贝克休斯随钻测井技术介绍
海上石油水平井钻探中随钻测井技术的应用
海上石油水平井钻探中随钻测井技术的应用近年来随着我国海上石油开采水平的不断提升，使得钻测井技术也得到了较为广泛的应用，其能够进行地质资料的准确录取，从而提升钻井效率，降低钻井的风险性，对于我国石油行业的进一步發展也有着一定的积极意义。
本文主要就海上石油水平井钻探过程中的随钻测井技术应用情况进行了探究分析。
标签：海上；石油水平井钻探；随钻测井技术石油在开发到中后期之后其开发难度也会得到较大程度的提升，对于随钻测井技术也就提出了更高的要求。
通过水平井技术的应用，能够保障油田效益，实现少井高产，对于我国石油行业的进一步发展也有着一定的促进意义。
而随钻测井技术作为水平井施工中的重要部分，也就要求相应施工企业能够加强该方面的研究工作。
1 随钻测井技术简介随钻测井使用实时测量技术能够用来地层评价的有关井眼所穿过地层的各种岩石物理参数，并能够将实时测量数据应用在跟地质导向相关的井眼机械参数以及集合参数上面。
在海上石油水平井钻探过程中通过随钻测井技术的应用，其能够对自然伽马、地层压力、电阻率以及声波时差等多种项目进行有效的测试，并能够对井眼轨迹等多种钻井工程信息进行有效的测量以及记录，从而保障地质目标的低成本以及高时效完成。
在应用随钻测井技术的过程中，其还具备有以下几点应用优势：可以进行随钻测井服务，并能够急性地层的独立评价工作。
较之于常规测井，该测井技术还能够进行地层原状的及时跟真实反映，在各种恶劣的井下环境中也能够获得良好的工作效果，在小井眼、水平井跟大斜度井测量中也有着良好的钻探优势，并具备有非常高的应用可靠性以及安全性。
2 在C4区块中随钻测井技术的具体应用在C4区块钻探过程之中的钻井有90%以上的井位都采用了随钻测井技术，并能够在实际应用过程中有效的解决从式井防碰问题，从而使得该区域的石油开采水平得到进一步的提升。
2.1 贝克休斯随钻测井关键技术应用随钻测井的关键技术在于进行信号传输的有效控制，在贝克休斯随钻测井数据中主要是采用钻井液压力脉冲来进行数据的传输，它能够将被测参数转换为钻井液压力脉冲，然后随着钻井液循环传输到地面上。
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 ．
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。
海上石油水平井钻探中随钻测井技术的应用
103在油田开发进入中后期，开发难度会显著增加，对技术要求也会有所提升。
为了保证油田的开发效益，需要利用水平井技术提升油田开发效益。
水平井和直井相比有显著优势，可以保证油田效益，实现少井高产。
在新油田开发和老油田利用水平井开采剩余油方面也非常有效，因此，随钻测井是水平井施工中非常重要的环节，同时也是水平井成败的关键。
1 随钻测井技术简介在海上石油水平井钻探过程中，随钻测井和实时测量技术主要用来地层评价的油管井眼所穿过地层的各种岩石物理参数，将实时测量数据用于地质导向相关的井眼机械参数和集合参数[1]。
测试的项目主要包括自然伽马、地层压力、中子孔隙度、电阻率、声波时差、岩石体积密度、井径、光电效应截面指数等，甚至可以根据甲方的需要进行随钻核磁共振测量和井眼电阻率成像测井。
随钻测井信息除了所有的电缆测井物理信息，还可以对井眼轨迹和钻头技术情况等多种钻井工程信息进行测量和记录。
在获得这些信息后不仅可以低成本、高时效的实现地质目标，而且可以对地质情况进行快速评价。
随钻测井技术优点包括以下方面：可以进行随钻测井服务，并且可以对地层进行独立评价；和常规测井相比，可以更加真实、及时的将地层原状信息反映出来；和钻杆传输测井PCL对比，更适合在各种恶劣的井下环境中作业，尤其在小井眼、水平井和大斜度井测量中更有优势，随钻测井的可靠性和安全性更高[2]。
2 随钻测井技术在C4区块的应用C4区块钻、探井90%以上井位采用了随钻测井技术，在进行随钻测井过程中，使用贝克休斯公司随钻测井技术充分发挥了上述优点，很好地解决了丛式井防碰问题，得到了甲方认可，提高了本区块钻井项目时效。
2.1 贝克休斯随钻测井关键技术随钻测井的关键技术是信号传输的控制，贝克休斯随钻测井数据采用钻井液压力脉冲传输，它是将被测参数转变成钻井液压力脉冲，会随钻井液循环传送至地面。
其高速数据传输特点包括：原始信号的形状清晰且容易确定；泵噪音和反射作用导致到达地面传感器信号失真（对泵噪音消除，使得井下脉冲信号识别变得现实）；动态优先提升（DDP）算法可消除发射作用和表面噪音；对信号进行最终过滤，并采用相关恢复器对井下信号进行恢复；3b/s 实时数据密度，具有足够分辨率，能够确保图像重要特征的识别；若增加至6b/s的数据密度，即可产生清晰图像，确保特征识别以及实时倾角选择。
《教学分析》-贝克休斯非常规钻井技术(HH)
AutoTrak Curve ™ 高造斜率旋转导向
常规钻井马达
脉冲器/ 发电机
MWD
特点
增斜能力 15° / 100 ft 近钻头井斜和方位伽玛成像
一体化的钻具组合
更坚固的设计、 更简单的电子组件
方位伽玛
近钻头井斜
技术效益
可用一套BHA完成增斜段和水平段 精确的井眼几何和地质定位
最大限度地不占用钻机时间
•环空压力/ECD •电阻率
•方位/旋转方位、井斜
•4.8m (25ft)
•双向通讯和动力模块
•导向头
•方位伽马及伽马成像 (5.0m 16ft)
•OnTrak™
•振动与粘滑 •(7.8m 25ft)
•BCPM
第一次在页岩油开发中应用旋转导向技术
底工作平稳，只有外肩部产生几颗崩齿
背景和挑战 • 高造斜率: 6.5°@30m • 地层岩性:
大庆营城组3段 高研磨性火成岩含砾砂岩； 流纹质凝灰岩 • 牙轮钻进机械钻速低，进尺短，不能满足 提速需求
贝克休斯解决方案和使用结果 • 贝克休斯推荐使用8 ½ 英寸 Kymera复合
式新型钻头。 • 低速高扭距马达：6 ¾ “ LS X-treme; • 马达钻速：55-135RPM (1000-2500lpm) • 单趟钻进尺205.32米，机械钻速2.75米/小
•导向头
•方位伽马及伽马成像 (5.0m 16ft)
•OnTrak™
•振动与粘滑 •(7.8m 25ft)
•双向通讯和动力模块
•BCPM
•测径
•密度
•14.9m (49ft) •15.6m (51ft)
•中子孔隙度 •18.0m (59ft)
6.随钻解答-用于高阻碳酸盐岩的LWD技术
AutoTrak G3 双向通讯和导电模块
ATK G3
自然伽玛+自然伽玛成像
OnTrak™
振动和粘滑
BCPM
5.0m 16.4ft)
7.8m 25.6ft)
体积密度+密度成像 15.6m (51.2ft)
井径校正中子孔隙度 声波 18.0m (59.0ft) 16.0m (52.5ft) 22.1m (72.5ft) 井径
T2 截止值
粘土束缚 水
毛管水 可动水
轻烃
渗透率
应用实例
基本数据
位置: 时间: 井眼尺寸: 类型: 地层: 欧洲 海上 2005.2 8 ½” 40° ~ 90° 含云母砂岩
井眼垮塌指示
泥岩
目的:
获取无放射性源的孔隙度 验证该井在油层的着陆点
结果:
由分布孔隙度和T2谱清晰地刻画了泥岩、气层和油层的特 征 减小了气体的扩散效应 ⇒ 长T2值 成功地在油层着陆 准确的孔隙度（在气层段应用了含氢指数校正） MR探头的负载变化指示了井眼垮塌
核磁共振 34.3m (112.5ft)
地层压力测试器 45.0m (147.6ft)
LithoTrakTM
SoundTrak™
MagTrak™
TesTrak™
LithoTrak应用
中子-密度交会识别气层 中子-密度交会识别气层
电缆-随钻测井对比 自然伽玛
Measured Depth (feet)
无放射性源的地层评价 渗透率分析 流体性质和粘度分析 在复杂岩性和水平井中确定净 毛比 地质导向
数据采集模式
基于目标的NMR数据采集
孔隙度渗透率-MT推导出NMR地层评价参数
CBW
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。
BAKER HUGHS 旋转导向简介
70
Inclination (deg)
60
50
- AutoT rak RCLS - Conventional
40
30
20
10 0.00
1000.00
2000.00
3000.00
4000.00
5000.00
6000.00
Normalized M D (ft)
Auto Trak G3 旋转导向小结
结构紧凑。旋转导向系统总长（包含供电、脉冲发生器，随钻测量、测井系统 和旋转导向系统）不超过16米； 模块化设计。位置可根据实际需要，进行条换； 钻柱振动、冲击、环空压力（ECD），并能实时传输该数据； 具备方位伽玛成像功能，可广泛应用于储层地质导向； 具有旋转导向和近钻头井斜测量功能，在钻具连续旋转的状况下实现井眼轨迹 精确控制； 具有地面与井下仪器指令、命令双向通讯功能，实现地面指令对井下工具姿态 控制； 自动电脑控制下发指令系统；钻进过程中下发指令，不额外占用作业时间； 旋转导向系统具备多种控制模式：导向模式、稳斜模式等；井下闭合环路自动 控制系统； 工具维修简单，在作业现场即可进行旋转导向短节的拆装作业，从而保证现场 作业的顺利进行； 现场配钻具需要2-3小时，快捷、方便。
Thank you
谢谢！
三、 BCPM简介
全系统自动发电 功率：250瓦特；提供33伏直流电 指令发送功能
高速泥浆脉冲数据传输
四、 ONTRAK简介
OnTrak集成传感器模块包括： 定向控制和测量 多相位电磁波传播电阻率 方位伽玛（伽玛成像 ） 环空和钻具内动/ 静压力 监控振动和粘滑振动 存储及数据高速下载Leabharlann 一）定向测量GAMMA LOG
左图井眼进入砂岩薄层 低边首先探测到该地层 （较高边提前5米） 伽玛成像更加真实、显 像化反应地层变化
贝克休斯钻井及随钻地层评价技术交流
TruTrak 工作图示
造 斜!
TruTrak 指令
稳 斜!
TruTrak 指令
降 斜 钻 下 直 段!
TruTrak 指令
多重选择: • 垂直钻井模式 • 造斜模式 • 稳斜模式 • 灵活的导向力 • 左/右方位力 • 导向肋板收回模式
TruTrak 垂直钻井服务
• 自动垂直钻井 • 服务:
电阻率/伽玛 /压力随钻测井 Resistivity / Gamma / Pressure LWD 传感器模块 OnTrak Sensor Module
随钻测量脉冲器和 MWD Pulser & Power 发电机 - BCPM Supply
中子孔隙度 /密度随钻测井 Neutron Porosity / Density LWD
贝克休斯钻井及随钻地层评价技术交流
大庆，2013年8月8日
© 2010 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
定向钻井及地层评价技术交流内容
1. 垂直钻井技术 VertiTrak 2. 自动定向井技术TrueTrak 3. 旋转导向钻井技术 AutoTrak G3.0 4. 马达动力旋转导向钻井技术 AutoTrak Xtreme 5. 便捷旋转导向钻井技术 AutoTrak eXpress 6. 高造斜率旋转导向技术 AutoTrak Curve 7. 旋转导向垂直钻井技术 AutoTrak-V 8. 钻井优化服务Copilot 9. OnTrak MWD/LWD平台和LWD技术
OnTrak Sensor Sub
总结
VertiTrak/TruTrak 是一种非旋转垂直钻井系统, 钻柱扭矩小,尤其适合在硬地层使 用 井眼质量好 VertiTrak可独立工作,不需另外的MWD系统 4 ¾” 工具用于 5 ½” – 6 ½ ” 井眼 6 ¾” 工具用于 8 ½” – 9 7/8” 井眼 9 ½” 工具用于 12 ¼” – 28” 井眼
贝克休斯随钻测井工具
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
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.
Reservoir Navigation – Challenges in Wellbore Placement
Shale
Shale
Modeled OnTrak Tool Response
Curve separation indicates approaching bed boundary Do we steer up or down?
Operates in both WBM and OBM environments Currents at receiver used to determine apparent resistivity
22 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
相位差
位差 相 400kH
相位差 400短kH源距