《综合录井仪讲座》PPT课件.ppt

吐哈录井工程公司 二00九年三月,胥东宏,综合录井仪及其应用,1 综合录井仪概述 2 综合录井仪系统构成和工作流程 3 供电系统和综合录井传感器 4 色谱气测系统 5 综合录井仪软件介绍 6 工程录井方法及应用 7 地层压力监测 8 其它录井设备介绍,目 录,1 综合录井仪概述,综合录井仪是集现代电子、计算机、传感器、分析等技术为一体的现代录井设备。它测量的参数有气测参数、钻井参数、钻井液参数、地层压力参数，主要用于在石油勘探开发工程中钻井现场发现油气层、评价油气层、预报钻井工程事故、优化钻井参数、地层压力检测以及硫化氢有害气体监测等工作。由于录井工作在发现油气层和预防钻井事故中方面所起的重要的作用，被誉为石油勘探开发的“眼睛”，钻井工程的参谋。它具有以下几个方面的显著特点：实时性 、及时性 、准确性 、指导性 。,ALS-2综合录井仪,SK2000FC综合录井仪,SW-5综合录井仪,国际 70年代以前:第1代 面板式综合录井仪 80年代中期:第2代 联机式综合录井仪TDC型 90年代: 第3代 ALS-2 2000年: 第4代 ALS-2.2,ADVANGTAGE 国内 70年代以前:第1代 半自动气测仪SQC-701 88年 XZL-864型（仿GERHART） 92年 上海 SK1Z01型(仿Geo5000) 99年 上海 SK2000型 2004年 上海 SK-CMS,国内外综合录井仪的发展,3KVA UPS 2,数据 服务器,显示器,数据 采集,数据采集箱,钻台 显示器,数据交换箱,隔离变压器,实时数据打印,实时图形打印,处理资料输出,硬件组成流程图,2 综合录井仪系统构成和工艺流程,综合录井仪内部结构,综合录井测量的主要参数： 井深、钻时、大钩负荷、转盘转速、转盘扭矩、套管压力、泵压、泵冲、泥浆出口流量、泥浆入口密度、泥浆出口密度、泥浆入口温度、泥浆出口温度、泥浆入口电导、泥浆出口电导、泥浆池液位、总烃、甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷、正戊烷、二氧化碳、硫化氢等参数及计算参数共计192个。,主要测量参数,采用三相四线式输入，其中有三相火线，一根零线。相线间电压为380V,相线与零线间电压为220V，频率为50赫兹。 两台不间断UPS电源，保障当外电切断时录井工作和数据安全。,防雷隔离变压器,3 综合录井仪供电系统和传感器,综合录井仪供电系统,录井仪器房供配电原理,配电箱,按传感器测量原理分类 （1）压力传感器：大钩负荷、液压扭矩、立管压力、套管压力、钻井液 密度等。 （2）临近探测器：绞车、泵冲、转盘转速等。 （3）电磁感应传感器：霍尔效应（扭矩）、电磁流量、钻井液电导率等 （4）超声波探测器：超声波液位。 （5）热敏传感器：钻井液温度。 （6）阻变式传感器：靶式流量； （7）气敏式传感器：硫化氢、可燃气体探测器、二氧化碳等。,综合录井仪传感器分类,综合录井仪传感器的分类,按信号分类,模拟信号 脉冲信号,钻井液密度传感器(MWI/MWO) 工作原理 钻井液密度传感器都是利用差压式原理来测量钻 井液密度，当两只带有波纹膜片的法兰浸没于钻井液 中时，由于两只法兰在钻井液中所处的深度不同，其 表面所受的压力也不同，从而使两膜片间产生一压力 差；该压力差经两根毛细管传递给可变电容元件，使 可变电容中间膜片变形，引起电容量变化。 压差与液体密度的关系如下： d=kdp/H 式中 d钻井液密度 g/cm3 dp压差 H两膜片间距离 mm K常数 1,综合录井仪传感器的结构及工作原理,密度传感器,组成结构 (1)两金属压力膜片 (2)金属毛细管 (3)膜片金属护罩 (4)加长固定杆或本体 (5)防爆接线盒及前置电路 (6)信号电缆及快速插头,密度传感器,综合录井仪传感器的结构及工作原理,钻井液电导率传感器(MCI/MCO) 工作原理： 电导率传感器采用两个磁环线圈组成原付级线圈，原付级线 圈在同一轴线上，传感器探头浸在钻井液中，在原级线圈中通 过20KHZ的交流信号，在呈现闭合状态钻井液中产生感生电流 。通过钻井液中的感应电流，再感应到传感器的付级线圈，付 级线圈接收信号的大小与钻井液的导电能力(即电导率)大小成 正比。传感器内部有一体化的温度传感器(热敏电阻)，用于监 视钻井液的温度，对被测温度下钻井液的电导率进行温度校正 ，补偿到该钻井液25时的电导率值。电导率变送器对传感器 信号进行整形、放大处理、输出与电导率对应的420mA的标 准直流电流信号。 组成结构： （1）探头 （2）金属护罩 （3）加长固定杆 （4）防爆接线盒及前置电路 （5）信号电缆及快速插头,电导率传感器,综合录井仪传感器的结构及工作原理,技术性能及工作条件 工作电压：+24VDC 输出电流：4-20mA 测量范围：0-300mS/cm 精 度：2%,电导率传感器,综合录井仪传感器的结构及工作原理,钻井液温度传感器(MTI/MTO) 工作原理 钻井液温度传感器的探头内部是一个具有热敏 特性的铂丝，当钻井液温度变化时，由于热敏元件 的电阻值随着温度的变化而变化，从而使输出的电 流信号发生变化，这一信号通过前置电路处理成标 准电流信号（4-20mA）输入给计算机。 组成结构 （1）热敏探头 （2）金属护罩 （3）加长固定杆 （4）防暴接线盒及前置电路 （5）信号电缆及快速插头,温度传感器,综合录井仪传感器的结构及工作原理,技术指标 工作电压：+24VDC 测量范围：0-100 传感器类型 铂电阻PT100 精 度：2% 输出信号：4-20mA电流输出（二线制） 工作环境: -4080,钻井液温度传感器的校验 以电阻箱100欧姆=0度，138.5欧姆=100度，校验传感器。,温度传感器,综合录井仪传感器的结构及工作原理,工作原理 压力传感器的测量部分是四个压电电 阻扩散在一不锈钢薄片上，组成一个惠斯 通电桥，当液压压力作用于电桥上时，桥 路的电平衡被破坏，同时产生一个随压力 大小成正比变化的电压信号，（压力传感 器包括大钩负荷、液压扭矩传感器、泵压 传感器、套压传感器）,压力传感器,综合录井仪传感器的结构及工作原理,压力传感器,大钩负荷传感器(HL) 工作电压：+24VDC 承压范围：0-6.895MPa 0-10MPa 精 度： 2% 输出信号：4-20mA,技术性能及工作条件,综合录井仪传感器的结构及工作原理,扭矩传感器(TORQ) 过桥张紧轮式扭矩,压力传感器,技术性能及工作条件 工作电压：+24VDC 承压范围：0-10MPa 精 度：2% 输出信号：4-20mA,综合录井仪传感器的结构及工作原理,电扭矩传感器,电动扭矩传感器E.TORQ,工作原理：电动扭矩是电流传感器装置，主要是把探头卡在驱动转盘电源输入线上，传感器输出与转盘扭矩成正比。该传感器的线型输出为0-20mA。 对应转盘的驱动电流是0-1000A，因此给传感器加24VDC电压，传感器信号为250mv时，则说明转盘驱动马达的电流为1000A. 技术性能及工作条件 工作电压：+24VDC 测量范围:0-1000A 精 度：5%,综合录井仪传感器的结构及工作原理,安装电扭矩注意事项： 1、一定要安装在给转盘供电的电源线上 2、和电流方向必须一致 3、注意防水,电扭矩传感器,综合录井仪传感器的结构及工作原理,压力传感器,立管压力、套管压力传感器(SPP/CSIP) 1）技术性能及工作条件（立管压力SPP） 工作电压：+24VDC 测量范围：0-40MPa 精 度：2% 输 出:4-20mA 2）技术性能及工作条件（套管压力CSIP） 工作电压：+24VDC 测量范围：0-60MPa 精 度：2% 输 出:4-20mA,立管压力：安装位置应考虑在振动小、安全、易安装、不易冻结的地方,综合录井仪传感器的结构及工作原理,绞车传感器(WINCH) 工作原理 绞车传感器通过检测钻机绞车的转速和转动方向，来确定钻机升吊系 统大钩运动速度和方向。当绞车转动时，传感器的转子随之转动，绞车旋 转1圈，由于绞车转子组件的齿轮齿数不同，其产生的感应脉冲信号个数也 不同（12齿的产生48个、20齿的产生80个）；当绞车旋转方向不同时，绞 车内一对固定的临近探头因排列的先后其产生的感应脉冲信号的顺序不同。 绞车传感器就是通过感应脉冲信号的数量和顺序，来反映大钩运行的速度 和方向。 组成结构 （1）定子组件，包括金属外壳、轴承、固定皮革带； （2）一对临近探头； （3）转子组件，包括多齿齿轮和转子铜板； （4）防爆接线盒； （5）信号电缆及快速插头。,绞车传感器,综合录井仪传感器的结构及工作原理,技术性能及条件 工作电压：+24V 动作响应开关频率：2000 Hz 灵敏度：1/48 精度：滑车实际移动的1cm 工作环境: 40-60,绞车传感器,绞车传感器应安装在钻机滚筒轴上，安装前要与施工钻井队协商，安装时要在滚筒静止状态下，关气、卸压。,综合录井仪传感器的结构及工作原理,工作原理： 泵冲转盘转速传感器与转盘转速传感器都是临近探测器。临近探测 器的检测元件实际上是一个单稳态晶体振荡器，在工作状态下，振荡器 线圈周围形成一个变电磁场，当感应物体穿过电磁场时，就在振荡器内 产生一个脉冲电压信号，该脉冲信号经处理输入给计算机进行计数，从 而测量出泵冲或转盘转速。 组成结构 （1）检测元件（电磁感应振荡器）； （2）接线盒； （3）密封硬塑料外壳； （4）信号电缆及快速插头啊,泵冲转盘传感器,综合录井仪传感器的结构及工作原理,泵冲转盘传感器,工作电压：10-30V 接近距离：10-(30)mm 工作频率范围：20Hz 测量范围:0-1200 测量精度:1spm或1rpm 工作环境: 40-60,技术指标：,综合录井仪传感器的结构及工作原理,工作原理 利用一种特殊的金属氧化半导体（MOS）的吸附效应来检测硫化氢气体。此 MOS薄片放置在二个电极之间衬片上，当H2S气体没有吸附在薄片上时，两 电极间电阻值很大，而当H2S气体吸附在薄片上时，两电极间电阻值减小，电 阻值的变化与H2S浓度呈对数比例关系。电阻值的变化转换成电流信号（4- 20mA），依据标样浓度与其产生的电流信号关系从而检测出硫化氢浓度的大 小。,H2S传感器,综合录井仪传感器的结构及工作原理,H2S传感器,技术性能及工作条件 工作电压：+24VDC 测量范围：0-100ppm 测量精度：满量程1% 检测方式：半导体式 信号输出：4-20mA 工作环境: 40-60 响应速度：90”内显示值不小于浓度值的50%,综合录井仪传感器的结构及工作原理,CO2传感器,CO2检测器（Detcon IR-700） 工作电压：+24Vdc 信号输出：4-20mA 测量范围：0-20% 测量精度：满量程1% 工作环境: 40-60,技术指标：,综合录井仪传感器的结构及工作原理,工作原理： 利用泥浆流体连续性原理和伯努利方程，以及挡板受力的分析，可得出流 量与传感器挡板之间的函数关系，并以电阻器的阻值变化线性反映挡板的角位 移。从而测得泥浆流量的相对变化。 组成结构： 出口排量主要有电位器、挡板、护罩、调节杆构成。,出口排量传感器,综合录井仪传感器的结构及工作原理,技术指标 工作电压：+24VDC 测量范围：0-100% 最大变化角度：45 信号输出：4-20mA,出口排量传感器,综合录井仪传感器的结构及工作原理,超声波泥浆池液位传感器 工作原理： 是一种将传感器与电信号处理结合在一起的超声波液位传感器。它用来 测量敞开或密封容器中的液体液位。它应用于广泛的领域。传感器装有超声 波传感器及温度感应元件。传感器由探头发射连续的超声波脉冲，而超声波 脉冲遇到液面后返回，被传感器接收。传感器中的滤波装置可从来自声波、 电波噪声及转动搅拌器浆叶噪声的各种假回波中分辨出从液面上返回的真回 波，脉冲波从发射到液面、再返回到传感器所用的时间经温度补偿后，转换 成可显示的距离，并转变为电流输出。,液位传感器,综合录井仪传感器的结构及工作原理,气测系统：是综合录井仪发现油、气、水层的核心单 元。气测录井是通过对钻井液中的烃类和非烃含量及组分 的分析，以直接发现和评价油气层的地球化学随钻测量方 法。 测量参数：烃类有总烃、组分C1-C5等8个参数,非烃 类CO2,H2等2个参数。,4 气测录井系统,3分钟完成C1C5的分析及反吹功能；1.5分钟完成C1C4的分析及反吹功能； 最小检测浓度100%全线性分析，C1/C2完全分离，保留时间差达到5秒； 最小检测浓度： 天然气组分 30mol/mol 天然气总烃 50mol/mol,提供C1C5的30秒和90秒两种全线性分析周期 (包括反吹）； 内嵌PC104计算机储存、触摸屏操作实现人机对话、10.4“ TFT液晶屏显示分析参数、色谱图、浓度值等诸多信号和结果、回放色谱图及浓度； 后台计算机全自动采集数据，全程回放气测数据和谱图； 最小检测浓度： 组分：5mol/mol 总烃：20mol/mol,SK-3Q02氢焰色谱仪,SK-3Q04氢焰色谱仪,色谱仪的技术指标,SK-3R03热导色谱仪,分 析 周 期：3分钟 二氧化碳最小检知浓度：200mol/mol 测 量 范 围：最小检知浓度100% 氢 气 最 小 检知浓度：50mol/mol 测 量 范 围：最小检知浓度2%,3R03,功能：检测钻井液中非烃类H2和CO2相 对含量，通过对比和分析，清 楚区分油层、水层。,色谱仪的技术指标,气测录井系统组成,电动脱气器,定量脱气器,全脱,色谱分析仪就是利用色谱原理制成的仪器，作为录井仪的一个单元，它是一个连续进行、自动记录体系。样品气由进样口进入后被载气带进色谱柱进行分离，分离后各组份依次进入鉴定器，产生的电信号被放大后在记录仪上自动记录下来或直接进行计算机采集和存盘。,色谱分析单元,SK-3QO4色谱分析仪由样品预处理单元与分析单元组成,分析单元包括了采样系统、分离系统、检测器、流路控制系统、测控系统等。,色谱分析单元,采样系统：样品气通过注射器注入或通过样品泵导入定量管（进样器）后， 被载气携带进入色谱柱。,由二根色谱柱组成，分离柱1（称为预切柱）和分离柱2 （称为主分离柱）。当天然气组份被载气一起进入色谱柱后，由于天然气 C1-C5各化合物在色谱柱的气相和固定相中分配能力的不同，随着载气不 断通入，天然气各组份被固定相吸附和脱附，产生分配系数的微小差异， 并不断的扩大这一差异。最终各化合物在色谱柱达到分离。,气体分离系统：,氢焰检测器：,分总烃和组分检测器，氢火焰检测器是仪器的信号转换元器件，负责将经色谱柱分出的组份信号转换为电信号。,流路控制系统：,由十通转阀及转阀驱动气缸、电磁阀、气阻等组成。负责一个分析周期内，进样分析与反吹状态气流大小与走向的控制。,色谱分析单元,色谱分析原理 ： 利用吸收剂表面对不同组分吸收性能的差别，达到分离鉴定的目 的。 当载气携带样品气进入色谱柱后，吸附能力较弱的组份向前移动较快，相反吸附能力较强的组份就滞后。最后，各组份依次流出色谱柱从而达到分离目的。,色谱分析原理,样品预处理单元采集来自泥浆脱气器的样品，通过样品泵，进入前处理系统，样品预处理单元除了有样品气净化处理功能外，还有样品气分配功能，经处理或分配的样品气然后进入分析单元。,色谱分析系统,3Q04色谱气路流程图,氢火焰离子化鉴定器测量原理图,载气：H2,色谱仪鉴定器和放大电路,快速色谱仪谱图,5 综合录井仪软件,综合录井仪软件系统主要包括：数据采集、计算、监测、存盘、数据回放、打印、工程辅助、资料处理、数据转换及实时图像数据远程传输等功能，并预留有MWD、LWD及其它数据源的接口。,综合录井仪软件介绍,软件功能模块,综合录井仪软件介绍,底层信号,绞车信号等,色谱信号,标准信号,采集 标定,CAD共享内存,联机监测,计算,数据服务,存储打印,WITS接口,远程客户端,可选客户端,软件流程,综合录井仪软件介绍,雪狼2.0软件构成,服务器程序,客户端程序,数据导出程序,雪狼2.0软件运行的基础，不但要完成数据采集、计算、存储，而且它承担了为所有的用户端提供数据服务以及完成数据交换等多项功能。,将数据库的数据导出成用户所需要格式的数据（如：access,文本等），该程序可以导出8种格式的数据，完全能满足用户的需要。,录井监控、数据、图形显示、远传、数据接收和发送以及数据、图形打印存储等多项功能。,综合录井仪软件介绍,服务器程序（SWserver）是雪狼2.0软件运行的基础，不但要完成数据采集、计算、存储，而且它承担了为所有的用户端提供数据服务以及完成数据交换等多项功能。 数据导出（DataExport）主要用于数据输出，将数据库的数据导出成用户所需要格式的数据（如：access,文本等），该程序可以导出8种格式的数据，完全能满足用户的需要。 客户端程序（SWclient）是雪狼2.0软件的前台监控部分。主要有录井监控、数据、图形显示、卡点计算、远传、数据接收和发送以及数据、图形打印存储等多项功能。 客户端程序（SWclient）在录井仪局域网内所有的计算机都能运行，可以在不同的操作系统如Windows2000、windows XP 、Windows 2003环境下运行，也不需要单独的软件锁，该系统有10个下拉式菜单以及不同的工具栏，每个下拉式菜单有多不同的功能，用户根据不同菜单分别完成。现根据功能不同和操作顺序分别介绍如下。,雪狼2.0软件程序,综合录井仪软件介绍,运行服务器SWServer程序 设置服务器的IP地址和端口。 设置数据库的IP地址。 硬件采集设置。 开始运行。 设置只是第一次运行软件或软件重装才用,雪狼2.0软件服务器程序（SW server）,雪狼2.0软件系统客户端程序（SWclient） 该程序包括10 个下拉菜单：文件、系统设置、实时设置、监控设置等。 用户管理、单位管理、数据存储、参数初始、参数标定、重置等 主要功能为录井监控、数据图形显示、远传、数据接收和发送以及数据图形打印存储等多项功能。,雪狼2.0客户端程序（SW client）,雪狼2.0软件客户端程序（SWclient）启动后，打开模板或新建模板，可以建立不同的监控界面，当启动服务器和数据库后，每台机器都能运行该软件。,实时监控软件,实时数据监控,实时多栏曲线监控件,雪狼2.0客户端程序（SW client）,模板就是录井监控画面。用户可以用参数条、按扭条、双指针表盘、指针数字表盘、温度计样式、罐子样式等元素建立不同风格的模板组。模板组的样式可以是数据表、多栏曲线，也可以是参数条加表盘的组合。,包括服务器设置、用户管理（权限）、单位管理、存储管理。 通过服务器设置，每个用户端（SWclient）都可以访问服务器，得到需要的信息。 根据不同的用户，共设置了4级用户权限，不同级别的用户在操作SWclient权的权限不同，从而保证录井资料安全。 根据不同用户的要求，设置不同的用户单位，如公制或英制。 存储管理主要包括删除、创建新的数据表、修改数据表以及数据表浏览等功能。数据既可以按时间和深度存储分别存储在钻到、迟到、时间3张表格里，也也可以根据用户的需求按照时间和深度存储。,模板建立,系统设置,雪狼2.0客户端程序（SW client）,实时设置包括参数初始化、钻井逻辑判断、CDA管理、实时参数的重置四个部分。 参数初始化用来设置参与实时计算相关的数据。如：井的基本信息、井眼结构、钻具结构、钻头数据、泵数据、钻井液池数据、钻井液性能、井斜数据等方面的数据。 钻井逻辑判断：通过设置钻井逻辑条件，用来确定钻机的工作状态（钻进、提钻、划眼、循环）、校正迟到时间 。 CDA管理：设置雪狼2.0软件全部参数的来源、单位、类别、报警和参数的标定。 实时参数的重置：设置钻机、钻具的工作状态、池体积的溢漏量；泵冲、纯钻时间、循环时间、划眼时间的清零。 实时设置与水利学计算、程序实时计算以及DC趋势线等方面相关，每当参数改变应及时重新设置，才能保证计算正确，录取参数精确。用来设置参与实时计算的初始化数据，例如：井的基本信息、井眼结构、钻具结构、井斜数据等信息。,通过监控设置来控制数据存盘和参数报警的工作状态。,实时设置,监控设置,雪狼2.0客户端程序（SW client）,实时数据表显示和打印,显示实时数据表为监控表 移动表格 调整表格的布局 打印预览 可以实时打印（连续打印） 根据用户需要设置显示和打 印行。 备份数据是将表格中显示的 数据连续备份成Excel表中。,雪狼2.0客户端程序（SW client）,实时图形显示和打印,显示实时多栏图形，图形的道（栏）可以用鼠标随别移动。 添加或删除道（栏），包括时间道。 每道可以添加曲线。 可以在所需要的栏添加文字标注 调整图形的布局 打印设置和预览 可以实时打印（连续打印） 可以保存图形（长时间）。 可以保存屏幕上可见部分的图形。 图形的回放。,雪狼2.0客户端程序（SW client）,目前雪狼2.0软件有三个外挂程序Wits、Gas_GC-8A、stunk 。 Wits 是国际标准的文件传输格式，SW2.0软件也是通过wits传送和接收数据。“Gas_GC-8A”就是与色谱工作站的连接程序。stunk就是卡点计算。输入数据后，将显示出卡点计算结果。也可以打印成报表。,SW2.0系统软件的数据导出程序可以将存盘数据，按照用户要求导出，并且有8种可以供用户选择的方式加以保存。,Wits、Gas_GC-8A、stunk程序,数据导出（DataExpot）,雪狼2.0客户端程序（SW client）,根据井下钻具结构数据和钻具拉伸测量数据计算卡点的位置(深度) 。,时效分析程序,提供钻井时效分析，井身结构绘图等功能,卡点预测计算程序,综合录井仪工程辅助软件,提供水眼、泵压、排量、钻压等钻井参数最佳优选方案。,利用dc指数、Sigma指数法对钻井、地质参数进行分析，计算地层压力、压力系数，预测异常压力。指导钻井液性能调整。,钻井参数优化,地层压力评价软件,综合录井仪工程辅助软件,综合录井仪工程辅助软件,kill,综合录井仪工程辅助软件,可对地质、气测、工程、钻井液各项参数进行数据回放，生成综合录井图、气测录井图、工程及钻井液录井图，可与电测图进行对比分析，方便资料分析评价。,综合录井绘图软件,软件在油田油气勘探开发中发挥着重要作用，气测解释图版、地化解释图版，多因素解释图版及图版模板的开发与应用，使解释评价更准确可靠。,油气水评价软件,与油气评价系统结合能够为区块地质分析、油藏评价,确定油气界面、油水界面提供有效的帮助。,多井对比软件,实时资料及数据共计50余项：工程、气测、钻井液等参数。为管理者和决策者了解现场生产情况，及时做出判断和下达指令发挥着重要的作用。,远程传输与网络发布软件,井场数据源（参数、录井图、异常显示图等）均可通过该系统及时传输到油田网络，方便资料共享和应用，真正实现了油田信息的动态管理。该系统还可以进行语音对话，发送短信息，为生产指令等信息的传达提供了及时方便的渠道。,远程传输与网络发布软件,采用Windows2003中文和英文两种系统，方便在国内外使用。 采用SQL SERVER2005数据库管理系统，实现数据存储量大和数据双备份。 实现分布式的录井软件系统，启用客户端软件即可浏览实时监测。 雪狼2.0录井软件实现了客户端对前台软件的标定以及控制等多项功能。 实现了无纸化录井，实时数据，图形曲线显示自动保存，并可进行实时回放打印。 提供标准WITS格式数据转换，方便与第三方数据交换。 提供了专业的钻井工程分析工具。 提供地层压力、水力学、井斜、钻井优化等8项工程辅助应用。 能够通过卫星或GPRS将井场数据实时传输到基地。,雪狼5型综合录井软件优点,6 工程录井方法和应用,钻井事故发生的可能性时刻伴随着钻井作业的整个过程，因而它是影响井身质量、钻井速度、经济效益和勘探效益的重要因素，也是威胁钻井安全的头号隐患。综合录井仪应用于随钻录井，使钻井作业的全过程处于仪器的全天候监控之中，实现了对钻井事故的连续检测和量化的分析判断，并逐步实现从后期的被动发现到先期的主动预报。在油气检测、油气评价、优化钻井、保护油气层和做好甲方赋予的部分监督职能等方面都起着重要的作用，特别是在检测和预报钻井事故，保证钻井安全方面起到了钻井“眼睛”的作用。,工程参数录井的作用,综合录井主要工程参数及其意义,钻压 悬重 泵冲 转数 转盘转速 立管压力 扭矩 钻时 过拉,钻头井深 垂直井深 迟到井深 全烃 钻具重 大钩运行速度 大钩高度,钻压 WOB（weight of bit） 钻压是用井下钻具在泥浆中重量减去大钩负荷计算得出的。它可能不等于加到钻头上的重量。 悬重 WOHxcs 悬重即是大钩负荷（hook load），在起下钻中，大钩负荷可能不等于井内钻具重量，它是判断起下钻遇阻的重要依据。 泵冲 PUMP1、2、3 泵冲数是分泵检测的。泵冲数直接影响入口流量和立管压力。因此调入口流量和立管压力时，实际上调泵冲数。 转数 REVOLU 这个参数记忆并累计当前钻头在钻进中钻盘带动旋转的转数，它是评价钻头的一个参数。 转盘转速 RPM（rotation per minute 它是用于安装在转盘机构上的传感器检测的。一般而言，增加转速，钻进速度可以增加（钻时ROP减小）。但是，有时因岩质易于附着钻头，反而使钻进速度降低。,立管压力 SPP (stand pipe pressure) 也称泵压，是检测得到的，它的主要用途是判断井内钻具情况。立管压力升高的原因有：钻头水眼堵塞，钻杆中有掉落物，泥浆比重提高，静止泥浆再开始循环，方钻杆考克半开。立管压力下降的原因有：水眼脱落，钻杆刺漏，安全阀门飞开，泵出毛病，调低泥浆比重等。 扭矩 TORQUE 扭矩是钻井工程的一个重要参数，一般，扭矩随转盘转速的增加而减小，随钻压的增加而增加。扭矩突然增加是蹩钻、扶正器包泥征兆。扭矩渐增是钻头牙齿或轴承磨损的征兆。钻穿泥岩到砂岩，钻时突然变好，扭矩也会增加，在这种情况下用扭矩卡砂岩地层的出现比用钻时更及时。 钻时 ROP(rate of penetration) 钻时的主要用途是：1、判断岩性，2、钻头选型、时效分析3、预测高压地层4、取心作业时，卡取心层位，5划分和对比地层。 过拉 OVERPULL 过拉等于大钩负荷（实测）与井中钻具理论重量之差，这个参数反映了起钻时的过拉力。起钻遇阻，这个参数为正值。应注意过拉超过一定限度会发生断钻具事故。下钻遇阻，这个参数为负值。,钻头井深 BIT DEPTH 它是根据大钩上下位移的检测值，按逻辑条件计算得出的。因此它末计及钻具在井下的伸缩。还有，在钻进中，加上钻压钻杆可能弯曲和缩短。由于这些原因钻头深度参数指示的值可能与实际钻头深度有偏差。 垂直井深 VERT DEPTH 当输入井斜数据后，计算机自动计算垂直井深，如果不输入井斜数据，垂直井深与井深参数相同。 迟到井深 LAG DEPTH 它表示当前返到地面泥浆中岩屑所对应岩层的深度。通常用来指示当前采得砂样和其它泥浆参数对应岩层的深度。这个参数是计算值，由于实际井眼的不规则往往需要校正。 钻具重 STEEL WEIGHT 是指井下钻具在空气中的重量，其值是根据钻具长和输入的线重量计算出来的。 大钩运行速度 HK SPEED 大钩运行速度直接影响抽汲和激动当量比重。因此它对起下钻作业时效和安全有影响。 大钩高度 hook height 它是根据大钩上下位移计算出来的大钩至转盘平面的高度。若用大钩起吊物件，应知道大钩高度的上限值，这个值由钻机型号决定。,工程异常预报方法和应用,钻井参数异常预报 钻井液参数异常预报 硫化氢气体监测,钻井工程事故包括钻井液循环系统的刺扣、刺泵、堵水眼、掉水眼；钻具的遇阻、遇卡、溜钻、断钻具、钻头掉牙轮等。,6.1钻井参数异常预报,工程参数异常预报,6.1.2钻井液循环系统异常的检测和预报,对钻井液循环系统异常情况进行判断依据的参数是泵速、立压。正常情况下泵速和立压是成正比例关系。当泵速恒定时，如果循环系统发生刺漏，立压会呈现趋势性的下降，流量有可能上升；遇到堵水眼的情况，会出现“蹩泵”，发生立压陡升或是有立压趋势性升高的现象。,在M7井钻至井深2499.2m 泵压由190.3bar187.0bar 3#泵冲由65spm69spm 出口流量由2753L/min2844L/min。 及时通知井队 井队起钻检查钻具为钻具刺漏。,预报钻具刺漏,预报掉水眼,流量,泵压148bar,泵冲,泵冲,泵压87bar,在N101井深569.8 m 时 泵压：148 bar87 bar, 泵冲数：96 spm98 spm,流量：2040 L/min2144 L/min。现场操作员分析判断为钻具刺或掉水眼, 立即向井队做出预报, 井队起钻检查钻头时,发现一只水眼落入井中。,预报水眼堵,在LB1井，泵压由162bar209bar，当班操作员发现这一参数变化后，立即向井队司钻进行了预报，井队起钻证实水眼堵.,钻头使用情况预报,在正常情况下，钻头使用一定时间后，钻头趋于老化，无法继续承担钻进的任务。因为钻头牙齿的磨损，转动不灵活，导致扭矩值显示异常波动。及时准确捕捉钻头使用信息可以避免掉牙轮事故的发生。,预报钻头老化,东湾1井 钻至井深4110m后，扭矩值缓慢上升，由422.86 464.24 变化至 497.54 684.03,实时监测曲线呈极不规则锯齿状。在井深4114m 录井判断钻头老化,预报后，井队于井深4114.38m起钻检查，发现牙轮已出现严重晃动，成功预报了一起掉牙轮工程事故。,卡钻的预报,在PB2-X1井钻至井深3874.15m ,悬重由1021kN979kN，循环活动钻具,上提钻具悬重由1046kN1896kN,下放钻具悬重由1066kN500.3kN，其他参数无变化，即发生卡钻。,钻井液录井参数特征表,6.2 钻井液参数异常预报,钻 井 液 参 数 异 常 变 化,钻井液参数异常预报,、钻入裂缝、孔洞发育的碳酸盐岩地层或高孔隙度的碎屑岩地层，钻井液液柱压力大于地层压力。 、钻井液密度过高，井眼内液柱压力大于地层破裂压力将地层压裂造成井漏。 、下钻过程中，由于冲击压力或钻具破坏井壁泥饼造成井漏。 在钻进过程中，进行井漏检测和预报的依据是钻井液总体积、钻井液出口流量的变化情况；在起下钻过程中，监测井漏的依据是监测应灌入的钻井液体积数量和应返出的钻井液体积数量，判断井漏是否发生。,6.2.1井漏的预报,在WS1井在井深3574.58m时，立压由14.4MPa12.1MPa, 总池体积由143.5m3134.9 m3。当班操作员向井队两次预报，井队立即采取堵漏措施，防止泥浆漏失。,井漏的预报实例1,井漏预报实例2,在HD15井钻至井深4360.82m时，总池体积由126.5120.6m3，出口流量由32%17%；至井深4361m停泵时，总池体积已下降至99.0m3，共漏失钻井液27.5m3，漏速66m3/h。,钻井液参数异常预报,综合录井预报后，井队立即采取了堵漏措施，但当钻至井深3547.71m时，井漏情况恶化，在10分内漏失钻井液30m3。,三塘湖马9井 在井深3545m 综合录井发现泥浆总池体积由82m3逐渐下降至80m3, 且dc指数由1.7降至1.31.040.86 录井判断： 钻遇裂缝, 发生井漏。,6.2.2井涌时的参数变化特征,井涌按照发现时间的早晚可以分为早期预报、临涌期预报、上返期预报和井口发现四个阶段。 临涌期预报是捕捉井涌预兆，在发生井涌前发出预报。如气体检测单根峰增大、气测基值升高、后效气升高、停泵气显示。 上返期预报是在地层流体涌入井眼时以及在上返过程中，及时发现井涌信息进行的预报。在这一阶段有立压小幅度下降、出口流量增加、总体积增加等较为明显的特征。,L3井下钻至井深3286m, 泥浆池体积由99.8m3到111.4m3,出口密度由1.251.10,电导率由41120,气测全烃由0.80%19.3%,同时spp曲线出现跳跃起伏现象,预示井底压力不稳,表明地层有流体涌入井眼,操作员马上通知井队, 井队立即组织人员做好了关井准备,后来果然发生井涌。,总池体积,预报井涌实例1,在L10井钻至井深4745.49m，钻时由4745m的67min/m4745.49m的8.3min/0.49m， 全烃在30秒内达到饱和, C1：0.04%69.4%, C2：0.0058%12.0%, C3：0.0093%13.858%, iC4：01.97%,nC4：03.096%, iC5：00.7712%,nC5：00.8336%, 总池体积上升2.5m3。 立即通知井队，井队立即采取钻井液加重措施，避免了井喷事故的发生。,井涌预报实例2,6.3硫化氢气体检测,硫化氢是高压深井碳酸盐岩地层中常见的流体，对人员健康有极大的伤害，对钻井设备有很大破坏作用。 2008年3月22日，02:10在M32井始钻进至井深1497.30时钻井液中检测H2S为2ppm，02：13时H2S为14ppm，02：21时H2S为51ppm，02：29时H2S为69ppm；井队加烧碱0.2T，碳酸锌0.8T，加大泥浆密度。排除了险情，保障井场人员和钻井设备安全,图2-12 M32井硫化氢检测曲线,6.4钻具振动分析系统应用,采集软件以10HZ的频率采集四类参数：泵压、大钩负荷、转盘转速及扭矩并将其传至分析监测软件。分析软件使用快速傅立叶变换对扭矩信号进行频率分析，分析的结果以能谱图的方式实时检测转矩信号的正弦变化并用能谱图和均方根表显示出来，使得操作人员对扭矩变化一目了然。 实现卡钻的监测、钻头磨损的监测和对钻具谐振和钻具偏转现象的识别，从而能及时调整钻井参数，减少钻具故障，优化钻井过程，提高钻井效率。,7 地层压力录井,地层压力梯度 PF（fpg-fomation pressure gradient） 地层压力梯度系地层孔隙压力梯度。在浅层正常压实泥岩地层段（包括砂岩夹层），保持静水压力梯度。在欠压实泥岩层段（dcs在砂岩线和左边界间）PF值不同于静水压力，而要用公式计算FPG值。当欠压实泥岩夹有砂岩时，砂岩夹层的FPG保持上部泥岩的FPG值。PF值单位取Kg/l。在当dcs判断钻遇高压地层时才计算这个值，否则用上部地层的PF值接继地层压力梯度。 PF的计算公式：PFS(SH)(dcs/dcn)1.2s 式中S:上覆地层压力梯度，H:静水压力梯度，dcs：校正d指数，dcn:d指数趋势值。,地层压力录井参数,静水压力梯度 HYDRO（hydrostatic pressure） 由于岩层是在水盆中沉积而成的，因此，油层孔隙中除油气外，其余部分全被水所充填，这时，油层中液体的重量所造成的压力称为静水压力。,碳酸盐含量分析,条7井碳酸盐岩分析曲线,作用： 为碳酸盐岩定名提供依据 为酸化压裂提供参考,地静压力 深埋在地下，其上覆盖着巨厚的岩层，上覆岩层的重量对油层要产生一定的压力，这种压力称为地静压力。 油层压力 主要来源于静水压力，所以我们把油层中流体所承受的压力称为油层压力。一般情况下，地静压力对油层压力影响较小。在正常情况下，原始油层压力与静水压力相当。如果油层压力超过静水压力，称为异常高压力。油层压力小于静水压力者，称为异常低压。,地层破碎压力梯度 FRAC（fracturation pressure gradient） 地层破碎压力梯度根据地层压力梯度大小、泊松比和上覆压力梯度计算得到。FRAC可在下套管固井后用实测法求得套管鞋处的值。用此值进行校正。在钻进中ECD应小于FRAC，否则容易诱发井漏。通常要求：FRACECDPF。,dc指数 校正d指数（corrected dexponent）d指数是反映岩层可钻性的一个指数， 主要用来指示、预报高压层的出现。有时也用来判断钻遇岩层的岩性。校正d 指数dcs计算公式dcs=(a+log(b(rop/rpm)/(c+log(wob/D)(H/ECD) 式中：a,c：常数,B:与钻头磨损有关的校正数，ROP：钻时，RPM：转盘转速，WOB：钻压，D钻头尺寸,H：静水压力梯度，ECD：循环当量比重。,西格玛SIGMA 它是表征岩层骨架强度的一个参数，也即岩层骨架强度大其值也大。在欠压实地层中岩层骨架强度变小，因此可用此参数监测欠压实地层高压地层，另外可用西格玛值可估算岩层的孔隙度。 其计算公式如下： 岩层骨架强度Ba(wob0.5rpm0.25)/(Drop-0.25) 式中a：常数，WOB：钻压，RPM：转盘转速，D：钻头直径，ROP:钻时 水力学校正参数Cb (MW-HY) H 式中b:常数 MW:泥浆比重,HY:静水压力H：深度。 SIGMAb+1-(1+n2c2)0.5/nc 式中n为一校正常数。,抽汲压力 SWAB 上提钻具的抽汲效应产生一个附加压力，这个压力使钻头处液柱压力下降，当地层压力大于抽汲压力时，可能诱发井涌。抽汲压力的另一表示为抽汲当量比重。SWABW1Pw/9.81H式中W1：环空泥浆比重，PW：钻头位置抽汲附加压力，它与上提速度和诱发的泥浆流动有关。H：深度。 激动压力 SURGE 下放钻具激动效应产生一个附加压力，这个压力使钻头位置处液柱压力增大，当地层破碎压力小于激动压力时，容易产生井漏。激动压力另一表示为激动当量比重。SURGEW1Pu/9.81H 式中W1：环空泥浆比重，Pu：钻头位置处激动附加压力。它与下钻速度和诱发的泥浆流动有关。,预测、检测和计算超压的现有方法,异常地层压力预报,压力过渡带参数变化特征,异常地层压力预报,西5井 在井深3941-4280m 钻井过程中，dc指数随井深增加而减小，地层压力随井深增加而增大，地层压力梯度由1.27 上升至1.55,录井判断为异常高压地层.,向钻井队预报后，钻井液密度上调为1.98 g/cm3，但仍在井深3998m出现了井涌险情，泥浆总池体积由86.36m3增加为91.82m3,溢流5.46m3。,异常压力监测,异常地层压力是指在任何深度的地层压力值偏离正常静水压力值的现象。在油气田勘探开发中钻遇的异常超压常常导致井涌、井喷、井垮、卡钻等多种钻井工程事故的发生，进行地层压力检测的目的就是采用合适的钻井液密度，平衡地层流体压力。过低的钻井液密度会因地层流体压力得不到控制而发生井涌、井喷事故。,表2-3 异常压力参数变化,异常压力监测实例,X5井在井段24402513m综合录井的dc指数地层压力检测系统能够设置稳定的dc指数正常趋势线（dcn）。在3885m左右，dc指数曲线突然下降，由1.02下降为0.88，偏离正常趋势线，该处可能有异常压力存在，地层压力梯度为1.14MPa/100m左右。随井深的增加，dc指数继续偏离正常趋势线，从压力录井图上可以看出，dc指数随井深的增加而减小，地层压力随井深的增加而增大，地层压力梯度为1.14MPa/100m1.27MPa/100m,属压力异常过渡带。自井深3940m地层压力进一步增大，地层压力梯度为1.27 MPa/100m1.96MPa/100m,属异常高压地层。从压力录井图上可以看出，在井深4493.00m处地层压力梯度出现一个台阶，说明该层段为异常高压地层。,综合录井现场异常预报规范,、钻时突然增大或减小，或呈趋势性减小或增大； 、钻压大幅度波动或突然增大100kN以上，钻压突然减小并伴有井深跳进； 、大钩载荷突然增大或减小（考虑了钻压的影响）100200kN； 、转盘扭矩呈趋势性增大1020，或突然减小甚至不转； 、转盘转速无规则大幅度波动，或突然减小甚至不转； 、立管压力逐渐减小0.51MPa，或突然增大或减小2MPa以上； 、钻井液总体积变化量（包括起下钻相对变化量）超过1m3以上； 、钻井液出口密度减小0.04g/cm3以上； 、钻井液出口温度突然增大或减小，或出、入口溢度差逐渐增大； 、钻井液出口电阻率（电导率）突然增大或减小； 、钻井液出口排量大于或小于入口排量10以上，时间超过10min； 、气体全量高于背景值2倍以上，且绝对值大于0.2； 、二氧化碳含量增大； 、硫化氢含量超过5ml/m3； 、钻井成本呈增大趋势； 、dc指数或sigma值呈趋势性减小； 、泥（页）岩密度呈下降趋势； 、碳酸盐含量明显变化； 、岩性明显改变或岩屑中有金属微粒； 、岩屑照射有荧光显示。,岩心扫描,定量荧光,YQZF-热解气相色谱仪,岩石热解分析仪,功能 ： 可在钻井现场随钻完成对储集层的物性、含油性的定量分析与评价，并确定生油岩的生排烃能力。,8 其它录井装备,Analysis evaluation unit,Core scanning,Rock pyrolysis analyzer,Quantitative fluorescence,YQZF-pyrolysis gas chromatograph unit,QTZF轻烃组分分析仪,荧光分析仪的基本工作原理是利用石油中所含的芳烃成分在紫外光照射下能够被激发并发射荧光的特性，进行地层含油与否及含油量的检测。 石油中芳烃成分产生荧光的最佳激发波长为250330nm。在这一激发波长范围内激发产生的荧光发射的波长范围 为260600nm，主峰出现在300400nm 。由于肉眼可观察到的光的波长范围为390770nm，因而石油被激发而发射的大部分荧光为不可见光。OFA石油荧光分析仪的检测波长设置为260600nm，包含了全部波长的石油荧光。,定量荧光分析仪的基本原理,石油组分与石油荧光强度峰值波长的对应关系表,OFA2型石油定量荧光分析仪结构示意图,光 源,激发滤光片,样品室,发射接收光栅,输出,计算机,检测器,狭缝,狭缝,狭缝,狭缝,光 源 150W汞灯。通过对各种类型原油样品的激发光谱测试结果比较发现：采用254nm的激发光较为适宜。低压汞灯作为激发光源能满足这一要求，而且汞灯的使用寿命较长，价格也低廉。 狭 缝 、 、 、 一律10nm。 激发滤光片 能通过254nm这一单波长的光。 样品池 半密封式的石英比色皿，配置特制托架可避免使用操作过程中对样品池的污染。 发射接收光栅 波长范围为260 600nm，能够兼顾原油中可能产生荧光的各种组分。 检测器 高性能的光电倍增管（PMT)。线性响应好，灵敏度高，暗电流小。 计算机 处理测试数据，输出谱图。,定量荧光录井,定量荧光录井在油气解释评价中有两项作用，一是通过相当油含量C指示储层含油饱和度的高低；二是通过芳烃中苯、萘、3-4环芳烃、5环以上稠芳烃的相对变化Ic反映储层的含水性。,定量荧光分析技术在轻质油气层的发现方面具有较强的优势；可以防止常规荧光显示弱而造成的油气层漏失; 能够消除钻井液添加剂、矿物等对岩样荧光的影响，正确区分真假油气显示； 定量化的分析提高了资料解释的可信度。,热解气相色谱录井,热解气相色谱技术的原理： YQZF-油气组分综合评价仪对储层样品进行分析时，将储层样品送进恒温300的热解炉中加热，使储层样品中所含有的烃类物质蒸发出来，由载气（高纯氮气，99.99%）携带进入毛细管色谱柱实施分离，而后进入氢焰鉴定器进行定量检测，从而获得各个油气组分的分析数据（YQZF-只分析C8-C38之间的正构烷烃）。,评价原油性质 判别储层流体性质 真假油气显示鉴别 生油岩评价,功 能：,“重力分异、氧化、生物降解及水溶” 等因素对原油改造后带来的组分差异是热解气相色谱评价油、气、水层的理论基础。,岩石热解录井,通过对岩石进行程序升温，分别获取气态烃（S0）、液态烃(S1)、胶质、沥青质(S2)的含量。该方法是录井目前测定岩石含烃量(mg/g)最准确的方法。,功 能:,判断油气显示及区分真假油气显示 原油性质判别 含油饱和度的确定 储量丰度、单储系数计算及产能预测 油气层评价 生油岩生排烃能力评价,核磁分析,基本原理 将岩石样品置入一个静磁场及一个振荡磁场中,当岩石孔隙内油或水中的氢原子核被激发后吸收能量,满足共振条件时,产生核磁共振现象。当固体表面性质和流体性质相同或相似时,横向弛豫时间T2 的差异主要反映岩样内孔隙大小差异,孔隙越大氢核越多,核磁共振信号越强,衰减越慢,对应的弛豫时间T2 越长。核磁共振录井是通过测定岩石样品孔隙流体中氢原子核的磁共振信 号强度及饱和流体的类型和性质,从而获取岩石物性参数。,NMR analysis,核磁共振录井 (原PK录井),核磁分析,录井参数及意义如下： P总： 孔隙度(%) S可： 可采流体饱和度(%) Siw： 束缚水饱和度(%) K： 渗透率(10-3m2),NMR analysis,核磁共振录井 (原PK录井),在岩心出筒时将岩心的最原始图像及时完整的保存下来，并永久性地保存。为科研人员研究地层、油藏等提供原始依据。,Circumrotating browsing,Plane browsing,Core image scanning,岩心图像扫描,马23井P1K岩心照片,马23井岩心柱状图,单块岩心三维旋转图,远传系统结构图,我公司目前已建成了基于卫星、CDMA、GPRS的录井实时远程传输系统，并承担了吐哈油田实时录井远传任务。其1s的数据刷新，保证了数据真实性和及时性，Internet的传输与发布方式满足了用户异地随时浏览查阅，并可对任何时间段的历史数据进行回放、成图、浏览、打印、下载。用户可根据自己需求设置浏览参数。随时与现场进行信息交流，进行文件的相互传递，实现了后勤与前线实时信息交流，为勘探及时决策提供可靠的第一性资料。,远程实时传输,VSAT通信卫星传输方式,基地数据中心 通过与各井场数据中心的数据对等交换，实现各井场所有数据的回传入库。并面向油田用户提供实时监测、地层对比、数据查询、下载、打印等internet服务。在远传基础上，将录井成果资料查询系统、生产信息管理系统、录井综合解释评价系统等进行整合，实现油田录井信息平台的构建。,井场数据中心 集成了单井所有实时数据与静态数据，通过井场局域网向井场地质、工程及相关方提供实时监控与资料查询服务。,远传信息流程图,公司积极紧跟钻井新工艺的发展,开展录井采集工艺研究，通过近年在吐哈油田、塔里木油田20余口单台阶、双台阶水平井录井实践，形成了一整套在定向井、欠平衡钻井条件下的录井配套方法。确保了水平井井眼轨迹在油层中的最大穿越和欠平衡条件下的油气发现和评价。为用户降低了钻井风险、节约了钻井成本。,依靠钻时、DC指数、岩屑观察等参数确保井眼在储层中钻进； 依靠气测、QFT、气相色谱、岩石热解等分析方法确保井眼轨迹在油气层中钻进； 依靠岩屑返出量的监测，防止了井底岩屑床的形成，确保水平井眼的安全钻进。,主要录井技术 -特殊钻井条件下的录井作业,汇报结束 敬请大家批评指正！,谢 谢！,