GW接觸式烴類檢測(cè)技術(shù)的推廣與應(yīng)用

摘 要：GW接觸式烴類氣體檢測(cè)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(shì)，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(xiàng)技術(shù)為對(duì)疑難氣層識(shí)別方面提供了有效的手段。為了使該項(xiàng)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(cè)錄井的適應(yīng)性，開展該項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用工作，使GW接觸式烴類檢測(cè)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(xiàng)技術(shù)與現(xiàn)有手段配套，為油氣水層識(shí)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(xiàng)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(cè)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(jìn)行測(cè)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(jī)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(cè)器。

1.1 滲透膜分離技術(shù)

在GW接觸式檢測(cè)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(cè)器相連，用于全烴含量的檢測(cè)。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(duì)樣品氣進(jìn)行組分含量檢測(cè)。

1.2 催化燃燒檢測(cè)技術(shù)

催化燃燒檢測(cè)器由一對(duì)元器件組成（即黑白元件），分別為檢測(cè)元件和參比元件，其中檢測(cè)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(gè)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(cè)器元件上可燃?xì)怏w才被氧化，增加的熱量會(huì)加大電阻，產(chǎn)生的信號(hào)與可燃?xì)怏w的濃度成比例。

根據(jù)催化燃燒檢測(cè)器原理，其最大檢測(cè)濃度為可燃?xì)獾?00%LEL，對(duì)于甲烷，則為4.5%VOL。為檢測(cè)更大的甲烷濃度，只能通過對(duì)樣品氣進(jìn)行稀釋加以解決（GW即采用該方式），否則將導(dǎo)致檢測(cè)器的不可逆損壞（由于超過100%LEL的可燃?xì)鉂舛葘?dǎo)致檢測(cè)器的持續(xù)燃燒而燒毀）。此外由于是采用催化方法進(jìn)行可燃?xì)怏w檢測(cè)，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(duì)GW在國內(nèi)外研究和推廣現(xiàn)狀，對(duì)其技術(shù)的應(yīng)用和推廣主要有以下幾個(gè)方面：（1）對(duì)現(xiàn)有GW系統(tǒng)配套技術(shù)進(jìn)行完善。（2）研究形成一套GW操作、維護(hù)、資料上交規(guī)范，建立相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)現(xiàn)場使用人員進(jìn)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(cè)技術(shù)的滲透膜技術(shù)國產(chǎn)化途徑。（4）對(duì)接觸式烴類檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行調(diào)研。通過現(xiàn)場應(yīng)用證明，GW接觸式烴類氣體檢測(cè)技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：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(cè)技術(shù)直接測(cè)量鉆井液中的烴類氣體含量，在異常顯示發(fā)現(xiàn)和識(shí)別等方面上具有優(yōu)勢(shì)，因此該項(xiàng)技術(shù)為對(duì)疑難氣層識(shí)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(cè)錄井無法檢測(cè)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(shí)探頭可以實(shí)時(shí)檢測(cè)出口導(dǎo)管處溢流的烴類氣體含量的變化，這對(duì)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(cè)錄井無法檢測(cè)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(shí)探頭可以實(shí)時(shí)檢測(cè)出口導(dǎo)管處溢流的烴類氣體含量的變化，這對(duì)工程安全有著重要的意義。

2.1 GW參數(shù)與常規(guī)氣測(cè)檢測(cè)值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系研究

GW接觸式烴類檢測(cè)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(jìn)行檢測(cè)分析的。而常規(guī)氣測(cè)通過脫氣器將鉆井液中天然氣分離出來，其全烴檢測(cè)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(cè)值與常規(guī)氣測(cè)全烴檢測(cè)值的關(guān)系需要進(jìn)行研究，以便更好地應(yīng)用GW資料，開展了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究工作。

2.2 油基-水基鉆井液中GW檢測(cè)值與氣測(cè)全烴關(guān)系

根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)，得出了油基鉆井液中GW檢測(cè)值、氣測(cè)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(cè)值與全烴增大，且相關(guān)性很好，說明GW檢測(cè)值反映鉆井液中的真實(shí)含氣量；根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)，得出了水基鉆井液中GW檢測(cè)值、氣測(cè)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(cè)值與全烴增大，且相關(guān)性很好，說明GW檢測(cè)值反映鉆井液中的真實(shí)含氣量。

3 接觸式烴類檢測(cè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

3.1 接觸式烴類檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展為可以進(jìn)行組分分析，對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行評(píng)價(jià)

該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展趨勢(shì)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(duì)所鉆地層烴類氣體進(jìn)行組份分析，這樣就可根據(jù)所檢測(cè)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(cè)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(cè)是錄井行業(yè)的一個(gè)主要發(fā)展趨勢(shì)，世界各大公司正在進(jìn)行井下隨鉆氣體檢測(cè)的研究。在井下隨鉆氣體檢測(cè)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(jìn)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(cè)研究，并取得了很大進(jìn)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(huì)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(cè)技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：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(cè)技術(shù)直接測(cè)量鉆井液中的烴類氣體含量，在異常顯示發(fā)現(xiàn)和識(shí)別等方面上具有優(yōu)勢(shì)，因此該項(xiàng)技術(shù)為對(duì)疑難氣層識(shí)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(bǔ)特殊鉆井條件下氣測(cè)錄井的不足等方面收到較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。由于該項(xiàng)技術(shù)在現(xiàn)場適應(yīng)性、油氣層識(shí)別等方面具有優(yōu)勢(shì)，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(bǔ)特殊鉆井條件下氣測(cè)錄井的不足等方面收到較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)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(xiàng)技術(shù)進(jìn)行服務(wù)，隨著技術(shù)的逐步發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)將會(huì)發(fā)揮著越來越重要的作用。

參考文獻(xiàn)

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

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

作者簡介：田志強(qiáng)（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。