李桐 蒲江 馮友發(fā)

【摘要】介紹了GeolinkLWD無線隨鉆測斜儀在鉆井現(xiàn)場施工過程中遇到的一些常見問題及應對措施和建議。

【關鍵詞】LWD 負脈沖 自然伽馬 感應測井

LWD無線隨鉆測斜儀，具有地質參數(shù)、定向參數(shù)、地磁參數(shù)測量等功能，是目前國際先進定向井、水平井測量儀器，其性能可靠、精度高、實時性強。能夠在鉆井施工中隨鉆實時測取地質參數(shù)，實現(xiàn)地質導向鉆井，是提升復雜油藏勘探開發(fā)能力，回避鉆探風險，簡化施工工序，縮短鉆井周期和提高鉆探成功率的有效工作。

1 儀器的性能與應用

Geolink LWD無線隨鉆儀采用是負脈沖信號傳輸系統(tǒng)，十六進制編碼。只提供深電阻率和自然伽馬的地質導向隨鉆儀器。儀器的精度：井斜角≤±0.05°，方位角≤±0.5°，重力工具面≤±0.5°，磁性工具面≤±1°。該儀器投入使用以來完成水平井60余口，外部項目10余口，為油田勘探開發(fā)帶來了顯著的經(jīng)濟效益，同時對鉆井施工也提供了強大的技術支持。

GeolinkLWD儀器可在幾何軌跡鉆進控制的同時，實時采集并向地面?zhèn)鬏數(shù)刭|參數(shù)，繪制打印出各種類型的測量曲線。工程和地質人員可根據(jù)實時地質參數(shù)測井曲線監(jiān)控地層特性和地層的變化情況，及時作出準確判斷，有效控制井身軌跡在油層中穿行，從而獲取最好的開發(fā)效果，提高鉆井效率，縮短鉆井周期，減少油層污染。保證了水平井施工的成功，體現(xiàn)出了LWD儀器在水平井施工中發(fā)揮的重要作用。

2 測量原理和系統(tǒng)組成

隨鉆自然伽馬測井是通過測量地層中的巖石自然伽馬射線，進行定性巖性識別和分層的測井方法。在隨鉆過程中，伽馬探管一般串接在MWD測量探管之下，與MWD井下儀器一起裝入無磁鉆鋌內(nèi)。工作時，伽馬射線探測器探測到地層伽馬射線的強弱，轉換成電脈沖信號，處理電路將該信號變成標準脈沖后，每16s將一組伽馬數(shù)據(jù)傳到MWD測量探管。同時，高密度測量數(shù)據(jù)存儲在井下儀器的閃存內(nèi)，起鉆后可進行回放。

感應測井是利用電磁感應原理測量地層電導率的測井方法。將整個線圈系和電路總成嵌入一定形狀的無磁鉆鋌中，作為MWD下部鉆柱的一部分，并通過一定的方式與上部伽馬+ MWD系統(tǒng)連接。發(fā)射電路每16s將一組電阻率實時數(shù)據(jù)傳到MWD測量探管。同時，高密度測量數(shù)據(jù)存儲在井下儀器的閃存內(nèi)，起鉆后可進行回放。

MWD測量探管將實時伽馬和電阻率數(shù)據(jù)與MWD其它幾何測量參數(shù)（井斜、方位等）進行排隊編碼，然后發(fā)送給脈沖驅動器，控制脈沖發(fā)生器閥桿動作。脈沖器是通過螺栓固定在脈沖短節(jié)里，脈沖短節(jié)上有一個泄壓口，脈沖器的閥桿打開就會產(chǎn)生從鉆具內(nèi)向環(huán)空泄壓，產(chǎn)生一個負壓力信號，泵壓傳感器采集到壓力信號，SIB專用處理機進行處理通過計算機解碼，一方面得到測量點的井斜、方位、工具面等信息，指導幾何方式鉆進；另一方面，實時伽馬和電阻率數(shù)據(jù)與井深數(shù)據(jù)交匯得到地層的實時曲線，指導地質導向鉆進。

3 現(xiàn)場常見問題及原因分析

根據(jù)現(xiàn)場儀器的使用情況，可以分成兩個部分，地面儀器的故障和井下儀器的問題。其中井下儀器的問題更為嚴重，很多井下儀器出現(xiàn)問題都只能起鉆檢查。

3.1 無伽馬和電阻率數(shù)據(jù)上傳

伽馬和電阻率掛不上是現(xiàn)場工作最嚴重的故障了。無伽馬數(shù)據(jù)上傳主要是由于井下工作環(huán)境的惡劣，儀器的振動超出其承受范圍，導致探管損壞。而無電阻率數(shù)據(jù)通常都是連接井下儀器串與電阻率短節(jié)之間的伸縮桿滑脫，原因是造斜率偏高、振動和泥漿的沖蝕，致電纜焊點部位直接暴露在泥漿中，電路短路或斷路。

3.2 電阻率短節(jié)的磨損

電阻率短節(jié)本體上耐磨扶箍磨損嚴重，導致線圈覆蓋電木板和電子覆蓋板磨損嚴重，螺栓孔變形。而通訊端口變形，就不能讀取和下載存儲在閃存內(nèi)的數(shù)據(jù)。其中有一次鉆遇長井段致密地層100米左右的輝綠巖，覆蓋電木板嚴重磨損變形，導致電阻率短節(jié)只使用了兩口井就大修。其原因主要是泥漿含砂高、井眼曲率大。

3.3 短節(jié)的公母扣損壞

MWD短節(jié)、電池短節(jié)的公母扣經(jīng)常損壞，需要經(jīng)常修扣，一般兩三口井就得修一次扣。短節(jié)長度變短，與無磁承壓鉆桿的長度難以配合。特別是上母扣修扣的工作量大，允許的次數(shù)有限，頻繁修扣縮短儀器使用壽命。其主要原因是上扣和施工過程中扭矩過大，導致粘扣。現(xiàn)在我們都采取在庫房把電阻率和電阻率電池短節(jié)連接好，在井場需要更換電池時在短節(jié)上做好記號，換好電池再上到原位置，電阻率上端的粘扣現(xiàn)象明顯得到改善。

3.4 地面設備問題

地面故障主要集中在傳感器上，如遇雨

雪天氣，傳感器與通訊電纜之間的快速接口進水，可導致傳感器短路。通訊電纜與電源電纜靠的太近也會造成干擾。連接電纜時盡量遠離電源線并用防水膠布裹好快速接頭。另外泵上水不穩(wěn)，泥漿中氣泡多也會造成接收到的脈沖信號失真。

4 預防與處理措施

4.1 嚴格技術措施，規(guī)范現(xiàn)場作業(yè)

進一步完善現(xiàn)有的儀器操作規(guī)程，要求施工人員嚴格執(zhí)行。強化技術培訓，從技術素質、業(yè)務水平和責任心幾方面從嚴要求。使現(xiàn)場施工做到標準化、規(guī)范化，降低儀器作業(yè)風險。針對儀器作業(yè)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題和事故，制定應急措施和預案，配套相應工具，杜絕儀器落井報廢事故，避免資產(chǎn)損失。

4.2 控制造斜率

增大水平井靶前位移，控制設計造斜率在0.25度∕米以下。科學、合理的選擇動力鉆具，嚴格控制LWD施工井段，實際造斜率控制在儀器要求范圍內(nèi)。

4.3 控制鉆井液的相關參數(shù)

鉆井過程中，要充分利用鉆井液四級凈化設備，鉆井液含砂量必須控制在0.5℅以內(nèi)，降低泥漿氣泡含量。優(yōu)化鉆井液，提高鉆井液的攜砂能力，充分凈化井眼，確保井下安全。

4.4 保護儀器安全

（1） 短節(jié)在運輸、吊裝時必須戴好護絲、護套，防止機械損害。

（2） 專用鉆具上扣，必須按照推薦扭矩上扣，并且先用鏈鉗上緊后再緊扣，為防止粘扣，要均勻涂抹一層絲扣油。

（3） 連接井下儀器，上扣和卸扣都必須在井口操作，不得在鼠洞里直接操作。

（4） 在發(fā)生井下復雜情況時不下儀器。測斜時，首先將鉆頭提離井底1米，保持鉆具靜止3-5分鐘。如果一次測斜不成功必須活動鉆具后再繼續(xù)測量，嚴禁在鉆具靜止不動的情況下連續(xù)測斜。

5 結束語

LWD 測量儀器的推廣應用為油田的勘探開發(fā)帶來了顯著的經(jīng)濟效益。由于儀器昂貴，我們對于使用中出現(xiàn)的一些安全問題，必須認真對待，嚴格執(zhí)行操作規(guī)程。對于儀器故障，做到綜合考慮，準確判斷問題所在，避免不必要的鉆井中斷。