FEWD随钻测井技术的简介和应用分析研究 机械制造专业.docx

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1、FEWD随钻测井技术的简介与应用摘要：哈利伯顿公司的FEWD(FormationEvaluationWhileDrilling)系统可以跟踪钻井作业，根据地层自然伽玛以及地层电阻率及时调整井身轨迹，提高油气的暴露程度。该仪器投入使用后，性能稳定，数据可靠，开发效果显著。本文简要介绍了FEWD系统的基本组成和工作原理，以及该技术涉及到的常用井下仪器组合、常用钻具组合、现场施工管理模式、主要应用领域。以便合理使用FEWD,严格规范操作规程，增强石油勘探的实践能力。关键词：FEWD；随钻测井；自然伽马、电磁波电阻率、中子孔隙度、岩石密度；优势；应用。一、引言。21世纪是一个能源紧张的时代，能源是一个

2、国家发展的生命线，在当代国际竞争中具有战略性的意义，可以说谁走在能源开发的前端，谁就掌握了发展的先机，尤其对我们这样一个人口大国而言，更是意义重大。并且我国是一个石油大国，石油开发效率有很大提升空间，为此引进哈利伯顿公司的FEWD(FormationEvaluationWhileDrilling)系统，增强石油开发的软实力，打开我国石油开发的新思路,实现跨越式发展,这样才能紧跟世界石油工业先进技术的发展步伐,达到提高国内随钻测井技术水平的目的。同时这也是在新时期的时代背景下贯彻科学发展观的具体要求，实现可持续发展的目标，为中华名族的伟大复兴奠定能源基础。二、FEWD系统简介。（一）、系统说明。

3、FEWD（FormationEvaluationWhileDrilling）系统是美国哈里伯顿公司生产的一种正脉冲无线随钻测量系统，在钻井作业的同时能提供定向工程参数、地层特性参数以及仪器状态参数。，主要功能是随钻测井,由测井传感器、定向工程参数传感器、钻具振动传感器等部分组成,可以实时获得地层自然伽玛、电阻率、补偿中子孔隙度、岩石密度四道地质参数和井斜角、方位角、磁/高边工具面角等工程参数,同时仪器自动记录井下钻具的震动情况,当井下钻具的振动超过允许的范围时,井下仪器优先将该钻具剧烈振动的信息传递至地面,以警示施工人员采取措施减振、预防井下复杂情况或井下事故的发生。（二）、系统组成。FEWD

4、系统由地面设备和井下仪器组成。地面设备通常由司钻显示器、压力传感器、绞车编码器、大钩载荷传感器（或IN-SUP传感器）、防爆箱、INSITE计算机系统组成。压力传感器用于检测井下仪器所发出的泥浆脉冲信号，绞车编码器、大钩载荷传感器用于实时跟踪井深，防爆箱用于隔离强、弱电并负责传感器的供电以及传感器信号处理，INSITE计算机系统则负责处理各种数据。井下仪器可以在钻井作业的同时采集井斜角、磁方位、磁性/重力工具面、地层自然伽玛、地层电阻率以及仪器振动数据等，并由脉冲器产生携带这些信息的泥浆脉冲信号。井斜角、磁方位、磁性/重力工具面等参数可用于指导定向工程师进行定向施工作业；同时，INSITE计算

5、机系统根据井下仪器所提供的地层自然伽玛、电阻率数据以及绞车编码器所提供的井深数据绘制出实时测井曲线，现场地质师通过比对实时测井曲线与前期所钻探的邻井测井曲线，调整钻探目标，使井眼轨迹尽量穿过油气层，以获得高产量。（三）、系统工作原理。井下各传感器根据设置的内容测量数据，并将数据存储于各自使用的存储器内。PCD探管根据设置的内容顺序采集最新的工程、地质数据，统一编码后由脉冲信号发生器以正脉冲的方式，通过钻柱内的钻井液传至地面。地面设备对钻井液脉冲检波、编码、处理，最后得到井下传递上来的数据并向需要该数据的地方发送。仪器出井后，再在地面读取各传感器的测量数据，经处理后得到详尽的地质数据（测井曲线）

6、。（四）、传感器介绍。1、自然伽马传感器（DGR）。DGR包含有两组伽马射线探测器，每组由8根22.9mm长的盖革米勒计数管组成，16根计数管在仪器周围均匀排列（如图1所示）。测量范围为O38OAPIunits,系统测量误差士5%,统计精度4APlunits1OOAPlunits,垂直分辨率229mm,探测深度30Ommo2、电磁波电阻率传感器（EWR-PhaSe4）。EWR-Phase4采用四相位技术，具有高精度、高灵敏度和高可靠性的特点。它由四个发射极和两个接收极组成（如图2所示），通过测量每一组发射极和接收极之间的相位差和波幅衰减，可以合成4条不同探测深度（极浅、浅、中深、深）的电阻率曲

7、线和组合电阻率曲线。测量范围为020008m,系统测量误差1%108m,垂直分辨率153mm,探测深度762mm。3、岩石密度传感器（S1.D）。S1.D利用葩137作为放射源，主要用于测量地层密度和光电指数，同时和其它参数一道，分辨油、气、水层。4、中子孔隙度传感器（CN5）。CN5用铜-镀中子源作为放射源，主要用于测量地层的中子孔隙度，同时和其它参数一道，分辨油、气、水层。三、FEWD的优势。（一）实时获得真实的地质参数。在地质导向钻井施工过程中，井下地质评价仪器或地质导向工具可以向地面传输实时地质参数，可实时绘制出用户需要的各种类型的测井曲线，为工程和地质人员进行工程和地质分析提供准确的

8、依据由于是实时测量，在地层刚被打开时不久，井下传感器就能测到所打开的地层，因此，地层暴露时间短，获得的地质参数是在地层有轻微入侵甚至没有入侵的环境下刚刚打开的地层物性的最早期资料，与电缆测井相比，更接近地层的真实情况。（二） 利用测井参数实现地质导向。实时地质参数可以帮助现场人员随时监控地层特性和地层的变化情况,对地层的变化和特性做出准确的判断，有效控制井身轨迹穿行于产层中的最佳位置，回避油、气界面油、水界面和水层，从而获得最好的采收效果，达到提高单井产量和储层采收率的目的。（三） 风险回避。对地质参数变化的综合分析，可以预测钻进过程中可能遇到的诸如地层中存在的异常高压等风险因素，同时，如果在

9、FEWD中加挂钻柱振动传感器，可以及时探测到钻具的剧烈震动，从而可以提前采取措施，控制风险的发生或减少损失止匕外，根据实时地质资料，可实时准确判断油气的运移和油气性质，避免钻探开发风险。（四） 提高勘探开发效率。FEWD地质评价功能可以有效的控制井眼轨迹的着陆点和走向，及时调整井身轨迹和产层的位置关系，避免重复施工，从而显著提高钻井效率，缩短钻井周期，从整体上降低投资，提高勘探开发效率。四、FEWD的技术运用。（一）、常用井下仪器组合。利用FEWD随钻测井技术施工，根据地层性质和钻井施工的不同要求，通常采用两种仪器组合，既包括伽玛电阻率密度孔隙度四道地质参数的仪器组合和只包括伽玛电阻率两道地质

10、参数的仪器组合具体采用何种组合，需要根据甲方的要求确定。（二）、常用钻具组合。利用FEWD随钻测井技术施工，配合导向马达工艺技术和高效钻头，构成全新钻井工艺模式,能实现各井眼轨迹工艺段的连续作业施工施工过程中主要以动力钻具为钻进工具的导向钻具组合为主，根据施工的需要，有时也采用可变径稳定器为主的旋转导向钻具组合，以便在小范围内对轨迹进行微调。（三）、现场施工管理模式。利用FEWD随钻测井技术施工是采油地质钻井施工的综合应用，随时利用FEWD测井曲线岩屑录井气测录井钻时录井，分析地层变化，进行地质导向钻井施工，随时调整井眼轨迹，使轨迹沿油层走向钻进，保证油层钻穿率，在此基础上确立的现场施工管理模

11、式。（四）、运用领域。目前在以下七种难动用油气藏钻探开发方面取得良好效果：薄层油藏、断块复杂地层油藏、边/底水油藏、边远油藏、超稠特稠油油藏、低渗透油藏、碳酸盐岩地层油气藏。FEWD的合理使用，不仅应该要严格按照操作规程，还需要在现场工作中不断地摸索，找出最合适该地区的施工方法，做好总结工作，为后续工作打好基础。参考文献：刘玉榜,刘华,贺昌华.FEWD地质导向钻井技术及其应用J.钻采工艺，2006,29(3)：102-104.刘修缮,苏义脑.泥浆脉冲信号的传输速度研究J.石油钻探技术,2000,289(50)：24-26.黄文军,近钻头地质导向钻井技术在江苏油田应用初探J.机械,2012,39(S1)：50-53,137.1苏义脑,水平井井眼轨迹控制.北京:石油工业出版社，20002朱德一译.国外大位移井钻井技术的最新进展,世界石油工业，1998,:273许海清,王建富,裴学静.水平井钻探中的小层对比.录井技术，2003,14(3):43-46