一、引言
為了有效的開發吐哈油田薄油層和殘余油層,成功引進了PLM的隨鉆感應電阻率測井儀器。該儀器與原有的MWD定向系統及隨鉆自然伽瑪測井儀器,一起組成雙參數地質導向儀器。根據該儀器測出的兩條(自然伽瑪、電阻率)地質參數曲線,并結合與鄰井測井資料的對比,就可以定性的了解目的層的地質構成,進而幫助定向工程師對軌跡控制中將要出現的異常情況進行準確的判斷,通過定向參數和地質參數配合,控制井眼軌跡處于目的層的最佳位置,有效的回避油/氣、油,水界面提高鉆井效率、縮短鉆井周期、提高單井產量和儲層采收率。
二、結構和工作原理
1.測量方法
電磁感應技術就是通過輸出恒定頻率的交流電通過線圈產生交變磁場,這個磁場又以井筒為中心的圓環,每一個環都相當于一個導電環,這些導電環在變磁場的作用下產生感應電流,接受線圈就能夠產生感應電動勢,電動勢的大小與地電導有關,利用電動勢的變化計算出這些環的電導率。
2.工作原理
感性電阻率儀器裝置安裝在無磁電阻率鉆鋌短節的一側,由傳感器、控制電路組成。其工作原理與電纜測井儀器原理相同。采用了復合線圈系以改善頸向特性,通過電源控制電路產生固定頻率交流電流供給發射線圈,激發產生一個變化的磁場(主磁場),它傳播進入地層,在井眼周圍的地層中產生感應電流,這些電流產生了能夠被線圈接受的二級磁場。由于二級磁場的作用而使接受線圈產生的電壓的幅值和相位是地層電導率的函數,因此通過控制電路的處理可以得到地層電導率,經倒數后得到地層電阻率。
隨鉆感性電阻率由鋰電池(14.4V)提供能量,鋰電池使用壽命200h。在電池頂部通過1個公扣連接,這樣可以與定向儀器串的底部母扣相連接,從而使隨鉆感應電阻率工具向定向測量系統傳輸實時的電阻率數據,并通過MWD的泥漿脈沖傳送到地面,經軟件處理后得到實時的電阻率測井曲線,該儀器可以實時備份數據,便于起鉆后數據的回放和查閱。并且可以根據需要對兩條(自然伽瑪、電阻率)測井曲線圖進行各種比例的出圖,這樣便于與電纜深感應測井曲線進行校比。
三、現場應用情況
PLM隨鉆感應電阻率截至目前已經在吐哈油田成功應用5口水平井,實際效果比較好,特別是在復雜地質結構和薄油層的水平井軌跡控制中起到良好的預期效果,不但幫助定向工程師控制井眼軌跡成果著陸目的層,而且大幅提高了在薄油層的有效進尺。以下就地質情況復雜情況下的水平井應用情況簡單介紹如下:
1.英503H應用情況
英503H井從井深1940m下入“電阻率+伽瑪+MWD”,由于鉆遇實際油層垂深滯后設計12m,斜深更是達到了86m。全井軌跡控制段長756m、盡管如多次進行軌跡調整,鉆遇油層段長322m、水平段長263m油層鉆遇率100%,中靶精度完全符合沒計要求。
圖1 英503H軌跡投影圖
英503井從井深1900m進行伽瑪、電阻率隨鉆跟蹤測試,取得了1900.00~2427.OOm完整的伽瑪和電阻率曲線,全井段儀器沒有出現任何故障,經過與測井曲線的對比分析,兩者的數據和圖形吻合率達到了90%以上。
圖2 英503H隨鉆自然伽馬、電阻率曲線圖與電測曲線合成對比圖
2.紅臺2-58H應用情況
該井位于吐哈盆地紅臺2號區塊,是一口三開水平井,現場施工時間為2012年3月1日至4月5日,從井深1830m開始定向鉆進,完鉆井深2721m,軌跡控制段長891m,水平段長479m,該井實際目的層相比地質沒計垂深上移10m,目的層厚度也由沒計的17m變為5m,且隨著位移的增加逐漸變薄。定向工程師通過隨鉆感應電阻率提供的地質參數,并結合鄰井測井資料,對井眼軌跡進行了適當的調整后不但順利鉆遇目的層,而且在水平段長度不變的情況下使得油層的鈷遇率達到了70%。
圖3 紅臺2-58目的層構造圖
3.英502H2應用情況
英502H2井是吐哈盆地魯克沁構造帶英也爾構造英502塊英502井西北約0.612km處打的一口礦場試驗水平井。該井井眼尺寸為91/2min,軌跡控制段長1192m,水平段長585m,由于鉆進中儀器準確的提供了地質參數(自然伽馬、電阻率)數據,使得該井的砂層鉆遇率100%,有效砂層鉆遇率高達92.4%(其中熒光8級13.2%,油跡9級79.2%),該井是吐哈油田首口超薄油層(2m)長水平段的水平井,通過錄井和電測資料分析,油氣顯示良好。
圖4 英502H2預測油層剖面
四、結論
1.PLM隨鉆感應電阻率儀器與MWD、自然伽馬測井儀器的結合使用,既可以滿足軌跡控制的需要也可以滿足地質導向的要求,能夠大幅的提高水平井在復雜地質結構和薄油層的鉆遇率進而提高單井產量。
2.PLM隨鉆感應電阻率儀器由于其工作的頻率較低,不存在所謂的介電效應,因此可以在水基、油基及飽和鹽水的泥漿中使用,不會對測量的精度有很大的影響。
3.由于該儀器在使用過程,可以實時的傳輸數據,不需要起下鉆,這樣可以節省鉆井時間,從而節約鉆井成本。
4.該儀器也存在這一些不足,因為儀器的信號是通過泥漿傳輸的,因此對泥漿泵的工況要求較高,其次由于儀器串中加入了自然伽馬和電阻率,從而使得定向探管距鉆頭的鄰長達到了17m,這樣會為軌跡控制和調整帶來一些難度。
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