DQ-LWD随钻测井仪器的应用

针对水平井数量的逐年增加,现有LWD随钻测井仪器的数量已满足不了油田施工的需求。依据DQ-LWD仪器近距离测量的实时数据,可以及时辨别地层变化和调整轨迹,提高砂岩钻遇率。现场应用证明,该仪器测量数据准确、工作稳定可靠,施工井段获取了较高的砂岩钻遇率。通过与引进LWD仪器应用效果对比,该仪器更利于地层特性的判断和钻头在储层内的高精度控制,可为薄差油层的开发提供有利的技术支持。     

提高LWD随钻仪器稳定性技术研究与应用

LWD随钻测井仪器在调整控制井眼轨迹、提高油层砂岩钻遇率方面具有较大的技术优势。大庆油田经过多年发展,已经形成了相对完备的随钻测量技术。但随着大庆油田开发逐渐进入中后期,薄差油层越来越多,对现有随钻测井仪器要求越来越高。在井底高温、高频振动环境下,会导致测量仪器故障率大幅度提高。对故障原因进行分析和总结基础上,通过提高电路板耐高温、抗震设计等多种技术手段,使LWD随钻测井仪器能在120℃以内的环境中长时间运行。在P47-X4井的现场应用过程中,改进后的LWD随钻测井仪器性能稳定,耐温抗震能力较常规测井仪器大幅度提高,因高温和高频振动引起的元器件失效率降低20%以上,为薄差油层的高效开发提供了技术支持。     

定向测斜仪标定方法研究

近二十年来,随着电子电路技术的不断进步,测井仪器在使用大量电子电路之后,所能测量的参数更加丰富准确。同时,水平井在钻井总数的比例逐年上升,随钻测井LWD(Logging While Drilling)仪器作为水平井、大斜度井施工的地质导向工具,应用范围越来越广。而随钻井斜方位测量技术是随钻测井(LWD)仪器的关键技术之一,是指导钻井施工的重要参数。设计了一种基于三轴加速度计的定向测斜仪的标定方法。     

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。     

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。     

随钻测井仪器时钟系统的研究

受泥浆脉冲上传速率的限制,随钻测井仪器采集地层的大量数据均存储在随钻测井仪器中,必须通过时间对照,使井深与存储在仪器中的地层数据紧密关联,实现地层地质构造模型的建立.根据随钻测井的需求,开发了基于IIC总线的随钻测井仪器时钟系统,通过MC9S08DZ60单片机对时钟芯片PCA8565的编程开发,为井下存储数据提供时间信息,实现井下仪器的精确计时,并给出了相应的C语言程序.对硬件电路的长时间通电运行,通过RS232串口在电脑上显示PCA8565时钟芯片时间信息,该芯片计时精确,性能稳定可靠.     

随钻仪器地面工控计算机的研究

随钻测井(LWD)和先进的录井工具是国际钻井高技术的重要组成部分,应用这些高技术产品能够提高油层的钻遇率,并且能够提高高难度水平井、大位移井的地层评价能力和工程控制能力。我国要紧跟世界石油工业先进技术的发展步伐,实现跨越式发展,达到提高国内随钻测井技术水平的目的,就要有发展随钻测井技术的新思路。地面系统是随钻测量仪器的重要组成部分,而工控计算机更是重中之重。对工控计算机的研究工作充分借鉴现有的成果,吸收成熟的技术;外购设备的选择上,采用稳定的产品,并自主进行设计优化,取得了良好的成果。     

悬空侧钻技术在红河油田水平井中的应用

在水平井储层钻进中,地层发生突变导致钻头偏出产层的情况时有发生,运用悬空侧钻的方法在储层内侧钻,选择更加有利的井斜角继续在储层内钻进,是一种高效、经济的施工方法。红河油田长8储层岩性为砂、泥岩互层,水平井在施工过程中易钻遇泥岩夹层,在水平段施工过程中钻遇泥岩后退至砂岩井段应用了悬空侧钻技术,通过优选侧钻点、侧钻钻头和钻具组合,采用合理的造斜率及侧钻钻压,确保其继续在储层砂岩中钻进,侧钻过程中油气显示良好。采用悬空侧钻技术成功地找到了储层,提高了储量钻遇率,为实现预计产量提供了保障。     

准噶尔盆地陆梁油田LUHW1616水平井钻井工艺

陆梁油田油层薄,平均厚度在0.8~2.1m,有底水,须采用LWD地质导向技术探测油气层界面,提高薄油层的钻遇率。因施工难度大,陆梁油田水平井市场常年由国际知名水平井服务队伍占据。LUHW1616水平井使用国内先进的FE-LWD仪器,该仪器工作高效稳定确保油层钻遇率100%,标志着定向井公司首次成功进入陆梁油田水平井市场。     

准噶尔尔盆地陆梁油田LUHW1616水平井钻井工艺

陆梁油田油层薄,平均厚度在0.8～2.1m,有底水,须采用LWD地质导向技术探测油气层界面,提高薄油层的钻遇率.因施工难度大,陆梁油田水平井市场常年由国际知名水平井服务队伍占据.LUHW1616水平井使用国内先进的FE-LWD仪器,该仪器工作高效稳定确保油层钻遇率100％,标志着定向井公司首次成功进入陆梁油田水平井市场.     

Drilog与Welleader系统的应用研究

自主研发的Drilog随钻测井系统由随钻测量仪、工程参数测量仪及随钻电阻率伽马一体化测井仪组成;自主研发的Welleader旋转导向钻井系统由涡轮发电机短节、有线柔性短节、以及导向短节组成。2个系统配合用于勘探开发中,对提高钻遇率有重要作用。介绍了2套系统组合在某油田X井8.5英寸井段的使用过程,通过实时数据研究,分析了轨迹控制、动态轨迹测量、导向工具时效、随钻测井质量等应用效果。统计结果显示系统的钻进效率高,测量数据准确,证明了2套系统在定向井作业中的测井质量优良,实时地质导向效果良好。本次高难度作业为2套系统推广积累了应用经验。     

深部煤层气水平井测-定-录一体化地质导向技术

我国深部煤层气资源丰富,目前已逐步进入勘探开发阶段,但经济高效的煤层气井数量偏少。钻井工程导向技术是制约煤层气水平井产能的首要因素:一方面,要求着陆井段轨迹平滑,使着陆层位和角度与地层参数相互匹配,以免造成后期排采设备故障率高、排采不连续的现象;另一方面,水平段煤层钻遇率尽可能高,以保障供气充足。基于此,在总结前期深部煤层气水平井地质导向经验基础上,提出集测井、定向、录井技术于一体的地质导向技术,最大限度优化井眼轨迹,提高靶点着陆准确度和水平段煤层钻遇率。该技术主要流程为:根据前期有限的钻探、地震等资料建立目的层地质模型,钻井工程实施过程中通过垂直井段获取钻遇地层的测井参数响应值,水平段钻进时实时对比定向和录井参数,及时校正随钻伽玛,利用GeoWorks软件进行层位对比和划分,并建立动态地质模型,进而调整和预测后续井眼轨迹。通过沁水盆地横岭区块HL-U-04井实例应用,该技术取得了良好的应用效果,施工周期缩短了30%,煤层钻遇率提高了24.47%。该井完钻后连续油管压裂套管压力在5.7 m~3/min的排量下稳定维持在35 MPa,达到了储层改造效果,投产后该井排采初期日产气量稳定在1 000 m~3左右。因此,测-定-录一体化地质导向技术提高了水平井钻井技术的精确性和高效性。     

双参数LWD在梁9-平1井中的应用

双参数LWD由MWD＋随钻自然伽玛仪＋随钻电阻率仪组成，介绍了自然伽玛仪和TRIM随钻感应电阻率测井仪的测量原理，对比了TRIM随钻感应电阻率与标准感应电阻率测井曲线，详细讨论了双参数LWD系统在梁9-平1井中的应用情况及在现场应用中的发挥的重要作用。     

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。     

P1-平2井施工实践与认识

介绍了P1-平2井施工情况,分析了施工难点和技术对策,总结了施工中的成功做法与相关经验,对扶余油层致密油水平井开发具有一定的借鉴意义。本井为三维水平井,摩阻、扭矩大,增加了施工难度;水平段油层发育不稳定,地层垂深,油层走向变化大,实钻轨迹调整频繁;本井水平段泉头组泥岩地层坚硬,可钻性极差,机械钻速较低。本井应用旋转导向钻井系统随钻跟踪,提高了砂岩钻遇率,清砂钻杆和低固相氯化钾盐水钻井液体系在本井得到成功应用。     

随钻定向测量仪器的研究与应用

随钻测量是实时测量用于地质导向有关的钻孔或者钻头的信息,是水平井、定向井施工必备的技术。随着定向井、水平井的日益增多以及要求精度的提高,随钻测井仪器的重要性越来越突出,而定向测量仪是无线随钻测井系统中的重要组成部分,主要测量井斜、方位以及工具面,确定井眼在空间的倾斜和倾向,从而指导钻铤的走向,最终命中靶心。详细叙述了定向测量仪的原理、电路设计和试验。该系统由电源模块、主控模块、信号处理模块以及振动模块组成。系统采用石英挠性加速度计和磁通门技术,即以三向量轴石英挠性加速度计和三向量轴磁通门磁力计为测角传感器构成测量系统,测量物体轴向的静态重力加速度分量和磁场强度分量,把物体坐标系旋转到大地坐标系下,通过数值计算、误差校正,能准确确定物体的倾斜和倾向,判断物体的空间位置。该系统采用1553b总线与中央控制器通讯。目前该仪器完成了5口井的现场试验,试验表明:仪器在井下复杂工况下,工作稳定正常,测量数据准确,符合定向井、水平井施工的要求。     

异形齿PDC钻头在大港油田的现场应用

为了提高钻井速度,降低钻井作业成本,减少换钻头起下钻次数,急需解决常规PDC钻头在馆陶组地层钻井适用性差的难题。大港油田馆陶组的埋藏深度一般在1000～2000m之间,层厚为100～400m之间,其中,纯砾石层厚度达几米甚至几十米。馆陶组上、中部一般为泥岩、砂岩、含砾砂岩互层,下部为杂色砾岩,馆陶组底砾岩可钻性差,往往限制了PDC钻头的使用,PDC钻头钻遇颗粒较粗的砂砾或底砾岩就会造成复合片崩损而导致钻头报废,通常采用牙轮钻头钻穿馆陶组地层后,起钻再下入PDC钻头进行馆陶组下部井段施工,严重制约了钻井速度。针对这种情况,通过反复设计和改进,异形齿PDC钻头克服了以往PDC钻头钻馆陶组地层先期损坏现象,能一次性钻穿馆陶组地层,通过现场试验6口井,富含砾石的馆陶组地层钻穿率达到了100%,取得了良好的经济效益和社会效益。     

随钻测井技术在大斜度井和水平井中的应用

由于受到海上油田的开发成本和效益等诸多因素的限制,探井和评价井数量少,因此面临储层分布范围不确定以及构造多变等风险,给油田开发井的实施和评价带来了很大的困难。针对上述问题,以A油田为例,利用水平层状的2层介质模型来模拟地层,从理论上分析了随钻电阻率的主要影响因素和测井响应机理,举例阐述了随钻电阻率的分异和极化效应,总结了出现极化效应需要满足的条件,并结合对地质模式的认识,来有效判断钻头在地层中所处的位置,提前预知即将钻遇的地层界面,为及时调整井轨迹、保证钻头在油层中穿行提供了有力的支持。研究结果表明,在没有使用探边工具的情况下,所用的方法在A油田的水平井钻井评价中发挥了重要的作用,保证了油层的钻遇率,取得了令人满意的效果。     

国内首套多参数随钻测井系统应用成功

不久前,国内首套具有自主知识产权的多参数随钻测井系统（CGLWD）在四川广安003—4-X1井成功应用。这套CGLWD仪器总共入井时间240小时,工作时间220小时,累计进尺249m。其间因工艺需要起下钻5次,仪器未经任何维护,一直正常工作。该系统的脉冲器工作稳定,探管测量数据准确、精度高,地质参数实时反映了地层情况的变化。     

塔东古城地区钻头优选及应用

针对大庆油田塔东区块古城地区地层含砾、岩石硬度大、85%以上井段采用牙轮钻进,导致深部地层钻速慢,钻头磨损严重等问题,在传统钻速预测方法基础上,引入钻头磨损、地层岩性、应用井深等相关参数,建立钻头破岩效率计算方法,并结合所钻遇的地层岩性、测井资料及钻头类型等,建立钻头优选模型,实现钻头选型定量化,提出了适用于古城地区的钻头序列推荐方案。现场成功应用5口井,单只钻头进尺和平均机械钻速均得到了很大的提高,实现了钻头优选提速提效的目的,为古城地区的高效钻井施工提供了重要的技术支撑。