沿鉆柱測量技術及其發展方向

王敏生

（中石化石油工程技術研究院有限公司, 北京 102206）

隨著油氣勘探開發重點逐步轉向深層、超深層、復雜地層和深水油氣藏，鉆井施工難度大、周期長、井下故障多等問題凸顯，實時監控井內壓力、溫度等參數，對于安全、高效、快速鉆井具有重要意義[1–4]。當前，MWD和LWD等技術已成為精確控制井眼軌跡、高效開發油氣藏的重要手段。其中，海洋鉆井中使用MWD和LWD技術的比例已高達95%以上。在復雜工況下，采用欠平衡鉆井、控壓鉆井等低傷害鉆井方式時，為準確監測井底工況、有效防止井底溢流，往往采用PWD（pressure while drilling）工具對井內部分工程參數進行實時采集分析。但是，MWD、LWD和PWD等工具只能對靠近鉆頭的井眼環境進行評估，無法實現對全井眼的評估，并且多數需要以鉆井液作為信息傳輸的媒介，在鉆井液排量低或無鉆井液循環的情況下，數據無法傳遞，起下鉆、接單根等作業過程中無法對井下狀態進行實時監測。此外，鉆井液脈沖信號傳輸速率較小，難以實現大量數據的高速實時傳輸。經過多年的研究和改進完善，有纜鉆桿已逐步實現商業應用，為井下數據不依賴鉆井液循環實時高速傳輸提供了有效手段[5–13]。

將多個井下工程參數測量工具按一定間隔集成于有纜鉆桿網絡中，可以建立分布式的傳感器網絡，實現固定間隔多點實時工程參數的沿鉆柱測量（along string measurement，ASM），從而獲得鉆井環境某一鉆井參數沿井筒分布的完整信息。NOV公司研發的鉆井參數動態實時測量工具BlackStreamTMASM可以高頻測量溫度、水眼與環空壓力、鉆柱轉速和三軸振動等數據，與有纜鉆桿技術結合，可以實現多點分布式實時工程參數沿鉆柱測量，監測沿井眼方向相對完整的鉆井環境狀態[14–18]。……