方位伽马在石油钻井中的应用

＊程召 李小鹏

（川庆钻探长庆钻井总公司定向井技术服务公司 陕西 710018）

方位伽马在石油钻井中的应用

＊程召 李小鹏

（川庆钻探长庆钻井总公司定向井技术服务公司 陕西 710018）

石油钻井工作是我国在石油开发中的一项重要技术工作，运动恰当的钻井方式能够提升石油开采质量与效率，极大程度上节约资金，降低资源损耗。方位伽马探测技术作为一种新型勘探技术，由贝克休斯英特公司所研发，能够对进行八个方位进行有效勘探，并有效上传勘探数字，准确定位石油储备位置，有助于石油资源的开采与利用。为此，本文将着重针对方位伽马在是有钻井中的应用进行分析与探索。

方位伽马；石油钻井；应用

伴随着社会的不断发展，石油开采量不断的增加，石油钻井技术的引进与开发，方位伽马测井已经成为石油测井时的一项必测工作。方位伽马测井就是在石油钻井时，利用多个探测仪器进行地下勘探工作，这种勘探方式具有极强的范围性，并且能够对底层进行成像，有利于探测人员进行地层评价，对石油开采工作具有重要的应用价值。

1.方位伽马的概念

(1)伽马。伽马，即“γ”，同样被称为“γ粒子流”，是由放射性原子核发生衰变后，产生一种高能量级别的新型核能，这种高能量级别的核能朝着低能量级进行跨越，释放出一种射线，其波长小于0．01埃电磁波，又称“γ射线”。这种γ射线具有极强的穿透性。在20世纪70年代被美国军方所发射的维拉人造卫星探测到来自太空的强烈射线爆发。

(2)方位伽马原理。岩石中拥有放射性核衰变，产生伽马射线，具有一定的能级宽度，利用闪烁技术器对伽马射线进行捕获，或是利用API刻度，在套管井和裸眼井中进行施工，这种钻测技术与普通的钻测技术没有任何本质上的区别，进行资料处理时可以利用传统伽马资料进行处理。

岩石层中所产生的自然放射强度与钾、钍、铀的含量有直接关系，这三种袁术主要分布在黏土矿物和页岩之中，岩石层能够自然的产生γ射线被γ探测仪器进行探测，通过光电增加把闪光转化为电子脉冲信号，然后再转化为泥浆冲信号，以此准确的测量出岩石中的信息。

在钻井探测过程中，方位伽马仪器的安装工作需要在无磁钻铤中完成，由于地层γ放射性的强度能够利用电子线路转变成脉冲信号，将一部分范围数据进行及时上传，使探测者能够及时、准确、有效的了解到底下信息；将另外一部分的数据进行储存，通过相关伽马操作设备进行呈现。利用伽马探测测量系统能够及时了解射线信息，有效实现探测导向，及时对测量数据的范围进行成像处理。

(3)方位伽马结构。方位伽马利用两个探测器，相对排列，呈现对称分布，测量值被分成八个扇形区域，进行井下记录，井下一起的方位信息与实际记录下来的测量值具有密切关联。油田钻井中为了降低数据传输量，将八个范围的信息划分为上、下、左、右传输到地面之上。方位伽马在集成无磁钻铤上，由于这种测量方式不靠近井壁，测量结果直接受到井液钾荒凉、钻井眼尺寸等方面的影响，需要利用软件进行校正。

(4)技术指标。①需要两个闪烁计数器，进行对称分布。②探测器的探测范围在0-500API。③测量环境在100API、测量速度18．3米每小时情况下，探测器探测精准度在±2．5API。④测量分辨率锤子方向大约是153毫米。⑤钻探测井和探头位置、底层岩石密度有关，其半径大约是153毫米。⑥方位伽马在石油钻井中进行探测时最大旋转速度能搞达到每分钟400转。⑦方位伽马探测技术能够在150摄氏度以下的工作环境下进行工作。⑧方位伽马探测仪器能够承受最大工作压力为5．36MPa。

2.方位伽马在石油钻探中的影响作用

(1)放射性统计性涨落。利用范围伽马在石油钻井中进行勘探，其放射性统计性涨落对整个钻井工作有重要的影响。放射性统计性涨落的增加和减小与计数率有着密切的关系，一旦计数率增加，放射性统计性涨落就会减小。为此，想要确保探测器具有充足的计数率，需要降低放射性统计性的涨落幅度。除此之外，多次测量的平均值是测量真值的代表数值。因此，增加测量时间与测量次数能够有效降低放射性统计性涨落。

(2)井眼环境的影响。范围伽马钻井探测技术受到井眼环境的直接影响，主要包含在以下几个方面：

其一，井眼尺寸。井眼尺寸的改变能够直接影响到井眼泥浆厚度的改变，泥浆越薄，方位伽马探测出的数据越准确。其二，石油钻井过程中，范围伽马探测器被安装寨钻铤中，钻铤能够吸收来自地层中的方位γ射线，降低γ探测器的计数率。如果钻铤的密度过大，拥有较大的厚度，对γ探测器的计数率影响更为严重。其三，钻井速度和钻铤转速。除上述三个方面外，γ探测器计数率还受到钻井速度和钻铤转速的影响。

3.方位伽马在石油钻井中的应用

(1)利用上伽马和下伽马确定钻出和钻入的储集层

在传统的自然伽马探测中缺乏相关的方位信息，而且不能对外钻信息进行及时的储存。通过方位伽马探测仪的使用，能够对地层探测信息进行上传、下达，将探测出的信息进行及时的储存，及时有效的告知决策者钻头轨迹的相关信息，用最快的速度返回到储集层中。

使用无方位钻探资料计算地面倾斜角使，需要同一个地面被两次或者是两次以上进行钻探，才能够对地面倾斜角度进行准确的计算。然而利用方位伽马钻探资料时，只需要进行以此地面勘探就能够准确的测得地面倾斜角度，而且能够准确的探测到储集层的位置，获得调整井眼轨迹的时间，有效实现地质导向工作。

使用上伽马资料和下伽马资料计算地层倾斜角的公式如下：

(2)利用伽马成像资料获取地层倾斜角

利用公式能够准确计算出地层“视”倾斜角度，通常石油钻井使用“真”的地层倾斜角，需要使用方位伽马获取成像资料。一般情况有以下两种方式：其一，使用伽马仪器在出井后进行内存数据的获取，运用一系列后期处理方法获取地层倾斜角；其二，利用方位伽马进行钻井探测，获取数据及时上传，形成左、右、上、下这四条伽马曲线，然后快速成像。

利用伽马成像资料获取地层倾斜角时，需要注意以下几个方面的内容：①MPR电阻率数值的下降速率，低角度钻探出储集层是否出“极化角”现象。②伽马曲线的数据变化十分的突然，并不像储集层在低角度钻出时的缓慢变化。③假若钻探数据结果突然出现过低数值，这一现象与断层附近岩石分布情况有一定的关系。④根据相关数据显示，钻探深度在2975米之后的曲线与2975米之前的曲线呈现不同特点。

4.总结

综上所述，方位伽马不但能够代替传统的自然伽马钻探方式，而且能够准确测得空间方位信息，所测得的信息一部分内容及时上传，另一部分进行成像处理，适合运用在水平井地质导向。因此，在进行方位伽马运用时，需要及时更新钻探设备，有效地引进国内外先进的石油开采技术，完善石油开采体系，加强石油钻探技术的管理，提升石油钻探人员的专业技能，及时对石油钻探人员做好培训工作，使石油钻探思想能够紧跟时代发展潮流。

[1]袁超,周灿灿,张锋,陈挚．MC模拟在随钻方位伽马成像正演中的应用[J]．原子核物理评论,2014,(04):505-510．

(责任编辑：任聪)

Application of Orientation Gamma in Petroleum Drilling

Cheng Zhao, Li Xiaopeng

（Directional Well Technology Service Company, Changqing Well Drilling Company, Sichuan Changqing Drilling and Exploration Company, Shanxi, 710018）

Petroleum drilling work is one important technical work in China’s petroleum development and using proper well drilling method can promote the petroleum exploitation quality and effciency, besides, can save cost and reduce resources losses to the utmost extent. Orientation gamma exploitation technology, as one new type exploitation technology, is studied and developed by Baker Hughes Intel Company and it can take effective exploitation from eight cardinal directions, besides, it can upload effectively the exploration digital and position accurately the location of petroleum reserve, which contributes to the exploitation and utilization of petroleum resources. Therefore, in this paper, it takes analysis and exploration of the application of orientation gamma in petroleum drilling.

orientation gamma；petroleum drilling；application

T < class="emphasis_bold"> 文献标识码：A

A

程召（1981～)，男，川庆钻探长庆钻井总公司定向井技术服务公司；研究方向：信息管理与信息系统。