随钻测控技术研究新进展
随钻测量系统技术发展现状探讨
43随钻测量是钻井作业过程中不可缺少的重要技术，可以对钻遇的地层岩性进行实时监测，从而获取到准确的地层物理参数。
随钻测量多利用声波、放射线、电阻率等技术，可以对钻遇地层进行评价并进行地质导向，可为水平井、大斜度井等钻井作业方案的制定提供数据支持。
随钻测量数据是在地下储层没有受到钻井液污染前获取到的，可以更为准确地体现出地下储层岩性，该技术经过数十年的发展，已经在稳定性和准确性方面取得到很大的进步，本文主要对随钻测量系统的发展情况进行分析和探讨。
一、随钻测量系统技术发展情况1.国外随钻测量系统发展情况在上世纪三十年代，石油行业的科研人员就已经对随钻测量系统开展了大量的研究和实验，但只停留在电极测量、地下储层电阻率测量方向。
进入到五十年代，科研人员开始把电磁波技术应用到随钻测量中，但电磁波在地层中传递过程中，信号的强度会不断衰减，没有取到很好的应用效果。
在五十年代后期，正脉冲泥浆遥测传输系统已经被研发出来，在六十年代初得在钻井实验中取得了成功应用，是随钻测量系统首次进入到工业应用领域。
进入到七十年代以来，随钻测量技术得到了石油行业的重视，正弦波泥浆遥测传输系统研发成功，制定了随钻测量工业标准及可靠性标准，在钻铤部位设置发射器和接收装置，对随钻系统进行了完善，研发的自然伽马井下随钻仪也被推向市场。
进入到八十年代，很多石油公司加大对随钻测量仪器的研发力度，随钻测量仪质量和性能也在不断进步，利用导向螺杆钻具和无线随钻系统，在水平井钻井作业中取得了成功。
随着定向井、水平井等钻井作业的需求增多，随钻测量系统的应用也逐渐变多，随钻测井技术服务也得到了快速的发展，国外石油公司已经开发出自然伽马、电阻率、声波测井等技术。
最近一些年来，国外公司研发出使用寿命更长的随钻测量系统，该测量仪器可以适应井下恶劣的自然环境，可以满足钻井作业的多种需求。
国外随钻测量系统不断向着高性能、高可靠性方面发展，在硬件方面也取得很大进步，监测数据解释和软件性能方面也取得很大突破。
随钻测井技术进展和发展趋势
随钻测井技术进展和发展趋势随钻测井技术进展和发展趋势作为油气勘探的重要手段之一，测井技术具有分辨率高、连续性强、节约成本等优势。
随着油气勘探开发向着更深更复杂储层的推进，常规测井技术逐渐难以满足当前地层评价的需求。
对此，越来越多的石油公司和服务公司致力于改进、提升测井探测和评价能力。
下面是小编整理的随钻测井技术进展和发展趋势，欢迎阅读与收藏。
随钻测井技术进展和发展趋势篇1[摘要]石油测井技术主要用于地下油气层的勘察，并对油气层的变化情况进行实时监控。
随着我国科学水平的不断提高和石油勘探事业的快速发展，测井技术也在不断提高，目前已经成为一种比较成熟，并且具有多样化特征的技术手段。
本文就从石油测井技术的现状出发，对它的未来发展趋势进行探讨。
[关键词]测井，技术现状，发展趋势1927年，法国的斯伦贝谢公司开发出测井技术。
而我国于1939年将它正式应用到石油工业当中。
历经几十年的发展，测井技术从最初的模拟测井逐渐发展为后来的数字测井、数控测井、成像测井等。
目前，该项技术已被列为石油十大学科之一，已广泛应用于油气田的整个勘探、开发过程中。
另外，测井技术不仅能应用于油气田的开发利用，还被广泛应用到对煤炭、金属等矿产资源的勘探中。
1测井技术现状分析1.1电法测井电法测井是通过井下测井仪器向地层发射一定频率的电流测量地层电位，从而得到地层电阻率的测井方法（如地层倾角测井、侧向测井、感应测井等），还包括向地层发射电流测量地层自然电位的测井方法。
1.2放射性石油测井技术放射性石油测井技术又被称作核测井技术。
其具体形成原理是通过研究地层岩石见空隙流体的核物质性质，探测油气储备的一种石油测井技术。
根据所使用的放射源或者测量的放射性物质和所研究的岩石性质，核测井技术可分为，伽马测井技术和中子测井技术。
伽马测井技术是以伽马射线为基础的核测井技术。
中子测井技术是通过对岩石及空隙流动体与中子间的相互作用为基础的核石油测井技术。
美国斯伦贝谢随钻声波测井新技术
根 据 所 需 的 物 理 记 录， 可 将 声
波信号中识别出来 [1]。
波测井仪设计成一组发射器（声源），
很 多 物 质 都 有 各 自 具 体 的 声 波 用于产生特定形式的压力脉冲。最基
慢度（下表）。例如纵波通过钢材的 本 的 方 式， 也 是 各 种 声 波 测 井 仪 常
慢度是 187 微秒 / 米（57 微秒 / 英尺）。 用 的 类 型 是 单 极 子 声 源。 单 极 子 声
波快。
于快地层这种情况。
声源的测井仪记录的资料中提取。在
临界折射的纵波在井筒中产生的
如果地层的横波慢度大于井筒流 非常需要这些资料的井段通常也无法
头波以地层纵波速度传播 [3]。根据惠 体的纵波慢度（这种情况被称为慢地 获得。
更斯原理，井壁上每一点上的纵波都 层），纵波在到达井筒时仍然会发生折
单极子声源在测量慢地层横波资
偶极子声源也具有定向性，利用
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定向接收器阵列和两个互成 90°的声 源，工程师能够得到井筒周围的定向 横波资料。这种交叉偶极测井方法提 供了最大、最小应力方位，径向速度
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分布和各向异性横波资料的方向。 上世纪 80 年代引入了将快地层中
使用的单极子声源纵波和横波数据与
Jeff Alford Matt Blyth Ed Tollefsen 美国得克萨斯州休斯敦
John Crowe 雪佛龙卡宾达海湾石油有限公司 安哥拉罗安达
Julio Loreto 得克萨斯州Sugar Land
Saeed Mohammed 沙特阿拉伯宰赫兰
随钻声波测井新技术
工程师根据声波测井仪记录的声波资料以更高的安全系数提 高钻井效率，优化完井方式。LWD 声波测井仪是在上世纪 90 年 代中期问世的，能够记录纵波资料，但不能记录所有地层的横波 资料。新型 LWD 声波测井仪能记录以前无法得到的横波资料，工 程师正在利用横波资料优化钻井作业，确定最佳钻进方向，识别 具有更好完井特征的岩层。
LWD发展现状与趋势展望
LWD发展现状与趋势展望在对随钻测井进行分析的基础上，详细阐述了随钻测井技术的发展过程，重点介绍了HL-MWD+伽马和FEWD随钻地质评价测井技术的应用现状，简单介绍了贝克休斯AutoTrak旋转导向钻井系统，对于今后可能形成的技术发展趋势进行了预测，认为旋转地质导向钻井技术将成为中长期发展方向，加大国内旋转导向研发力度，培养技术人才，缩小与国外技术差距，才能立于竞争制高点。
标签：LWDHL-MWD+伽马;FEWD;旋转导向发展现状;技术展望1 随钻测井发展关键阶段1.1 随钻测井简介随钻测井英文简称LWD（logging while drilling），是在随钻测量基础上发展起来的一种功能更齐全、结构更复杂的随钻测量系统，主要是在常规基础上增加电阻率、孔隙度、中子、密度和声波等测量短节，用以获取测井信息。
与随钻测量系统相比，传输的信息更多，采用井下存储（起钻后回放）和部分信息实时上传方式处理所需测井信息，无导向决策功能。
1.2 随钻测井技术发展阶段1.2.1随钻测井技术发展早期第一个随钻测井的专利是在1929年由Jakosky提出的，用的就是钻井液脉冲遥测系统。
1940年David G.Hawthon和John E.owen公布第一条随钻电阻率曲线，此时的随钻测量方法主要有两种，一是利用测量电极和导电钻杆绝缘，测量井底电极附近的地层电阻率;二是信息传输，在钻杆中埋电缆。
但由于在钻杆和钻杆连接部位很难保证绝缘，以上方法均告失败。
20世纪40年代和50年代随钻测井进展缓慢，仅有的几个专利文献表明，研究单位和个人继续致力于实时、可靠的随钻测井系统研究，注意力从地面设备和井下设备的硬联结转向用电磁波或无线电波通过地层传输到地面或是用声信号通过地层或钻杆传输信息。
遗憾的是，传输技术发展缓慢，难以有实质性的突破。
1950年J.J.Arps发明正向泥浆脉冲系统，1960年利用正向泥浆脉冲的机械测斜仪出现，并应用至今;1964年第一个机械脉冲遥测系统研究成功。
打造石油工程领域的中国“贝尔”——记中国石化随钻测控重点实验室
科 技
“ 贝 打造 石油 工程领域 的中国 尔 ＂
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记 中国石化随钻 测控重点 实验室
口 李ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ辉
成 立 于 １９ 年 的胜 利油 田钻 井 ９６ 院 随钻测 控实验 室 ， 走过 了艰难 与辉 煌 的 １ 年 。如 今 ， 已经 成 长 为 国 ６ 她
“ 随钻 实 验 室 的诞 生 ， 全是 因 完 为一 次偶 然 的仪 器 维修 机会 。 提起 ”
油气 田高效 开发 钻 井 技 术 ” “ 利 、胜
油 田薄互 层 低 渗 透油 田开发 示 范工 程”、 断块 油藏 立 体开 发技 术 ” 三 “ 等
氘 可 控 补 偿 中子 测 井 仪 ， 获 得 并 两项 发 明 专 利 ； ０ ８ 研 制 成功 捷 ２０ 年
燃 料 和 替代 燃 料 生 产 ， 合 新 催 化 结
材料 的应 用 ， 发 新 的 反 应 工 程 技 开
研 发 成果 屡 屡 打破 国外 技术 垄 断 。 １９ 年 研 制 成功 了 ＭＷ Ｄ随钻 ９７
测 量 系 统 ； ０ ３ 研 制 成 功 随钻 伽 ２０ 年
感 应 电阻 率测 量 仪 ” 连 获得 第 １ 、 接 ２
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项 国 家 “ ６ ” 题 ， 与攻 关 “ 渗 ８３ 课 参 低
氘一 氘 中子 源代 替 化学 源 用 于 随钻 补 偿 中子 测 井 ， 免 放 射 性 物 质 辐 避 射 ， 现 随钻 中子 的绿 色测 井 ， 制 实 研
随钻测量与控制技术—概述
DRI
国外发展历程与现状
DRI
1. 发展历程回顾 /随钻测井LWD
Schlumberger、Halliburton和Baker-Hughes三大石 油服务公司掌握先进的LWD随钻测井技术，拥有完 备的LWD系列装备
他们经历了几十年的发展和积累，是主要技术和专 利的拥有者，是主要装备的生产者，是服务的主要 提供者，是市场的主要占有者
地面可调弯角
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国外发展历程与现状
1. 发展历程回顾 /导向钻井技术
DRI
滑动导向
旋转导向
摩阻大 低钻速 低钻压
转盘旋转钻进过 程中随钻完成导 向功能
摩阻小 钻速高 实效高 井眼清洁
20世纪90年代国际上开始了旋转导向钻井 轨迹光滑
系统的研究。
延伸能力强
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国外发展历程与现状
DRI
1. 发展历程回顾 /导向钻井技术
DRI
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国外发展历程与现状
1. 发展历程回顾 /随钻测量MWD
DRI
智能钻柱系统
无线电磁波随钻测量(EM-MWD)
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声波随钻测量系统
国外发展历程与现状
1. 发展历程回顾 /工程参数测量
地面仪表 间接测量
钻压 压力 流量
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MWD
参数随钻 直接测量
压力 扭矩 温度 振动 转速
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国外发展历程与现状
DRI
2. 国外发展现状 /随钻测量MWD /Halliburton
ABI Sensor－近钻头井斜传感器
PWD－随钻压力测量系统
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国外发展历程与现状
DRI
2. 国外发展现状 /随钻测量MWD /BakerHugues
随钻测井数据传输技术应用现状及展望
随钻测井数据传输技术应用现状及展望一、本文概述随钻测井（Logging-While-Drilling, LWD）技术作为现代石油勘探领域的重要技术之一，对于提高钻井效率和油气藏评价准确性起到了关键作用。
在随钻测井过程中，数据传输技术的应用更是关乎到实时数据采集、处理与解释的准确性和时效性。
本文旨在探讨随钻测井数据传输技术的现状，包括其发展历程、主要技术特点、应用领域以及存在的问题。
本文还将对随钻测井数据传输技术的未来发展进行展望，分析可能的技术革新和行业趋势，以期为该领域的研究与实践提供有益的参考。
二、随钻测井数据传输技术现状随钻测井数据传输技术作为现代石油勘探领域的关键技术之一，其发展现状直接反映了石油工业的科技进步水平。
目前，随钻测井数据传输技术主要依赖于有线和无线两种传输方式。
有线传输技术方面，主要依赖于电缆或光纤等物理介质，将测井数据实时传输至地面。
这种传输方式具有传输速度快、稳定性高等优点，但受限于物理介质的长度和强度，对于超深井或复杂地质环境的应用存在一定的挑战。
有线传输方式还需要考虑钻杆旋转和井眼环境对数据传输的影响。
无线传输技术则以其灵活性和便捷性成为近年来的研究热点。
无线传输技术主要包括声波传输、电磁波传输以及泥浆脉冲传输等。
声波传输利用井筒中的声波作为载体，通过声波信号的调制和解调实现数据传输。
电磁波传输则利用电磁波在井筒中的传播特性进行数据传输，但其受限于井筒环境和电磁波衰减的问题。
泥浆脉冲传输则是一种通过改变泥浆流量或压力来产生脉冲信号，进而实现数据传输的方式。
这种方式虽然传输速度较慢，但适应性强，能在复杂地质环境中稳定工作。
总体来看，随钻测井数据传输技术在有线和无线传输方面均取得了一定的进展，但仍面临着传输速度、稳定性、适应性和成本等多方面的挑战。
随着石油勘探的深入和地质环境的日益复杂，对随钻测井数据传输技术的要求也越来越高。
未来随钻测井数据传输技术的发展将更加注重技术的创新和融合，以提高数据传输的效率和稳定性，适应更复杂的地质环境和勘探需求。
最新随钻声波测井仪器的技术性能
最新随钻声波测井仪器的技术性能近年来，声波测井技术已成功应用于随钻测量(MWD)和随钻测井(LWD)中。
随钻声波测井技术为钻井施工和储层评价提供了全面的数据支持和测井解释。
目前，国外三大公司分别推出了最新的随钻声波仪器，它们分别是贝克休斯公司的APX随钻声波测井仪，哈里波顿Sperry Drilling Service公司研制的双模式随钻声波测井仪器（BAT）和斯伦贝谢公司研制的新一代随钻声波仪器sonicVISION。
下面我们对三种仪器的性能分别进行介绍和对比。
1．APX随钻声波测井仪APX随钻声波测井仪由贝克休斯公司INTEQ公司生产，其结构简图见图1。
该仪器声源以最佳频率向井眼周围地层发射声波，声波在沿井壁传播的过程中被接收器检测并接收。
接收器采用了先进的嵌入技术，将接收到的声波模拟信号转换为数字信号，以获取地层声波时差(△t)，而后将原始声波波形数据和预处理的声波波形数据存储在高速存储器内。
仪器的主要技术性能●计算机模型(FEA)：该模型是为声学仪器的优化配置而设计，同时具备有助于不同窗口模式的评价和解释。
●全向发射器：与典型的LWD仪器等单向的有线测井仪不同，APX发射器使用一组圆柱形压电晶体，对井眼和周围地层提供3600的覆盖范围，其声源能够在10～18，000Hz频率范围内调频，并可以单极子和偶极子发射。
●全向接收器阵列：6×4接收器阵列，间距228.6mm。
这种全向结构类似于XMAC电缆测井系统，接收器阵列与声源排成一条线，以实现径向多极子声波激发。
●接收器。
该仪器的声源具有优化发射频率功能，其接收器有几个比仪器本身信号低很多的波段，可以显著减少接收器及钻柱连接的干扰。
在关掉发射源的情况下，该仪器测试到的信号主要来自于频率低于5KHz的PDC钻头噪音。
●较大的动力范围。
该仪器具有较大的信号采集动力范围，能够显著提高信号穿越地层的能力，有助于信号的提取。
●四极子波技术。
首次采用四极子波发射技术，同时兼容单极子和偶极子的信号发射和接收。
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基于地层评价的多参数地质导向仪器
第四代
地质导航仪器
二、 四代地质导向仪器及技术
第一代：基于伽马、方位感应电阻率地质导向仪器GIWD GIWD：MWD +随钻伽马+随钻方位感应电阻率
二、 四代地质导向仪器及技术
第一代：基于伽马、方位感应电阻率地质导向仪器GIWD
SDRI_MWD
技术特点
石英表加速度计保证了仪器的测量精度 信号强-适用于深井 多模式自适应节能控制技术降低能耗，提高传输速率
汇报内容
一、 随钻测量仪器研发中心简介 二、四代地质导向仪器及技术
三、自动垂直钻井技术
四、井下工程参数及高温MWD 技术
二、 四代地质导向仪器技术
地质导向仪器经过10多年的发展，已经发展到第四代，仪 器种类多、集成度高、信息量大、可靠性更高。 第一代 第二代 第三代
基于伽马、方位感应电阻率地质导向仪器 基于近钻头方位伽马地质导向仪器
API/ISO9001/HSE认证资格
测量仪器研发中心简介
实验室名称：中国石化随钻测控重点实验室 所属领域： 油气勘探开发特种设备研制 研究方向： 随钻测量及控制技术
测量仪器研发中心简介
随钻测控实验室是集随钻测控基础及前瞻性技术、随钻测量仪器标定 刻度技术、随钻测控仪器性能综合评价技术研究为一体的多功能实验室。 成立于1996年，2005年被评为胜利油田重点实验室，2011年被评为中国石
技术指标
井斜测量误差≤±0.1° 方位测量误差≤±1° 重力工具面误差≤±0.5° 磁性工具面测量误差≤±1° 井斜测量重复性℃
二、 四代地质导向仪器及技术
第一代：基于伽马、方位感应电阻率地质导向仪器GIWD
测量仪器研发中心简介
经过科研人员、现场技术人员的多年努力，研制成功 了MWD、EMWD、随钻自然伽马、随钻方位感应电阻率
测量仪，近钻头方位伽马、随钻电磁波电阻率、随钻氘氘
可控补偿中子、随钻补偿密度测井仪、井下工程参数测量 仪等并成功产业化，达到了年产MWD仪器100套，LWD仪 器50套的生产能力，形成了四代地质导向仪器及技术能力。
随钻测控技术研究新进展
汇报内容
一、 随钻测量仪器研发中心简介 二、四代地质导向仪器及技术
三、自动垂直钻井技术
四、井下工程参数及高温MWD 技术
测量仪器研发中心简介
仪 器 研 发 中 心
科 研 部
生 产 部
实 验 室
维 修 部
技 术 支 持
执行标准：中华人民共和国石油天然气行业标准 “随钻测量仪通用技术条件”（ICS 75.180.10E 92 ）
二、 四代地质导向仪器及技术
第二代：基于近钻头方位伽马地质导向仪器NBGT
二、 四代地质导向仪器及技术
第三代：基于地层评价的多参数地质导向仪器MFWD
SDRI_MWD +近钻头方位伽马+电磁波电阻率+中子+密度+声波
近钻头 电法、声波、放射性5地质参数 地层评价及地质导向
二、 四代地质导向仪器及技术
二、 四代地质导向仪器及技术
第二代：基于近钻头方位伽马地质导向仪器NBGT
Ⅰ型：“SDRI_MWD +近钻头方位伽马+随钻感应电阻率 Ⅱ型：SDRI_MWD +近钻头方位伽马+电磁波电阻率
Ⅰ型
Ⅱ型
二、 四代地质导向仪器及技术
第二代：基于近钻头方位伽马地质导向仪器NBGT
仪器及技术指标名称
测量范围 分层能力 测量精度 近钻
技术指标
0～500API 16cm ±2API 0.8m
2010年1月
坨128-斜92井
2010年7月 坨123-斜60井
2010年9月 盐16斜-19井 2011年3月 纯92-斜63井
头
方位 伽马
离开钻头距离
井斜范围
井斜精度 工作温度
0～180°
±0.1° －45℃～125℃
耐压
140MPa
2011年05月 2-4-斜更1井
第三代：基于地层评价的多参数地质导向仪器MFWD
二、 四代地质导向仪器及技术
第三代：基于地层评价的多参数地质导向仪器MFWD
二、 四代地质导向仪器及技术
随钻伽马
精确划分砂泥岩界面 可以提供实时测量和内存回放数据
技术指标
测量范围 精确度 垂直分辨率 工作温度 冲 击 0～500API 测量范围的±1.5% 160mm -40℃ ～+125℃ 1000g／0.5 ms 20g rms 30～300Hz （随机） 30g 50～300 Hz（正弦） 连续测井400h
申报专利40余项，包括PCT专利1项。发明专利授权13项。
测量仪器研发中心简介
科学管理的现场技术服务队伍
支持油田和独立的服务公司
提供技术服务和技术支持
测量仪器研发中心简介
次数 700
年技术服务完成井位数
615
600 510 500 400 318 300 200 100 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 服务年份 106 167 188 196 208 365 350
振
动
电池寿命
二、 四代地质导向仪器及技术
第一代：基于伽马、方位感应电阻率地质导向仪器GIWD
3、随钻方位感应电阻率
提前预报地层边界，具有方位响应特性和地质导向功能。 钻井液的导电性对电阻率测量影响不大，工作范围宽。
技术指标
工作频率 工作温度 测量范围 垂直分辨率 探测深度 泥浆类型 承受压力 电池寿命 20 kHz -40 ～ 125°C 0.1 ohm.m ～ 2000 ohm.m 12 ～24 " (0.305～0.610 m) 112 " (2.845m) @ 10 ohm.m 84 "(2.130m) @ 1 ohm.m 水基,油基和饱和盐型 140 MPa 200 hours (连续测井)
化重点实验室。
测量仪器研发中心简介
测量仪器研发中心简介
承担国家重大专项和国家863项目4项、集团公司项目7项。
获得省部级以上科研奖励8项。 “胜利油区复杂结构井钻井技术开发与应用”获国家科技进步 二等奖； “一种捷联式稳定平台装置”获中国专利优秀奖； “垂直钻井系统”获中石化科技发明一等奖； “地质导向钻井技术研究”获中石化科技进步一等奖。