钻井仪器简介
钻井测量仪器--多点
第章钻井测量仪器第一节 ESS电子多点测斜仪一、作用及功能ESS全称为 ELECTRONIC SURVEY SYSTEM 译为电子测量系统简称电子多点（以下简称ESS）。
是NL SPERRY-SUN公司的一种新型的电子测量仪器，用于钻井过程中的井眼轨迹测量施工。
ESS应用范围：ESS由于测量数据的精确度高，现场施工时的测量成功率高，它与无磁钻铤配合使用。
主要应用在井眼轨迹测量精度要求较高的定向井中，特别适用于大斜度定向井和水平井的井眼轨迹数据测量。
ESS具有磁性参数的分析与修正功能。
ESS具有磁扫描功能：运行磁扫描程序可以检查无磁钻铤、无磁扶正器、仪器外筒等无磁材料的磁化情况。
ESS具有错误和状态诊断功能：在测量过程中，它可以检测来自井下探管对电源、工作状态和测量环境的信息。
二、工作原理利用重力加速度计和磁通门分别敏感地球的重力场和地磁场来测取井斜角和井斜方位角，采用电池供电，可以在井眼中连续工作边测量边记录，利用计算机和打印机输出和处理数据。
三、主要组成部件及作用功能ESS主要由井下探管、电池筒总成、地面计算机及操作软件、TI热敏终端、点阵打印机、探管保护筒总成。
井下探管：三维放置的磁通门、重力加速度计传感元件和温度传感元件，采集井眼井斜角、井斜方位角、工具面原始信号和井下温度数据，并将原始信号转换成测斜数据，又把测斜数据储存在探管里。
电池筒总成：电池筒总成内装8节2号碱性高能电池，为探管提供电源。
它采用了分隔减震的方式，增强了电源的抗冲击性。
地面计算机：地面计算机可采用一台兼容的PC 80286或PC 80386型以上台式或便携式计算机，要求硬盘容量20MB以上，技术性能无特殊要求。
ESSDUMP 软件：通过地面计算机对ESS探管进行程序的改写输入，ESS 01 是单点测量和探管性能调试软件，ESS 02 是多点测量软件。
MAP 软件：通过地面计算机对ESS探管进行单点、多点测量的初始化设置与数据输入，测量数据的输出和编辑。
石油钻井仪表知识
仪表知识
5.记录仪
（1）组成
（2）记录卡片 （3）工作原理
仪表知识
（1）组成
主要由机械时 钟、记录弹簧管总
成、记录表盘、记
录表接头、面板、
压纸装置、传纸垫
等组成。
仪表知识
（2）记录卡片
记录卡片所记
录的工作曲线，是
反映悬重随时间变
化的曲线。
仪表知识
（3）工作原理
记录仪的工作过程是，由传感器产生的
仪表知识
（3）表盘
重力指示仪表盘为黑地黄字。10股 绳其一周刻度为0—2400千牛。 灵敏表的表 盘为黑地白字。
一周刻度为0—
600千牛，均为
等份刻度。
仪表知识
（4）油压传递
由传感器产生液体压力通过传压管线、快 速接头和连接于重力指示仪上的减震阀，调节减 震阀使液体的压力作用于指重弹簧管和灵敏弹簧 管，经过放大机构的连杆及扇形齿轮转动齿轮轴 ，使指针产生偏转，指示井下钻具重力。
仪表知识安全经验分享源自仪表知识一、指重表
二、泵压表
仪表知识
一、指重表
1、用途 2、结构
3、工作原理
4、ＪＺＺ１型重力指示仪
5、记录仪
6、指重表的使用
7、故障排除
仪表知识
1、用途
指重表是石油钻井普遍使用的一 种重要钻井仪表，主要用于测量钻具 悬重和钻压大小及其变化。
2、结构
ＪZ系列指重表包括： ＪＺＧ型死绳固定器 ＪＺＺ型重量（力）指示仪 ＪＺＪ型记录仪
液体压力经过减震阀上三通接头，通过金属
软管传递到记录弹簧管总成，使其变形产生
位移，带动连动机构和记录机构在记录纸上
做曲线运动。记录纸随时钟轴做圆周运动。
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。
石油钻井中的井下测井仪器使用指南
石油钻井中的井下测井仪器使用指南井下测井是指通过使用各种仪器和技术手段，对井内的地层进行详细的测量和分析。
石油钻井中的井下测井仪器使用指南致力于帮助钻井工程师在油井钻探和生产过程中正确选择和使用井下测井仪器，以获得准确的地层参数数据和优化钻井结果。
本文将介绍常见的井下测井仪器，并提供使用指南，包括测井仪器的选择、操作方法和常见问题解答。
1. 自由曲线仪(Free Point Indicator)：自由曲线仪是一种用于测量固定故障位置的测井工具。
在进行海外钻井活动时，它可用于测量管柱的自由长度并确定爆炸裂纹位置。
使用时需要注意以下几点：- 在运行自由曲线仪之前，务必确保井孔内没有其他工具或障碍物。
- 安装自由曲线仪时应根据工作环境调整其敏感度，以确保准确的测量结果。
- 当自由曲线仪出现故障时，必须立即停止操作，检查仪器是否损坏。
2. 测井仪(Logging Tool)：测井仪是一种能够进行地层测量和数据记录的工具。
常见的测井仪包括电阻率测井仪、自然伽玛射线测井仪、声波测井仪等。
使用测井仪时需要注意以下几点：- 根据井孔的特征和测井目的选择合适的测井仪。
- 在使用测井仪之前，检查仪器是否完好，电池是否充电，探头是否清洁。
- 将测井仪缓慢地降入井孔，在下降和上升的过程中平稳操作，以避免损坏仪器或产生误差。
3. 旁远探测器(Sidekick)：旁远探测器是一种用于测量井眼直径和探测井孔壁上各种缺陷的测井工具。
使用旁远探测器时需要遵循以下指南：- 在使用旁远探测器之前，清洁井眼内的堵塞物，并确保仪器和电缆没有损坏。
- 安装旁远探测器时，根据井眼的尺寸和形状适当调整测量参数。
- 在探测井孔壁上的缺陷时，移动旁远探测器的位置以获得完整的测量数据。
4. 测井电缆(Logging Cable)：测井电缆将井下测井仪器与地面设备连接起来，用于传输数据和供应电源。
使用测井电缆时需要注意以下几点：- 在使用测井电缆之前，检查电缆是否有明显的损坏，如断裂或磨损。
旋转导向钻井工具介绍
静态偏置推靠钻头工作方式
静态偏置指向钻头工作方式
动态偏置推靠钻头工作方式
动态偏置指向钻头工作方式
推靠式旋转导向系统的特点：侧向力大, 造斜率高, 但旋转导向钻出的井眼狗腿大, 轨迹波动大, 不平 滑。钻头和钻头轴承的磨损较严重。
可控弯接头导向结构示意图 可控弯接头导向原理图
指向式旋转导向钻井工具
中国地质大学的李颖对指向式旋转导向钻井工具的 动力学分析和工作性能研究，且做出了偏置导向机 构的实验样机。
偏置单元的实物图
偏置单元样机主要由电机、齿轮同步器传动机构、 两套双丝杠对顶滑块-斜面传动机构等组成。
谢谢
产品特点： 1、系统是全旋转式的。 2、该系统由稳定平台单元、工作液控制分配单元及偏置 执行机构3部分组成。
Pad out
偏置单元
Pad in
导向原理
3.Geo-Pilot旋转导向钻井系统
主要特点：外筒不旋转，改变角度导向
导向原理
偏置原理
旋转导向钻井工具的分类及对比
• 旋转导向系统按导向方式可分为两类：推靠式(Push the bit) 和指向式(Point the bit)。
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
225 井上进行了整个旋转导向钻井系统的联合现场试验, 获得了成功。目前已基本成熟。
石油钻井仪器操作指南说明书
石油钻井仪器操作指南说明书一、引言石油钻井是一个复杂而又关键的工艺过程，而钻井仪器则扮演着至关重要的角色。
为了确保钻井作业的顺利进行，本操作指南旨在为操作人员提供详细的指导和说明，以确保仪器的正确操作和维护。
二、仪器概述1. 主钻井仪器主钻井仪器包括钻井平台、驱动装置、显示屏和控制面板等。
操作人员在操作之前需要熟悉主钻井仪器的组成部分和功能，以确保能够正确地进行操作。
2. 测井仪器测井仪器用于对孔眼及井底进行测量和记录，包括射孔器、测井工具等。
操作人员需要熟悉不同测井仪器的特点和使用方法，并按照要求进行操作。
三、操作准备1. 安全注意事项在进行钻井仪器操作之前，操作人员需仔细阅读并严格遵守相关的安全准则和操作规程。
确保操作过程中的安全环境，如佩戴防护设备、保持机器稳定等，以减少事故的发生。
2. 环境检查在进行钻井仪器操作前，操作人员需要对作业区域进行仔细检查，确保环境良好，没有潜在的危险因素。
同时，仪器本身也需要经过检查，确保其正常工作。
四、操作步骤1. 仪器启动与校准根据不同钻井仪器的要求，按照指示进行启动和校准的过程。
该过程需要进行仔细的仪器检查和参数校准，以确保仪器的准确度和稳定性。
2. 仪器操作根据实际需要和工艺要求，进行相应的仪器操作。
操作人员需要熟悉不同功能按键和控制面板的布局，并按照操作手册中的指导进行相应的操作。
3. 数据记录与分析在钻井作业过程中，操作人员需要实时记录和分析数据，以便及时调整钻井参数和维护钻井仪器。
同时，需要将数据记录并存档，以备后续的分析和参考。
五、故障排除与维护1. 故障排除在钻井仪器操作中可能会出现一些故障和问题，操作人员需要具备一定的故障排查能力，并根据操作手册中提供的故障排除指南进行相应的处理。
2. 仪器维护钻井仪器的正常维护对于延长其使用寿命和确保操作效果至关重要。
操作人员需要认真按照维护手册的要求进行仪器的定期保养和检修，确保仪器的良好状态。
六、操作注意事项1. 经验与技术钻井仪器操作需要一定的经验和技术，操作人员需要经过专门的培训和学习，熟悉操作流程和技巧，以提高操作的准确性和效率。
钻井自然伽马测井仪器用途
钻井自然伽马测井仪器用途
钻井自然伽马测井仪器是一种常用的地质测井仪器，用于获取钻井井眼周围地层的放射性测井参数，以便进行地层分析、岩性识别、层位对比、沉积环境分析、孔隙度和储层含油气性评价等。
它通过测量地层的自然伽马辐射反映地层中不同放射性元素的存在和分布情况以及地层的物性变化。
钻井自然伽马测井仪器主要测量目标是地层介质中的钍、铀、钾等放射性元素。
在地质勘探中，这些自然伽马辐射元素是普遍存在的，它们辐射出的γ射线可以通过测量仪器准确地定量和记录。
该仪器的使用有以下几个主要用途：
1. 地层分析和岩性识别：钻井自然伽马测井仪器能够记录地层中不同岩性的放射性元素含量，在测井曲线上显示出不同的伽马射线强度变化，从而可以通过分析伽马射线测井曲线识别和划分不同的地层岩性。
2. 沉积环境分析：钻井自然伽马测井仪器可以提供地层的放射性地层反演和层位分析，可以帮助揭示沉积相及其储集性。
3. 孔隙度和储层含油气性评价：钻井自然伽马测井仪器通过针对地层的放射性特征，可以预测地层的孔隙度和含油气性，对油气勘探和评价具有重要意义。
4. 地层层位对比：钻井自然伽马测井仪器具有较高的分辨率，可以提供地层的准确层位信息，帮助勘探人员进行区域和局部地层对比。
除了以上主要应用之外，钻井自然伽马测井仪器还可以用于测量井眼的辐射强度，以确定井眼附近地层的放射性矿石产状，为矿床勘探提供有力的线索。
总而言之，钻井自然伽马测井仪器是一种非常重要的地质测井工具，可用于获取地层放射性参数，进行地层分析、岩性识别、沉积环境分析、孔隙度和储层含油气性评价等工作，对于油气勘探和矿产资源评价具有重要意义。
三常用测井仪器介绍
的机械特性，出砂分析。
AC质量控制
应在套管(187us／m，57us/ft)和已知岩性如盐岩或硬石 膏(盐岩223-230us／m ,
差自动地平均进行井眼补偿。在两个接收探头上的首
波时间取决于在井眼附近地层中的首波传播路径。为
了取得垮塌地层的精确声波速度测量，要求使用长源
距的声波仪，具有探测深度更深，受大井眼的影响小
的特点。
AC技术指标(1603)：
– 直径
3.38in 85.7mm
– 长度
19.17ft 5.842m
– 重量
320 lb 145.2kg
常用测井仪器及质量控制
张卫平
常用测井系列
1、电阻率声波系列 2、放射性系列 3、测压取样系列 4、备选系列(倾角测井、全井眼电阻率扫
描、核磁测井、垂直地震剖面测井等)
5、井壁取心 6、固井质量检查
1、 电阻率声波系列 DLL/MLL/MAC/GR/CAL/SP
该系列进行三种电阻率测量和声波测量：深侧向
或地层防砂方案 – 10.渗透率:从斯通利波幅度衰减导出渗透率 – 11.岩性:改善慢速地层中孔隙度与岩性的测定 – 12.地层流体特性: 给出声波油气指示参数 – 13.各向异性:采集交叉偶极测量值，并评价垂直微裂缝和
应力状态 – 14.套管井: 过套管采集横波与纵波数据
MAC质量控制（1）
仪器测前刻度是在管外无水泥的套管中进 行 , 允 许 误 差 范 围 为 57±2 微 秒 / 英 尺 (187± 7微秒/米)。
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钻测井技术发展趋势
• • • • (1)减小测井传感器到钻头的距离。 (2)提高实时数据传输率。 (3)提高测井传感器的可靠性。 (4)提高作业的安全性。
发展趋势
• 在今后的发展中，人们将更多地关注测量点到
• 钻头的距离、数据传输率、仪器的可靠性和放射 性源
• 等问题。随着这些指标的改善，随钻测井资料的 应 • 用范围在逐步扩大，据报道，2006年随钻测井 在地 • 层评价数据采集中所占比例超过了1／3，其应用 还 • 在继续增长。
主要内容
1 随钻声波测井仪器 2 新仪器的设计
3 LWD低频四极横波测井仪器
4 紧凑型补偿随钻电阻率测井仪器 5 随钻宽频多极声波测井仪器 6 lnSite ADR方位深电阻率传感器 7第2代LWD地层压力测试技术 8钻测井技术发展趋势
• 随钻声波测井仪器可以提供电缆测井质 量的纵波和横波数据。贝克INTEQ公司 的LWD低频四极横波仪器在低频时无需 声隔离装置，可以作为单极、偶极和四 极仪器使用，测量低速地层的横波数据； 哈里伯顿公司的LWD宽频多极声波测井 仪器，同时使用了单极、偶极和四极声 源，改善了数据质量并拓宽了横波测量 范围。
lnSite ADR方位深电阻率传 感器
• • • • • • • • 现有的电阻率测井仪器分为侧向测量和成像测 量，侧向测量进行中等探测深度的补偿电阻率测量， 而成像测量的探测深度非常浅，是非补偿的。在近 水平井段，厚2 ft的高电阻率层段在测井曲线上可 能显示出近20 ft厚，侧向测井很难指示这种地层的 存在。而电阻率成像测井极易探测到这样的地层， 但非补偿测量会受到泥浆侵人或仪器与井壁间隙的 影响，无法提供准确的地层电阻率值。
• 在LWD电阻率测井方面，新仪器的设计 更加紧凑，测量深度逐步增加，并且可 以同时进行侧向和成像测量。此外，第2 代LWD地层压力测试系统具有自学习功 能的优化测试程序，并采用了智能化的 极板控制。
LWD低频四极横波测井仪器
• • • • • • • • 新仪器的优点：提高了数据存储能力，可以在更 长的时间内记录高密度数据；扩展了测量频率，在 500 Hz到30 kHz之间具有平缓的频率响应；配备 了高灵敏度接收器和可编程宽频发射器。对地层信 号更敏感，受钻井噪声的影响更小；新的声源组合具 有更高的声波能量输出，声波极性和频率是可以选 择的；采用新的频散追踪方法，降低了慢速横波测量 的不确定性。
第2代LWD地层压力测试技术
• • • • • • • 因LWD环境下泥浆脉冲数据传输率有限，第2 代LWD压力测试技术采用了智能井下系统，可以 根据压降、最低测试时间来优化测试程序，并自动对 数据质量进行有效评估，有助于降低测试时间，避免 钻杆遇卡。减少测试时间意味着节省钻机时间和成 本，并能保障井眼安全。为了进一步增加井眼安全 性，测试期间可以保持泥浆循环。
紧凑型补偿随钻电阻率测井仪 器
• • • • • • 随钻电磁波电阻率测井仪器投入商业应用已经 20多年了。第1代电磁波电阻率仪器比较简单，具 有1个发射器和2个接收器，测量电磁波信号的相 位差，提供一个电阻率值。近年来，随着电阻率测量 技术的逐步成熟，仪器的测量参数也在增加，可以提 供多个电阻率测量值，并且具有不同探测深度。
随钻宽频多极声波测井仪器
• • • • • • • • • 最近，松代克斯公司推出了新的随钻电磁波电 阻率测井仪器——紧凑型补偿电磁波电阻率测井仪 器，新的仪器能够支持电磁波电阻率测井的基本需 求：多个探测深度、井眼补偿、多个频率等[3]。 新测量方法扭转了通过降低天线数量、增加长 度和复杂性来满足井眼补ห้องสมุดไป่ตู้等需要的趋势。新仪器 的天线数量更多，长度更短，同时能完成多个频率测 量。与传统天线阵列相比，紧凑天线阵列的长度缩 短了40％，这就降低了井底组合的长度和成本。