贝克休斯随钻测井工具
旋转导向钻井智能钻井介绍 Auto Trak,Power Drive, Geo Pilot
目录
旋转导向钻井技术概况
背景：为克服滑动导向技术的不足，从20世纪80 年代后期，国际上开始研究旋转导向钻井技术。 发展：20世纪90年代初期,多家公司形成了商业化 的旋转导向技术，目前有三种比较成熟导向系统。 组成：旋转导向钻井系统实质上是一个旋转导向 工具与测量传输仪器（MWD/LWD）联合组成的井下 闭环工具系统。 应用：非常适合目前开发特殊油藏的超深井、高 难度定向井、水平井、大位移井和水平分支井等。
3、动态指向式旋转导向钻井工具
4、基于旋转导向钻进方式的可控弯接头系统 5、指向式旋转导向钻井工具
动态推进式旋转导向钻井工具
• 胜利油田承担国家“863”计划“旋转导向钻井系统关键
技术研究”后,与西安石油大学联合开发 • 原理：斯伦贝谢的PowerDrive基本一样。
• 现状：进行了20 多次的地面试验,2006 年8 月在营122斜
动态指向式旋转导向钻井工具
由海洋石油工程股份有限公司及西南石油大学，结合了哈 里伯顿的Geo–Pilot的指向式结构和斯伦贝谢的Power Drive的随钻的下盘阀结构，提出了动态指向式旋转导向
钻井工具的设计思想,目前还停留在理论阶段。
基于旋转导向钻进方式的可控弯接头系统
由西安石油大学机械工程学院中原油田第三采油厂在CNPC
典型旋转导向钻井工具介绍
• Baker Hughes推出的Auto Trak不旋转外筒式 闭环自动导向钻井系统。
• Schlumberger Anadrill公司的Power Drive
全旋转导向钻井系统。 • Sperry-Sun 产品服务公司推出的Geo-Pilot 旋转导向自动钻井系统。
1.Auto Trak 旋转导向钻井系统
贝克休斯VisiTrak随钻测井实现精准中靶
［ ２ ］ 高波 ，王 勇 ， 李 冰 ，等．渤西 油 田污水 回注储层损 害评 价研 究及化学保护措施 ［ Ｊ ］ ．海洋石油 ，２ ０ １ ０ ，３ ０（ １ ） ： ７ ６ — ８ ０ ． ［ ３ ］ 徐勇 ，王卫 忠 ，高锋 博 ，等．油 田注水 阻垢剂研 究进展 ［ Ｊ ］ ．
广 州化 工 ，２ ０ １ ４ ，４ ２（ １ ８） ： ４ ３ — ４ ４ ．
成为 目前世 界 上最 大 的炼 油 综 合厂 。 目前 ，该 炼 油厂 的建设 时 间 表还 未 公 开 。该 项 目的设 计 、土 地 收购
和建设工作可能需要花费 ６ ～ １ ０ 年。
摘编 自 《 中国化工报 》２ ０ １ ６ 年 ２月 ３日
哈拉施特拉邦建设一家产能 ６ ０ ０ ０ ×１ ０ ｔ ／ ａ（ 约合 １ ２ ０ ×１ ０ ｂ ｂ ｌ ／ ｄ ）的炼油厂。 据悉 ， 该项 目 将分两期建设 ， 一期将投资 １ 万亿卢 比 （ 约合 １ ４ ７ 亿美元 ） 建设 ８ ０ Ｘ １ ０ ｂ ｂ ｌ ／ ｄ 炼油能力 。 该炼油厂将生产汽油 、柴油 、液化石油气 、航空燃油 以及供应马哈拉施特拉邦石化厂原料 。信诚工业公 司在古吉拉特邦附近的贾姆讷格尔拥有两家一体化炼油厂 ，总计加工能力 １ ２ ４ ×１ ０ ｂ ｂ ｌ ／ ｄ ，这也使该工厂
第３ ６卷油 田耐温抗盐型阻垢剂性能研 究
的性 能进行 了评 价 。
化 度 盐 水 溶 液 中 ，改 性 多胺 缩 聚 物 阻垢 剂 单 体 和 有 机 磷 酸盐 类 阻垢 剂 按 ｌ： １比例 复 配 时 防垢 效 果 最 好 ，能够 满足 目标 油 田长期 注水作 业 的要求 。
参考文献 ：
［ １ ］ 李海波 ，张舰 ．油 田防垢技术及其应用进展 ［ Ｊ ］ ．化学工业与 工程技术 ，２ ０ １ ２ ，３ ３（ ４） ： ４ ０ — ４ ３ ．
阿特拉斯随钻测井
Marketing D&E Systems
Advantage 组合码
再来看一个八位二进制数的情形， •用八位二进制数，可以有256个编码数据，所有八位数都要传到地面。 根据采用的编码方案的不同，需要脉冲发生器阀动作6-12次。 •用组合编码方式，可以有286个编码数据，比二进制编码多出了50个数 据，脉冲发生器阀动作6次。在最少的阀动的情况下，可以多发送50个 数据。
Module ), 双向通讯/电源短节
– 传感器短节
所有地层评价测量的基础平台
© 2002 Baker Hughes Incorporated All rights reserved.
Marketing D&E Systems
系统概览
Steering Unit
Inclination 1.0m (3.1ft)
Marketing D&E Systems
OnTrakTM MWD / LWD 系统
集成化的系统平台
MPR 多传播电阻率(2M & 400K Hz) 方向伽玛 APLS Elite (CCN / ORD)
放射性中子孔隙度和岩性密度 井下压力和振动 井眼方向测量 APX 声波测井 TesTrak 随钻地层压力测量
SARA
Siemens Chart Integrator
I-DAQ
ARCNET
Advantage
RigLink 2
Rocketport Serial Hub
RT
OL
OL
DB
BA PIII 600 NT Server RealTime Processing SLS/MWD
TMI TurboChip 400MHz NT WorkStation SLS
新型随钻地层压力测试工具
新型随钻地层压力测试工具 编译:杨 利(胜利石油管理局钻井院)审校:田树宝(石油大学北京) 摘要 贝克休斯公司开发的TesTrak随钻地层压力测试工具是一种新型LWD工具,可以利用钻井过程的短暂中断测量地层压力,测试时间短,一般仅需要5m in即可完成一次压力测试,占用钻机时间很少。
新型工具具有明显的优越性,可以用于大斜度井、水平井、大位移井,消除了工具下入困难等问题。
与传统技术相比,新型随钻地层压力测试工具测量的地层压力数据能更好地反映地层的真实压力状况,据此可优化钻井工艺、提高钻井效率。
主题词 随钻地层压力测试 TesTrak 工具 测试类型 现场应用一、引言地层孔隙压力是油藏描述的一个重要参数,多年来,人们一直寻求在钻井过程中测量地层压力。
上个世纪50年代钻杆测试(DST)和电缆测试技术相继出现。
钻杆测试和电缆测试都是停钻后很长时间才进行测试,无法实现随钻测试,而且在大斜度井或者水平井中使用传统的钻杆传输电缆测井工具进行地层压力测试极其耗时,存在工具下入困难等潜在风险。
现在随钻测井工具正在取代传统的电缆测井工具。
国外公司分别开发了自己的随钻地层压力测试工具,这些工具可以提供实时地层压力数据,使钻井工艺得到优化,还可以早期检测高压地层,根据地层压力进行井眼导向,确定压力梯度和流体界面,实时调整泥浆密度,使钻井作业、下套管和完井作业得到优化。
该技术引起了石油工业的广泛关注,在2004年美国海洋石油技术展览会(OTC)上,共有5项钻井新技术获得了特别关注奖,TesTrak工具为其中一项。
二、随钻地层测试工具的优点1,提高井场作业安全性利用随钻压力测试工具提供的数据可以优化泥浆重度和当量循环密度,防止井涌、井喷、地层损害或意外的地层压裂以及循环漏失。
随钻地层压力数据还可以帮助校正预测性孔隙压力算法。
2,提高钻井效率钻井效率受到近钻头地层和井眼之间压差的影响。
维持最小的压差,或者是欠平衡钻井,有助于提高机械钻速,减少卡钻风险。
随钻测井仪器介绍
1. 钻井过程中的测量是间接测量, 必须借助专用工具和仪器完成。而且根据测 量仪器的数据记录和传输方式的不同, 钻井测量分为实时测量和事后测量。
2. 测量仪器的尺寸受到井眼和钻井工具的限制, 特别是下井仪器的径向尺寸必 须能够下入套管和钻具内, 而且不会因仪器的下入而影响泥浆的流动或产生过大的 泥浆压降。
国内LWD配备现状
单位 胜利定向井公司 胜利油田钻井院 大港定向井公司 中海油技术服务公司 大庆油田钻井院 长庆油田钻井院
配套仪器类型 斯派里森公司FEWD 英国吉奥林公司Orienteer 贝克休斯公司MPR 斯派里森公司FEWD / 贝克休斯公司On-Track 贝克休斯公司MPR 英国吉奥林公司Orienteer
由此产生了与这三种测量媒介有关的测量仪器。 3. 借助于天体坐标系测量方位角或磁性工具面, 采用的
测量元件为陀螺仪。陀螺仪为惯性测量仪器, 不以地球上任 何一为基准, 这类仪器下井测量之前必须对陀螺仪的自转轴 进行地理北极的方位标定。
钻井过程中测量的方法、参数和基准
性质和特点
钻井过程中测量的特点
定向井定义
定向井钻井被（英） T ．A．英格利期定义为： “使井筒按特定方向偏斜，钻 遇地下预定目标的一门科学和 艺术。”
我国学者则定义为：定向井 是按照预先设计的井斜角、方 位角和井眼轴线形状进行钻进 的井。
Baker Hughes无线随钻多路电阻率测井仪
!国外石油机械#Baker Hughes 无线随钻多路电阻率测井仪于 江 李瑞营 杨海波(大庆石油管理局钻井工程技术研究院) 摘要 介绍了Baker Hughes 公司无线随钻多路电阻率测井仪的系统组成、主要技术参数和工作原理。
该仪器依靠钻井液脉冲传输信号,信号传输速度快,便于定向控制,同时实时传输地层参数数据进行实时测井,具有操作方便、测量准确、应用范围广泛等特点。
在50余口水平井的应用表明,该仪器减少了由于钻井液污染地层而造成的测井误差,从而降低成本,节约作业时间,具有广阔的应用前景。
关键词 无线随钻测井仪 多路电阻率 应用引 言大庆石油管理局钻井工程技术研究院于2001年初从美国贝克休斯公司(Baker Hughes )引进一套无线随钻多路电阻率测井仪,经过3年多的应用,在国内外及大庆油田内部共完成50余口水平井的随钻测量。
该仪器具有操作方便、测量准确、应用范围广泛等特点,它不仅可以完成水平井的定向测量,还可以进行随钻地质参数测量(伽玛及电阻率);依靠钻井液脉冲传输信号,传输速度快(11s ),便于定向控制,同时实时传输地层参数数据进行实时测井,从而实现随钻测井。
系统组成及技术参数1.系统组成无线随钻多路电阻率测井仪系统主要由硬件部分和软件部分组成。
硬件部分又分为地面控制设备和井下管串工具,软件部分主要由Advantage 和Case 集成软件包组成。
(1)井下管串 井下管串主要由主阀总成、控制阀总成、无磁钻铤、转换头、多路电阻率总成、下部柔性短节等几大模块体组成(见图1)。
主阀总成、控制阀总成产生钻井液正脉冲,把信号从井下传输至地面。
多路电阻率总成中含有多路电阻率探管,测量地层电阻率。
下部柔性短节中含有伽玛探管和近钻头井斜探管,测量岩性和近钻头井斜,工具总长13102m 。
图1 井下管串示意图1—无磁钻铤;2—钻铤接头;3—模块接头;4—多路电阻率总成短节;5—防磨带;6—存储器外接口;7—上部发送器;8—接收器;9—下部发送器;10—井斜传感器;11—伽玛传感器;12—下部柔性短节(2)地面硬件控制设备 地面硬件控制设备主要由计算机、S ARA 控制箱、传输盒、电源盒、线路连接转换器、轴编码、司钻显示器以及连接电缆等组成。
贝克休斯特殊钻井工具介绍
13
Competitive Advantage竞争优势
• 碳化钨(TC)和PDC切削结构的工程优化提高了划眼速度
• 用常规的PDC钻头也能很快钻穿 • 独特的凹性设计避免掉落物到井底 • 用于注水泥的安全旁通孔 • 钢结构比铝结构更可靠 • 360º 规径覆盖确保稳定性.
Downhole Penotrator Caledus BridgeBuster
EZCase™实质是在套管或者尾管底部安装 实质是在套管或者尾管底部安装 PDC钻头 钻头 EZCase™ 用于： 用于： - 在已钻井眼中划眼到井底 - 在下套管的同时，钻入新地层 在下套管的同时， EZCase™有两种操作方法： 有两种操作方法： 有两种操作方法 - 通过尾管与钻杆连接 - 通过套管与顶驱连接
16
6.000 5.750
6.125 5.875
6.500 6.250
6.750 6.500
8.500 8.250
11.000 10.750
12.250 12.000
17.500 17.250来自20.000 19.750
24.000 23.750
26.000 25.750
RWD2 RWD2 Ream While Drilling Technology Ream While Drilling Technology 随钻扩眼钻井技术 随钻扩眼钻井技术
结果： 结果： 13 3/8”套管钻进成功钻至目的层，并完成固井作业。 套管钻进成功钻至目的层， 套管钻进成功钻至目的层 并完成固井作业。 EZCase对比表现，其机械钻速优于对手50%，且进尺比对手长250m。 对比表现，其机械钻速优于对手 ，且进尺比对手长 。 对比表现
8
产品系列
Baker Hughes INTEQ公司测量仪器
第三节Baker Hughes INTEQ公司测量仪器Baker Hughes INTEQ公司的定向钻井工具在世界上也是处于领先水平。
其Navi-Drill系列井下动力钻具，能适用于不同尺寸的任何井眼施工。
同时，该公司和Agip Spa公司联合研制成功的旋转导向闭环钻井系统AutoTrak TM已经获得了商业性的应用，其卓越的旋转导向功能带来了钻井工业一场新变革。
其NaviGator TM地质导航系统集地质评价仪器和井下动力钻具于一体，实现了钻井过程中对地层进行更早期的实时评价，为安全、高效钻井施工提供了更可靠的依据。
关于旋转导向钻井系统AutoTrak TM将在第四章的“旋转地质导向钻井技术”中和其它旋转导向工具一起对比介绍，NaviGator TM地质导航系统将在本章第五节“地质导向钻井工具”中和其它的地质导向工具一起对比介绍。
本节将着重介绍该公司的MPR TM、MNP TM、MDL TM、MDP TM、SDN TM及ORD™等系列仪器。
一、MWD测量系统Baker Hughes INTEQ公司的MWD测量仪器有很多种，但总的来说可以分为3类：1、常规定向MWD系统Baker Hughes INTEQ公司的常规定向MWD系统采用井下涡轮发电机供电，可为钻井施工实时提供井斜、方位、工具面、仪器工作环境温度等参数，同时也是其它井下MWD/LWD 测量仪器向上传输实时数据的基本工具。
该MWD测量仪器有4-3/4”、6-3/4”、7-3/4”、8-1/2”、和9-1/2”五种尺寸，可广泛用于5-7/8”以上的井眼施工。
2、带伽玛参数的MWD系统Baker Hughes INTEQ公司的NaviTrak SM/NaviGamma SM (NT/NG) MWD 测量系统可以加挂伽玛测量段节，从而可随钻提供定向参数和/或自然伽玛参数。
该系统结构采用模块化设计，结构简单，在现场可以根据施工的需要组装，仪器钻铤尺寸从3-1/8”到9-1/2”，可广泛用于3-1/2”以上井眼的任何钻井施工。
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曲线命名规则
• 最终曲线 (8 条)
R PCSHM
电阻率
相位差
短源距
高频
内存
或 X = 实时
补偿和校正
或 A = 衰减
或 L = 低频 缺失代表长源距
9 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
随钻测井工具OnTrak技术参数
• RPCEHM—0.1~3000 欧姆.米
6.随钻测井工具
Logging While Drilling Formation Evaluation
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April 2nd, 2010
© Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved. | 1
ZoneTrakTM – Resistivity at Bit - Geostopping
21 ft
23 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
Reservoir Navigation – Challenges in Wellbore Placement
Shale
Shale
Modeled OnTrak Tool Response
Curve separation indicates approaching bed boundary Do we steer up or down?
Advanced Processed OnTrak Resistivity
Gamma Ray – Azimuthal Imaging
Gamma Ray
Sectored Gamma Ray Image
14 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
自然伽玛成像(OnTrak)
8 扇区内存成像 8扇区实时传输 实时层界面和地层倾角解释
15 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
•AziTrak --方位电阻率
16 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
BCPM
体积密度+密度成像
井径
井径校正中子孔隙度 声波
15.6m (51.2ft) 16.0m (52.5ft) 18.0m (59.0ft) 22.1m (72.5ft)
核磁共振 34.3m (112.5ft)
地层压力测试器 45.0m (147.6ft)
LithoTrakTM
6 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
17 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
AziTrak™ - Bed Boundary Detection
wPlacing two receivers coils fully orthogonal in a Multiple Propagation Resistivity tool, allows us to measure azimuthal information of the surrounding environment while the tool rotates
OnTrak Gamma
Ray
LithoTrak Porosity
Water Saturation
© 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved. 13 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
A31HM
井下工具 计算相位差和衰减电阻率
P41HM A41HM
P32HM A32HM
PD34HM AT34HM
PDBCSHX ATBCSHX
RPCSHM RACSHM
RPCSHX RACSHX
T3
3 地面电脑的处理步骤
1) 应用空气零长
T1
2) 电阻率转换 3) 井眼校正
8 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
内容提要
1. 随钻测井地层评价技术概述 2. 随钻定量评价砂泥薄互层油气藏 3. 随钻地震和井间压裂实时监测
2 ©©20200909BaBkaekreHr uHguhgehseIsnIcnocroproproartaetde.dA. lAl Rll iRgihgthstRs eRseesrevrevde.d.
随钻地层评价技术
随钻测量
数据传输
电阻率
放射性测井 声波
高级地层评价: 地层压力 伽玛成像 电成像 核磁共振 地震测井
Teleco NaviTrak OnTrak GyroTrak BCPM II EM Telmetry 数字钻杆
侧向电阻率 (RGD) 双频传播电阻率 (DPR) 多频传播电阻率 (MPR) DeepTrak
贝克休斯随钻测井地层评价技术系列
• 随钻自然伽玛和电阻率测井 – OnTrak（LWD/MWD) • 随钻方位电阻率测井 – AziTrak • 随钻中子密度孔隙度测井 – LithoTrak • 随钻声波测井 – SoundTrak • 随钻地层压力测试器 – TesTrak • 随钻高分辨率电阻率成像测井– StarTrak • 随钻核磁共振测井– MagTrak • 钻头电阻率 – ZoneTrakTM
RFelsuierdveSatEsutriatmiaotnes
ReFslueirdveSaEtsutrimataiotens
RWeseellrbvoorier NPlaavciegmateionnt
FlRuiodckTyQpuianligty (k)
Pressure Management ImGaegoilnoggical Interpretation
RPCELM—0.1~1000 欧姆.米
• RACEHM—0.1~500 欧姆.米
RACELM—0.1~200 欧姆.米
• MPRTEQ是英特公司专门针对随钻电阻率测井的原始测量值进行固定探测深度的 电阻率处理程序，同时它消除了各向异性和介电常数变化对电阻率的影响。经过 处理，可以获得探测深度分别为10”, 20” , 35”, 60”和120”的电阻率值。
三重组合随钻测量 LithoTrak
SoundTrak TesTrak Az. Gamma
StarTrak
MagTrak Seismic Checkshot
3
Copyright Baker Hughes Inc. 2007
© Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved. | 3
18 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
AziTrakTM – Real-time Deep Azimuthal Resistivity Imaging
19 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
23” 39”
90” 82”
探测半径
衰减
衰减 2MH
减 衰 2M短H 源距
22” 33” 59”
17” 26” 49”
21” 30” 47”
16” 24” 35”
18” 23” 36”
13” 18” 28”
Rt=1 / Rxo=0.1 Rt=10 / Rxo=1 Rt=100 / Rxo=10
10 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
探测深度
探测半径(in)
29” 48”
400kH 衰减
90 80 70 60 50 40 30 20 10
0
衰减 400短k源H 距
11 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
Operates in both WBM and OBM environments Currents at receiver used to determine apparent resistivity
22 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
4 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
贝克休斯公司英特的标志 –工具以 TRAK结尾
Baker Hughes Key LWD Formation Evaluation Services & Technologies
ReWselelrbvoorire NPlaavicgeatmieonnt
SoundTrak™
MagTrak™
TesTrak™
OnTrak–随钻自然伽玛和电阻率测井
7 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
2 MHz补偿电阻率
• 注意: 400kHz 具有相同的模式
长源距
短源距
井下工具 计算相位差和衰减电阻率