光纖陀螺連續測斜儀的測井工藝及應用

高躍元

摘要：本文介紹了光纖陀螺連續測斜儀的測井工藝，闡述了該儀器的測井工藝和日常維護及常見故障分析，對現場測井施工作業起到一定的指導意義，有助于油田后續工作的展開，提高測井施工效率和保證測井曲線質量，促進油田常規井測井技術的發展和應用。

關鍵詞：光纖陀螺;自尋北;一次下井

引言

由于目前油田常規井的大力開發，造成不少鉆井隊在鉆井過程中出現定向問題，導致后續開發問題的出現，常規連斜儀器在套管井中無法使用，只能依靠光纖陀螺測斜儀，該儀器穩定性能好，精度高，輕便簡單，對作業隊伍勞動強度要求不高，能夠有效快速的采集地層變化的連斜數據，為油井的定向軌跡提供數據支持，能夠及時判斷中靶情況。通過對該技術的應用和研究，能夠有針對性對油井的再次開發提供技術支撐。

1、光纖陀螺連續測斜儀的介紹和應用

1.1儀器簡介

光纖陀螺連續測斜儀是基于光纖陀螺（FOG）捷聯慣導測量技術和光纖通訊技術的新一代測斜儀器。主要由光纖陀螺和加速度計等傳感器組件、測量數據預處理單元、井下通訊模塊組成的井下儀器、測井電纜、測斜儀地面控制系統以及地面接口設備等部分組成，利用井下儀探管中的正交安置的光纖陀螺和加速度計傳感器組件相對慣性空間的角運動和線運動參數，通過航跡推算出被測井眼的井斜角、井斜方位角、工具面角等信息，經測井電纜傳輸至地面顯示和繪圖。

1.2 TLX74-100D光纖陀螺連續測斜儀技術指標

儀器外徑：74mm 儀器長度：<3500mm 最大耐壓：80MPa

工作電壓：100V 工作電流：150mA 工作溫度：175℃

井斜角范圍：0°～180° 井斜角誤差：±1° 方位角范圍：0°～360°

方位角誤差：±3°（井斜角<5°、>175°）±1.5°（5° ≤井斜角≤ 175°）

工具面角范圍：0°～360° 陀螺工具面角：±1.5°（井斜角<5°）重力工具面角：±0.15°（5°≤井斜角≤175°）

最大測速：3000m/h 測井方式：定點測量、連續測量

1.3硬件及軟件要求

配接TLX74-100D光纖陀螺連續測斜儀對于數控的硬件及軟件要求如下：

（1）需要SCL-0104編解碼板;（2）SCL-0102主控板的軟件版本要求：PC104為CV1.01及以上、ARM為ArmV1.00M及以上;（3）SCL測井軟件版本要求為SCL5.3.11及以上版本。

1.4井眼軌跡測量儀器連接

在井場拆裝儀器時，井下儀必須放在儀器支架上對接。儀器的裝配或拆卸必須至少兩人負責，一人用工具拆卸，另一人負責固定儀器，防止儀器在支架上彈起或從支架上滑落。

（1）檢查儀器及工具是否備齊，“O”型密封圈是否有破損，連接螺紋是否干凈，并對密封圈涂抹潤滑脂;

（2）依次將井下儀連接好，順序電纜頭、遙傳短節、上扶正器、伽馬磁定位短節、光纖陀螺測斜儀、下扶正器、減震器;

（3）不連接伽馬磁定位短節時，將光纖陀螺測斜儀連接到上扶正器下端。

2、儀器下井前測試和起下過程

下井前，應先對儀器進行加電測試，確認儀器工作正常。

①打開地面電源，調整輸出電壓到195V左右，打開輸出開關，給井下儀器供180～200mA;②在“陀螺控制界面”輸入當地緯度值，發送“系統自檢”命令，若狀態信息顯示“系統自檢結束”，說明儀器工作正常;③發送“自尋北”命令，狀態信息顯示“正在自尋北”，大約7min后，儀器狀態顯示“自尋北結束”，顯示所有測量參數。

以上步驟正常后，即可下井作業。

①儀器下放速度應控制在3000m/h以內，并盡量保持勻速，儀器接近井底時，要適當降低下放速度，不超過1000m/h;②儀器到達井底后，打開井下儀器電源，打開地面測井軟件，選擇“連續測量”，進行井眼軌跡測量;③在“陀螺控制界面”輸入當地緯度值，發送“系統自檢”命令，狀態信息顯示“系統自檢結束”，儀器工作正常;④發送“自尋北”命令，狀態信息顯示“正在自尋北”，大約7min后，儀器狀態顯示“自尋北結束”，顯示所有測量參數;⑤開始上提測井，如果測量伽馬磁定位曲線，則上提速度不超過800m/h;⑥測量完成后，關閉井下儀器電源，取出儀器，儀器出井口時應有操作工人護住儀器，避免磕碰儀器。

3、日常維護及常見故障分析

儀器每次測井返回，必須將儀器沖洗干凈。儀器快速檢查：（1）檢查外殼有無變形或損傷;（2）去掉電子線路護管，檢查電路板和元件有無松動等現象;（3）拆卸密封部位嚴禁用力敲打，以防受力嚴重引起形變影響密封性;（4）檢查密封圈，對有傷痕的予以更換。

儀器月度檢查：將儀器安裝在轉臺上，連接地面數控對各個測量參數進行記錄及檢查。

常見故障分析：（1）電流不正常。工作時電流指標超出正常范圍表明儀器內部存在故障，電流較小或無，需檢查電源線。大電流需檢查電源模塊及電源與地是否短路;（2）測量數據不正確。若測量方位數據不正確，而井斜數據和工具面數據正確。首先查看維度輸入是否正確，是否按照正確流程進行操作。注意：請勿自行拆解陀螺測量短節，自行拆解該短節會造成測量精度下降和陀螺損壞。（3）數控誤碼。在直讀模式下工作時，若出現誤碼，首先進入高級設置-AMI模板，檢查誤碼率、正脈沖閾值、電纜選擇等設置是否正確，上述設置正確，再通過主界面的示波器在線調試，調節解碼增益、正脈沖閾值，觀察示波器左下角的解碼燈、誤碼燈，直至解碼正常。

4、結束語

針對油田目前面臨的困難，遇到鄰井相互影響而造成無法估計的損失，在鄰井間可以使用該光纖陀螺測斜儀來作為參考，判斷該井是否值得開發。不少采油廠現在都需要這項技術提供支持，可見該儀器的市場需求很大。通過對光纖陀螺測井儀的研究應用，能夠全面地了解該技術，對油田的再次開發利用提供數據分析。采用該測井儀器，測井技術得到了本質上的提高，對判斷問題井有無再利用價值，提供了技術上的保障，滿足了油井再利用的技術需求。

參考文獻

[1]王駿，連續測斜儀在石油測井領域的應用及發展[J].艦船科學技術，2003