随钻测井 LWD
随钻测量
这种系统有几个优点：
（1）数据传输速度快，载波信息量大；
（2）受泥浆介质和水泵特性的影响小，即使在提下钻过程中也能检测数据。
(1)电传导(硬导线系统)
(2)电磁发射；
(3)地震(声)波；
(4)钻井液压力脉冲。
直到1960年，这些遥测系统的研究主要是为了随钻测井。定向井的日益增加，特别是花费高昂的近海地区，刺激了人们去开发既能处理定向测量数据又能处理地层评价数据的随钻测量系统。由于在海上平台中利用传统测量工具费用很高，人们不久就认识到使用定向随钻测量仪器更具有商业潜力。起初的MWD系统就只提供定向数据，紧接着就有了可以附加测量钻井参数和地层数据的另外—些工具。尽管有关其它3种遥测方法的研究还在继续着，但迄今为止却只有这些依靠钻井液压力脉冲的MWD系统在技术上和经济上是成熟的。
第二节
信号发射器和地面的信号接收、处理设备一起构成了钻井液压力脉冲式MWD信号传输系统。现有的钻井液脉冲传输系统的主要区别是采用哪种处理方法来传送数据。目前使用的钻井液压力脉冲式MWD主要采用三种方式在井底将数据编码、信号传输和在地面上译码，这三种钻井液脉冲传输方式井内仪器执行元件控制。
(1)坚固可靠的传感器，可在钻进动态条件下在钻头处或钻头附近测量需要的数据；
(2)将资料传送到地面的方法简单有效；
(3)可以方便地在任何钻机上安装并操作的系统，对正常钻进作业影响不大；
(4)成本合理，并能给作业者带来效益。
为开发满足这些要求的系统，人们作过多次尝试。主要问题是井下和地面之间的遥测传输系统。从1930年到1960年，人们研究了4种不同的遥测系统：
MWD和LWD的区别
MWD和LWD的区别
2010-10-06 12:47
目前在水平井钻井中的主要技术是MWD（即随钻测斜），用于地层评价的称为LWD（随钻录井或FEMWD—地层评价随钻测量系统）。
随钻测量系统由井下传感器组件、数据传输或井下记录装置与地面检测处理设备组成。
所有随钻系统应用紧靠钻头上部的传感器来测量钻井参数与地层参数。
钻井期间测量的数据实时传输导地面。
MWD一般能测量井斜、方位及工具面方向。
LWD除上述外，还可以测量电阻率，自然咖玛，岩性密度、中子、声波等地层参数。
另外，还可用钻具振动分析技术来指导定向钻进。
水平井成功钻进的基础是LWD数据和MWD方向数据。
LWD工具提供能评价井眼所钻地层的信息。
这些数据决定如何改变井眼的方向使之达到所希望的目标。
这种方法就是所说的“地质导向”（geosteering）。
地质导向技术包括可靠的导向系统（MWD）、改进的新型地层物理测量、测井数据模型，近钻头传感器和测传马达，以及具有三维地震方法处理的详细的构造图。
以下是地质导向钻井中使用的典型的井底组合和钻柱组合：钻头 + 地质导向系统（测传马达，近钻头电阻率，咖玛和井斜，发射至接受端节）+ 地质导向工具接受端节（用于接受来自导向系统的数据，LWD测井质量，电阻率和咖玛数据）+ MWD测斜仪（测量的心脏，供电测斜和数据传输）+ 无磁钻铤（是为把MWD的方位误差减至最小或安装LWD的中子空隙度仪器）+ 钻杆。
8 随钻测井 LWD
logs. logs. 实测曲线与模拟曲
线不吻合
logs. logs.
Formation Model Formation Model Updated Updated Formation Model Formation Model Formation Model Formation Model Updated Formation Formation Model Model 更新后地层模型 地层模型 Updated Formation Updated Formation Model Formation Model Model 更新后地层模型 地层模型
钻井优化 – 旋转导向系统的优点
所有部件都随着钻具一起旋转
— 更好地携带岩屑，清洁井眼
— 优化时效，缩短钻井周期 — 提高井眼质量 — 减少井眼垮塌和卡钻风险 — 有助于提高测井数据质量
— 精确控制轨迹，提高钻遇率 - 造斜率控制
— 使下套管和完井作业更顺利
斯伦贝谢地质导向的主要技术
方法 1 – 传统（无）方向性随钻测井实时地质导向技术 方法 2 – 随钻成像实时地质导向技术
Porosity / NGD Spectroscopy / Sigma Resistivity
Ultra-Sonic Caliper Azimuthal Density / PEF
钻井优化技术_旋转导向系统
更平滑的轨迹，更规则的井眼，更快的速度
PowerDrive Xtra
第一代旋转导向系统 全程全部旋转 累积进尺超过一千万 英尺
• • • • • •
随钻中子密度孔隙度测井– LithoTrak 随钻高分辨率电阻率成像测井– StarTrak 随钻声波测井– SoundTrak 随钻核磁共振测井– MagTrak 随钻地层压力测试器– TesTrak 随钻方位电阻率测井– AziTrak
MWD和LWD的区别
MWD和LWD的区别
MWD和LWD的区别
2010-10-06 12:47 目前在水平井钻井中的主要技术是MWD（即随钻测斜），用于地层评价的称为LWD（随钻录井或FEMWD—地层评价随钻测量系统）。
随钻测量系统由井下传感器组件、数据传输或井下记录装置与地面检测处理设备组成。
所有随钻系统应用紧靠钻头上部的传感器来测量钻井参数与地层参数。
钻井期间测量的数据实时传输导地面。
MWD一般能测量井斜、方位及工具面方向。
LWD除上述外，还可以测量电阻率，自然咖玛，岩性密度、中子、声波等地层参数。
另外，还可用钻具振动分析技术来指导定向钻进。
水平井成功钻进的基础是LWD数据和MWD方向数据。
LWD工具提供能评价井眼所钻地层的信息。
这些数据决定如何改变井眼的方向使之达到所希望的目标。
这种方法就是所说的“地质导向”（geosteering）。
地质导向技术包括可靠的导向系统（MWD）、改进的新型地层物理测量、测井数据模型，近钻头传感器和测传马达，以及具有三维地震方法处理的详细的构造图。
以下是地质导向钻井中使用的典型的井底组合和钻柱组合：钻头+ 地质导向系统（测传马达，近钻头电阻率，咖玛和井斜，发射至接受端节）+ 地质导向工具接受端节（用于接受来自导向系统的数据，LWD测井质量，电阻率和咖玛数据）+ MWD 测斜仪（测量的心脏，供电测斜和数据传输）+ 无磁钻铤（是为把MWD的方位误差减至最小或安装LWD的中子空隙度仪器）+ 钻杆。
LWD特性及适用范围
4-3/4”工具
6-3/4”工具
MWD井斜、方位传感器
岩性密度
7.5.米
3.2米 1.6米 1.1米
12.74米
9.58米 5.56米
2.8米 1.3米 0.8米
中子孔隙度
中、深、浅电阻率 近钻头井斜传感器 伽马传感器
一、LWD特性及适用范围
1、LWD仍属于无线随钻测量系统； 2、既能提供MWD参数又能提供地质参数； 3、实时传输的数据能够实现地质导向功能； 4、近钻头井斜传感器为预测钻头位置的垂身 提供了极大便利； 5、井下仪器存储功能能够提供更强大信息； 6、随钻测量测得的是新鲜地层的地质特性； 7、具有代替电缆测井的发展趋势； 8、利用该系统能够大大提高砂岩钻遇率；
随钻测井发展历程
随钻测井发展历程
随钻测井（Logging While Drilling，简称LWD）是一种在钻
井过程中进行地质测井的技术。
随钻测井的发展历程可以追溯到20世纪70年代。
起初，随钻测井技术仅限于测量钻井液的物理性质，例如密度和粘度等。
然而，随着技术的不断发展，越来越多的参数开始被测量和记录。
这些参数包括地层电阻率、自然伽马射线、声波速度、放射性测量等。
到了1980年代，随钻测井技术的应用范围得到了进一步的扩展。
开发出了可以测量地层电阻率和自然伽马射线的测井工具。
这使得随钻测井可以提供更详细的地质信息，进一步帮助油田开发和生产。
20世纪90年代，随钻测井技术取得了重大突破。
引入了三维
成像技术和声波测量技术。
通过这些技术，可以获取到更准确的地层图像和更精确的井壁测量数据。
进入21世纪，随钻测井技术又取得了新的进展。
利用高性能
计算机和互联网技术，可以实时传输测井数据，并进行实时解释和分析。
这使得随钻测井成为了一个非常重要的勘探工具，为油气勘探和生产提供了更准确、更及时的地质信息。
此外，近年来还涌现出了一些新兴的随钻测井技术，例如电磁测量、核磁共振测量等。
这些新技术的应用进一步拓宽了随钻测井的应用领域，并提供了更全面的地质信息。
总的来说，随钻测井技术作为一种在钻井过程中进行地质测井的技术，经过了几十年的发展，从最初仅能测量钻井液的物理性质，到现在可以提供详细的地质信息。
随钻测井技术的不断创新和发展，为油气勘探和生产提供了更准确、更及时的地质数据支持。
LWD技术简介
2.2 LWD技术简介随钻测井（LWD——Logging While Drilling）是在随钻测量（MWD——Measurement While Drilling）基础上发展起来的、用于解决水平井和多分枝井地层评价及钻井地质导向而发展起来的一项新兴的测井综合应用技术。
随钻测井和随钻测量都是在钻井过程中同步进行的测量活动，实施随钻测井和随钻测量时都必须将测量工具装在接近钻柱底部的钻铤内，。
不同的是随钻测量主要测量井斜、井斜方位、井下扭矩、钻头承重等钻井工程参数，辅以测量自然伽马、电阻率等地球物理信息，用以导向钻井；而随钻测井则以测量钻过地层的地球物理信息为主，可以在钻井的同时获得电阻率、密度、中子、声波时差、井径、自然伽马等电缆测井所能提供的测井资料。
与MWD相比，LWD能提供更多、更丰富的地层信息。
2.2.1 L WD系统组成及工作方式随钻测井系统一般由井下仪器和井场信息处理系统两大部分组成。
前导模拟软件是井场信息处理系统的核心；井下仪器提供实时测量数据。
前导模拟软件完成大斜度井和水平井钻井设计、实时解释和现场决策，指导钻井施工。
随钻测井系统有实时数据传输方式和井下数据存储方式两种工作方式。
1）实时数据传输方式：将随钻测井仪在钻进时测量得到的信息实时传至驱动器，驱动器驱动脉冲发生器将这些信息采用特定的方式编码后传至地表压力传感器，地面信息处理与解码系统再将其转化为软件界面上可供显示或打印的数字化、图形化格式，为客户提供最终产品。
2）井下数据存储方式：将随钻测井仪器起下钻或钻进时采集到的信息存储于仪器的存储器内，待仪器的数据下载接口起至转盘面上约1.5米处，通过数据下载线将其传输到地表计算机内供处理、显示，一般可以在30min内提交处理好的数据磁盘并打印成图。
2.2.2 L WD主要功能及优点主要功能：测量井斜、方位、工具面等井眼几何参数。
随钻地质测井：采用实时和记忆方式同时进行地层参数的测量-- 电阻率、伽马、岩石密度、中子孔隙度。
LWD随钻录井技术市场分析
关于LWD一．LWD技术概况LWD意为“随钻录井”(Logging While Drilling)，是相对电缆测井技术而言的。
一般概念讲，其除包括MWD的测量参数外，还必须全部或部分的有地质参数（如：随钻电阻率、随钻伽马、随钻密度、随钻孔隙度等等）和钻井工程参数（随钻钻具扭矩、随钻振动、随钻钻压等等），可以说LWD是MWD的升级产品。
目前，LWD技术应用主要有：1 分辨地层，确定地层岩性，砂泥岩含量评价。
2 分辨油气水以及油/气，油/水界面。
3判断地层变化，预测轨迹在油层中行进的情况。
4 预测高压地层，实现无风险钻井。
5分辨薄油气层，有效开发地下油气资源。
6 取消中途及完井电测，节约投资，提高施工效率。
7缩短钻井周期，减少油气的浸泡时间，减少拥油层污染。
国外的发达国家的LWD仪器的测量功能基本上含盖了有线测井仪器（也有称为完井录井测量仪器）的绝大部分测量功能，有替代完井测试的趋势，相比之下，我国的随钻仪器研制水平还有一定的差距，在国内MWD仪器已有部分的面市，不过还有很大有待改进的地方，但我国的LWD仪器几乎全部依赖进口，并且还有所为“技术保密”的封锁，一般最高只能买到具有方位、自然伽马、电阻率和钻铤振动等几个基本参数测量功能的产品。
二．LWD技术特点随钻测井技术是完成大角度井、水平井钻井设计、实时井场数据采集、解释和现场决策以及指导并完成地质导向钻井的关键技术。
目前，通过LWD可以完成绝大多数的测井项目，具体包括：侧向电阻率电磁波，传播电阻率，岩性密度，中子孔隙度，声波，俘获截面，光电指数，元素俘获，自然伽马，地层压力，核磁，地层界面，图像等各个层面的测井项目。
97%以上的随钻测井项目不再需要重复电缆测井。
LWD可以实现的测井项目（左为电缆测井，右为LWD）LWD 是录测井技术、钻井技术、油藏描述等多学科的综合性技术，实现了在钻井的同时对钻井作业的综合评价和测井作业，简化了钻井作业程序，节省了钻机时间，降低了成本，提高了钻井作业精度；能实时检测到地层变化以便及时对钻井设计做必要的调整，使钻头最大化地在油气藏中最有价值的地带钻进，提高了油田的采收率，对于高效开发复杂油气藏具有重要意义，现已成为油田开发获得最大效益的至关重要手段。
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geoVISION 侧向电阻 率
▪ 适用于高导电性泥浆环境 ▪ 提供钻头，环形电极以及三个方位聚焦纽扣电极的电阻率 ▪ 高分辨率侧向测井减小了邻层的影响 ▪ 钻头电阻率提供实时下套管和取心点的选择 ▪ 三个方位纽扣电极提供三种深度的微电阻率随钻成像，可解
– 随钻测井技术和工具: • 岩性，工具测量曲线
• 工程应用软件和电脑技术
– 可视化的井眼轨迹位置和超前预测的工程应用软件 – 可实现基于网络的井下数据处理和存取 – 远程服
务
• 人员和作业程序
– 地质导向师进行实时导向服务 – 客户地质师 – 钻井工程师和定向井工程师
随钻测井技术和工具
斯伦贝谢随钻测井技术—Vision系列
井斜 well deflection, well deviation
• 井斜角就是井眼方向线与重力线之间的夹 角
井眼方向线与重力线都是有方向 的。井斜角表示了井眼轨迹在某 点处倾斜的大小。
斜度与分类
• 1.低斜度定向井：井斜小于15度
• 2.中斜度定向井：井斜在15-45度之间
• 3.大斜度定向井：井斜在46-85度之间
随钻测井
定义
• 随钻测井LWD ：一般是指在钻井的过程中 测量地层岩石物理参数，并用数据遥测系 统将测量结果实时送到地面进行处理。由 于目前数据传输技术的限制，大量的数据 存储在井下存储器中，起钻后回放
• 随钻测量MWD： 一般是指钻井工程参数 测量，如井斜、方位和工具面等的测量。 有时，MWD泛指钻井时所有的井下测量。
决复杂的解释问题 ▪ 实时图像被传输到地面可识别构造倾角和裂缝，以更好地进
行地质导向 ▪ 实时方向性伽马测量
sonicVISION声波
sonicVISION memory
▪ 新的高能宽带发射器: 4-25kHz ▪ 更强的地层信号,可兼容频率用于
地层耦合,声波孔隙度
▪ 这种频宽使得斯通利波能够用于快
• 较少的化学放射源，高机械钻速同时得到高数 据质量
• 测量点更靠近钻头，减少口袋长度！
Porosity / NGD Spectroscopy / Sigma Resistivity
Ultra-Sonic Caliper Azimuthal Density / PEF
钻井优化技术_旋转导向系统
更平滑的轨迹，更规则的井眼，更快的速度
PowerDrive Xtra PowerDrive X5
第一代旋转导向系统 全程全部旋转 累积进尺超过一千万 英尺
同样原理 提高工具可靠性与 钻井表现，增加近 钻头井斜、伽玛
26” -17 ½” Bit Sizes
14 ¾” -12 ¼” Bit Sizes
10 5/8” Bit Size
9 7/8” -8 ½” Bit Sizes
Top Base
Lateral Stratigraphic Uncertainty
为什么进行实时钻井地质导向？
-地质模型的主要不确定性因素
Target 1
TThheePPllaann::
Target 2
TThheeRReeaalliittyy::
40 ft Target 3
为什么进行实时钻井地质导向？
• 4.水平井：
井斜在86-120度之间
为什么进行实时钻井地质导向？
-钻井作业的不确定因素
பைடு நூலகம்
测斜不确定性 +/- 10 米 设计井眼轨迹
工程靶点
地质靶点
为什么进行实时钻井地质导向？
-地质模型的主要不确定性因素
Structural Uncertainty (TVD)
Structure Top
Lateral Dip Uncertainty
随钻测量的价值观
客户需求
日进尺
减少非生产时间 提高机械钻速
高效钻井
钻井与测量
动力和方向
油藏
优化地质导向 最大化 油层泄油面积
地质导向（ Geosteering ）技术定义
地质导向是指在水平井的钻进过程中，根据地质 资料，随钻测井及其他测量数据，实时地调整井眼轨 迹的测量控制技术。
它的目标是优化水平井轨迹在储层中的位置降低 钻井、地质风险，提高钻井效率帮助实现：单井产量 最大化和投资收益最大化
▪ 多功能随钻测井仪：安全的结合钻井和地层评价
传感器于一体。 – 多功能随钻测井仪地层评价测量包括
• 20条电阻率，中子孔隙度，密度 ，PEF测量 • ECS 岩石岩性信息 • 多传感器井眼成像和测径器 • 地层Σ因子测量碳氢饱和度 钻井和井眼稳定性优化 • 环空压力数据优化泥浆比重 • 三轴震动数据优化机械钻速 – 更安全、更快、更优化！ • 减少组合钻具时间
随钻测井MWD/LWD
MWD -- Measurement while drilling LWD -- Logging while drilling
传统电缆测井的局限性
电缆测井总是在钻井完工之后，用电缆 将仪器放入井中进行测量，然而，在某些情 况下，如： 井斜超过65度的大斜度井甚至水平井，用电 缆很难将仪器放下去 井壁状况不好发生坍塌或堵塞也难取得测井 资料 钻于井是液人滤们液把总测井要仪侵器入放地在层钻，头钻上，完一之边后钻再进测一井边， 就地获取层地的层各的种各参种数资与料，刚这钻就开是地随层钻时测有井。所差别
地层（如碳酸岩）评价, 裂缝宽度和 渗透性评估- Stoneley
▪ 快速横波用于分析岩石机械特性
随钻测井技术_Scope系列
▪ EcoScope 多功能随钻测井
▪ StethoScope 随钻地层压力 测量
▪ PeriScope15 随钻方位性地层边界测量
▪ MicroScope 微电阻率成像
EcoScope – 多功能随钻测井
-油藏的不确定性：油水界面
泥岩 水层
薄油层
油水界面解释的不确定性 ：(开发初期)通常 +/- 2 米
为什么进行实时钻井地质导向？
-储层不确定性：储层岩性、物性
白云岩
方解石
石膏
为什么进行随钻地质导向？
地质导向核心技术服务的组成
• 井下工具
– 钻井技术和工具: • 可钻性和钻井方式(常规钻进/全程旋转钻进)