何光林西部钻探克拉玛依录井工程公司

影响录井井深测量的因素

何光林
西部钻探克拉玛依录井工程公司

井深是现场录井项目中非常重要的测量参数，它是一切录井工作的基础。只有录井深度测量准确无误，才能保证与之相对应的其他录井测量参数具有解释评价价值。本文通过对现场录井过程中井深测量系统进行分析，找出影响井深测量的因素，采取对应的措施来提高井深测量的准确性。

井深；测量；影响；因素

前言

录井过程中井深是一个最重要的参数,它是一切录井工作的基础，该参数测量正确与否是录井成败的关键。其他任何录井参数都以这个参数为基础进行测量或计算，因此井深是录井过程中要求比较精确的一个参数，它的精度直接影响到其他参数的准确性。如果井深误差大就不能准确地确定油气层的位置，其他相应的录井参数也将失去意义，所以在录井过程中必须把井深这个参数测量准确，以保证录井资料的准确性。准确的井深测量数据可保证录井资料更加真实的反应地层情况，捕捉到地层的细微变化，更有利于油气层评价；同时准确的深度测量数据可以为钻井工程提供更加可靠的安全监控，保障其安全快速钻进。

一录井井深测量原理

录井井深测量一般通过测量钻具的长度来实现的。计算井深一般是从转盘面开始，也就是计算转盘面下钻具的长度。综合录井仪深度测量系统由深度传感器、井深处理单元、绞车参数标定和钻进逻辑判断等组成。绞车传感器信号经过井深信号处理板的“鉴相识别”（上行或下行）、累计计数，结合滚筒和钢丝绳参数，通过计算就可以得到大钩的高度变化。结合大钩负荷测量数据，通过综合录井软件逻辑状态判断轻重载，从而得到钻头位置及钻井深度。

二传感器性能对井深测量的影响

现场录井中和井深测量有直接关系的传感器主要是绞车传感器和大钩负荷传感器。

1绞车传感器对井深测量的影响

SW-5型综合录井仪采用的绞车传感器中，安装有两个位移角度相差90°的电磁感应开关；内部装有一个码盘,码盘上有12个等距离开孔；与电磁感应接近开关正对，且保持1—2mm的距离。当码盘随绞车轴转动时，两只接近开关与码盘片上的孔及孔之间的间隔间产生有序的脉冲信号，每转动一圈产生48个脉冲信号，每个脉冲理论深度不大于0.6cm。

该传感器工作电压：24Vdc，动作响应开关频率：2000Hz，灵敏度：7.5°，测量精度：滑车实际移动的±1cm，只有采用精度更高的深度传感器，才能提高井深测量的精度。动作响应开关频率：2000Hz，钻机滚筒转速小于5r/s将传感器的转子齿数设计成72齿，才不会出现丢脉冲。从理论上每个脉冲传感器对应的深度不大于0.1cm，使绞车传感器测量精度提高。电磁干扰和信号线阻抗过大都会影响测量的可靠性。用尼龙接头连接传感器与滚筒轴，使用屏蔽效果好、阻抗小的信号线，提高传感器供电电压，可增强信号传输的抗干扰能力，从而提高绞车信号的稳定性和可靠性。

2大钩负荷传感器对井深测量的影响

大钩负荷传感器自身的的液压系统将接受到的压力信号通过压力转换模块和电子处理模块，将0～10MPa的压力信号变换成4～20mA的电流信号。工作电压：24Vdc，输出：4～20mA，测量范围：0～10MPa。大钩负荷传感器对井深的影响主要表现在灵敏度上，即传感器的响应时间。在现场录井中，经常遇到大钩已经向上移动，大钩负荷还表现为轻载，钻头位置不动，从而造成井深不准。这是由于大钩负荷的信号滞后于绞车信号，造成软件逻辑判断错误。这主要是由于压力传感器的响应时间过长，传压管线过长造成的。用大量程（如40Mpa）压力传感器也会增大传感器的响应时间。使用合适量程、响应时间短的传感器，尽量缩短传压用的管线，就能使绞车信号与大钩负荷信号同步，从而提高井深测量的准确性。

三标定方法对井深测量的影响

1绞车传感器的标定

雪狼3.0软件提拱了多点法和滚筒参数法两种标定绞车方法。

多点法具体标定：让司钻将大钩放最低位置，设置一个初始脉冲数，再测量出最低的大钩高度值，将脉冲数和高度输入到标定栏中，让司钻慢速上提每次到钢丝（绞车滚筒钢丝绳）换层时记下大钩高度和绞车脉冲数录入到标定表中，直至大钩上提至最高的高度记下高度和脉冲数录入到标定表中，最后点击确定；退出完成标定。

滚筒参数法具体标定：启动客户端程序，在初始化菜单输入收集的滚筒直径、滚筒长度、钢丝绳直径、钢丝绳股数、初始层数及当前余层的圈数，游车活动到标定的特定位置时，点击“应用”按钮。使用多点法标定绞车，由于人在观察钢丝绳换层是因人而异，无法准确度量，即使是每根单根方完井深都正确，也不能保证单根钻进过程中每个井深点都正确。即单根钻进过程中会出现几个微钻时突变的点（钢丝绳换层时），这给薄层油气显示取心工作带来困扰，也会影响到解释评价的符合率。

相对于多点标定法，滚筒参数法精度较高。使用滚筒参数法标定的关键就是正确初始化参数。录井现场我们可以用游标卡尺测量出钢丝绳的直径d（可以多测几个点取平均值），滚筒长度L和直径D可以从绞车铭牌上获得，每一层圈数n=L/d，可以用计算的n和实际圈数相比较，数值相差不大（在小数位）时，使用铭牌上的滚筒长度便可；如果数值相差较大，以实际圈数为准，使用推算出滚筒的实际有效长度L实=n实*d。使用滚筒参数法标定绞车，如果初始参数设置不准，可能出现单根进尺与单根长度不一致（钢丝绳直径不准确）；即使单根进尺与单根长度相同，也可能会出现单根钻进过程中前半个单个钻时快，后半根钻时慢的异常现象(初始层数不准确)。

2大钩负荷传感器的标定

大钩负荷的标定推荐使用分段直线法（如图3所示）。

图3 大钩负荷传感器标定

通过分段直线插值法实现减小传感器反应时间的目的。此标定方法在轻重载门限判断区间保持传感器原有的线性，正常钻进时也能准确反应钻压的大小，减小了大钩负荷传感器信号延迟带来的影响，间接缩短了大钩负荷传感器的响应时间。

四钻井逻辑判断对井深测量的影响

软件逻辑判断主要是靠悬重的变化来判断钻进状态。当悬重判断不适用时，即使人为的设置合理的门限值，也会出现逻辑判断错误，应增加其他参数来综合判断。如从地表开始录井时，可增加其他参数辅助判断，如增加转盘、泵压等，可以将逻辑判断部分做成用户可以自定义逻辑判断条件的单元。

五人员操作对井深测量的影响

1钻具管理

现场录井人员要参与钻具的丈量，以确保数据的准确可靠。每次交接班要核对所钻单根的场地号，保证井下钻具长度与仪器所测量的一致；制作钻具表，每钻进完一个单根要核对钻具。

2钻具校深

现场录井通常采用方完钻具校深。这种方法有个缺点就是，你上根单根井深有误差，在校完深度和钻头位置后，下一根单根钻进完仍然会有误差，同时会造成某点的瞬时钻时过快。产生这个现象的原因是接完单根后上提钻具解卡时的绞车信号和大钩负荷信号不同步，一般大钩负荷信号滞后于绞车信号。在接完单根后重载情况下，开转盘前大钩高度都会静止一小段时间，此时校验钻头位置，就不会出现信号不同步现象，计算出的钻时数据更准。

在校验井深时，如果绞车参数前面已经设置正确，只需更改钻头位置便可。尽量避免同时更改大钩高度和钻头位置，否则很难校准井深。单根未打完而电脑死机重启后，可根据大钩高度和方完井深对钻头位置进行校正，只要采集板为断电，大钩高度仍然正确。取心时，下钻到底校验深度时，司钻会习惯性的往下压，录井仪上显示有钻压，同时会有10-20cm进尺，只要录井参数设置正确和钻具组合长度正确，不用更改钻头位置，只需在正式取心钻进前修改井深便可，这段进尺的钻时重新计算。如果更改了钻头位置会出现实际岩心长度比进尺多的错误。

六结束语

录井井深测量单元是综合录井仪的重要组成部分，其测量的准确性影响着其他参数测量的准确性。油田精细化勘探和开发要求提供更加精确的录井数据。本文从传感器性能、标定方法、人员操作等方面分析了影响井深测量的因素，提出了具体应对措施，从而达到提高井深测量系统准确性的目的。只有高精度的录井深度数据才能更适应薄层气测解释、地质小层分析对比、水平井地质导向和微钻时等新技术的应用，才能满足现代钻井工程技术对现场录井的要求，为钻井施工提供更有力的安全监控和安全保障。

[1]录井技术文集.北京：石油工业出版社，2002

[2]SW-5型综合录井仪器硬件用户手册

[3]SW-3.0综合录井软件用户手册