一、引言
为了有效的开发吐哈油田薄油层和残余油层,成功引进了PLM的随钻感应电阻率测井仪器。该仪器与原有的MWD定向系统及随钻自然伽玛测井仪器,一起组成双参数地质导向仪器。根据该仪器测出的两条(自然伽玛、电阻率)地质参数曲线,并结合与邻井测井资料的对比,就可以定性的了解目的层的地质构成,进而帮助定向工程师对轨迹控制中将要出现的异常情况进行准确的判断,通过定向参数和地质参数配合,控制井眼轨迹处于目的层的最佳位置,有效的回避油/气、油,水界面提高钻井效率、缩短钻井周期、提高单井产量和储层采收率。
二、结构和工作原理
1.测量方法
电磁感应技术就是通过输出恒定频率的交流电通过线圈产生交变磁场,这个磁场又以井筒为中心的圆环,每一个环都相当于一个导电环,这些导电环在变磁场的作用下产生感应电流,接受线圈就能够产生感应电动势,电动势的大小与地电导有关,利用电动势的变化计算出这些环的电导率。
2.工作原理
感性电阻率仪器装置安装在无磁电阻率钻铤短节的一侧,由传感器、控制电路组成。其工作原理与电缆测井仪器原理相同。采用了复合线圈系以改善颈向特性,通过电源控制电路产生固定频率交流电流供给发射线圈,激发产生一个变化的磁场(主磁场),它传播进入地层,在井眼周围的地层中产生感应电流,这些电流产生了能够被线圈接受的二级磁场。由于二级磁场的作用而使接受线圈产生的电压的幅值和相位是地层电导率的函数,因此通过控制电路的处理可以得到地层电导率,经倒数后得到地层电阻率。
随钻感性电阻率由锂电池(14.4V)提供能量,锂电池使用寿命200h。在电池顶部通过1个公扣连接,这样可以与定向仪器串的底部母扣相连接,从而使随钻感应电阻率工具向定向测量系统传输实时的电阻率数据,并通过MWD的泥浆脉冲传送到地面,经软件处理后得到实时的电阻率测井曲线,该仪器可以实时备份数据,便于起钻后数据的回放和查阅。并且可以根据需要对两条(自然伽玛、电阻率)测井曲线图进行各种比例的出图,这样便于与电缆深感应测井曲线进行校比。
三、现场应用情况
PLM随钻感应电阻率截至目前已经在吐哈油田成功应用5口水平井,实际效果比较好,特别是在复杂地质结构和薄油层的水平井轨迹控制中起到良好的预期效果,不但帮助定向工程师控制井眼轨迹成果着陆目的层,而且大幅提高了在薄油层的有效进尺。以下就地质情况复杂情况下的水平井应用情况简单介绍如下:
1.英503H应用情况
英503H井从井深1940m下入“电阻率+伽玛+MWD”,由于钻遇实际油层垂深滞后设计12m,斜深更是达到了86m。全井轨迹控制段长756m、尽管如多次进行轨迹调整,钻遇油层段长322m、水平段长263m油层钻遇率100%,中靶精度完全符合没计要求。
图1 英503H轨迹投影图
英503井从井深1900m进行伽玛、电阻率随钻跟踪测试,取得了1900.00~2427.OOm完整的伽玛和电阻率曲线,全井段仪器没有出现任何故障,经过与测井曲线的对比分析,两者的数据和图形吻合率达到了90%以上。
图2 英503H随钻自然伽马、电阻率曲线图与电测曲线合成对比图
2.红台2-58H应用情况
该井位于吐哈盆地红台2号区块,是一口三开水平井,现场施工时间为2012年3月1日至4月5日,从井深1830m开始定向钻进,完钻井深2721m,轨迹控制段长891m,水平段长479m,该井实际目的层相比地质没计垂深上移10m,目的层厚度也由没计的17m变为5m,且随着位移的增加逐渐变薄。定向工程师通过随钻感应电阻率提供的地质参数,并结合邻井测井资料,对井眼轨迹进行了适当的调整后不但顺利钻遇目的层,而且在水平段长度不变的情况下使得油层的钴遇率达到了70%。
图3 红台2-58目的层构造图
3.英502H2应用情况
英502H2井是吐哈盆地鲁克沁构造带英也尔构造英502块英502井西北约0.612km处打的一口矿场试验水平井。该井井眼尺寸为91/2min,轨迹控制段长1192m,水平段长585m,由于钻进中仪器准确的提供了地质参数(自然伽马、电阻率)数据,使得该井的砂层钻遇率100%,有效砂层钻遇率高达92.4%(其中荧光8级13.2%,油迹9级79.2%),该井是吐哈油田首口超薄油层(2m)长水平段的水平井,通过录井和电测资料分析,油气显示良好。
图4 英502H2预测油层剖面
四、结论
1.PLM随钻感应电阻率仪器与MWD、自然伽马测井仪器的结合使用,既可以满足轨迹控制的需要也可以满足地质导向的要求,能够大幅的提高水平井在复杂地质结构和薄油层的钻遇率进而提高单井产量。
2.PLM随钻感应电阻率仪器由于其工作的频率较低,不存在所谓的介电效应,因此可以在水基、油基及饱和盐水的泥浆中使用,不会对测量的精度有很大的影响。
3.由于该仪器在使用过程,可以实时的传输数据,不需要起下钻,这样可以节省钻井时间,从而节约钻井成本。
4.该仪器也存在这一些不足,因为仪器的信号是通过泥浆传输的,因此对泥浆泵的工况要求较高,其次由于仪器串中加入了自然伽马和电阻率,从而使得定向探管距钻头的邻长达到了17m,这样会为轨迹控制和调整带来一些难度。
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