SL6000-LWD隨鉆測井儀工作原理與應用

朱凱

(中石化勝利油田鉆井工程技術公司,山東東營 257000)

SL6000-LWD隨鉆測井儀工作原理與應用

朱凱

(中石化勝利油田鉆井工程技術公司,山東東營 257000)

SL6000地質導向系統是勝利油田2009年完成研發并定型生產的具有自主知識產權的隨鉆測井設備,其整體技術性能指標在國內處于領先地位,應用前景廣闊。本文詳細分析了SL6000-LWD隨鉆測井儀組成結構和工作原理,并對儀器的改進情況及其應用效果進行了介紹。

SL6000-LWD 隨鉆測井儀 原理 改進 應用

SL6000是國產地質導向儀器的優秀代表，具有性能穩定、故障率低、使用和維護成本較低等特點，其整體技術性能指標在國內處于領先地位，近年來在油田內外部市場取得了良好的推廣應用效果。筆者對SL6000-LWD隨鉆測井儀組成、測量原理及其改進應用等方面進行了詳細分析。

1 SL6000-LWD隨鉆測井儀組成與結構

SL6000-LWD測井儀所有測量控制電路和電阻率發射、接收天線，安裝在無磁鉆鋌內。儀器主體包括電磁波電阻率發射和接收天線主體，儀器電子線路和自然伽馬探頭裝入連接筒，儀器上部為中控-電阻率接收電路短接和電池裝入筒，通過環空轉換器與探管連接。儀器下部為電阻率發射電路和自然伽馬電路短接裝入筒，由儀器鎖緊盤固定。下部根據需要連接其它鉆具。

2 SL6000-LWD隨鉆測井儀原理

2.1 電磁波電阻率

SL6000隨鉆電磁波電阻率采用上下對稱的6個發射天線和2個接收天線的布局結構，六路發射天線交替輪流發射2MHz電磁波信號，以它們交替完成一次發射為一個工作周期。每路發射天線發射過程中，兩接收天線同時接收經地層傳播后的電磁波信號，通過兩路信號處理通道調理信號、測量相位差。通過一個工作周期內測得的六組相位差和幅度衰減求得深、中、淺3個地層電阻率值，系統完成一次測量工作，重復測量工作，最終可得深、中、淺3條電阻率曲線。

2.2 自然伽馬

自然伽馬測井儀是最常用的放射性測井儀器。它是用來測量地層中天然放射性伽馬射線總量的。天然伽馬射線主要由鈾系、釷系元素和鉀元素釋放，這些元素主要存在于泥質中，或火成巖中，故該曲線可用來劃分巖性、確定地層泥質含量，進一步區分地層以及儲集層。

在測井儀器中常用的測量伽馬射線的放射性傳感器主要有閃爍晶體及蓋革記數管。SL6000選用蓋革記數管作為放射性傳感器，采用多個蓋革管并聯的方式進行組合，以提高探測效率，同時儀器內部設置的蓋革管傳感器被分為兩組，進一步提高了儀器的可靠性。

2.3 中控

中控是隨鉆儀器采集測量的控制中心，通過儀器總線和其他儀器通訊，儀器總線采用了改進的1553總線連接各個井下儀器。該1553儀器總線不僅可以傳輸命令與數據，而且可以給連接到總線上的各下井儀器提供電源。中控根據設置參數，集中控制總線上的電源開啟和關閉，用命令的方式控制各儀器的工作狀態和獲取數據。以實現操作、測量、傳輸及節能的目的。

3 SL6000-LWD儀器的完善與改進

SL6000-LWD隨鉆測井儀投入使用以來，結合現場施工經驗，通過全體技術人員攻堅克難，對SL6000-LWD的不足之處進行了改進和完善，使之更加適合各種區塊水平井的施工要求，使用更加方便，效果更加顯著。具體表現在。

3.1 探管增加自動識別轉盤鉆模式

以前的探管沒有自動識別轉盤模式，錄完一組數據時間較長，特別是在進入油層后，鉆時較快，有時一個完整的伽馬電阻率序列還沒走完就已經打完單根，數據較少大大影響了地質導向判斷。針對這種問題，對探管進行了改進。改進后的探管自動識別轉盤鉆模式，在復合鉆進時，不用再上傳工具面數據，直接上傳自然伽馬、電阻率參數，大大提高了錄取地質參數數據的速度，數據點較多，為地質導向施工人員分析判斷地層提供了更加可靠的保障。

3.2 隨鉆測井儀本體結構改進

隨鉆測井儀地質參數傳感器及控制電路板裝在一支5.5m左右的無磁鉆鋌內。通過改進，儀器本體無磁鉆鋌由一體化結構改為三段制結構，分為中控電池筒、天線本體和伽馬外筒。這樣改進后的測井儀如果遇到儀器卡鉆、沖蝕等情況造成了儀器扭曲、損壞，就不用更換整根鉆鋌本體，只需更換相應的損壞部件，不但方便了維修保養，而且大大節約了維修成本。

3.3 完善中控上部總線供電控制功能

當儀器進入測井狀態時，以前中控沒有切斷上部總線開關，使得中處依然處于控于給探管供電狀態。這樣就造成一個問題就是，當下部電阻率伽馬測井儀出現故障時，由于上部總線打開，影響到探管工作，造成井斜方位測量儀不能正常工作，儀器無信號的現象。

改進后的中控在儀器進入測井狀態時，關閉上部總線供電開關，這樣即使下部地質導向傳感器和中控發生異常，也不會影響到上部探管、脈沖發生器工作，同樣可以獲得井斜、方位、工具面等工程參數，也為現場人員準確判斷儀器故障提供了方便。

4 應用效果

SL6000-LWD隨鉆測井儀通過測量自然伽馬、電磁波電阻率等地質參數，可以對井眼軌跡所處地層實時評價，準確判斷油層的頂底界面，保證井眼軌跡穿行在油層的最佳位置，大大地提高了油層穿透率，為油田的增油上產提供了有力保障。

隨著國內外油田的水平井施工任務的日益增多、市場競爭日趨激烈，僅靠進口儀器已經遠遠不能滿足生產要求，國產地質導向儀器的推廣迫在眉睫。SL6000-LWD系統有測量數據精確穩定、軟件系統成熟簡便、硬件設施配套齊全、成本低、到貨和維修周期短等優點，自2010年12月SL6000-LWD儀器投入使用以來，勝利定向井公司積極推廣應用。目前公司已配備8套，不但為勝利油田后期復雜油氣藏的開發提供了可靠保障，而且成為公司外闖市場的利器。到目前為止，先后應用到勝利、新疆、重慶、江蘇、東北等油田，共成功完成300余口水平井的施工任務。SL6000-LWD技術不斷成熟完善，逐步形成了人才、技術、設備的完整配套體系，高標準地達到油藏地質要求，在加快產能建設，降低勘探開發成本方面顯示了巨大的經濟價值和社會價值，應用前景廣闊。

[1]劉立軍.隨鉆測井技術的發展現狀和趨勢研究[J].科技傳播,2011,31(14)：69.

[2]高杰,辛秀艷,陳文輝.隨鉆電磁波電阻率測井之電阻率轉換方法與研究[J].測井技術,2008,32(6)：503-505.

朱凱(1988—),男,山東曹縣人,助理工程師,2010年畢業于西南石油大學石油工程專業,現從事定向井技術服務工作。