試論儲(chǔ)存式水泥膠結(jié)測井技術(shù)

彭峰

摘要：存儲(chǔ)式測井是一種綜合了多門學(xué)科的技術(shù)和知識(shí)的新型的測井技術(shù)，它完美的解決了復(fù)雜井例如大斜度井、水平井、超深井等的電纜測井的難題，而采用的是一種無電纜測井的方式，通過一系列的地面系統(tǒng)的組裝和參數(shù)配置，可以實(shí)現(xiàn)對一些復(fù)雜井的測井技術(shù)，提高了石油勘探的效率。

關(guān)鍵詞：儲(chǔ)存式水平測井;水泥膠結(jié);

1 引言

我國石油勘探開發(fā)的進(jìn)度在不斷深入，各種復(fù)雜井不斷的挑戰(zhàn)著石油勘探者的極限，例如水平井、超深井、大斜度井等，這些復(fù)雜井的電纜測井非常困哪，如果采用常規(guī)的測井方式，會(huì)給石油勘探測井帶來各種技術(shù)問題，而且容易引發(fā)電纜安全問題[1]。存儲(chǔ)式測井技術(shù)就是在這樣一種背景下發(fā)展起來的一種新型的測井技術(shù)，存儲(chǔ)井相比傳統(tǒng)的測井技術(shù)來說，更加容易降低作業(yè)周期，從而可以降低測井的作業(yè)成本，而且更加適應(yīng)各種復(fù)雜的井下環(huán)境，可以將測井的安全風(fēng)險(xiǎn)降到最低。存儲(chǔ)式測井技術(shù)最為有優(yōu)勢的一點(diǎn)就是，它將濕接頭式鉆具輸送電纜在水平井、大斜度井中的技術(shù)難題。傳統(tǒng)的鉆井工程中，井下工具都是通過爬行器進(jìn)行輸送，因此，對井況的要求比較高，要求井液是清水，而且要求刮管，一旦發(fā)現(xiàn)套管出現(xiàn)了開裂和變形，就很難對井下工具進(jìn)行輸送。因此實(shí)際施工的時(shí)候，水平爬行的距離不能超過750m，這一條件并不適用于復(fù)雜井的井下工具輸送。

2儲(chǔ)存式聲波變密度測井系統(tǒng)

2.1儲(chǔ)存式測井的原理

相比于傳統(tǒng)的電纜測井的方式來說，儲(chǔ)存式的測井技術(shù)采用的是一種無電纜測井的技術(shù)，這種技術(shù)結(jié)合了地質(zhì)、鉆井、測井等專業(yè)，更加適合復(fù)雜井的測井?dāng)?shù)據(jù)采集。在測井時(shí)，可以將儀器安裝在鉆具的內(nèi)部，再通過鉆具，將測井儀器輸送到井底，儀器有自帶的電池可以對儀器進(jìn)行供電，井下儀器對數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的采集，這些數(shù)據(jù)可以儲(chǔ)存在儀器的芯片中，當(dāng)鉆具帶著儀器到達(dá)地面時(shí)，就可以對測井的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，也就可以獲得井的相關(guān)數(shù)據(jù)[2]。

2.2 儲(chǔ)存式測井系統(tǒng)組成

儲(chǔ)存式測井系統(tǒng)由三個(gè)部分組成，包括地面系統(tǒng)、深度系統(tǒng)和下井儀系統(tǒng)。

地面系統(tǒng)負(fù)責(zé)的是儀器下井前的參數(shù)配置和工作狀態(tài)檢查，還要負(fù)責(zé)完成時(shí)間-深度的轉(zhuǎn)換，除此之外，還要負(fù)責(zé)鉆桿傳輸過程中的深度的測量、記錄、深度跟蹤狀況。地面系統(tǒng)還有一個(gè)重要的任務(wù)，就是負(fù)責(zé)儀器出井后的數(shù)據(jù)處理工作。深度系統(tǒng)顧名思義就是負(fù)責(zé)傳感器的狀態(tài)，進(jìn)行深度數(shù)據(jù)的判別。可以對深度-時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，從而完成深數(shù)據(jù)文件，通過深數(shù)據(jù)文件，可以對地面系統(tǒng)取得的測井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行匹配。下井儀系統(tǒng)的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)和地面的通訊，完成測井?dāng)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)和采集，從而對測井的參數(shù)進(jìn)行配置。通過測井完畢后，這些數(shù)據(jù)要被傳送給地面系統(tǒng)[3]。

3 井下工具的組成

3.1存儲(chǔ)式井下工具的原理與組成

存儲(chǔ)式測井儀有三個(gè)部分，其中包含信號(hào)處理、電池短節(jié)、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理單元。為了符合大斜度、小井眼的復(fù)雜井的水平井或者固井，測井儀的外徑被設(shè)計(jì)為60 mm，可以將測井儀直接掛在鉆具的底部，或者采取泵出的范式，將測井儀輸送到需要測量的井段。地面處理系統(tǒng)對井下的工具進(jìn)行參數(shù)配置，就可以完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、儀器檢查、測井讀取的功能。

3.2 信號(hào)的接收與發(fā)送單元

信號(hào)采集單元由聲波探頭、伽馬短節(jié)、磁定位短節(jié)等三個(gè)部分組成，發(fā)射儲(chǔ)能電容的供電問題由聲波發(fā)射電路負(fù)責(zé)，發(fā)射儲(chǔ)能電容負(fù)責(zé)的是向聲波探頭發(fā)射器發(fā)射聲波探頭，可以讓聲波探頭產(chǎn)生3ft和5ft信號(hào)，而這些信號(hào)再由信號(hào)處理電路進(jìn)行濾波、放大和隔離等操作。主控采集電路再對這些信號(hào)進(jìn)行采集和存儲(chǔ)，在測井結(jié)束以后，數(shù)據(jù)處理面板和電路短節(jié)進(jìn)行配接，再通過USB或者CAN總線的通訊方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取。

3.3 電池單元與儲(chǔ)存系統(tǒng)

三星公司的NAND FLASH芯片具有優(yōu)良的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)性能，它采用的是與非結(jié)構(gòu)來對容量進(jìn)行增大。它可以實(shí)現(xiàn)高速處理，例如在800us內(nèi)，就可以完成長達(dá)2000字節(jié)的編程操作，128K字節(jié)的擦除工作，可以在1m中完成，因此比較適合做儲(chǔ)存系統(tǒng)的存儲(chǔ)單元。

3.4 計(jì)時(shí)處理電路

計(jì)時(shí)處理電路中需要解決的就是實(shí)時(shí)時(shí)鐘的計(jì)時(shí)問題，一般可以采取兩種方式進(jìn)行實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)時(shí)，可以采用時(shí)鐘日歷芯片進(jìn)行計(jì)時(shí)，還可以通過CPU的定時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)，采用CPU的定時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)有一個(gè)優(yōu)勢就是，不用附加其他的外圍器件，只需要進(jìn)行一定的編程，就可以獲得時(shí)鐘的功能。但是由于CPU有電容和外接晶振等元件的影響，誤差比較大。如果以24h為一個(gè)周期，累計(jì)誤差可以達(dá)到10s以上，因此，這種計(jì)時(shí)只能用于精度要求不高的場合，采用時(shí)鐘日歷的芯片，相比起來精度就高的多，24小時(shí)的誤差只有幾秒，而且接口也很簡單，能夠選擇的計(jì)時(shí)器也有很多種，相比之下適用性更好。

4結(jié)語

目前，我國有很多油田投入使用了存儲(chǔ)式鉆具輸送測井系統(tǒng)，而且在固井的質(zhì)量測井或者開發(fā)井的領(lǐng)域都有了很多的應(yīng)用。傳統(tǒng)的水平井鉆具的輸送和測井技術(shù)，都受到井況的影響，遇到復(fù)雜井的時(shí)候，特別是遇到大斜度井和水平井，如果采取電纜測井，則容易出現(xiàn)電纜的事故安全，采用儲(chǔ)存式水泥膠結(jié)測井技術(shù)，可以對小井眼的直井和斜井進(jìn)行準(zhǔn)確的測井，還可以實(shí)現(xiàn)固井質(zhì)量評價(jià)。但是在水平井段，考慮到重力的原因，最好采用儀器扶正器對儀器進(jìn)行扶正和改進(jìn)，才能更好的達(dá)到儀器居中的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]存儲(chǔ)式鉆具輸送測井系統(tǒng)操作手冊[Z]，中國電子科技集 團(tuán)公司第二十二研究所，2012。

[2]鄭宇生、占慶，存儲(chǔ)式鉆具輸送測井系統(tǒng)在油田的應(yīng)用 [J]，石油工業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2013年第1期.

[3]張正玉，泵出式測井系統(tǒng)在四川地區(qū)復(fù)雜井中的應(yīng)用[J]，測井技術(shù)，2012年8月第4期。