GW接觸式烴類檢測技術(shù)的推廣與應(yīng)用

摘 要：GW接觸式烴類氣體檢測技術(shù)具有異常顯示響應(yīng)迅速、劃分顯示層明顯等優(yōu)勢，而且不受安裝條件影響，可以適應(yīng)液體欠平衡、氣體和常規(guī)等各種鉆井條件，因此該項技術(shù)為對疑難氣層識別方面提供了有效的手段。為了使該項技術(shù)更好地發(fā)揮作用，提高欠平衡等特殊鉆井條件下氣測錄井的適應(yīng)性，開展該項技術(shù)的推廣應(yīng)用工作，使GW接觸式烴類檢測技術(shù)在大慶探區(qū)推廣用。使GW系統(tǒng)適用于各種鉆井環(huán)境，確保該項技術(shù)與現(xiàn)有手段配套，為油氣水層識別提供有效的技術(shù)手段。而且，在推廣過程中，建立相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保該項技術(shù)的生產(chǎn)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：錄井；GW烴類氣體異常顯示標(biāo)準(zhǔn)；應(yīng)用

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

接觸式檢測儀以滲透膜（探頭）為氣液分離組件，通過置于現(xiàn)場的探頭分離出的烴類氣體進行測量。目前該技術(shù)國內(nèi)外僅見加拿大Datalog公司的GASWIZARD系統(tǒng)。其滲透膜探頭為金屬網(wǎng)與有機物的復(fù)合膜，可透過各類氣體，但不透過液體、固體；分析部分采用催化燃燒檢測器。

1.1 滲透膜分離技術(shù)

在GW接觸式檢測儀中，所用滲透膜在國際上也未檢索到有相關(guān)的商品信息，僅有相關(guān)的專利應(yīng)用，和產(chǎn)品應(yīng)用論文，卻無相關(guān)的滲透膜制備專利，因此分析國外公司為了技術(shù)壟斷，其滲透膜產(chǎn)品并不公開銷售，技術(shù)處于保密狀態(tài)。目前僅見原加拿大Datalog采用平板滲透膜的市場產(chǎn)品，并且有兩種產(chǎn)品，GW和GC-Tracer（圖1）。其中GW為滲透膜探頭與催化燃燒型烴檢測器相連，用于全烴含量的檢測。而GC-Tracer則是滲透膜探頭與微熱導(dǎo)便攜式氣相色譜相連，用于對樣品氣進行組分含量檢測。

1.2 催化燃燒檢測技術(shù)

催化燃燒檢測器由一對元器件組成（即黑白元件），分別為檢測元件和參比元件，其中檢測元件的微珠含有催化劑，而參比元件的微珠上則沒有催化劑。該兩個元件分別做為惠斯通電橋的一臂，但產(chǎn)生500℃-550℃的恒定直流電壓通過電橋?qū)υ訜幔挥性谔綔y器元件上可燃?xì)怏w才被氧化，增加的熱量會加大電阻，產(chǎn)生的信號與可燃?xì)怏w的濃度成比例。

根據(jù)催化燃燒檢測器原理，其最大檢測濃度為可燃?xì)獾?00%LEL，對于甲烷，則為4.5%VOL。為檢測更大的甲烷濃度，只能通過對樣品氣進行稀釋加以解決（GW即采用該方式），否則將導(dǎo)致檢測器的不可逆損壞（由于超過100%LEL的可燃?xì)鉂舛葘?dǎo)致檢測器的持續(xù)燃燒而燒毀）。此外由于是采用催化方法進行可燃?xì)怏w檢測，因此不可避免存在催化劑中毒問題。

2 推廣應(yīng)用技術(shù)的主要內(nèi)容

針對GW在國內(nèi)外研究和推廣現(xiàn)狀，對其技術(shù)的應(yīng)用和推廣主要有以下幾個方面：（1）對現(xiàn)有GW系統(tǒng)配套技術(shù)進行完善。（2）研究形成一套GW操作、維護、資料上交規(guī)范，建立相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；對現(xiàn)場使用人員進行技術(shù)培訓(xùn)。（3）調(diào)研國內(nèi)滲透膜技術(shù)，探索接觸式烴類檢測技術(shù)的滲透膜技術(shù)國產(chǎn)化途徑。（4）對接觸式烴類檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢進行調(diào)研。通過現(xiàn)場應(yīng)用證明，GW接觸式烴類氣體檢測技術(shù)具有以下優(yōu)勢：一是可以適應(yīng)液體欠平衡、氣體和常規(guī)等各種鉆井條件；二是由于GW接觸式烴類檢測技術(shù)直接測量鉆井液中的烴類氣體含量，在異常顯示發(fā)現(xiàn)和識別等方面上具有優(yōu)勢，因此該項技術(shù)為對疑難氣層識別以及鉆井安全等方面提供了有效的手段。在起下鉆和接單根過程中，由于鉆井液停止循環(huán)，氣測錄井無法檢測鉆井液出口處溢流溢流的氣體含量變化。GW系統(tǒng)探頭是安裝在密封出口導(dǎo)管內(nèi)部，此時探頭可以實時檢測出口導(dǎo)管處溢流的烴類氣體含量的變化，這對工程安全有著重要的意義。在起下鉆和接單根過程中，由于鉆井液停止循環(huán)，氣測錄井無法檢測鉆井液出口處溢流溢流的氣體含量變化。GW系統(tǒng)探頭是安裝在密封出口導(dǎo)管內(nèi)部，此時探頭可以實時檢測出口導(dǎo)管處溢流的烴類氣體含量的變化，這對工程安全有著重要的意義。

2.1 GW參數(shù)與常規(guī)氣測檢測值之間的對應(yīng)關(guān)系研究

GW接觸式烴類檢測技術(shù)是利用膜滲透分離技術(shù)將鉆井液中的烴類氣體（甲烷）分離出來，并進行檢測分析的。而常規(guī)氣測通過脫氣器將鉆井液中天然氣分離出來，其全烴檢測值是脫出的烴類氣體占脫氣筒中氣體（天然氣與空氣）的百分含量。因此，GW檢測值與常規(guī)氣測全烴檢測值的關(guān)系需要進行研究，以便更好地應(yīng)用GW資料，開展了相應(yīng)的實驗研究工作。

2.2 油基-水基鉆井液中GW檢測值與氣測全烴關(guān)系

根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，得出了油基鉆井液中GW檢測值、氣測全烴、鉆井液含氣量關(guān)系。可以看出隨著鉆井液含氣量增大，GW檢測值與全烴增大，且相關(guān)性很好，說明GW檢測值反映鉆井液中的真實含氣量；根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，得出了水基鉆井液中GW檢測值、氣測全烴、鉆井液含氣量關(guān)系。同油基鉆井液一樣，可以看出隨著鉆井液含氣量增大，GW檢測值與全烴增大，且相關(guān)性很好，說明GW檢測值反映鉆井液中的真實含氣量。

3 接觸式烴類檢測技術(shù)發(fā)展趨勢

3.1 接觸式烴類檢測技術(shù)已經(jīng)發(fā)展為可以進行組分分析，對儲層進行評價

該技術(shù)的進一步發(fā)展趨勢是氣相色譜技術(shù)與滲透膜分離技術(shù)結(jié)合而成的色譜跟蹤分析系統(tǒng)（GC-TRACER），它將對所鉆地層烴類氣體進行組份分析，這樣就可根據(jù)所檢測的烴組份含量，定性判斷解釋油層還是氣層、還可為地質(zhì)導(dǎo)向等方面提供更豐富的信息。

3.2 接觸式烴類氣體檢測技術(shù)將向隨鉆井下方向上發(fā)展

目前MWD、LWD、SWD發(fā)展迅速，井下隨鉆檢測是錄井行業(yè)的一個主要發(fā)展趨勢，世界各大公司正在進行井下隨鉆氣體檢測的研究。在井下隨鉆氣體檢測技術(shù)中，需要在井筒內(nèi)完成氣體分離，因此要求分離部分體積小，分離程度高，根據(jù)調(diào)研檢索，目前井下隨鉆鉆井液中氣體分離方法主要是通過滲透膜分離手段進行的。自從2005年Datalog公司研制出滲透膜探頭后，Schlumberger等公司陸續(xù)以此為基礎(chǔ)開展了隨鉆氣體分離檢測研究，并取得了很大進展。因此，滲透膜分離技術(shù)必將是井下鉆井液中氣體分離的基礎(chǔ)，將會有著廣闊的應(yīng)用前景。

4 結(jié)束語

通過現(xiàn)場應(yīng)用證明，GW接觸式烴類氣體檢測技術(shù)具有以下優(yōu)勢：一是可以適應(yīng)液體欠平衡、氣體和常規(guī)等各種鉆井條件；二是由于GW接觸式烴類檢測技術(shù)直接測量鉆井液中的烴類氣體含量，在異常顯示發(fā)現(xiàn)和識別等方面上具有優(yōu)勢，因此該項技術(shù)為對疑難氣層識別以及鉆井安全等方面提供了有效的手段。在今后有著廣闊的應(yīng)用前景，將在豐富錄井資料信息含量和彌補特殊鉆井條件下氣測錄井的不足等方面收到較好的經(jīng)濟效益和社會效益。由于該項技術(shù)在現(xiàn)場適應(yīng)性、油氣層識別等方面具有優(yōu)勢，在今后有廣闊的應(yīng)用前景，將在豐富錄井資料信息含量和彌補特殊鉆井條件下氣測錄井的不足等方面收到較好的經(jīng)濟效益和社會效益。根據(jù)調(diào)研，目前印尼區(qū)塊已經(jīng)開始應(yīng)用該項技術(shù)進行服務(wù)，隨著技術(shù)的逐步發(fā)展，該項技術(shù)將會發(fā)揮著越來越重要的作用。

參考文獻

[1]陳代偉.接觸烴類氣體檢測技術(shù)應(yīng)用研究，200912.

[2]陳代偉.接觸式烴類氣體檢測技術(shù)調(diào)研，200504.

作者簡介：田志強（1977-），助理工程師，2011年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院石油工程專業(yè)，現(xiàn)在大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司從事錄井采集工作。