大庆电磁波随钻测量仪器应用可行性分析

２１ ０ １年第 ７ 期
西 部探 矿 工程
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大 庆 电磁 波 随钻 测 量 仪 器 应 用 可 行 性 分 析
赵志 学 ， 田玉栋 ， 韩玉安 ， 孟祥光 ， 高 翔
（ 大庆钻探Ｚ 程公 司钻井工程技术研究院， － ． 黑龙江 大庆 １ ３１ ） ６ ４３
摘 要： 简述 了电磁 波 测量传 输机 理 ， 并分析 了影响 电磁 波 随钻测量 仪 器应 用的 最主要 因素 就是 地层
本 上无 法穿 越此 盖层 达 到 地 表 。 因此 理 论 上认 为 电阻
电磁波传输主要分三类 ： 面波 、 平 导行波 和电磁辐 射 ， Ｅ — ＭＷＤ 仪 器 发 射 电磁 波 的形 式 是 电磁 辐 而 Ｍ 射， 电磁辐射主要是 由电、 磁场间的相互作用产生， 其传 输 的公式 为 ：
电阻率 ， 为 电 阻率 １ ＯＯ ・ 之 间是 电磁 波 传 输 的极 限 范 围。通 过 对 大庆 ２０ ￣ ２０ 认 ～１ ０Ｑ ｍ ０ ７ ０８年 已完 井测 井资料 的统计 分析 ， 选 了大庆适 应 电磁 波测 量仪 器应 用的 区块 。 优 关键词： 电磁 波随钻 测 量 ； 大庆 油 田； 可行性 分析 中 图分 类号 ： ９７ 文献 标识 码 ： 文 章编 号 ：Ｏ４ ５ ｌ （Ｏ １Ｏ一 Ｏ ６— ０ ＴＥ ２ Ａ １０— ７ ６２ ｌ） ７ ０５ ３
Ｉ ） （ 一 ｛
率１ Ｏ０ ｍ之间是电磁波传输的极限范围。 ～１ ０Ｑ・ ３ 大 庆地 层 电 阻率数 据 统计 与分 析 由于 电磁波 仪器 最 主 也是 最 迫 切 的 需要 就 是 气 体水平井 ， 根据现有的勘探开发现状， 气体水平井应用 的区域 主要 是获 得 工 业 气 流 的天 然 气 井 （ 徐 深 ３ ６ 像 、、 ７８ ９２ １和外 围的低压低渗油气井 （ 、、 、２ ） 主要集 中在葡萄 花和 扶杨油 层 ） 由于该 仪 器不受 钻井 介质 限制 ， 在常 ， 故 规 水平 井也 有广 泛 的应 用 前 景 。为 了确 定 大 庆地 层 电 阻率条件是否符合电磁波传输的要求 ， 就必须要对 已钻 的水平井、 气体钻井、 探井 、 预探井和地质井电阻率数据 进 行 统计 和分 析 。 ３ １ ２０ ． ０ ７年和 ２ ０ ０ ８年大庆 已钻 水 平 井 电 阻率数 据分
析
１ 一
式中：（） 工 ——信号 电流在 点的强度 ， Ａ； Ｌ——信号源电流的强度， Ａ； 钻柱上一点到信号源的距离 ， ｍ； 电流 在地层 中的趋 肤系 数 。 而趋 肤系数 的公 式 ：
— —
一 １ 丽
式中： ， 磁导率， 一般取 ４ Ｘ１ ＿ ， ｍ； ｘ ０。 Ｈ／
由于 Ｅ Ｍ—ＭＷＤ仪器主要市场是在气 体水平井 中应用 ， 因此就有必要对大庆已钻水平井电阻率情况进 行统 计 和分 析 ， 过对 ２０ 通 ０ ７年 和 ２０ ０ ８年 ９ ５口水 平 井 随钻测量 电阻率数据 的统计分析， 得到了如下数据统计 结果 ： （） 平井 的垂 深分 布在 ２０ ０８４ ｍ 之 间 ； １水 ５￣２ ５． ３ （） ２地层深 电阻率的平 均值在 ２ ７ ～３ ６ ７Ｉ ｍ ． ８ ９． １ ・ ＂ 之间， 最小深电阻率低于 １ ｍ 的有 ３口井 ， Ｑ・ 分别是升 ３ 一平 ０ ６ 、 ９ 一平 ２ 井和肇 １一平 ５ 井 ， ６ ２ 井 杏 —１ ６ ７ ５ 最 大深 电阻率 高 于 １０ ０ ０的有 １ ６口井 ， 占到 了总数 的 １． ４ ， 中 肇 字 号 的 井 有 ７ 口， ６ ８ 其 占肇 字 号 井 数 的 ２． ７ ， １８ ５ 而且 还包括 仅有 的 ２口贝字号 的井 ； （ ） 层浅 电阻率 平均 值在 ２ ３ ￣５９Ｏ Ｑ ・ 之 ３地 ． ６ ３． ７ ｍ 间 ， 小 浅 电 阻率 低 于 １ ・ 的有 ２口井 ， 别 是 升 最 Ｑ ｍ 分 ３ 一平 ０６井 和 杏 ９ １ ６ ２ — 一平 井 ， 大 浅 电 阻 率 高 于 最 １０ １ ・ ００ ｍ的 １ ￣ １口井 ， 占到 了总数 的 １． ８ ， 中肇 １５ 其 字号的井有 ６口， 占肇字号井数的 １． ５ 。满足 电阻 ８ ７ 率应 用条 件 的井 数共 为 ６ ７口 ， 占总数 的 ７． ３ ； Ｏ ５ （ ） 字号 、 ４东 东丁 字 号 、 字 号 、 字号 和 中字 号 的 古 三 井电阻率全部满足电磁波传输的条件 。 由以上结果 可 以得到 以下结 论 ： （） １电磁波 仪器在 常规 水平 井应 用深 度一般 不超 过
＊ 收 稿 日期 ：０ ￣０－９ ２ １ ８１
第一作者简介 ： 赵志学 （９ ２） 男（ １ ８ 一 ， 汉族） 黑龙 江哈尔滨人 ， ， 助理工程师 ， 现从事随钻地层压力 温度测量技术研究 、 电磁波随钻测 量技术研究和欠 平衡气体钻井技术服务工作 。
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西 部探 矿工 程
２１ ０ １年第 ７期
１ 目的和意 义
作为 《 电磁 波 随 钻 测 量 （ Ｍ — Ｍ ｗＤ） 器 的方 案 Ｅ 仪
ห้องสมุดไป่ตู้
设计 》 目的一项重要研究 ， 项 大庆地层 电阻率分 布情况 的分 析研究 具 有非 常重要 的意义 ， 不 但决 定 着 Ｅ — 它 Ｍ ＭＷＤ仪器在大庆的应用前景 ， 而且为仪器研发和现场 试验提供重要的依据 。由于此前 电磁波随钻测量仪器 在大庆没有进行过应用 ， 根据其它油 田和国外应 用情 况， 在地层 电阻率低 于 １ ・ 或高 于 １０ ￣ ・ 时 Ｑ ｍ ００ ｍ Ｅ －ＭＷＤ仪器信号传输衰减非常严重 ， Ｍ－ 基本上导致 该仪器在此类地层无法正常应用 ， 因此通过对大庆地层 电阻率的分布情况进行系统的分析和研究 ， 可以在理论 上推荐出适合 和不适 合 Ｅ —ＭＷＤ仪器应用 的地层 Ｍ 和 区块 以使该 仪器 更好 的在 大庆 进行 应用 。
由此可见地层电阻率是信号传输 的重要参数之一 ， 电阻率低于 １ ｍ 的地层可 以被近似地看成导体 ， Ｑ・ 当 电磁波信号通过此类地层时 ， 信号传播的水平方 向的分 量将远大于垂直方向， 因此导致 电磁波传输严重衰减 ， 导致在地表无法 接收到信号； 当地 层 电 阻 率 高 于 １０ ￣・ 时 ， ００ ｍ 地层可以被近似地看成绝缘体 ， 电信号基
２ 理 论依 据
地 层 电阻率 ， ・ Ｑ ｍ； 卜 信号 电流频率 ， ｚ Ｈ。 由此可 以得 到 电磁波 传输 的最 终公 式 ：
（ 一Ｉ ） ｏ．８ 一
从公式中可知 Ｊ 随着发射源的功率 、 （） 地层 电阻 率的增大而增大， 随着井深、 发射频率的增大而降低 ； 此 外Ｊ ） （ 还与钻杆 的材质 、 循环介质等因素有关 。