEMS微机电技术和DSP技术,选择基于MEMS技术的双轴加速度计,仅采集轴切向加速度数据,有效避免因仪器高速旋转对重力加速度测量的影响,DSP负责通讯、存储、控制等,并通过相关算法计算MEMS传感器所处扇区,实现了传感器实时定位,解决了随钻方位伽马旋转测量难题。     

近钻头方向伽马导向工具在煤层气水平井的应用

随着煤层气大规模开发,面临着煤层厚度不稳定、构造复杂等难点,传统的MWD+GR随钻仪器已不能满足现场施工要求。为达到煤层气"L"型水平井水平段快速钻进的目的,发展更先进的近钻头导向工具势在必行。今年近钻头方向伽马工具在郑庄区块的3口井进行了现场应用,第二录井公司通过分析该仪器的技术特点,提取有效参数快速识别钻头位置,形成近钻头方向伽马工具条件下的现场导向方法。该仪器在Z121P1L井取得了较好的应用效果,3天完成了水平段892m的进尺,其中纯煤进尺892m,钻遇率为100%,近钻头方向伽马工具在现场应用取得了突破。     

随钻地层压力测试数学模型的建立与应用

介绍了随钻地层压力测试的原理,并对仪器的工作原理及工艺流程做了简单的描述。详细阐述了不稳定试井分析在随钻地层压力测试中的应用,建立了随钻地层压力测试的数学模型,利用多元线性回归的方法对模型求解,可以回归出地层压力,同时还可以得到地层的流度和压缩系数两个地质参数。经过模拟试验和现场试验,验证数学模型的准确性和计算方法的可行性。     

基于地层倾斜规律的防斜打直钻井技术研究

地层自然倾斜、钻具组合、钻井参数是影响钻井井斜方位变化的主要因素。根据地层层面空间网格数据,建立了地层倾角、倾向的计算方法,并针对典型防斜打直钻具组合和钻井参数之间的关系进行了力学分析。应用结果表明,井眼实钻轨迹与设计轨迹基本相同,形成了利用地层自然倾斜规律,在钻井自然中靶的同时,释放钻压提高钻速的防斜打直优快钻井技术,对于高陡构造油气藏的高效开发具有重要的理论意义和工程实用价值。     

山西沁水盆地3号煤层水平井施工技术探究

近年来,建设单位在山西沁水盆地郑庄区块部署较多的煤层气水平井,目的层为3号、15号煤层气储层,施工中受技术及地层因素的影响,多次出现煤层顶板坍塌、卡钻甚至埋钻事故,严重地影响了钻井效率,造成极大的经济损失。针对施工中存在的技术问题,采用无线随钻仪器双伽马技术来控制施工轨迹沿煤层夹矸钻进的方法来指导施工,通过对仪器电信号数据的充分辨识和利用,基本摸清了煤层赋存形态及结构,控制了施工轨迹;采用多种方法进行通井、遇阻划眼,确保井眼圆滑通畅。取得了快速、安全、高效的施工效果,达到了顺利完井的目的,解决了该区块水平井施工的技术难题,对该区水平井的施工具有指导意义。     

煤矿顺煤层钻进随钻方位伽马测井仪

为了实现顺煤层钻进探测各种小型地质异常体和顺煤层钻孔瓦斯预抽采,设计了确保钻头顺煤层钻进的煤矿顺煤层钻进随钻方位伽马测井仪。与传统煤矿顺煤层钻进监测仪器相比该测井仪采用先进的单片机技术和无线传输技术,可实现顺煤层钻进的无线随钻测量,满足了现代煤田测井实时性、可靠性的要求。     

随钻电阻率测量方法理论研究

随钻电阻率测量技术是随钻底层评价技术的核心之一,是在钻进时,实时评价油气层的关键技术。最新随钻电阻率测量技术是对地层中,岩性的传导性进行响应,而不是对地层电阻率特征响应。技术核心是在钻铤内设置电磁波检测装置,本文对于随钻电阻率测量原理进行了研究。     

抗高温随钻封堵材料研究进展

钻遇渗透性漏失地层、破碎地层及低承压地层时,通常加入随钻封堵材料以防止钻井液漏失、提高孔壁稳定性和地层承压能力。深井高温地层及高温地热、高温干热岩钻探,遇到上述复杂情况时,需采用抗高温封堵材料。本文介绍了我国近年来抗高温随钻封堵材料研究与应用的进展情况,包括由桥接堵漏材料组成的抗高温随钻堵漏剂、膨胀型聚合物堵漏剂、超低渗透处理剂及弹性石墨等新型抗高温随钻堵漏材料。分析了4种抗高温随钻封堵材料的组分及其堵漏原理,并对抗高温随钻封堵材料的研究方向提出了建议。     

克拉美丽气田美6井区钻井提速难点与对策

克拉美丽气田美6井区白垩系、侏罗系地层压力系统复杂,承压能力较弱;二叠系、石炭系地层存在裂缝发育,地层可钻性差,且容易发生漏失,严重影响了机械钻速,增加了钻井复杂时率,延长了钻井周期。通过对该区块钻井难点原因的分析,结合近几年已钻邻井的资料,提出了针对该区块的技术对策,改进钻井泥浆体系,采用随钻封堵钻井液技术,利用特殊的提速辅助工具并结合高效PDC钻头钻进,形成了有针对性的技术措施,为快速高效地完成该区块钻井施工提供技术保障。     

雁门关长大隧道钻爆法快速掘进技术

在雁门关隧道施工中，围绕钻爆快速掘进技术进行了探讨，从方案的实施、机械配套、掘进方法等方面进行分析，总结了复杂地层条件下隧道快速掘进的方法。