论文部分内容阅读
[摘要]： 石油钻井过程中，测井仪是必不可少的辅助钻井设备，尤其在近些年的钻斜井工程中，其作用尤为重要，因为被钻井能否按照预定的方位走向和斜度顺利钻进到目的油层，直接关系到该井后期的顺利投产和生产，本文通过对油田常用连续测斜测井仪的介绍，介绍连续测斜测井仪工作原理，在石油测井中的应用的功能分析、测试特点，为油田钻井测试工作提供可借鉴的依据。
[关键词]：连续测斜 测井仪 功能 原理 分析
中图分类号：O642.5+1 文献标识码：O 文章编号：1009-914X（2012）35- 0639 -01
前言：随着开采石油资源的日益枯竭，国内外油田开发都将开采方向向海、湖、稠油油藏及海洋等复杂地况的勘探和开发。小块零散油层的开采和大位移井、大斜度井、丛式井、水平井的日益增多，需要精度更高、使用上更加可靠的测斜仪器。
国外现在还没有单独的测斜仪器在中国服务，而现在使用的地层倾角测井仪测井费用较高，不适合大范围的推广。我们应该抓住这一机遇，开发出性能更可靠，使用、维修更方便的连续测斜仪。当前使用的连续测斜仪还存在以下问题：
（1）三加速度计和三磁通门传感器在安装时，因轴不重合而使精度降低；
（2）磁通门传感器易受外界异常磁场干扰，使得测量不准确。因此，微小陀螺作为其替代产品将是必然的发展趋势；
（3）用户需要体积更小、更轻便、更易维修的测斜仪；
（4）能与其它仪器进行组合测井，以减少测井的时间和劳动强度。
一、连续测斜仪的基本原理与应用
在石油测井中，把井轴与铅垂线的夹角叫做井斜角，它反映被测井眼的倾斜程度；把仪器在水平面上的投影与磁北方向间的夹角叫做井斜方位角，它反映被测井眼偏离磁北方向的程度。把垂直于仪器轴的平面内仪器的高边偏离基准线的夹角叫做相对方位角，它反映仪器绕自身旋转的程度。
连续测斜仪的核心为方位组件。方位组件是在捷联式惯导系统的基础上研制开发的，它由两组高精度传感器和相关电子线路组成。其中一组传感器是三个加速度计，另一组是三个磁通门，没有机械转动部分。我们知道，重力加速度G为一矢量，大约等于9.8m/s?，其值随纬度的变化略有差异，其方向铅垂向下。地球上每一固定区域的G值为一确定值。用三个正交安装的加速度计，可准确测量出该地重力加速度的三个方向上分量，通过矢量合成计算出当地G值，并转换成对应的电压或电流信号。方位组件就是根据这一原理，将三个加速度计按正交方式沿仪器轴线安装，分别感应X、Y、Z三个方向上的重力加速度分量，再根据各个分量的大小通过坐标转换，经过地面计算机的处理，计算出井眼姿态的三个参数：井斜角、相对方位角、井斜方位角。
为了保证传感器正常工作，组件中还分别配有伺服电路，用以对传感器进行激励、信号检测、信号变换等处理。此外，方位组件中还装有温度传感器，可随时测量隔热瓶内的环境温度，并以电压的形式输出。测得的环境温度用于传感器的温度补偿，在姿态计算时进行必要的修正。同时还可监视瓶内温度，在隔热瓶失效，或仪器在井下工作时间过长而引起的隔热瓶内温升过高，超过传感器允许的工作温度时，可及时把仪器从井下提出井外，以免损坏传感器。
连续测斜仪井下部分一般由一个测斜仪和一个井径仪组成。它能测量井斜的角度和方位及两个相互垂直且互不影响的井径信号。目前主要应用于以下几个方面：
（1）精确地确定井眼的位置和方向，对于钻井部门在进行侧钻，确定井中落物位置，套管停頓位置和解决许多定向井钻井问题等方面都是非常有用的。
（2）根据测得的方向数据，计算出真实的垂直深度，用它校正其它测井曲线。
（3）井钻完后在下放套管时，根据井眼体积积分可以精确计算需要的水泥体积或砾石充填的体积。
（4）两个相互垂直的井径可以表明井眼的椭圆度，也可表明在套管下扩大井眼作业的有效程度。对固井作业和射孔作业也有很大帮助。
二、SDZ500快速测井平台的介绍
在大斜度和水平井环境中，由于复杂井眼结构，超深、超长裸眼井测井受到遇阻、遇卡的影响，测井时间长，仪器故障多。针对这些情况推广了快测平台仪测井工艺，应用快速测井平台测井方法和钻输测井施工优化设计，从多方面对快测平台测井工艺进行完善，使新技术在完成水平井、大位移定向井等复杂结构井测井中发挥作用。文中根据不同类型不同井身结构复杂井况情况，应用合理的钻输测井工艺，采用设计的施工方法，对下井仪器进行组合优化和加装辅助工具，保证测井安全又提高测井效率，解决了大斜度、超深井遇阻遇卡等复杂结构特殊井的测井任务。
电阻率测井在油气层评价方面始终是地球物理测井领域里的核心技术，尤其对沉积厚度大、岩性均匀、物性好、地层水矿化度稳定条件下的海相沉积地层，恒功率双侧向测井已成为国内各大油田电阻率测并的主要项目之一 。SDZ-5000快速测井平台系统与其他测井仪组合能力较强，兼容性较好，并且具有性能稳定等优点。该系统可以同时测量侵入带与原状带地层电阻率，提供深、中探测的电阻率曲线，采用恒功率控制，深屏流由单片机控制，适合各种地层；其次其测量精度较高，动态范围较宽。双侧向测量的曲线中，深侧向测量原状带地层电阻率，浅侧向测量侵入带地层电阻率，利用双侧向测量的地层电阻率测井资料，根据Archie方程建立地层含水饱和度模型，计算地层含水饱和度。利用双侧向测井资料结合其他测井资料（如成像测井资料等），可对裂缝发育状况进行定性分析，在此基础上再进行半定量评价。在裂缝性致密储层中，影响双侧向测井响应主要有裂缝产状（倾角大小）、裂缝孔隙度、裂缝内流体电阻率及基质电阻率（指无裂缝发育时基质孔隙部分电阻率）。
SDZ-5000在秉承快速平台系统高可靠、高集成化优点的基础上，通过使用USB、CAN总线、DSP等技术，使仪器组合功能更强、组合方式更灵活、传输速率更快；又在保证缩短仪器长度的前提下，通过应用新型微球微电极、数字声波、岩性密度和数字自然伽马能谱等技术，提升了系统测井功能、采集精度和资料质量；高效实用的SDZ-5000的应用提高了油田的测井技术水平，特别是为满足了钻井提速和解决复杂的地质问题的需求提供了必要条件。但SDZ-5000快速测井平台也存在一些缺点和不足。SDZ500快速测井平台常见故障及排除方法
（1）仪器上电后无数据。针对此种情况，应首先检查电源是否正常，其次检查通讯是否正常，再检查通讯线连接是否可靠。刻度与测井状态不能相互切换，应检查CX5的D1、D3、D4。
（2）刻度正确而测井不正确。针对此种情况，深、浅侧向电压和电流都不正确且等于零，说明CX13继电器板有问题，同时检查继电器状态。如果只有深侧向不正确，则应检查回流线10 缆芯连接是否正确可靠。
（3）刻度正确而测井误差大。针对此种情况，应检查主监控电路增益是否满足要求。
三、结论与认识
1.测井仪是石油钻井过程中必不可少的辅助钻井设备，充分合理应用测井仪的作用，可以大大降低钻井时间和工作量。
2. SDZ-5000快速测井平台具有兼容性较好，性能稳定等优点，在油田普遍应用。
3.各类测井仪在使用中都具有一定的误差性，因此测井仪在使用前要进行校验，提高测井仪的精确性和准确性。
参考文献
[1]于波 等 惯性技术[M] 北京航空航天大学出版社 1994
[2]赵光辉 等GLS数控测井系统接口技术和数控地层倾角测井仪[M] 石油工业出版社 1993
[3]胡新民 环境对连续测斜仪测量精度的影响[J] 石油仪器 2000
[关键词]：连续测斜 测井仪 功能 原理 分析
中图分类号：O642.5+1 文献标识码：O 文章编号：1009-914X（2012）35- 0639 -01
前言：随着开采石油资源的日益枯竭，国内外油田开发都将开采方向向海、湖、稠油油藏及海洋等复杂地况的勘探和开发。小块零散油层的开采和大位移井、大斜度井、丛式井、水平井的日益增多，需要精度更高、使用上更加可靠的测斜仪器。
国外现在还没有单独的测斜仪器在中国服务，而现在使用的地层倾角测井仪测井费用较高，不适合大范围的推广。我们应该抓住这一机遇，开发出性能更可靠，使用、维修更方便的连续测斜仪。当前使用的连续测斜仪还存在以下问题：
（1）三加速度计和三磁通门传感器在安装时，因轴不重合而使精度降低；
（2）磁通门传感器易受外界异常磁场干扰，使得测量不准确。因此，微小陀螺作为其替代产品将是必然的发展趋势；
（3）用户需要体积更小、更轻便、更易维修的测斜仪；
（4）能与其它仪器进行组合测井，以减少测井的时间和劳动强度。
一、连续测斜仪的基本原理与应用
在石油测井中，把井轴与铅垂线的夹角叫做井斜角，它反映被测井眼的倾斜程度；把仪器在水平面上的投影与磁北方向间的夹角叫做井斜方位角，它反映被测井眼偏离磁北方向的程度。把垂直于仪器轴的平面内仪器的高边偏离基准线的夹角叫做相对方位角，它反映仪器绕自身旋转的程度。
连续测斜仪的核心为方位组件。方位组件是在捷联式惯导系统的基础上研制开发的，它由两组高精度传感器和相关电子线路组成。其中一组传感器是三个加速度计，另一组是三个磁通门，没有机械转动部分。我们知道，重力加速度G为一矢量，大约等于9.8m/s?，其值随纬度的变化略有差异，其方向铅垂向下。地球上每一固定区域的G值为一确定值。用三个正交安装的加速度计，可准确测量出该地重力加速度的三个方向上分量，通过矢量合成计算出当地G值，并转换成对应的电压或电流信号。方位组件就是根据这一原理，将三个加速度计按正交方式沿仪器轴线安装，分别感应X、Y、Z三个方向上的重力加速度分量，再根据各个分量的大小通过坐标转换，经过地面计算机的处理，计算出井眼姿态的三个参数：井斜角、相对方位角、井斜方位角。
为了保证传感器正常工作，组件中还分别配有伺服电路，用以对传感器进行激励、信号检测、信号变换等处理。此外，方位组件中还装有温度传感器，可随时测量隔热瓶内的环境温度，并以电压的形式输出。测得的环境温度用于传感器的温度补偿，在姿态计算时进行必要的修正。同时还可监视瓶内温度，在隔热瓶失效，或仪器在井下工作时间过长而引起的隔热瓶内温升过高，超过传感器允许的工作温度时，可及时把仪器从井下提出井外，以免损坏传感器。
连续测斜仪井下部分一般由一个测斜仪和一个井径仪组成。它能测量井斜的角度和方位及两个相互垂直且互不影响的井径信号。目前主要应用于以下几个方面：
（1）精确地确定井眼的位置和方向，对于钻井部门在进行侧钻，确定井中落物位置，套管停頓位置和解决许多定向井钻井问题等方面都是非常有用的。
（2）根据测得的方向数据，计算出真实的垂直深度，用它校正其它测井曲线。
（3）井钻完后在下放套管时，根据井眼体积积分可以精确计算需要的水泥体积或砾石充填的体积。
（4）两个相互垂直的井径可以表明井眼的椭圆度，也可表明在套管下扩大井眼作业的有效程度。对固井作业和射孔作业也有很大帮助。
二、SDZ500快速测井平台的介绍
在大斜度和水平井环境中，由于复杂井眼结构，超深、超长裸眼井测井受到遇阻、遇卡的影响，测井时间长，仪器故障多。针对这些情况推广了快测平台仪测井工艺，应用快速测井平台测井方法和钻输测井施工优化设计，从多方面对快测平台测井工艺进行完善，使新技术在完成水平井、大位移定向井等复杂结构井测井中发挥作用。文中根据不同类型不同井身结构复杂井况情况，应用合理的钻输测井工艺，采用设计的施工方法，对下井仪器进行组合优化和加装辅助工具，保证测井安全又提高测井效率，解决了大斜度、超深井遇阻遇卡等复杂结构特殊井的测井任务。
电阻率测井在油气层评价方面始终是地球物理测井领域里的核心技术，尤其对沉积厚度大、岩性均匀、物性好、地层水矿化度稳定条件下的海相沉积地层，恒功率双侧向测井已成为国内各大油田电阻率测并的主要项目之一 。SDZ-5000快速测井平台系统与其他测井仪组合能力较强，兼容性较好，并且具有性能稳定等优点。该系统可以同时测量侵入带与原状带地层电阻率，提供深、中探测的电阻率曲线，采用恒功率控制，深屏流由单片机控制，适合各种地层；其次其测量精度较高，动态范围较宽。双侧向测量的曲线中，深侧向测量原状带地层电阻率，浅侧向测量侵入带地层电阻率，利用双侧向测量的地层电阻率测井资料，根据Archie方程建立地层含水饱和度模型，计算地层含水饱和度。利用双侧向测井资料结合其他测井资料（如成像测井资料等），可对裂缝发育状况进行定性分析，在此基础上再进行半定量评价。在裂缝性致密储层中，影响双侧向测井响应主要有裂缝产状（倾角大小）、裂缝孔隙度、裂缝内流体电阻率及基质电阻率（指无裂缝发育时基质孔隙部分电阻率）。
SDZ-5000在秉承快速平台系统高可靠、高集成化优点的基础上，通过使用USB、CAN总线、DSP等技术，使仪器组合功能更强、组合方式更灵活、传输速率更快；又在保证缩短仪器长度的前提下，通过应用新型微球微电极、数字声波、岩性密度和数字自然伽马能谱等技术，提升了系统测井功能、采集精度和资料质量；高效实用的SDZ-5000的应用提高了油田的测井技术水平，特别是为满足了钻井提速和解决复杂的地质问题的需求提供了必要条件。但SDZ-5000快速测井平台也存在一些缺点和不足。SDZ500快速测井平台常见故障及排除方法
（1）仪器上电后无数据。针对此种情况，应首先检查电源是否正常，其次检查通讯是否正常，再检查通讯线连接是否可靠。刻度与测井状态不能相互切换，应检查CX5的D1、D3、D4。
（2）刻度正确而测井不正确。针对此种情况，深、浅侧向电压和电流都不正确且等于零，说明CX13继电器板有问题，同时检查继电器状态。如果只有深侧向不正确，则应检查回流线10 缆芯连接是否正确可靠。
（3）刻度正确而测井误差大。针对此种情况，应检查主监控电路增益是否满足要求。
三、结论与认识
1.测井仪是石油钻井过程中必不可少的辅助钻井设备，充分合理应用测井仪的作用，可以大大降低钻井时间和工作量。
2. SDZ-5000快速测井平台具有兼容性较好，性能稳定等优点，在油田普遍应用。
3.各类测井仪在使用中都具有一定的误差性，因此测井仪在使用前要进行校验，提高测井仪的精确性和准确性。
参考文献
[1]于波 等 惯性技术[M] 北京航空航天大学出版社 1994
[2]赵光辉 等GLS数控测井系统接口技术和数控地层倾角测井仪[M] 石油工业出版社 1993
[3]胡新民 环境对连续测斜仪测量精度的影响[J] 石油仪器 2000