隨鉆測量技術的研究與認識

曹 勇

中國石油長城鉆探工程有限公司鉆井技術服務公司，遼寧 盤錦 124010

1 隨鉆測量技術的發(fā)展

早在上個世紀30年代，世界上一些鉆井技術發(fā)達國家就已經(jīng)提出隨鉆測量的想法，但由于傳輸技術的相對滯后，在后續(xù)的幾十年內(nèi)，隨鉆測量技術發(fā)展相對滯后。 在上個世紀50年代后期，正脈沖泥漿傳輸系統(tǒng)的研制成功并得到應用，直到上個世紀70年代，隨鉆技術由于人們的再認識才得到了充分關注和發(fā)展。上個世紀80年代末，水平井鉆井等一批先進的鉆井技術和工藝得到跨越式發(fā)展，使隨鉆測量技術得到興起。我國從上世紀90年代開始，水平井技術不斷成熟與發(fā)展，也推動了隨鉆測量技術的迅速發(fā)展。

2 隨鉆測量技術的分類

隨鉆測量技術就是在鉆井過程中利用相應的傳感器及時探測鉆井過程中所發(fā)現(xiàn)的信息，并實時傳到地面反饋的有關一系列技術。需求可分為隨鉆測井（LWD）、隨鉆測量（MWD）、地質(zhì)導向（GST）等，其中MWD的測量工程參數(shù)主要包括井斜、鉆井方位方向和工具角度；LWD除提供工程參數(shù)外還需要地層參數(shù)，并且具有方向性判斷的功能。

根據(jù)信息傳輸方式的不同，鉆井的配套測量技術包括有線隨鉆、無線隨鉆和其他方式。有線隨鉆，信息傳輸率高，且可以給井下傳感器供電，但給鉆井施工帶來不便；無線方式又可分為泥漿脈沖式、電磁波式和聲波式，泥漿脈沖式最用，也最成熟，但其受泥漿特性的影響，信息延遲較大，電磁波式傳輸受鉆井液特性的影響小，適用于欠平衡鉆井，但其最大傳輸深度受地層電阻率影響較大，聲波傳輸方式等目前的應用還不能形成規(guī)模。

3 當前鉆井技術中隨鉆測量技術的研究現(xiàn)狀

近年來，國內(nèi)外相關企業(yè)在隨鉆測量技術的研究方面也做了大量的艱苦細致的工作，取得了一定的積極成果，特別是中國石油長城鉆探工程有限公司作為國內(nèi)最大的鉆井技術施工企業(yè)，在國內(nèi)外鉆井市場中，采用定向探管（井斜、方位、工具面測量儀器）已達到國際先進水平。中國石油天然氣集團公司隨鉆研究中心研發(fā)的地質(zhì)導向工具，已成功試驗。在傳輸方面，大多還在使用正脈沖方式的羅成熟技術。如在軌道設計方面，要充分利用MWD及LWD近鉆頭井斜測量的數(shù)據(jù)，控制造斜達到一個穩(wěn)定的值需要大量的時間來不停的擺工具面滑動，只有把動態(tài)數(shù)據(jù)與隨鉆測量得到的數(shù)據(jù)進行有機結合，及時處理變化率，才能選擇更佳的鉆入軌跡。

4 隨鉆測量技術的需求分析

根據(jù)隨鉆測量技術的優(yōu)點，可以分析其市場主要有以下幾個方面：

1）海上鉆井

海上鉆井費用大，時間緊，且海上平臺打得多是斜井和水平井，海上鉆井使用隨鉆測量的已占到95%以上；

2）定向水平井

由于定向水平井要求更精確的井眼軌跡，需要隨鉆測量；

3）欠平衡井 由于欠平衡鉆井，風險加大，需要檢測井下壓力。

隨鉆測量技術應用有以下幾個優(yōu)勢：

1）安全

井下傳感器采集相關信息后傳到地面，工程師可以根據(jù)所得到的信息，及時做出判斷，采取相應得措施，保證施工的安全；

2）精確鉆井

可以根據(jù)信息，判斷油水界面，地層巖性，近而可以實現(xiàn)鉆頭在最佳方向、位置鉆進；

3）地層評價

有些特殊井況實現(xiàn)電纜測量比較困難，可以利用LWD所獲得的信息實現(xiàn)地層評價。

5 今后主要研究方向

電磁隨鉆傳輸技術是隨鉆技術的一個重要瓶頸，是急需解決和突破的難題，特別是對于定向探管、司鉆信息顯示、地面系統(tǒng)和鉆井深度、方向的精確性反饋技術等等；隨鉆測量和地質(zhì)導向工具（如測量鉆頭的方位，地層評價與預測軟件，井下傳輸設備研發(fā)等都是需要今后不斷研究考慮的問題）。采用隨鉆測量方式，要充分利用測量施工技術參數(shù)，保證更準確的數(shù)據(jù)等。

隨鉆測量技術涉及的專業(yè)比較多，我國當前的隨鉆技術研究與應用還有一定的差距，在國內(nèi)MWD儀器已有部分的面市，不過還有很大有待改進的地方，但我國的LWD儀器幾乎全部依賴進口，并且還有所為“技術保密”的封鎖，一般最高只能賣到具有方位、自然伽馬、電阻率和鉆鋌振動等幾個基本參數(shù)測量功能的產(chǎn)品。

隨鉆測量技術應用主要包括以下幾個方面：

1）避免中途及完井電測，節(jié)約投資，提高施工效率；

2）分辨薄油氣層，有效開發(fā)地下油氣資源。判斷地層變化，預測軌跡在油層中行進的情況；

3）分辨地層，確定地層巖性，砂泥巖含量評價；

4）分辨油氣水以及油/氣，油/水界面；

5）預測高壓地層，實現(xiàn)無風險鉆井；

6）縮短鉆井周期，減少油氣的浸泡時間，減少擁油層污染。

6 結論

隨鉆測量技術的出現(xiàn)，使得鉆井技術參數(shù)得到了更加直接和便捷的獲取渠道，使鉆井的精確性和方向性、科學性更加完善，為鉆井及地層評價提供了有效的數(shù)據(jù)支持，但只有把隨鉆測量所得到的數(shù)據(jù)與現(xiàn)場情況實現(xiàn)有機結合，充分考慮到可能發(fā)生的事件，才能更加科學地得到合理應用，并且，隨鉆測量的地面處理部分要不斷增加系統(tǒng)性，集處理與分析于一體，并具有鉆井軌道設計、地層評價，導向決策等功能，使鉆井的效果更加理想。

[1]李克向 隨鉆測量壓力數(shù)據(jù)能提高鉆井效能[J].鉆采工藝，2003(1).

[2]我國電磁隨鉆測量技術研究進展[J].石油鉆采工藝，2008(5).