近钻头电磁波电阻率测井仪器的研制.pdfVIP

大 庆 石 油 学 院 学 报 第 34卷 第 6期 2010年 12月 JOuRNAIOFDAQINGPETROIEUM INSTITUTE Vo1．34 No．6 Dec． 2010 近钻头电磁波 电阻率测井仪器的研制 杨智光 ，杨志坚 ，范 存 ，王广新 ，任文进。 (1．中国石油大学 (北京)石油工程学院 ，北京 102249； 2．大庆钻井工程技术研究院 ，黑龙江 大庆 1634I3) 摘 要 ：常规 电磁波 电阻率测井仪器距钻头较远，不能及 时发现钻头钻出储层 ，导致油 田薄层砂岩钻遇率低 ，开展近 钻头 电磁波 电阻率测井技术研究，对仪器壳体结构进行创新设计和电路小型化、低功耗等设计 ．现场应用结果表 明，该仪 器设计合理 、工作可靠 、测量精度高．与普通 电磁波 电阻率测井方法相 比，不仅受泥浆侵入影 响小 ，测井 曲线分辨率高 ，而 且更有利于水平井 的地质导 向钻井 ，为水平井尤其是薄层水平井 的开发提供 了可靠 的技术保 障． 关 键 词 ：近钻头 ；电磁波 电阻率 ；薄层砂岩钻遇率 ；电路设计 ；随钻测井 中图分类号 ：TE271 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—1891(20IO)06—0087—04 0 引言 大庆油田每年针对外围薄差油层 (厚度为 0．5～1．0m)钻水平井 50口左右 ，由于所用常规 随钻测井 系统 (LwD)测点滞后钻头较远 (8．0～15．0m)，导致砂岩钻遇率较低 ，其 中葡 萄花薄层砂岩钻遇率仅为 5O ～6O ，这不利于薄层发育的油气 田开发．因此 ，研制测点距钻头较近 (小于 1．0m)的近钻头随钻测 井系统提高薄层砂岩钻遇率具有重要意义． 近钻头 电阻率的测量技术是近钻头随钻测井系统 的关键技术之一，通过测量钻头附近地层的电阻率 判断地层特性变化 ，经过综合分析，可 以及时地判断钻头已钻出储层，从而及时调整井眼轨迹 ，确保井眼准 确命 中储层并穿行于储层 中有利于油气开采的最佳位置 ，给钻头装上 “眼睛”l1]．因此 ，有必要开展近钻头 电磁波电阻率仪器的研制 ，以满足油 田高效开发的需要． 随钻电阻率测井仪器 的研制涉及钻井工艺 、机械设计 、电子电路 、自动控制 、软件程序、信息通讯等领 域l2]．受马达和空间的限制 ，在近钻头处实现 电磁波 电阻率的测量难度很大．目前 ，国外 比较成熟的地质导 向系统主要是 Schlumberger公司的 IDEAL系统 、Baker—Hughes公司的 Navigator—TM 系统和 Hallibur- ton公司的Geo～Pilot系统 ，这三大石油公司对该项技术进行垄断和技术封锁 ，只进行高价技术服务而不 出售仪器[3]．其 中仅 IDEAL系统配置了近钻头电阻率测井仪器 ，该仪器采用纽扣 电极式测量 ，参数测点 距钻头 2．0ITI以上．北京钻井工程技术研究院和大庆钻井工程技术研究 院开展了近钻头随钻测井系统的 研究．其中北京钻井工程技术研究院研制的CGDS一1系统配置了近钻头电阻率仪器，测量方式和测点距 钻头距离大体与 IDEAL系统相同[4]，这种测井方法探测深度较浅 ，不适合于油基泥浆和空气钻井使用． 大庆钻井工程技术研究院研制 DQNBMS-- I型近钻头随钻测井 系统 ，配置 的近钻头 电阻率测井仪器采 用电磁波电阻率测井原理 ，该方法探测深度较深 ，同时不受井眼内钻井液性质的影响． 1 测量原理 电磁波测井是电阻率测井方法之一．电磁波在穿越地层介质时产生衰减和相位移 ，且在穿越不同地层 介质时产生的衰减和相位偏移不 同，这是 由地层的电阻率和介电常数 的特性所决定 的．因此 ，通过电磁波 衰减和相位移可 以确定地层的电阻率和介 电常数． 不 同频率的电磁波特性不同．当电磁波频率较高时(100MHz以上)，电磁波衰减和相位移主要与地 收稿 日期 ：2010—05一l5；审稿人 ：白永强 ；编辑 ：任志平 基金项 目：大庆油 田有限责任公司重大科技项 目(D／ZJ07—05) 作者简介 ：杨智光 (1966一)，男 ，博士后 ，教授级高级工程师 ，主要从事钻井工程配套技术方面 的研究 大 庆 石 油 学 院 学 报