录井仪器故障分析与排除方法研究.doc

大斜度井越来越多的被使用1 , 尤其对于受自然条屑; 而当堆积过厚时, 在重力的影响下产生下滑, 此件的限制的海洋石油, 大位移、大斜度井呈现出逐年增加的趋势。由于该类井大斜度的井身结构, 使上返 岩屑代表性变差, 钻时不能正确反映地层可钻性, 迟到时间不准确, 同时为降低钻具“磨阻”常在钻井液 中混油或直接使用油基钻井液, 又会对荧光录井和气测录井产生影响2 。只靠单一录井的, 很难满足现 场地质作业的需求, 而电缆测井其滞后于钻井, 不能对钻井起到指示作用且易受泥浆侵入影响。因此, 各 大油公司纷纷采用随钻测井来进行现场地质剖面归位和油气水层解释, 但是仅靠随钻测井无法区分相 同响应地层且不能见到真实地层及其显示, 难以作为现场地层评价的最终依据。所以, 将录井与随钻测 井结合起来, 各取其优点, 才能够更加适应现场地质作业的需求。1单一录井或随钻测井作业中的常见问题111综合录井不能给出准确的剖面归位 在综合录井过程中, 主要通过岩屑和钻井参数录井来识别地层岩性变化及地层厚度, 从而对地质 剖面进行归位, 但在实际录井过程中, 存在岩屑缺乏代表性和钻井参数不能反映地层可钻性等问题, 很 难准确的进行剖面归位。111. 1岩屑缺乏代表性 为了满足钻井速度与井眼质量, 钻井过程中多采用 pd c 钻 头 配 以 高 转 速, 大 排 量, 岩 屑 在 经 过pd c 钻头的破碎和在钻具与井壁、套管壁的碰撞、 研磨后, 变得细小。而且在上返过程中岩屑又大多以跳跃、滚动等方式运移, 与上、下地层相互混杂, 部分 岩屑会在自身重力影响下于井壁形成堆积, 在七十时会造成返出增大。岩屑描述时, 原常规的岩性界限确定原则已不适用, 尤其在大斜度、大位移井中钻遇新岩层, 其岩屑并不一定在相应的井段中大量返出;持续在该岩层中钻进, 其岩屑百分含量在相应井段内不一定明显增加; 该岩层结束时, 其岩屑百分含量并不一定开始减少。这严重影响了现场的剖面归位常规解决方法是首先根据返出的变化, 确定返出岩屑是否具有代表性。在钻井参数稳定的情况下, 井口返出量应是一个较稳定的值。 如果实际返出量小于或等于稳定值, 说明钻井液所携带出的岩屑全部为所钻新地层, 则返出的岩屑具有代表性; 如果返出量大于稳定值, 则返出的岩屑中有一部分是假岩屑, 上部地层的垮塌或被破坏的岩屑床混入其中, 岩屑描述时要参考钻时、气测等资料, 综合判断。 其次对于细小的岩屑要在镜下观察, 利用粒度板定级。但其作用非常有限, 仍然不能较好的归位剖面, 尤其对于交互层。111. 2钻井参数不能反应地层变化理论上在钻压、转速、排量、钻井液性能等参数稳定的情况下, 钻遇不同地层时, 相应的钻速、扭矩d c 指数等会随地层的变化而改变, 我们可据此大体判断出地层的变化。而在实际钻井过程中, 受井眼清洁程度, 井斜、狗腿度等的影响, 钻具易贴井壁, 从而产生较大磨阻, 消耗了部分钻压、扭矩等, 使得所记录的与实际作用在地层之上的数据有一定的差异,难以用来进行对比。同时, 为满足调整井斜、扭方位井眼清洁等工程的需要, 常常采用调整钻压、转盘转速、排量和控制钻速等方法, 人为的破坏了钻井参数 收稿日期: 2009- 11- 28作者简介: 王超 (1982- ) , 男, 毕业于大庆石油学院, 工程师, 从事石油地质工作。的变化。通常情况下利用钻时、钻压、扭矩、d c 指数等相 结合的方法, 根据“变化明显原则”(在正常钻进的情 况下, 以受其它因素影响较小, 且有明显变化趋势的参数为基准) , 来判断地层是否发生变化, 但如何确 定基准参数却不容易, 不同的地质师可能会有不同的选择, 所得出的地层剖面也会不同。112钻井液中混油影响油气水层判断 为保证钻井的安全, 常向钻井液中加入有机添加剂、混油, 甚至直接使用油基钻井液, 这都很大程度上避免了井下事故的发生, 但对气测录井和荧光 录井却产生了影响3 。 细小岩屑在含油钻井液中经过复杂的搬运过程, 不仅会油气散失和混入不含油 层位中, 而且还会被污染, 使得真假油气显示难辨,给判断油气水层带来困难。 现场通常会确定在泥岩段确定一个气测和荧光背景值, 以此为标准来判断气测和荧光显示异常, 在 地层所含原油与钻井液所混油差别较大时, 通过组分含量的比值和荧光颜色来对比区分, 但在地层原 油接近所混油或钻井液中含油百分比和混入油类型发生变化时, 很难有一个准确的背景值, 不容易区分 真假气测异常及荧光显示。 这种背景值方法只在地层原油类型与钻井液中混油差别较大, 且钻井液中 含油量和类型稳定的情况下适合使用。迟到时间不准确, 需要进行校正。 在斜井或水平井中, 为防止泥浆中混入井壁掉块或其它杂物影响代 m w d 的信号, m w d 工具内置有直径 6mm 的过滤 网, 这使得测定迟到时间所需的实物无法通过, 常规实物校正法不能使用。 录井人员通常利用钻井参数 的异常变化 ( 如大段快钻时中的慢钻时或大段慢钻时 中的快钻时) 和气测异常, 来进行迟到时间的校正, 但由于钻时等钻井参数资料大多不是真实地层 情况的反映而气测值又受到钻井液的影响, 所以实际效果并不理想。迟到时间不准确, 导致现场地质人员对地层岩性、含油性及其深度和厚度判断不准确,直接影响剖面归位。114随钻测井在剖面归位时的缺陷 随钻测井虽然能划分地层界面, 但却不能像岩屑录井一样直接对岩屑进行识别, 我们看到的只是 随钻工具对地层的响应, 而不是真实的地层。因此用随钻测井来进行剖面归位, 首先要了解随钻测井工 具在目的区域对不同地层的响应, 才能进行地层的划分, 而对于那些曲线形态相似的不同地层或则不容易区分。 如图 1, a 井 1002 米至 1008 米之间的地 层, 从随钻曲线特征上来看, 呈现伽玛低, 电阻率高,密度高, p e 线介于 3- 5 之间的特点, 这既可能是灰 岩, 也有可能是白云岩, 再或是二者皆存在, 若是在无有效的邻井资料的情况下, 单靠随钻测井无法辨别岩性, 归位剖面。113难以校正迟到时间图 1 a 井的一段随钻测井曲线因素, 可准确识别岩性变化, 从而很好的进行剖面归油水界面等资料, 识别出岩性影响还是油层显示, 从位。 以图 1 为例, 从随钻曲线的特征上可以看出, a井在 1002 米和 1008 米各有一个地层界面。之后, 观 察返出岩屑, 在1002 到1008 米之间有不同于上部地层的新岩屑出现时, 将其定名后归位在 1002- 1008米之间; 在1008 米后发现有不同于1002- 1008 米间 的岩屑持续增加时, 可将其定名归位在 1008 米以下地层。 同时, 所定名的岩屑应该与其电性相符合, 否则, 需复查岩屑或随钻测井的工作状态, 以达到岩性 与电性相互印证。212油气水层的识别在钻井液混油污染的地层中, 利用气测和荧光 录井来识别显示层时受人为主观影响较大, 对于较弱的荧光显示则不易发现, 影响了油气的发现及油气水层的识别。增加随钻测井后, 利用随钻曲线对地 层气体或流体的响应, 除特殊地层外皆可判断出地而高效、准确的进行地层评价。213迟到时间的校正一直以来, 迟到时间的校正都是以理论计算或理论计算结合实物测定来完成的, 由于含有理论计算部分, 所得结果一般都会存在一定的误差。结合随钻测井后, 可利用其可清晰划分地层界面的特点, 来确定钻入该层时间, 然后用测得返出时间减去钻入时间, 便是迟到时间, 此方法简单、实用避免了理论计算的影响, 而且能够准确的校正迟到时间。如图2,b 井随钻测井曲线图中所画横线位置为下部新地层的顶界 (约在 1302 米) , 记录钻入时间为 10: 30, 再看气 测录井图中画横线位置 ( 1304 米左右) 处新地层气体返出, 记录返出时间为 11: 00, 则迟到时间为 30分钟。图 2 b 井同层位随钻测井与录井图313解码正常脉冲数据传到井上后, 需要通过解码才能被我 们所用, 但由于噪音影响, 常常会出现假脉冲, 这会影响到解码的质量, 尤其是假脉冲出现在数据包的 开始, 则整个数据包的数据都会丢失。当随钻测井的数据解码受到影响时, 一般需要停止钻进来调整参 数, 直到出现 2 个以上周期的正常解码, 再重新开始钻进。4结束语在现场的地质作业过程中, 采用随钻测井与录 井相结合, 不但能有效解决由于钻井工艺的发展所带来的现场地质作业问题, 而且可以对地层进行快速评价, 对下步钻井、地质作业起到指示作用, 减少 风险。 时至今日, 随着全球原油价格的升高, 费用较高的随钻测井也越来越多的被应用, 而录井与随钻 测井相结合正逐渐被国际上各大油公司作为主流现场地质作业技术来应用。相信随着科技的进步, 在不 久的将来, 随钻测井也会如录井一样成为普通技术,能够把二者更好的结合起来, 就能够得到更好的效 益, 这也将会是现场地质作业的发展方向。随钻测井作为一种科技含量较高的地质作业方式, 相对于录井、电缆测井有很多优势, 但也有劣势。 随钻测井工具是由钻杆连接并处于井底, 一旦出现无法解决的问题, 不能够像录井或电缆测井一样在 短时间内更换工具, 只能将工具全部起出井口, 这不但造成了经济损失, 而且井眼长时间的裸露会对井 况产生影响, 增加了事故发生的机率, 尤其对于复杂井。 所以保证仪器正常工作是发挥随钻测井作为高 效地质作业方式的重要前提条件, 现场通常用以下几点来保证正常作业:311下井前测试 通常井上会有两套在车间调试过的工具, 要对即将下井的工具进行一次测试, 保证下井前一切正 常。出套管鞋后进行第二次测试, 如有邻井的本层段随钻测井资料, 可进行对比, 以确认对地层有正确的 响应。312数据顺利传输首先选取合理的传输速率, 传输过慢会导致传 输周期过长, 为保证单位地层的数据点数量, 只能减慢钻井速度, 这不但浪费钻机时间, 而且增加安全隐患; 传输过快则保证不了数据的质量, 影响了对岩性 及油气水的识别, 因此需要在保证数据质量的情况下, 选择较快的传输速率。 其次, 保持井底压力的稳 定是随钻数据顺利传输的另一条件。通常来说, 传输速率对井深在 2000 米以内的井 影响较小, 适合较高的传输速率; 而对于大位移井,超深井, 井深结构复杂的井来说, 脉冲信号从井底传 到井上会逐渐变弱, 选择信号强的慢速率更适合。同时在钻进过程中尽量保持稳定的参数, 井下参数的 异常 (如工具发生异常振动或憋、卡等情况) , 井下压力也会随之发生不规则的改变, 从而影响到脉冲数 参考文献 1谢辉 1 大斜度大位移定向井岩屑录井技术研究 与应用 j 1 江汉石油学报, 2003, 25 ( 增刊(下) ) , 35- 36.徐同台 1 水平井钻井液完井液技术 m 1 北 京: 石油工业出版社, 1999.方锡贤, 朱红卫, 付代国, 李三明, 熊玉芹 1 钻井液“污染”条件下油气识别解释方法 1 大庆 石油地质与开发, 2004, 23 (2) , 28- 29.23w e ll- s ite geo logy techn o logy by com b ina t in g logg in g an d lw d logg in gw a n g c h a o(cn oo c e n e rgy t ech no lo gy & se rv ice s- sup e rv isio n & t ech no lo gy co.t an ggu , t ian jin , c h in a , 300452)a bstra c t: in co n d it io n s o f u sin g m o de rn d r illin g tech no lo gy , th e re a re som e p ro b lem s o n p ro f ilin g ,d isco ve r in g , co r rec t in g lag t im e in lo gg in g an d iden t ify in g th e d iffe ren t fo rm a t io n w h ich h a s sam e lw d lo gg in g cu rve . b y com b in a t in g th e lo gg in g an d lw d lo gg in g , o n e n ew w ay can re so lve abo ve p ro b lem s an d g ive h igh eff ic ien cy in w e ll- site geo lo gy co u l