连斜硕士论文.doc

西安石油大学硕士学位论文  PAGE 66  PAGE 67 第一章 绪论  PAGE 1 第一章 绪 论 连续测斜的重要意义 在我国，新发现油田的规模逐渐变小，低孔、低渗、低压、薄层稠油储量比重不断增加，勘探开发的难度日益加大，资源接替紧张的矛盾日益突出。为此，国内外钻井界纷纷将目光投向海滩、湖泊及海洋等复杂地质状况的勘探和开发，大量采用定向钻井和水平井技术，进一步提高油气的产量和采收率。目前，钻探定向井、大斜度井、水平井、丛式井和多分支井已经相当普遍。但是，现有的测井仪器大都是针对直井的测井需求而设计的，测井仪器本身没有考虑井斜对测量结果带来的各种影响。必须研究新的测井仪器，尤其是成像仪器和三维探测仪器，用以提供更多更丰富的地层信息[1、2 ]。在这些仪器中，都要涉及到井斜和方位的测量问题。只有搞清楚井斜和方位，才能准确地把握仪器的测量姿态，并通过井斜方位测量参数的校正，使测量结果更加符合地层的真实情况，以便准确地认识地层的地质特性，合理地开采油气资源。 另一方面，钻井与测井是两个不同的作业过程。从钻井作业来看，定向钻井是指为了使钻井达到一个预定的地下目标，使井眼在特定的方向上偏移的工艺和技术。现场钻井作业队必须按照规划部门事先设计好的方案钻到中靶半径以内[2]。钻井作业是否成功达到预定的要求是检验钻井质量的重要指标之一。这项工作需要通过测井作业队使用连续测斜仪对井身的井斜和方位的测量来完成。所以，从测井作业来看，就需要有高精度的、高稳定性的测井仪器作保障，用以实现对钻井作业的可靠的质量监督。 因此，对于井眼轨迹或姿态的测量是石油测井工作的一项重要内容，其测量结果一方面是衡量钻井质量的重要指标，另一方面可为其它测井项目提供校正参数，从而提高解释符合率。 连续测斜就是用来进行井眼轨迹测量一项重要的测井技术。借鉴航空技术中惯性导航技术的发展，使得连续测斜的精度有了很大的提高，其可靠性也得到了一致认同。但是，在测井中这项技术的应用水平还是有限的。在实际的测井工作中，常常存在很多疑难技术问题，尤其是在测量的精度和测量的一致性上还有待于进一步的探讨。 连续测斜技术的发展现状 二十世纪80年代以前，绝大多数油井都是直井[1，2]。国外早期多使用单、多点照相测斜仪，以及以重锤、磁针与低转矩灵敏电位器组成的机械转动式测斜仪，如美国西方阿特拉斯的1013测斜仪[3]。国内所使用的仪器也都是50年代研制的点测井斜仪和后来仿制的机械式连续测斜仪[3]。这些用磁罗盘和重锤组成的测斜仪测量范围有限，测量精度很低[3、4 ]。二十世纪80年代以后，随着定向井、大斜度井以及水平井的钻探，对于测井测斜有了更新更高的要求[3、5]，过去的老式测斜仪器已经远远不能满足需要，必须研制新一代的连续测斜精密仪器。近二十多年来，特别是进入上世纪90年代以来，一些高精尖的航空航天技术逐渐为工业、民用行业所采纳，并获得了广泛而优良的应用价值，这也推动了石油测井技术的快速发展。高品质加速度传感器和高精度磁通门传感器用于石油勘探测井仪器，作为井眼轨迹的敏感测量元件被用于连续测斜仪中，它们不仅具有很高的测量精度，而且工作十分可靠。由于这些传感器早已用于飞机导航和导弹弹道控制，因此，在用于测量井的姿态时，其精度完全可以满足要求[6、7、8]。 将高精度、高分辨率的重力及磁传感器用于裸眼井的井斜和方位的测量，最初是在高分辨率地层倾角测井仪上实现的。代表80年代国际先进水平的3700数控测井系统中的地层倾角测井仪（1016），其方位传感器就用三个加速度计和三个磁通计代替了原来的由低转矩电位器和磁罗盘构成的方位传感器，使仪器的精度有了明显的提高[6]。直到二十世纪九十年代中期，我国各大油田通常只在重点井和探井中使用国外高分辨率地层倾角测井仪，因为仪器价格昂贵，测井费用太高。大量的生产井仍在使用国产老式机械单点测斜仪完成测斜测井。 国外各大测井公司都有自己的特色技术，而且在不断的演变进步。代表90年代国际先进水平的MAXIS500、ECLIPS5700系统和EXECELL2000系统，其所使用的高分辨率地层倾角测井仪（SHDT）、方位短节（4401）和导航短节（XRMI）中同样采用三加速度计和三磁通计，技术已经相当成熟。这些仪器测量范围大、测量精度高、电路结构紧凑合理、使用寿命长[3、9、10 ]。俄罗斯等石油大国也在积极发展先进的侧斜仪器，用陀螺为测斜核心制成的测斜仪已投入使用。该测斜仪由一个陀螺水准仪和一个陀螺方位仪组成，采用水银开关和力矩器组成修正装置。该仪器的优点是可以采用所选定的任意空间方位，并稳定在此位置，基本不发生变化，其方位测量不受地球磁场