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【摘要】介绍了GeolinkLWD无线随钻测斜仪在钻井现场施工过程中遇到的一些常见问题及应对措施和建议。
【关键词】LWD 负脉冲 自然伽马 感应测井
LWD无线随钻测斜仪，具有地质参数、定向参数、地磁参数测量等功能，是目前国际先进定向井、水平井测量仪器，其性能可靠、精度高、实时性强。能够在钻井施工中随钻实时测取地质参数，实现地质导向钻井，是提升复杂油藏勘探开发能力，回避钻探风险，简化施工工序，缩短钻井周期和提高钻探成功率的有效工作。
1 仪器的性能与应用
Geolink LWD无线随钻仪采用是负脉冲信号传输系统，十六进制编码。只提供深电阻率和自然伽马的地质导向随钻仪器。仪器的精度：井斜角≤±0.05°，方位角≤±0.5°，重力工具面≤±0.5°，磁性工具面≤±1°。该仪器投入使用以来完成水平井60余口，外部项目10余口，为油田勘探开发带来了显著的经济效益，同时对钻井施工也提供了强大的技术支持。
GeolinkLWD仪器可在几何轨迹钻进控制的同时，实时采集并向地面传输地质参数，绘制打印出各种类型的测量曲线。工程和地质人员可根据实时地质参数测井曲线监控地层特性和地层的变化情况，及时作出准确判断，有效控制井身轨迹在油层中穿行，从而获取最好的开发效果，提高钻井效率，缩短钻井周期，减少油层污染。保证了水平井施工的成功，体现出了LWD仪器在水平井施工中发挥的重要作用。
2 测量原理和系统组成
随钻自然伽马测井是通过测量地层中的岩石自然伽马射线，进行定性岩性识别和分层的测井方法。在随钻过程中，伽马探管一般串接在MWD测量探管之下，与MWD井下仪器一起装入无磁钻铤内。工作时，伽马射线探测器探测到地层伽马射线的强弱，转换成电脉冲信号，处理电路将该信号变成标准脉冲后，每16s将一组伽马数据传到MWD测量探管。同时，高密度测量数据存储在井下仪器的闪存内，起钻后可进行回放。
感应测井是利用电磁感应原理测量地层电导率的测井方法。将整个线圈系和电路总成嵌入一定形状的无磁钻铤中，作为MWD下部钻柱的一部分，并通过一定的方式与上部伽马+ MWD系统连接。发射电路每16s将一组电阻率实时数据传到MWD测量探管。同时，高密度测量数据存储在井下仪器的闪存内，起钻后可进行回放。
MWD测量探管将实时伽马和电阻率数据与MWD其它几何测量参数（井斜、方位等）进行排队编码，然后发送给脉冲驱动器，控制脉冲发生器阀杆动作。脉冲器是通过螺栓固定在脉冲短节里，脉冲短节上有一个泄压口，脉冲器的阀杆打开就会产生从钻具内向环空泄压，产生一个负压力信号，泵压传感器采集到压力信号，SIB专用处理机进行处理通过计算机解码，一方面得到测量点的井斜、方位、工具面等信息，指导几何方式钻进；另一方面，实时伽马和电阻率数据与井深数据交汇得到地层的实时曲线，指导地质导向钻进。
3 现场常见问题及原因分析
根据现场仪器的使用情況，可以分成两个部分，地面仪器的故障和井下仪器的问题。其中井下仪器的问题更为严重，很多井下仪器出现问题都只能起钻检查。
3.1 无伽马和电阻率数据上传
伽马和电阻率挂不上是现场工作最严重的故障了。无伽马数据上传主要是由于井下工作环境的恶劣，仪器的振动超出其承受范围，导致探管损坏。而无电阻率数据通常都是连接井下仪器串与电阻率短节之间的伸缩杆滑脱，原因是造斜率偏高、振动和泥浆的冲蚀，致电缆焊点部位直接暴露在泥浆中，电路短路或断路。
3.2 电阻率短节的磨损
电阻率短节本体上耐磨扶箍磨损严重，导致线圈覆盖电木板和电子覆盖板磨损严重，螺栓孔变形。而通讯端口变形，就不能读取和下载存储在闪存内的数据。其中有一次钻遇长井段致密地层100米左右的辉绿岩，覆盖电木板严重磨损变形，导致电阻率短节只使用了两口井就大修。其原因主要是泥浆含砂高、井眼曲率大。
3.3 短节的公母扣损坏
MWD短节、电池短节的公母扣经常损坏，需要经常修扣，一般两三口井就得修一次扣。短节长度变短，与无磁承压钻杆的长度难以配合。特别是上母扣修扣的工作量大，允许的次数有限，频繁修扣缩短仪器使用寿命。其主要原因是上扣和施工过程中扭矩过大，导致粘扣。现在我们都采取在库房把电阻率和电阻率电池短节连接好，在井场需要更换电池时在短节上做好记号，换好电池再上到原位置，电阻率上端的粘扣现象明显得到改善。
3.4 地面设备问题
地面故障主要集中在传感器上，如遇雨
雪天气，传感器与通讯电缆之间的快速接口进水，可导致传感器短路。通讯电缆与电源电缆靠的太近也会造成干扰。连接电缆时尽量远离电源线并用防水胶布裹好快速接头。另外泵上水不稳，泥浆中气泡多也会造成接收到的脉冲信号失真。
4 预防与处理措施
4.1 严格技术措施，规范现场作业
进一步完善现有的仪器操作规程，要求施工人员严格执行。强化技术培训，从技术素质、业务水平和责任心几方面从严要求。使现场施工做到标准化、规范化，降低仪器作业风险。针对仪器作业中经常出现的问题和事故，制定应急措施和预案，配套相应工具，杜绝仪器落井报废事故，避免资产损失。
4.2 控制造斜率
增大水平井靶前位移，控制设计造斜率在0.25度∕米以下。科学、合理的选择动力钻具，严格控制LWD施工井段，实际造斜率控制在仪器要求范围内。
4.3 控制钻井液的相关参数
钻井过程中，要充分利用钻井液四级净化设备，钻井液含砂量必须控制在0.5℅以内，降低泥浆气泡含量。优化钻井液，提高钻井液的携砂能力，充分净化井眼，确保井下安全。
4.4 保护仪器安全
（1） 短节在运输、吊装时必须戴好护丝、护套，防止机械损害。
（2） 专用钻具上扣，必须按照推荐扭矩上扣，并且先用链钳上紧后再紧扣，为防止粘扣，要均匀涂抹一层丝扣油。
（3） 连接井下仪器，上扣和卸扣都必须在井口操作，不得在鼠洞里直接操作。
（4） 在发生井下复杂情况时不下仪器。测斜时，首先将钻头提离井底1米，保持钻具静止3-5分钟。如果一次测斜不成功必须活动钻具后再继续测量，严禁在钻具静止不动的情况下连续测斜。
5 结束语
LWD 测量仪器的推广应用为油田的勘探开发带来了显著的经济效益。由于仪器昂贵，我们对于使用中出现的一些安全问题，必须认真对待，严格执行操作规程。对于仪器故障，做到综合考虑，准确判断问题所在，避免不必要的钻井中断。
【关键词】LWD 负脉冲 自然伽马 感应测井
LWD无线随钻测斜仪，具有地质参数、定向参数、地磁参数测量等功能，是目前国际先进定向井、水平井测量仪器，其性能可靠、精度高、实时性强。能够在钻井施工中随钻实时测取地质参数，实现地质导向钻井，是提升复杂油藏勘探开发能力，回避钻探风险，简化施工工序，缩短钻井周期和提高钻探成功率的有效工作。
1 仪器的性能与应用
Geolink LWD无线随钻仪采用是负脉冲信号传输系统，十六进制编码。只提供深电阻率和自然伽马的地质导向随钻仪器。仪器的精度：井斜角≤±0.05°，方位角≤±0.5°，重力工具面≤±0.5°，磁性工具面≤±1°。该仪器投入使用以来完成水平井60余口，外部项目10余口，为油田勘探开发带来了显著的经济效益，同时对钻井施工也提供了强大的技术支持。
GeolinkLWD仪器可在几何轨迹钻进控制的同时，实时采集并向地面传输地质参数，绘制打印出各种类型的测量曲线。工程和地质人员可根据实时地质参数测井曲线监控地层特性和地层的变化情况，及时作出准确判断，有效控制井身轨迹在油层中穿行，从而获取最好的开发效果，提高钻井效率，缩短钻井周期，减少油层污染。保证了水平井施工的成功，体现出了LWD仪器在水平井施工中发挥的重要作用。
2 测量原理和系统组成
随钻自然伽马测井是通过测量地层中的岩石自然伽马射线，进行定性岩性识别和分层的测井方法。在随钻过程中，伽马探管一般串接在MWD测量探管之下，与MWD井下仪器一起装入无磁钻铤内。工作时，伽马射线探测器探测到地层伽马射线的强弱，转换成电脉冲信号，处理电路将该信号变成标准脉冲后，每16s将一组伽马数据传到MWD测量探管。同时，高密度测量数据存储在井下仪器的闪存内，起钻后可进行回放。
感应测井是利用电磁感应原理测量地层电导率的测井方法。将整个线圈系和电路总成嵌入一定形状的无磁钻铤中，作为MWD下部钻柱的一部分，并通过一定的方式与上部伽马+ MWD系统连接。发射电路每16s将一组电阻率实时数据传到MWD测量探管。同时，高密度测量数据存储在井下仪器的闪存内，起钻后可进行回放。
MWD测量探管将实时伽马和电阻率数据与MWD其它几何测量参数（井斜、方位等）进行排队编码，然后发送给脉冲驱动器，控制脉冲发生器阀杆动作。脉冲器是通过螺栓固定在脉冲短节里，脉冲短节上有一个泄压口，脉冲器的阀杆打开就会产生从钻具内向环空泄压，产生一个负压力信号，泵压传感器采集到压力信号，SIB专用处理机进行处理通过计算机解码，一方面得到测量点的井斜、方位、工具面等信息，指导几何方式钻进；另一方面，实时伽马和电阻率数据与井深数据交汇得到地层的实时曲线，指导地质导向钻进。
3 现场常见问题及原因分析
根据现场仪器的使用情況，可以分成两个部分，地面仪器的故障和井下仪器的问题。其中井下仪器的问题更为严重，很多井下仪器出现问题都只能起钻检查。
3.1 无伽马和电阻率数据上传
伽马和电阻率挂不上是现场工作最严重的故障了。无伽马数据上传主要是由于井下工作环境的恶劣，仪器的振动超出其承受范围，导致探管损坏。而无电阻率数据通常都是连接井下仪器串与电阻率短节之间的伸缩杆滑脱，原因是造斜率偏高、振动和泥浆的冲蚀，致电缆焊点部位直接暴露在泥浆中，电路短路或断路。
3.2 电阻率短节的磨损
电阻率短节本体上耐磨扶箍磨损严重，导致线圈覆盖电木板和电子覆盖板磨损严重，螺栓孔变形。而通讯端口变形，就不能读取和下载存储在闪存内的数据。其中有一次钻遇长井段致密地层100米左右的辉绿岩，覆盖电木板严重磨损变形，导致电阻率短节只使用了两口井就大修。其原因主要是泥浆含砂高、井眼曲率大。
3.3 短节的公母扣损坏
MWD短节、电池短节的公母扣经常损坏，需要经常修扣，一般两三口井就得修一次扣。短节长度变短，与无磁承压钻杆的长度难以配合。特别是上母扣修扣的工作量大，允许的次数有限，频繁修扣缩短仪器使用寿命。其主要原因是上扣和施工过程中扭矩过大，导致粘扣。现在我们都采取在库房把电阻率和电阻率电池短节连接好，在井场需要更换电池时在短节上做好记号，换好电池再上到原位置，电阻率上端的粘扣现象明显得到改善。
3.4 地面设备问题
地面故障主要集中在传感器上，如遇雨
雪天气，传感器与通讯电缆之间的快速接口进水，可导致传感器短路。通讯电缆与电源电缆靠的太近也会造成干扰。连接电缆时尽量远离电源线并用防水胶布裹好快速接头。另外泵上水不稳，泥浆中气泡多也会造成接收到的脉冲信号失真。
4 预防与处理措施
4.1 严格技术措施，规范现场作业
进一步完善现有的仪器操作规程，要求施工人员严格执行。强化技术培训，从技术素质、业务水平和责任心几方面从严要求。使现场施工做到标准化、规范化，降低仪器作业风险。针对仪器作业中经常出现的问题和事故，制定应急措施和预案，配套相应工具，杜绝仪器落井报废事故，避免资产损失。
4.2 控制造斜率
增大水平井靶前位移，控制设计造斜率在0.25度∕米以下。科学、合理的选择动力钻具，严格控制LWD施工井段，实际造斜率控制在仪器要求范围内。
4.3 控制钻井液的相关参数
钻井过程中，要充分利用钻井液四级净化设备，钻井液含砂量必须控制在0.5℅以内，降低泥浆气泡含量。优化钻井液，提高钻井液的携砂能力，充分净化井眼，确保井下安全。
4.4 保护仪器安全
（1） 短节在运输、吊装时必须戴好护丝、护套，防止机械损害。
（2） 专用钻具上扣，必须按照推荐扭矩上扣，并且先用链钳上紧后再紧扣，为防止粘扣，要均匀涂抹一层丝扣油。
（3） 连接井下仪器，上扣和卸扣都必须在井口操作，不得在鼠洞里直接操作。
（4） 在发生井下复杂情况时不下仪器。测斜时，首先将钻头提离井底1米，保持钻具静止3-5分钟。如果一次测斜不成功必须活动钻具后再继续测量，严禁在钻具静止不动的情况下连续测斜。
5 结束语
LWD 测量仪器的推广应用为油田的勘探开发带来了显著的经济效益。由于仪器昂贵，我们对于使用中出现的一些安全问题，必须认真对待，严格执行操作规程。对于仪器故障，做到综合考虑，准确判断问题所在，避免不必要的钻井中断。