定向井中應用MWD+GAMMA儀器的優劣研究

劉文茂

摘要：隨鉆測量儀器（MWD）是石油、天然氣開采中進行定向鉆井必不可少的，但目前我國很多老油田已進入開采后期，開采難度加大，為保證油田穩產和增產，要多利用水平井挖潛厚油層中的剩余油，此時必須采用MWD+GAMMA儀器進行定向施工作業，已達到軌跡控制和著陸控制的目的。在提高儲層鉆遇率方面，MWD+GAMMA儀器仍存在一些不足，需要加以改進。

關鍵詞：MWD+GAMMA儀器，鉆遇率，不足，改進

1.測量原理

自然伽馬測井測的是巖層的自然放射性強度。地層中的放射性元素主要有鉀、釷、鈾。鉀和釷存在于頁巖和粘土礦物（伊利石、高嶺石、蒙脫石）中。巖層 的自然放射性強度主要取決于鉀、釷、鈾的含量。地層發射的GAMM A射線，把能量傳遞給M W D+GAMMA測量短節產生閃光。閃光被PMT管探測到并轉換成電子脈沖。該電子信號與其它定向參數信號被編碼成串行信號，在控制短節和脈沖脈沖發生器的作用下，串行電子信號轉換成泥漿脈沖壓力信號經鉆井液傳到地面壓力傳感器和主機，脈沖信號轉換成電子信號并解碼轉換成GAMMA值，單位為API。

2.MWD+GAMMA測量技術

隨鉆GAMMA測量的地層GAMMA值在泥巖地層中升高，在砂巖地層中降低。

3.MWD+GAMMA儀器的優勢

在水平井鉆進過程中，精確控制水平段的井眼軌跡是水平井施工的難點和關鍵所在。利用MWD+GAMMA儀器實時測量的GAMMA數據來判斷分析所鉆遇的油層情況，根據實時情況進行必要調整水平段的井眼軌跡，確保其在油層中。定向施工時，應掌握螺桿鉆具的造斜率，并加密測量間距，當發現測量數據出現異常情況時，及時采取相應措施，對井眼軌跡進行有效的調整。

4.MWD+GAMMA儀器的劣勢

在水平井井眼軌跡控制中，利用MWD+GAMMA儀器雖然可以提供軌跡控制水平，但由于存在零長（測點距離井底有11米左右），所以僅靠測量數據還不能準確判斷井底的巖性特征及其含油氣性。若油層很薄，當隨鉆測量數據顯示井眼軌跡已經偏離油層時，鉆頭實際上已經進入非油層11米左右，此時要想把井眼軌跡重新調整回油層中，就要再鉆相當長度的非油層，這種測量數據滯后的現象將大大影響控制效果。

在薄油層中采用MWD+GAMMA儀器進行軌跡控制雖然能夠較好解決地質動態找油的問題，但是僅用此儀器區分油層和干層效果不明顯，影響復雜區塊的地質決策，不能有效規避鉆井地質風險。

5.改進措施

在科技高速發展的今天，為了保障國家能源戰略安全，隨鉆儀器也得到迅猛發展以滿足越來越多待開發的復雜地層。在目的層不確定且投資較多的情況下，推薦使用LWD甚至是旋轉導向，這將解決使用MWD+GAMMA儀器會遇到的難題。可實際鉆井作業中，不是每口井都會有較大的投入，此時就需要采取更加經濟的方法來解決實際中遇到的困難。其中，最常用的方法就是采用氣測錄井技術。

氣測錄井可以直接測取鉆井液中氣態烴類的含量，從而有助于發現油氣顯示。但是鉆井液中混入的原油將使氣測全烴量曲線基線升高，進而掩蓋地層中的油氣顯示。然而鉆井液中無論加入何種有機物，當其循環均勻后，組分中的甲烷、乙烷等輕組分將降低甚至消失。因此，在進行水平段的施工作業中，一旦發現甲烷、乙烷等輕組分出現或升高，就可以判定鉆頭在油層中鉆進，井眼軌跡符合設計要求。施工作業時，常用快速色譜儀測量甲烷值并將其看作一條準連續曲線來替代全烴量曲線的作用，用于卡油層。雖然甲烷值的變化也存在滯后 的問題，但比起MWD+GAMMA儀器測量出GAMMA值的滯后時間要短，進而在一定程度上彌補了隨鉆GAMMA的不足，較好地解決了動態找層的問題。該項技術即MWD+GAMMA+C1技術。

隨鉆MWD+GAMMA+C1技術主要應用在進入油層前的隨鉆GAMMA+C1校直曲線圖進行地層對比。如果有明顯的標志層，就從標志層開始使用MWD+GAMMA+C1進行監測;如果沒有明顯的標志層，通常情況下在預計油氣層的垂深前50m～80m開始使用MWD+GAMMA+C1進行監測。監測過程中，一般利用隨鉆GAMMA和C1的變化特征來判斷鉆頭是否在油層中鉆進。具體的判定方法為：在進行水平段鉆進過程中，當鉆頭從上部泥巖進入油氣層時，C1由低值快速上升，隨鉆GAMMA值由高變低;當鉆頭從油氣層進入下部泥巖時，C1由高值緩慢下降，隨鉆GAMMA值由低變高;當鉆頭從下部泥巖進入油氣層時，C1由低值快速上升，隨鉆GAMMA值由高變低;當鉆頭從油氣層進入上部泥巖時，C1由高值緩慢下降，隨鉆GAMMA值由低變高;當鉆頭在泥巖中鉆進時，C1降為低值，隨鉆GAMMA值保持高值;當鉆頭在油氣層中鉆進時，C1達到高值，隨鉆GAMMA值保持低值。

參考文獻：

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