王健潭
（中石化胜利石油工程有限公司钻井工程技术公司 山东东营 257064)）
摘 要：本文介绍了SINOMACS NBGSII近钻头近钻头地质导向工具的工作原理、结构和特点。通过详细介绍SINOMACS NBGSII近钻头地质导向工具在胜利油田超薄油藏水平井的使用情况，进一步明确了该仪器的优缺点及在使用过程中的注意事项，为今后开发类似超薄油藏时使用该工具提供了经验。现场使用结果表明，该仪器设计独特合理、工作可靠，可以准确获得近钻头井底井斜和方位伽玛数据，对提高油层的穿遇率、提高钻井机械速度和钻井效率、缩短钻井周期、提高保护油气层和降低钻井成本等方面都具有十分重要的作用。
关键词：近钻头地质导向；方位自然伽马射线；超薄油气藏水平井
SINOMACS NBGSII近钻头地质导向系统将测量单元安装于钻头处，在地层打开的第一时间测量钻头附近的地层和工程信息，真正实现参数测量的“零延时”,彻底解决传统参数测量的“大延迟”问题。为开发超薄油层、断块油层以及边缘油藏等复杂储层提供优质、高效解决方案，对提高油层的穿遇率、提高钻井机械速度和钻井效率、缩短钻井周期、提高保护油气层和降低钻井成本等方面都具有十分重要的作用。
1 国产近钻头仪器使用简介
1.1工作原理
SINOMACS NBGSII近钻头地质导向系统采用高抗震性能自然伽马、井斜测量元件，经小型化封装处理，安装到长度为仅为72cm的微型空间，信号经电磁波无线短传跨过动力钻具到信号接收短节，由MWD实现上传。可以实时测量井斜角、方位自然伽马、转速等数据，有效提高了测量参数时效性，并利用无线短传或者过动力钻具信息短传技术与上端MWD无线随钻测量系统实现挂接。
1.2系统组成
SINOMACS NBGSII近钻头地质导向系统由地面系统、无磁悬挂+泥浆脉冲发生器、MWD 探管（井斜、方位、工具面等）、无线数据接收短节、近钻头测量发射短节组成，钻井施工中配合通用螺杆及钻头使用。其中近钻头测量发射短节主要包括微型自然伽马传感器，微型参数测量模块，微型发射总成，高温锂电池，工具本体等。（见图1）
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1.3系统特点
1.3.1系统测量零长短，参数测量零长0.6m
相较于安装于螺杆内部的近钻头测量仪器，该近钻头地质导向系统的测量发射短节位于钻头与螺杆之间，距离井底更近，各项测量参数距离井底0.6m，能及时准确的提供井底测量和工程参数，有效提高了测量参数时效性，便于及时进行轨迹调整，减少非油层段进尺，有效提高油层钻遇率，实现了实时精确判断地层属性、准确导向等功能。
1.3.2独立测量短节，采用电磁波无线短传、安装灵活
测量发射短节安装在通用螺杆外部，不改变螺杆的原有结构、动力性能和造斜率，并利用电磁波无线短传技术与上端MWD无线随钻测量系统的挂接。测量发射短节电池寿命300小时，能够很好地满足井下使用要求，可现场更换电池，使用更方便。
1.3.3可配接常规螺杆
使用SINOMACS NBGSII近钻头地质导向系统进行钻井施工不需要特制螺杆，测量发射短节可接任意度数的通用螺杆，不影响通用螺杆的原有轨迹控制性能，现场使用中更加方便，更加简单。若测量发射短节发生故障，在现场就可以卸下，易于更换更方便。相较于安装于螺杆内部的测量仪器，在相同排量下泥浆流速更低，流场不易形成涡流，对测量发射短节本体的冲蚀更小。
1.3.4近钻头自然伽马具有方向性
1.3.5适应性强，信号传输不受高温及钻井液体系的影响
1.3.6开发了电磁波电阻率高精度测量、校正技术
2 现场应用情况
SINOMACS NBGSII近钻头地质导向在胜利油田进行了多口水平井现场应用，获得了实钻数据，进一步明确了该仪器的优缺点和需要在使用中的注意事项和以后的改进方向。本文以陈373-平179井钻井施工过程为例。
2.1 本井简况
陈373-平179井位于山东省东营市河口区陈庄镇陈家庄油田，根据参考井钻井数据，地质设计判断本井目标地层馆陶组存在储层地质物性较差，工程和地质“甜点”油层超薄、油层倾角判断困难等难点，决定使用SINOMACS NBGSII近钻头地质导向进行施工。
2.2 施工过程
陈373-平179井在造斜点785.57m使用SINOMACS MWD测斜仪器开始定向，钻进至井深1318.22m，井斜75.53°时下入SINOMACS NBGSII近钻头地质导向系统，螺杆弯度1.50°，底部钻具组合：Φ241.30mm牙轮钻头+NBGS测量短节+Φ197.00mm*1.50°动力钻具+411×410止回阀+SINOMACS地质导向+Φ127.00mm无磁承压钻杆+Φ172.00mm无磁悬挂+Φ127.00mm无磁承压钻杆+Φ127.00mm钻杆105根+Φ127.00mm加重钻杆27根+Φ127.00mm钻杆。
2.2.1 着陆点确定
施工中着陆前地层如有变化在方位自然伽马曲线上应能看到下伽马值明显变化。该井钻进至井深1644.57m，近钻头测点1641.57m，近钻头井斜84.06°，预计井底垂深1234.61m时，近钻头方位自然伽马曲线出现较大区分，上伽马由85API降至78API，下伽马由82API降至58API，下伽马出现明显下降现象，根据上下伽马曲线特征，对比邻井测井数据及设计油层垂深，判断钻头接近油层，继续钻进至井深1650.00m时近钻头方位自然伽马上下伽马均降至55左右，钻时变快，与临井测井曲线形态对比后，确认钻头进入目的油层，该井成功着陆，进人水平段控制。
2.2.2 水平段轨迹控制
应用近钻头方位自然伽马测量上下地层电性特征，保证水平段含油砂岩钻遇率。陈373-平179井钻进至井深1692m，近钻头测点1689.61m，近钻头井斜86.17°，预计井底垂深1239.26m时，近钻头方位自然伽马曲线出现较大区分，钻时出现变慢现象，上伽马由57API上涨至61API，下伽马由56API上涨至77API，下伽马出现明显上涨现象，根据近钻头上下伽马曲线特征，判断钻头已出油层下切进入泥岩，决定上挑轨迹，及时上切找回油层，于井深1702.00m时，近钻头方位自然伽马上下伽马均降至58API左右，钻时见快，判断钻头再次回到油层。该井后期水平段钻进过程中密切观察近钻头方位自然伽马曲线，提前调整井眼轨迹，钻进至井深1884m顺利完钻，钻遇油层213m，油层钻遇率91.02%。
2.4 施工分析
2.4.1近钻头井斜数据误差小，可信度高
SINOMACS NBGSII近钻头地质导向可对因螺杆角度和工具面角可能造成的近钻头井斜误差进行系数修正，陈373-平179井实钻获取的近钻头井斜数据与MWD井斜数据最大误差在1° 以内，平均误差在0.3°以内，误差较小，近钻头井斜数据略微偏大，对于轨迹调整、钻具造斜率等提供了很好的参考意义。
2.4.2近钻头测量短节电池时间满足井下使用要求，未影响通用螺杆原有轨迹控制性能
用带近钻头测量短节的通用螺杆滑动增斜率达到0.25°/ m，复合增斜率 0.2~0.5°/ 10m，增斜效果跟不带近钻头测量短节的通用螺杆基本一致，说明近钻头测量短节未影响通用螺杆原有轨迹控制性能。近钻头测量短节仪器电池理论使用时间可以连续作 300 h，在此次实际工作中达到 310 h，由于螺杆、钻头寿命较之要短，不会因为仪器无电而起钻，能够很好地满足井下使用要求。
2.4.3近钻头方位伽马灵敏可靠，可有效提高油层钻遇率
SINOMACS NBGSII近钻头地质导向系统现场应用时，测量盲区短，近钻头方位伽马灵敏度较高，可实时显示井下地层变化，与地质导向平均伽马数值基本一致，可准确判断出井眼轨迹在油层中的相对位置及钻头是否在油层中钻进，在陈373-平179井地层倾角不确定，优质油层薄的不利情况下，最大程度地提高了该井的油层钻遇率，陈373-平179井油层钻遇率高达 91.02%。
3 结论和认识
SINOMACS NBGSII近钻头地质导向系统能为优质钻井提供有力支持SINOMACS NBGSII近钻头地质导向系统可在更多区域发挥重要作用；近钻头井斜数据误差小，可信度高；近钻头测量短节现场应用较方便，对螺杆钻具影响较小
参考文献：
[1]孙瑞.近钻头地质导向系统在薄油层水平井中的应用[J].长江大学学报 ( 自科版 ). 2013（14）:97-100