SL6000-LWD随钻测井仪工作原理与应用

朱凯

(中石化胜利油田钻井工程技术公司,山东东营 257000)

SL6000-LWD随钻测井仪工作原理与应用

朱凯

(中石化胜利油田钻井工程技术公司,山东东营 257000)

SL6000地质导向系统是胜利油田2009年完成研发并定型生产的具有自主知识产权的随钻测井设备,其整体技术性能指标在国内处于领先地位,应用前景广阔。本文详细分析了SL6000-LWD随钻测井仪组成结构和工作原理,并对仪器的改进情况及其应用效果进行了介绍。

SL6000-LWD 随钻测井仪 原理 改进 应用

SL6000是国产地质导向仪器的优秀代表，具有性能稳定、故障率低、使用和维护成本较低等特点，其整体技术性能指标在国内处于领先地位，近年来在油田内外部市场取得了良好的推广应用效果。笔者对SL6000-LWD随钻测井仪组成、测量原理及其改进应用等方面进行了详细分析。

1 SL6000-LWD随钻测井仪组成与结构

SL6000-LWD测井仪所有测量控制电路和电阻率发射、接收天线，安装在无磁钻铤内。仪器主体包括电磁波电阻率发射和接收天线主体，仪器电子线路和自然伽马探头装入连接筒，仪器上部为中控-电阻率接收电路短接和电池装入筒，通过环空转换器与探管连接。仪器下部为电阻率发射电路和自然伽马电路短接装入筒，由仪器锁紧盘固定。下部根据需要连接其它钻具。

2 SL6000-LWD随钻测井仪原理

2.1 电磁波电阻率

SL6000随钻电磁波电阻率采用上下对称的6个发射天线和2个接收天线的布局结构，六路发射天线交替轮流发射2MHz电磁波信号，以它们交替完成一次发射为一个工作周期。每路发射天线发射过程中，两接收天线同时接收经地层传播后的电磁波信号，通过两路信号处理通道调理信号、测量相位差。通过一个工作周期内测得的六组相位差和幅度衰减求得深、中、浅3个地层电阻率值，系统完成一次测量工作，重复测量工作，最终可得深、中、浅3条电阻率曲线。

2.2 自然伽马

自然伽马测井仪是最常用的放射性测井仪器。它是用来测量地层中天然放射性伽马射线总量的。天然伽马射线主要由铀系、钍系元素和钾元素释放，这些元素主要存在于泥质中，或火成岩中，故该曲线可用来划分岩性、确定地层泥质含量，进一步区分地层以及储集层。

在测井仪器中常用的测量伽马射线的放射性传感器主要有闪烁晶体及盖革记数管。SL6000选用盖革记数管作为放射性传感器，采用多个盖革管并联的方式进行组合，以提高探测效率，同时仪器内部设置的盖革管传感器被分为两组，进一步提高了仪器的可靠性。

2.3 中控

中控是随钻仪器采集测量的控制中心，通过仪器总线和其他仪器通讯，仪器总线采用了改进的1553总线连接各个井下仪器。该1553仪器总线不仅可以传输命令与数据，而且可以给连接到总线上的各下井仪器提供电源。中控根据设置参数，集中控制总线上的电源开启和关闭，用命令的方式控制各仪器的工作状态和获取数据。以实现操作、测量、传输及节能的目的。

3 SL6000-LWD仪器的完善与改进

SL6000-LWD随钻测井仪投入使用以来，结合现场施工经验，通过全体技术人员攻坚克难，对SL6000-LWD的不足之处进行了改进和完善，使之更加适合各种区块水平井的施工要求，使用更加方便，效果更加显著。具体表现在。

3.1 探管增加自动识别转盘钻模式

以前的探管没有自动识别转盘模式，录完一组数据时间较长，特别是在进入油层后，钻时较快，有时一个完整的伽马电阻率序列还没走完就已经打完单根，数据较少大大影响了地质导向判断。针对这种问题，对探管进行了改进。改进后的探管自动识别转盘钻模式，在复合钻进时，不用再上传工具面数据，直接上传自然伽马、电阻率参数，大大提高了录取地质参数数据的速度，数据点较多，为地质导向施工人员分析判断地层提供了更加可靠的保障。

3.2 随钻测井仪本体结构改进

随钻测井仪地质参数传感器及控制电路板装在一支5.5m左右的无磁钻铤内。通过改进，仪器本体无磁钻铤由一体化结构改为三段制结构，分为中控电池筒、天线本体和伽马外筒。这样改进后的测井仪如果遇到仪器卡钻、冲蚀等情况造成了仪器扭曲、损坏，就不用更换整根钻铤本体，只需更换相应的损坏部件，不但方便了维修保养，而且大大节约了维修成本。

3.3 完善中控上部总线供电控制功能

当仪器进入测井状态时，以前中控没有切断上部总线开关，使得中处依然处于控于给探管供电状态。这样就造成一个问题就是，当下部电阻率伽马测井仪出现故障时，由于上部总线打开，影响到探管工作，造成井斜方位测量仪不能正常工作，仪器无信号的现象。

改进后的中控在仪器进入测井状态时，关闭上部总线供电开关，这样即使下部地质导向传感器和中控发生异常，也不会影响到上部探管、脉冲发生器工作，同样可以获得井斜、方位、工具面等工程参数，也为现场人员准确判断仪器故障提供了方便。

4 应用效果

SL6000-LWD随钻测井仪通过测量自然伽马、电磁波电阻率等地质参数，可以对井眼轨迹所处地层实时评价，准确判断油层的顶底界面，保证井眼轨迹穿行在油层的最佳位置，大大地提高了油层穿透率，为油田的增油上产提供了有力保障。

随着国内外油田的水平井施工任务的日益增多、市场竞争日趋激烈，仅靠进口仪器已经远远不能满足生产要求，国产地质导向仪器的推广迫在眉睫。SL6000-LWD系统有测量数据精确稳定、软件系统成熟简便、硬件设施配套齐全、成本低、到货和维修周期短等优点，自2010年12月SL6000-LWD仪器投入使用以来，胜利定向井公司积极推广应用。目前公司已配备8套，不但为胜利油田后期复杂油气藏的开发提供了可靠保障，而且成为公司外闯市场的利器。到目前为止，先后应用到胜利、新疆、重庆、江苏、东北等油田，共成功完成300余口水平井的施工任务。SL6000-LWD技术不断成熟完善，逐步形成了人才、技术、设备的完整配套体系，高标准地达到油藏地质要求，在加快产能建设，降低勘探开发成本方面显示了巨大的经济价值和社会价值，应用前景广阔。

[1]刘立军.随钻测井技术的发展现状和趋势研究[J].科技传播,2011,31(14)：69.

[2]高杰,辛秀艳,陈文辉.随钻电磁波电阻率测井之电阻率转换方法与研究[J].测井技术,2008,32(6)：503-505.

朱凯(1988—),男,山东曹县人,助理工程师,2010年毕业于西南石油大学石油工程专业,现从事定向井技术服务工作。