超高温随钻测井技术
2018-12-07李俊陇
李俊陇
斯伦贝谢中国公司 北京 100025
随钻测井自年成功投人商业应用以来，发展十分迅速，尤其是在近十多年年，随钻测井技术突飞猛进，随钻测井仪器日新月异，并已经发展出了如电阻率仪器、放射性仪器、声波仪器以及成像仪器等商品，它们被广泛应用于地质导向和地层评价。在传统的测井作业过程中，一般都会在钻井作业完成后在进行测井作业，但是由于在钻井完成一段时间后其井径会出现一定的变化，而且在钻井施工过程中钻井液的长期侵蚀等一些因素的影响使得在后续的测井作业过程中，测井的质量以及测井的准确度等都会受到严重的影响。而随钻测井是在钻井的过程中同时进行测井作业施工，这样就可以避免了传统测井作业中出现的弊端。
1 影响超高温随钻测井的因素分析
1.1 井眼围岩厚度的影响
超高温随钻测井是使用超高温传播随钻数据进行测井，在这种测井模式下，实际的探测范围比较大，如果目标层的层厚不太厚，那么实际的测试数值就会收到围岩电阻率的严重影响，导致实际的真实测试值比真实的测试值要小。如果在钻进到目标层段后和目标井深的时候，围岩电阻率对测试结果的影响会随着目标层厚的增加而减小，当目标层的厚度达到一定的数值的时候，围岩的电阻率影响就非常小，甚至可以忽略。
1.2 井眼情况的影响
在测井作业的过程中地层倾角、井径的变化以及钻井液性能的差异都可能对测井结果造成严重的影响。如果井径出现变化或者钻井液的侵蚀会将测井仪器的探测对象进行改变，从而使得实际的探测曲线出现异常的状况。地层中的泥岩在钻井的其中的黏土矿物会不断的吸收水分，从而导致泥岩层出现膨胀，从而使得井径出现了变化，而在钻井过程中，井径会在钻井液长期的浸泡下导致井径出现变化，而泥岩也会受到钻井液的侵蚀而发生蚀变。
1.3 各向异性和相对倾角造成的影响
电阻率的各向异性主要是由于实际的地层厚度比测量仪器的分辨率小一级地层的倾斜从而导致地层的垂直电阻率以及水平电阻率出现了差异导致的。在底层中如果存在了各向异性，那么地层的水平电阻率以及垂直电阻率就会出现不相等的状况。在以往的测井作业过程中主要使用的是地层真电阻率，该电阻率往往就是水平电阻率。如果地层既存在井斜角同时又存在各向异性，那么电测曲线以及水平电阻率往往会出现偏差，甚至会导致在进行地层评价的时候出现评价结果可靠性下降的现象。
2 超高温随钻测井技术的难点
2.1 仪器的设计特点难以满足使用需求
当前市面上常见的随钻测井仪都是针对水平地层且地质条件为均质进行设计的，但随钻测量几乎都是在井眼与地层夹角不为的环境下进行的，地层普遍存在各向异性和非均质性，这会使仪器的测量结果与实际值的误差变大。
2.2 钻井液的选择
随着环保事业的不断发展，对钻井液的环保性能提出了更高的要求，这要求我们做好对钻井液中有毒有害成分的控制和处理，实施废钻井液不落地处理技术，避免对储层造成污染，提高钻井施工的环保性。在实际钻井施工的过程中，应该对钻井液进行合理使用，有效满足钻井携带岩屑的要求，这样才能起到降低钻井事故发生率的作用，有效提高钻井施工的效率。
2.3 钻井钻头的选择
钻头是钻井设备的重要组成部分，其可以在钻井机械的带动下，进行旋转运动，可以有效完成对岩石的研磨和切削。通过钻头不断将岩石研磨和切削成岩屑，然后不断将这些岩屑带到地面，从而有效完成钻井任务。在目前的实际钻井过程中，经常采用的是牙轮钻头和金刚石钻投资，它们在不同的环境中，有着不同的规格和形状。我们应该根据钻井的实际情况，来针对性进行钻头的选取，其不仅应该起到发挥自身的作用，还应该保证钻井的成本。
2.4 参数计算
在HA/HZ储层参数计算过程中不确定性因素较多。据相关研究表明，孔隙度和地层水电阻率确定后，电性参数的各向异性和井斜角会对饱和度的计算结果带来误差，必须对这些误差带来的严重问题予以充分重视。
3 超高温随钻测井技术
在过去 30年里，随着钻井作业朝着更深、更具挑战性的领域迈进，高温高压钻井的行业标准也大量增加。威德福的 HeatWave Extreme(HEX) 随钻测井（LWD）服务在温度高达200℃的条件下仍然能可靠地获取伽马射线、电阻率、中子孔隙度、密度数据。服务包括孔隙度、定向、伽马、井筒 / 环空压力测试，以及具有电阻率及密度测试的全三重组合随钻测井配套技术。通过这些技术，钻井人员在超高温储层中钻进时也能识别油气层、采集足够的储层评价数据，而无需进行额外操作来冷却井下钻具组合。HEX 服务拓宽了钻井的领域范围，通过提高数据传输的可靠度、减少钻井时间，可降低高温高压钻井的运行与经济风险。此外，还可以省去额外的电缆测井、进一步缩短钻井时间和成本。
总之，石油公司遇到 200℃左右的井底温度时，经常采用额外起下钻来冷却井底随钻仪器组件，从而保障井底 LWD 套件能够正常工作。当前，Weatherford 公司 HEX 服务扩展到所有拥有可钻性地层的区域。由于这套仪器的耐高温性能，降低了石油公司的高压与高温（HP/HT）钻井作业与经济风险，降低了作业成本。
