测井岗前培训7水平井工艺技术

水平井测井技术大庆测井公司目录一、水平井概况1、水平井钻井状况2、水平井测井状况二、水平井测井工艺技术1、水平井测井原理2、水平井测井主要工具3、水平井测井工艺过程三、水平井测井的风险及困难一、水平井概述在油田开发过程中，由于气水锥进，为了减少或延缓底水锥进速度，在底水油藏中直井一般是在产层的顶部层段射孔完井；若有气顶则只能选油藏中部井段射孔完井，同时为了保持较高的采收率。就必然在井筒附近形成较大的压力降落。导致井筒周围气水严重锥进。而如果减小压力降落又必然导致产油量下降。（一）水平井钻井发展状况一、水平井概述对于以上的技术矛盾，水平井开采技术可以有效的解决这些难题。水平井的井段长度不受地层条件限制，具有泄油面积大、生产压差小的特点,能极大地发挥储层的潜能，提高原油的采收率。因此，水平井开采技术作为油田勘探开发的一项新技术，逐渐被推广应用。一、水平井概述（水平井钻井状况）水平井是20世纪50年代发展起来的新型钻井技术，当时主要在老井进行侧钻，水平段进尺较短。前苏联发明使用涡轮钻具，使水平段长达1600英尺，但由于技术不成熟，设备不配套从而造成事故多、成本高、经济效益低，所以发展缓慢。直到80年代中期MWD（随钻测量仪）、PDC钻头（聚晶金刚石复合片钻头）和高效导向螺杆钻具等先进技术的应用，水平井钻井技术得到快速发展和推广，成为提高油田综合开发效益的重要途径。大庆油田目前的水平井主要应用于高含水非均质厚油层剩余油以及外围薄差、低渗透油层的开发，挖潜非均质厚油层的剩余油、扩大薄差、低渗油层的采油面积，提高采收率，水平井在大庆油田剩余油、裂缝、稠油油藏开采和挖潜方面见到了明显的应用效果。一、水平井概述（一）水平井钻井发展状况水平井钻井技术的发展给测井施工工艺及解释带来了新的挑战，水平井测井技术的发展均相对滞后于水平井钻井技术的发展，但是测井界正视这种挑战，研发了多种适合水平井钻井的测井技术和施工工艺技术。这些技术的推广应用反过来又推动了水平井钻井技术的发展，解决了钻井导向，疑难井无法进行电缆施工等问题。国内外通用的水平井测井技术包括：（1）随钻测井技术（2）钻杆传输测井技术（3）挠性油管测井技术（4）泵送测井技术一、水平井概述（二）水平井测井状况一、水平井概述大庆油田目前的水平井主要应用于高含水非均质厚油层剩余油以及外围薄差、低渗透油层的开发，挖潜非均质厚油层的剩余油、扩大薄差、低渗油层的采油面积，提高采收率，水平井在大庆油田剩余油、裂缝、稠油油藏开采和挖潜方面见到了明显的应用效果。（二）大庆水平井测井状况大庆测井公司从一九八七年开始从事水平井测井技术研究和技术服务工作，引进和借鉴了斯伦贝谢、阿特拉斯等公司的先进技术，研发了国产化钻杆输送式系列工具装备，形成一整套中、长半径水平井测井技术，曾先后在大庆、新疆塔里木、吉林、冀东、吉尔吉斯坦以及印尼等油田提供过水平井测井工程服务，共完成水平井测井任务达到100多口次，积累了丰富的水平井测井和解释经验。其中古平1井测井服务水平段达到1100米，一次下井录取全部测井资料，成功率100%。新疆塔里木油田水平井服务井深一般超过6000米以上。一、水平井概述（二）大庆水平井测井状况1、MWD/LWD概述MWD：MeasurementWhileDrilling，随钻测量LWD：LoggingWhileDrilling，随钻测井电缆测井—WirelineLogging在测井行业，应用LWD说法似乎更多一些；在钻井领域，应用MWD说法似乎更多一些。二、水平井测井工艺技术（一）随钻测量（MWD）随钻测量(MeasurementWhileDrilling)是在钻井过程中进行井下信息的实时测量和上传的技术的简称；由井下部分（脉冲发生器，驱动电路,定向测量探管，井下控制器，电源等）和地面部分（地面传感器，地面信息处理和控制系统）组成，以钻井液作为信息传输介质；通常意义的MWD仪器系统，主要限于对工程参数（井斜、方位和工具面等）的测量，它只是一种测量仪器，无直接导向钻进的功能二、水平井测井工艺技术2、MWD/LWD概念（一）随钻测量（MWD）随钻测井(LoggingWhileDrilling)是在随钻测量(MWD)基础上发展起来的一种功能更齐全、结构更复杂的随钻测量系统，主要是在常规MWD基础上增加电阻率、中子、密度和声波等测量短节，用以获取测井信息；与MWD相比，LWD传输的信息更多，不可能完全泥浆脉冲传送数据，采用井下存储（起钻后回放）和部分信息实时上传方式处理；LWD作为随钻测井仪器，其任务是获取测井信息，无导向决策功能；LWD位于井下钻具组合(BHA)上部，测量得到的电阻率、自然伽玛等参数已不属于近钻头测量。二、水平井测井工艺技术2、MWD/LWD概念BP-Amoco公司：MWD是指随钻压力之类的钻井测量和各类定向测量，而LWD专指地层评价测井服务。BakerHughes公司：将MWD用于一般的井下平台，包括脉冲发射器、通讯和方位系统，而LWD专门用于地层评价仪器，如电阻率、声波和中子探头。Halliburton公司：MWD泛指钻井时所有的井下测量，特指与方向/方位及钻井有关的测量；LWD指钻井时的岩石物理参数测量。二、水平井测井工艺技术3、著名公司关于MWD/LWD的认识4、随钻测井发展的动力和条件工程需求：测井成功率、钻井安全与效率地层评价—常规地层评价（浅泥浆侵入）—时间推移测井（多次测量）—地层各向异性评价地质导向降低费用：少占用钻台时间，节省时间和资金数据传输“瓶颈”问题的解决二、水平井测井工艺技术5、随钻测井现状•目前，随钻测井技术发展很快，已经具备几乎所有的电缆测井项目；•国外，在海上，几乎所有的裸眼测井作业采用随钻测井技术；在陆地上，特别是大斜度井和水平井，以采用随钻测井技术为主；•中国国内随钻测井技术较落后，以电缆测井为主。二、水平井测井工艺技术•钻井定向控制和安全控制的实时测量–倾角、方位和钻头方向–钻压、扭矩（力学数据）•地层物理参数测量（地层评价）–电磁波传播与侧向测井–密度/中子测井–声波测井•地质导向测量–电阻率/GR/方位密度（优化井眼轨迹和地质目标）•其它应用–套管位置和取心位置选择–超压探测–临井对比/地震对比–浅层天然气探测6、MWD/LWD内容二、水平井测井工艺技术7、随钻测井系统Halliburton公司收购以随钻测井技术为主的专业公司Sperry-Sun，随钻测井技术处于领先地位。著名的系统为INTEQ系统和PATHFINDER系统，包括伽马、电阻率、密度中子、声波、核磁共振（2002年推入市场）、地层测试、井径和部分成像测井等测井方法，基本具备电缆测井的功能。二、水平井测井工艺技术Halliburton公司的PATHFINDER系统伽马测量电阻率测量定向测量脉冲仪电池密度测量中子测量井径测量DNSCMHDSLCWRGMMultiLink接头二、水平井测井工艺技术二、水平井测井工艺技术随钻测量（MWD）电子控制探管脉冲发生器电池桶定向仪器能实时监测钻进状态，量化方位调整参数。LWD脉冲发生器脉冲1-5bits/sec实时传输MWD仪器以一个固定采集频率记录数据内存记录方式仪器内存MWD钻台仪器房-接收/解码-钻台实时显示-井深录井图件输出BGTC二、水平井测井工艺技术（MWD–随钻测量）起钻时数据转载数据采集及传输图脉冲发生器电子控制探管电池桶定向仪器电阻率仪器中子密度仪器发射线圈接收线圈发射线圈密度探头中子孔隙度探头超声波井径探头二、水平井测井工艺技术（MWD–随钻测量）司钻屏安全屏用户图像显示屏远距离通讯Anadrill钻井制图中心制作的详细钻井图碎屑和泥浆气测值分析深度和其它地面传感器(排量、泵压)补偿密度、中子脉冲10字节/秒随钻遥测DWOB钻压、扭矩CDR补偿双电阻率PowerPak导向马达GST地质导向近钻头电阻率GEOdrilling地质钻井二、水平井测井工艺技术（MWD–随钻测量）结束语随钻测井方法的多样化：随钻声、电、核、核磁、地层测试等方法，全面替代电缆测井，使随钻地层评价（FEWD）成为必然结果；随钻测井仪器的集成化、小型化、贴近钻头化，以及阵列化（成像测井）；数据存储和传输速率仍然是随钻测井的关键技术；二、水平井测井工艺技术（MWD–随钻测量）（二）挠性油管测井技术挠性油管测井技术是一种用于大斜度井和水平井的测井技术，它使用具有柔性的油管柱推送测井仪器柱下井，在仪器柱上提和下放过程中，均可进行测井作业。二、水平井测井工艺技术二、水平井测井工艺技术（饶性油管测井技术）（三）泵送测井技术利用泵入井眼液体压力，传递给加重管，再由加重管推送测进仪器柱下井。这种测井方法的主要优点是能在套管井中使用正规的生产测井仪器（温度计、压力计、流量计和用作深度对比的套管接箍定位器）进行生产测井。二、水平井测井工艺技术用爬行器-Tractor拖动仪器到达水平井井底，用电缆将仪器回拉，在此过程中进行测井。二、水平井测井工艺技术（四）爬行器测井技术（MAXTRAC21/8”Tractor-爬行器）（五）钻杆输送水平井测井根据测井项目要求把测井仪器、水平井工具及其它辅助工具按照组合顺序在井口依次连接，通过钻杆过度短接把仪器连接在钻具下部，使之能够通过钻具将湿式接头公头及仪器输送到水平井段上部，湿式接头母头及电缆通过旁通进入钻具内，靠泥浆循环动力迫使公母接头对接，实现井下仪器、电缆、地面设备间的信息连接，由旁通器把电缆从下部钻具中导出、侧滑轮改变电缆的运行方向，保证起下钻具时测井电缆在钻具与套管之间的间隙中与钻具同步运行，来实现水平井测井。二、水平井测井工艺技术1、钻杆输送水平井测井原理挠性短节2、水平井测井主要工具用途:用于水平测井仪器串中,增加仪器柔性,使之适应井眼曲率。最高工作温度：138Mpa200℃最高工作压力：二、水平井测井工艺技术（钻杆输送水平井测井技术）用于水平井测井过程中消除输送仪器时产生的旋转力，并使某些特殊仪器朝向固定方向。138Mpa用途:最高工作压力：最高工作温度：旋转接头200℃二、水平井测井工艺技术（钻杆输送水平井测井技术）2、水平井测井主要工具技术指标湿式接头公母接头湿式接头是水平井测井工具的核心部件，通过湿式接头对接实现井下仪器与电缆的连接，从而实现井下与地面的通讯联系。•最高工作温度：175℃•最高工作压力：20000PSI•接头触点数：7个•插头直径：14mm•接触电阻：不大于0.1欧姆。•绝缘电阻：不小于200兆欧。•对接锁紧力：400-500Kg二、水平井测井工艺技术（钻杆输送水平井测井技术）2、水平井测井主要工具仪器在钻具作用下推进过程中受超过10KN时，活塞会自动收缩，地面通过张力短界判断采取有措施，保护仪器。作用:防震缓冲器二、水平井测井工艺技术（钻杆输送水平井测井技术）2、水平井测井主要工具实现电缆从钻杆外进入钻柱水眼内，进而通过湿式接头与井下仪器相连，以保证起下钻作业和测井施工同步进行。作用:电缆旁通短接二、水平井测井工艺技术（钻杆输送水平井测井技术）2、水平井测井主要工具二、水平井测井工艺技术（钻杆输送水平井测井技术）3、钻杆输送水平井测井施工前准备工作1）测井设备与工具a、测井绞车应具备无级变速起下电缆的功能。b、测井地面仪器应具备深度采样、上、下放测量功能。c、测井绞车与钻台之间应有可靠的通讯设备。d、水平井工具齐全且已进行了维护保养。工具包括：湿式接头公、母接头、过渡短节、旁通接头、缓冲器、引向器、旋转接头、挠性接头、扶正器和电缆卡子等。e、下井仪器串必须有张力短节且能进行组合测量。f、对下井仪器抗压强度较弱的部分及探头要加装仪器保护套，而密度和微球探头必须加装保护套，并通过保护套的特殊设计，确保测量极板向下，保持与地层的良好接触。二、水平井测井工艺技术（钻杆输送水平井测井技术）2）钻杆或油管要求a、直径为203mm以上的裸眼井或套管井，用127mm钻杆，弯曲度不得大于0.5°/m，钻杆内不得有杂物，测井施工前接成立柱排放在钻台上。b、直径203mm以下的裸眼井或套