對新一代隨鉆測井儀器的研究探討

徐占超（勝利油田鉆井工程技術公司定向井公司，山東 東營 257100）

1 隨鉆電法測井

1.1 小直徑隨鉆方位側向測井儀

目前小井眼鉆井（6”）大多用于水平段鉆進和放油，在這些井中就能發揮隨鉆測井的優勢，能夠實現在鉆井過程中收集地層評價和地質導向參數，不需要使用鉆桿來傳輸測井電纜，大大節省了作業時間，還能隨時根據實際地質環境進行對排水井的位置進行調整優化。小直徑鉆孔側向測井儀器不僅僅具備了常規的橫向距離測量要求，還能夠將高分辨率成像測量結合起來，環形天線能夠實現對平均比特方位聚焦側向電阻率的測量。

1.2 深探測隨鉆電磁測井儀器

在鉆井過程中，遇到部分斜度較大以及水平的鉆井，若能夠預測出鉆頭前方的地層情況，就能節省大量不必要的操作，致力于這一目標，業內諸多公司開發的各種先進的測量儀器，以實現在進行鉆孔成像的同時對構造傾角和儲層表征進行反饋。不過，實際做到的預測僅僅是幾厘米的深度，只能用于繪制最近的地質界面。在隨鉆電磁測井儀器問世后，這一套全新的測量系統能夠實現同時測量多個電阻率存在差異的地質界面，這可以確保地質導向擁有精準的檢測能力。

1.3 近鉆頭電阻率

鉆頭的電阻率是從一個點的軸向非聚焦“螺旋”測量得到的電阻率，主要觀測的數據是從螺旋管發射極向著鉆頭流去的電流。若能得到泥漿的電阻率數據，理論上能夠根據相關公式得出修正后的電阻率。鉆頭電阻率主要體現的是地層界面的變化，所以通過對界面變化的分析，能夠實時選擇套管的深度以及取芯位置。除此之外，電阻率的變化同樣能反應間隙負荷的變化，以便做好安全防范措施。這種測量儀器可直接放在鉆頭后方，也可以是遙測鉆井電機和RSS導向裝置的后方。

2 隨鉆聲波測井

2.1 新型聲波測井儀

市面上目前能見到的聲波測井儀主要規格有6.75”和8.25”這兩種。聚焦接收機的方位聲學測量工作可在進行開孔的套管井內進行。若有必要可以有針對性地進行縱波和橫波測井操作，使用的技術為數據壓縮技術。

2.2 隨鉆多極聲波測井儀器

因為目前對油氣的開采在陸上和海上都在進行，目標更為復雜和分散，這就需要隨鉆測井技術的更新。聲波測井技術在孔隙水壓力的監測方面應用非常良好，不過由于隨鉆測井的縱波和橫波數據缺失，難以將新技術應用到巖石鉆井方面，這是在這一現狀之下，新型的鉆井設備問世了，并且有效改變了這種狀況。此外，它還能夠對那些收發距離不同的測量操作進行優化調整，以提高信號的信噪比。新型儀器還能擁有“聽”模式，不使用發生器發射信號，對背景噪聲進行記錄；一次性記錄所有波形，省去對波形的模式分解或疊加。結合數據處理和廣泛的硬件建模設計工作，新型儀器不僅僅能預測孔隙壓力，還可以對井壁穩定性作出評價，對地震進行比較，對水泥膠結情況作出定性評價，優化巖石力學性能和實施監測氣體含量。

3 隨鉆成像測井

3.1 油基泥漿成像儀

傳統的電纜油基泥漿成像裝置的原理如下：利用液壓推板把極板移動到鉆井內側，將傳感器同地面進行耦合，這樣就將極板固定在了傳感器上，得到了具有高分辨率的圖像。但是用于隨鉆測井并不是最好的解決方案，這種做法忽略了鉆井隨鉆測井裝置和地質界面之間的距離，會出現減低轉速和增加壓差卡鉆或儀器故障的幾率。目前最有可能解決這一系列問題的儀器正處在測試中，該儀器集成了微型電動裝置和超聲波脈沖發射聲波成像裝置，具有以下幾點優勢：提高對誤差的敏感度（能監測出裂紋，孔的幾何形狀等），微電阻率成像（包括巖性，浸漬，沉積構造和流體界面）擁有更高的分辨率和清晰度。

3.2 LWD-油基泥漿成像傳感器

地層微電阻率成像測量在隨鉆測井中能夠實現地質導向和地層評價的功能。不過對于油基泥漿鉆井微電成像尚無法實現。在過去的測井工作當中，對于油基泥漿電纜微電成像測量操作中必須使用水基泥漿來代替油基泥漿。普遍使用密度成像，不過密度成像得到的圖像是2”*2”的，只能對較大的地層特征進行識別。若遇到井筒與地層之間的角度過小的情況，就不能依靠密度圖像來進行計算了。隨鉆測井OBM成像傳感器能夠把中等分辨率的電磁波電阻率成像儀和動態聚焦聲傳感器進行組合，在提供豐富的地層信息的同時還可以進行井筒和裂縫成像。

4 結語

盡管隨鉆測井技術仍在發展，但國外隨鉆測井技術已經走向成熟，由于鉆井技術在日益成熟，地質導向和地層評價起到的作用會越來越大。隨著測井和鉆井方法的多樣化，隨鉆地層評價完全取代電纜測井是必然的結果。因此，跟進鉆井技術的研發工作是非常有必要的。

[1]張辛耘，郭彥軍，王敬農.隨鉆測井的昨天、今天和明天[J].測井技術，2006，06:487-492+586.

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