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【摘要】深度作为录井的最基本参数，在钻井勘探中具有十分重要的作用，一旦录取失准，其他录井参数都将失去意义。在综合录井资料的解释应用过程中，常发现气测数据和岩屑、岩心剖面需要上提或下放（即深度归位）才能更好地与其他相关信息吻合，这给录井资料的准确解释和应用带来一定困难。根据在垂直井施工现场工作多年所收集整理的大量资料和总结的经验，重点针对垂直井进行攻关。确定气测数据深度归位误差主要源于钻具受力和温度两个因素作用下发生的形变。导致实测井深与实钻井井深存在误差。
【关键词】综合录井 井深 归位 误差 成因
综合录井尤其是气测录井作为石油天然气勘探开发过程中发现油气的重要手段之一，具有随钻检测、即时分析、快速灵敏反映地下油、气、水等信息的优点。但在综合录井资料的解释应用过程中需要对气测录井深度进行归位，而其深度归位误差是指现场采集的深度数值与归位后对应电测资料深度的差值。
录井解释评价过程中，影响迟到深度准确计算的因素很多，如录井测量井深、钻井液泵效、钻井液性能、真实环空体积、油气上窜速度、岩石密度与破碎程度、气测管线延迟时间、实测方法等。本文主要针对钻井井深测量过程中所产生的误差进行分析并找出解决办法。
1 录井深度测量原理
录井深度测量系统均采用深度即时跟踪、计算和校正迟到时间并记录井下信息。深度测量多是利用安装在钻机的绞车滚动轴端上的绞车传感器来获得绞车滚筒转动带动大绳的运动状态，跟踪大钩的运动方向和运动距离，同时利用大钩负荷传感器获得大钩的轻重载状态，通过综合录井仪采集软件的综合判断、识别和计算处理，进而得到大钩的高度和下井钻具的长度及钻头所处的位置。
实际钻井深度（钻进条件下的钻头位置）是钻头人井后在钻井条件下，钻具受到重力作用拉伸变形、钻压怍用压缩变形以及井下地层高温作用下膨胀变形后钻头所处的地层埋藏深度。
2 井下钻具的状态及钻头位置影响
钻进过程中，钻具在不同状态下受到以下几种作用：
①钻头未接触井底时，钻具自重的拉伸与钻井液浮力作用；
②钻头接触井底或井壁时，钻井加压时地层对钻具支撑力的减拉伸或压缩与钻井液浮力作用；
③根据地质学原理，地层随埋深增加温度升高，地层高温作用下的钻具膨胀作用。这些作用使钻具发生形变，进而影响到钻井状态下钻头所处井下位置即钻井深度的测量。
2.1 井下钻具的受力形变影响
上述①和②作用都是力学因素作用，杆件在轴向受到力的作用时其弹性形变遵循胡克定律变化，在外力的作用下，钻具处于拉伸、减拉伸或压缩状态，在弹性范围内杆件的形变为弹性形变。K为形变系数，即某一深度时载荷变化引起的井下钻具长度变化量/（载荷变化量×钻具长度）。因此，可以由公式（l）得到在垂直井井下受到自重、钻压及钻井液浮力作用下的钻具形变量。
对直井下井钻具状态分析可知，井下钻具的受力分为3种代表性的状态（图1）：①井筒内无钻井液情况下，钻具半触井底半悬吊的状态（图la）；②井筒内无钻井液、钻头未触井底情况下钻具状态（图lb）；③在钻井状态下，井筒内充满钻井液，并施加钻压，钻具受到自重拉伸、施加钻压时产生的井底地层对钻具的支撑力和钻井液浮力作用的状态（图lc）。
对图1具体的分析如下：
转盘面是钻搡深度资料的基准点，所以钻具的伸长以转盘面为参照取竖直向下的钻头方向为正方向。首先分析直井的井下钻具在无钻井液的情况下的载荷情况。根据T程力学和材料力学原理，井下钻具在不同钻压下，理论上它已经发生了形变。在不考虑井筒内钻井液浮力的情况下，当大钩下放钻具使其处于半悬挂半接触井底时（图la），钻具受拉力和钻压相等，此时钻具的拉伸和压缩抵消，钻具为自然长度，无变形。
钻具不接触井底且不考虑钻井液浮力时钻具的受力解析（图lb），有了图la的钻具无形变状态，参照此状态探讨载荷变化。该状态下致钻具形变的载荷变化大小为此时的钻具受到的拉力与平衡点受到拉力的差；同理，当将钻具重量全加在钻头上时，载荷变化大小为，钻具受到自重力和地层的支撑力作用处于压缩状态。由此，悬挂的钻具在井下未接触井底时受到的拉伸作用力为钻具自重的二分之一。所以全悬挂和全压接触井底时，载荷变化量为二分之一钻具自重，作用效果分别为拉伸和压缩。
实际钻井条件下钻具的受力分析（图lc），根据矢量叠加原理，致钻具形变的载荷变化大小为W/2写钻井液对钻具的浮力及地层支撑力（等于钻压）的差，即钻具除了受自重力的拉伸作用，还受到施加钻压的减拉伸和钻井液浮力的减拉伸作用。
综上所述，在直井钻井作业时，钻具井下受力情况是，施加钻压（地层对钻具的支撑力）和钻井液的浮力均可减小钻具自重力的拉伸负荷，起减拉伸作用，故此时的钻具形变载荷变化量应为钻具自重的二分之一减去钻压和钻井液浮力，由上述分析可知，井下钻具满足杆件的弹性形变，变化规律遵循胡克定律。
2.2 井下工具的高温作用形变影响
地质学原理讲到地球内部温度分为3层，外热层、常温层和内热层。外热层位于地表0～15m之间，受地面环境温度影响而变化；常温层位于距地表面15～20m处，温度相对恒定，为当地年平均气温；内热层温度随深度增加而逐渐增加，具有一定的规律，大约每增加100m，温度增加3℃。如果地区年平均气温为4.2℃，地温梯度偏高，通常井深每加深100m，井底温度增加大于3℃，而且不同地区也存在差异，考虑到普遍规律，取地温梯度为3℃/100m（对于具体的井，可根据该井区的实际地温梯度）。由于地下与地面存在着如此大的温差，高温作用会使钻具产生膨胀伸长。依据材料力学理论，杆件在温度变化时发生膨胀作用， 在不同的环境温度下，钢材热膨胀系数不同，变形也不同。
3 结论与认识
通过上述分析和实践操作，得出以下结论：以往直井录井深度采集系统未考虑钻井作业中钻具受力及温度导致的误差，这些误差可以通过井下钻具形变系数的计算和校正公式给予校正。校正后的深度更能客观地反映钻头的实钻深度，为录井资料解释评价提供更为准确的基础数据。
参考文献
[l] 大港油田气测井读本编写组.气测井读本[M].北京：石油工业版社，1976
[2] 王群，地球物理测井概论[M].北京：石油工业出版社，20
【关键词】综合录井 井深 归位 误差 成因
综合录井尤其是气测录井作为石油天然气勘探开发过程中发现油气的重要手段之一，具有随钻检测、即时分析、快速灵敏反映地下油、气、水等信息的优点。但在综合录井资料的解释应用过程中需要对气测录井深度进行归位，而其深度归位误差是指现场采集的深度数值与归位后对应电测资料深度的差值。
录井解释评价过程中，影响迟到深度准确计算的因素很多，如录井测量井深、钻井液泵效、钻井液性能、真实环空体积、油气上窜速度、岩石密度与破碎程度、气测管线延迟时间、实测方法等。本文主要针对钻井井深测量过程中所产生的误差进行分析并找出解决办法。
1 录井深度测量原理
录井深度测量系统均采用深度即时跟踪、计算和校正迟到时间并记录井下信息。深度测量多是利用安装在钻机的绞车滚动轴端上的绞车传感器来获得绞车滚筒转动带动大绳的运动状态，跟踪大钩的运动方向和运动距离，同时利用大钩负荷传感器获得大钩的轻重载状态，通过综合录井仪采集软件的综合判断、识别和计算处理，进而得到大钩的高度和下井钻具的长度及钻头所处的位置。
实际钻井深度（钻进条件下的钻头位置）是钻头人井后在钻井条件下，钻具受到重力作用拉伸变形、钻压怍用压缩变形以及井下地层高温作用下膨胀变形后钻头所处的地层埋藏深度。
2 井下钻具的状态及钻头位置影响
钻进过程中，钻具在不同状态下受到以下几种作用：
①钻头未接触井底时，钻具自重的拉伸与钻井液浮力作用；
②钻头接触井底或井壁时，钻井加压时地层对钻具支撑力的减拉伸或压缩与钻井液浮力作用；
③根据地质学原理，地层随埋深增加温度升高，地层高温作用下的钻具膨胀作用。这些作用使钻具发生形变，进而影响到钻井状态下钻头所处井下位置即钻井深度的测量。
2.1 井下钻具的受力形变影响
上述①和②作用都是力学因素作用，杆件在轴向受到力的作用时其弹性形变遵循胡克定律变化，在外力的作用下，钻具处于拉伸、减拉伸或压缩状态，在弹性范围内杆件的形变为弹性形变。K为形变系数，即某一深度时载荷变化引起的井下钻具长度变化量/（载荷变化量×钻具长度）。因此，可以由公式（l）得到在垂直井井下受到自重、钻压及钻井液浮力作用下的钻具形变量。
对直井下井钻具状态分析可知，井下钻具的受力分为3种代表性的状态（图1）：①井筒内无钻井液情况下，钻具半触井底半悬吊的状态（图la）；②井筒内无钻井液、钻头未触井底情况下钻具状态（图lb）；③在钻井状态下，井筒内充满钻井液，并施加钻压，钻具受到自重拉伸、施加钻压时产生的井底地层对钻具的支撑力和钻井液浮力作用的状态（图lc）。
对图1具体的分析如下：
转盘面是钻搡深度资料的基准点，所以钻具的伸长以转盘面为参照取竖直向下的钻头方向为正方向。首先分析直井的井下钻具在无钻井液的情况下的载荷情况。根据T程力学和材料力学原理，井下钻具在不同钻压下，理论上它已经发生了形变。在不考虑井筒内钻井液浮力的情况下，当大钩下放钻具使其处于半悬挂半接触井底时（图la），钻具受拉力和钻压相等，此时钻具的拉伸和压缩抵消，钻具为自然长度，无变形。
钻具不接触井底且不考虑钻井液浮力时钻具的受力解析（图lb），有了图la的钻具无形变状态，参照此状态探讨载荷变化。该状态下致钻具形变的载荷变化大小为此时的钻具受到的拉力与平衡点受到拉力的差；同理，当将钻具重量全加在钻头上时，载荷变化大小为，钻具受到自重力和地层的支撑力作用处于压缩状态。由此，悬挂的钻具在井下未接触井底时受到的拉伸作用力为钻具自重的二分之一。所以全悬挂和全压接触井底时，载荷变化量为二分之一钻具自重，作用效果分别为拉伸和压缩。
实际钻井条件下钻具的受力分析（图lc），根据矢量叠加原理，致钻具形变的载荷变化大小为W/2写钻井液对钻具的浮力及地层支撑力（等于钻压）的差，即钻具除了受自重力的拉伸作用，还受到施加钻压的减拉伸和钻井液浮力的减拉伸作用。
综上所述，在直井钻井作业时，钻具井下受力情况是，施加钻压（地层对钻具的支撑力）和钻井液的浮力均可减小钻具自重力的拉伸负荷，起减拉伸作用，故此时的钻具形变载荷变化量应为钻具自重的二分之一减去钻压和钻井液浮力，由上述分析可知，井下钻具满足杆件的弹性形变，变化规律遵循胡克定律。
2.2 井下工具的高温作用形变影响
地质学原理讲到地球内部温度分为3层，外热层、常温层和内热层。外热层位于地表0～15m之间，受地面环境温度影响而变化；常温层位于距地表面15～20m处，温度相对恒定，为当地年平均气温；内热层温度随深度增加而逐渐增加，具有一定的规律，大约每增加100m，温度增加3℃。如果地区年平均气温为4.2℃，地温梯度偏高，通常井深每加深100m，井底温度增加大于3℃，而且不同地区也存在差异，考虑到普遍规律，取地温梯度为3℃/100m（对于具体的井，可根据该井区的实际地温梯度）。由于地下与地面存在着如此大的温差，高温作用会使钻具产生膨胀伸长。依据材料力学理论，杆件在温度变化时发生膨胀作用， 在不同的环境温度下，钢材热膨胀系数不同，变形也不同。
3 结论与认识
通过上述分析和实践操作，得出以下结论：以往直井录井深度采集系统未考虑钻井作业中钻具受力及温度导致的误差，这些误差可以通过井下钻具形变系数的计算和校正公式给予校正。校正后的深度更能客观地反映钻头的实钻深度，为录井资料解释评价提供更为准确的基础数据。
参考文献
[l] 大港油田气测井读本编写组.气测井读本[M].北京：石油工业版社，1976
[2] 王群，地球物理测井概论[M].北京：石油工业出版社，20