随钻方位伽马测井优化页岩油气探测
基于MATLAB的随钻方位伽马数据图像的生成与处理
基于MATLAB的随钻方位伽马数据图像的生成与处理
李富强;刘尊文;王博;张胜鹏;张昕
【期刊名称】《现代制造技术与装备》
【年(卷),期】2018(0)12
【摘要】通过处理随钻方位伽马测井数据得到的测井图像,可以有效地控制井下钻头轨迹,提高钻头钻遇率,对大斜度井、水平井勘探开发具有十分重要作用.通过Matlab将得到的不同深度下各扇区伽马数据进行插值、数据整合、色谱选定、色度标定和图像插值滤波处理,实现随钻测井图像生成和处理,最后经调试使生成图像能够清晰反映地层特征,满足勘探开发需要.
【总页数】3页(P99-100,103)
【作者】李富强;刘尊文;王博;张胜鹏;张昕
【作者单位】西部钻探钻井工程技术研究院,克拉玛依 834000;西部钻探定向井公司,克拉玛依 834000;中国石油大学(北京)机械与储运工程学院,北京 102249;西部钻探钻井工程技术研究院,克拉玛依 834000;西部钻探钻井工程技术研究院,克拉玛依 834000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.随钻方位自然伽马测井仪整形处理电路的设计∗ [J], 田小超;王冰纯;贾茜;王继矿
2.随钻方位伽马数据成像处理方法 [J], 唐海全
3.基于随钻方位伽马测井的地层倾角自动识别 [J], 段友祥;闫亚男;孙歧峰;李洪强
4.基于三轴磁通门传感器的随钻方位伽马测量系统设计 [J], 吕海川;陶海君;熊祖根
5.基于MATLAB的方位伽马随钻测井成像系统设计 [J], 王博;伊明;熊焕;万教育;李富强
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随钻方位伽马测井探测器直径优化设计
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关键 词 ：随 钻测 井 ；方位伽 马 ；探测 器 ；Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ ；优 化设 计 中 图分类 号 ：Ｔ Ｅ ９ ２ １ 文献 标识 码 ：Ａ ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １— ４ ５ ７ ８ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ３ ． ０ ０ １
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Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ： Ｉ ｎ ｌ ｏ ｇ ｇ ｉ ｎ ｇ ｗｈ ｉ ｌ ｅ ｄ ｉｌ ｒ ｌ ｉ ｎ ｇ，ｇ ａ ｍｍａ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｉ ｓ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ｅ ｄ ｌ ａ ｔ ｅ ｒ ａ ｌ ｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｏ ｐｅ ｎ． ｓ ｌ ｏ ｔ ｄ ｉｌ ｒ ｌ ｃ ｏ ｌ ｌ ａ ｒ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｓ ｉ ｚ ｅ ｉ ｓ ｒ ｅ ｓ ｔ ｉｃ ｒ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｌ ｌ ａ ｒ ． Ｔ ｈｅ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｄ ｉ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｃ ａ ｎ ｂｅ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｄ ｂ ｙ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｘ ｉ ｍｕ ｍ ｓ ｈ ｅ ａ ｒ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｌ ｌ ａ ｒ ａ ｔｅ ｆ ｒ ｓ ｌ ｏ ｔ ｏ ｐ ｅ ｎ ｉ ｎ ｇ ． Ｂｕ ｔ ｉ ｔ ｃ ａ ｎｎ ｏ ｔ ｂ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ．ｔ ｈｅ ＡＮＳ ＹＳ ｉ． ｆ
随钻方位自然伽马成像测井在地质导向中的应用
随钻方位自然伽马成像测井在地质导向中的应用李安宗;骆庆锋;李留;范宇翔;宋森;王珺【摘要】Due to the geosteering w hich based on the real-time measurement of geological and engineering parameters in the drilling process guides the drilling direction ,so the drill bit may drill in the production layer as much as possible . Azimuth gamma ray imaging logging while drilling technology is measured with several gamma sensors ,in which azimuth measurement data can be uploaded to the ground in real time for geosteering .The modeling software of geosteering is used to analyze response characteristics of azimuth gamma imaging tool in different formations , such as dip formation and fault formation while drilling .In field application ,it can guide the construction of horizontal well and better achieve the purpose of geosteering through real-time analysisof gamma imaging data and other information .%地质导向根据钻井过程中实时测量的地质和工程参数指导钻头钻进方向,使钻头尽可能在产层内钻进.随钻方位自然伽马成像测井仪器利用多个自然伽马传感器,将带有方位信息的测量数据实时上传到地面用于地质导向.利用地质导向建模软件,分析仪器在钻遇倾斜地层、断层、不同倾斜角地层时仪器响应特征,为实时地质导向提供理论依据.现场利用实时随钻方位自然伽马成像测井资料对水平井钻探进行实时追踪,及时判断钻遇地层的边界位置并调整井眼轨迹,结合其他资料指导水平井施工,较好地实现了地质导向目的.【期刊名称】《测井技术》【年(卷),期】2017(041)006【总页数】5页(P713-717)【关键词】随钻方位自然伽马成像测井;地质导向;水平井;响应特征;井眼轨迹【作者】李安宗;骆庆锋;李留;范宇翔;宋森;王珺【作者单位】中国石油集团测井有限公司,陕西西安 710077;中国石油集团测井有限公司,陕西西安 710077;中国石油集团测井有限公司,陕西西安 710077;中国石油集团测井有限公司,陕西西安 710077;中国石油集团测井有限公司,陕西西安710077;中国石油集团测井有限公司,陕西西安 710077【正文语种】中文【中图分类】P631.840 引言地质导向钻井是根据钻井施工时实时测量的地层信息,判断钻头钻遇的地层,及时调整钻进轨迹。
随钻测井
随钻测井一、随钻测井的引入在油气田勘探、开发过程中，钻井之后必须进行测井，以便了解地层的含油气情况。
一般来说,测井资料的获取总是在钻井完工之后，再用电缆将仪器放入井中进行测量. 遇到的问题：1、某些情况下，如井的斜度超过65 度的大斜度井甚至水平井，用电缆很难将仪器放下去2、井壁状况不好易发生坍塌或堵塞3、钻完之后再测井，地层的各种参数与刚钻开地层时有所差别.(由于钻井过程中要用钻井液循环，带出钻碎的岩屑，钻井液滤液总要侵入地层二、随钻测井的概念随钻测井(因为它不用电缆传输井下信息，所以也称为无电缆测井)：是在钻开地层的同时, 对所钻地层的地质和岩石物理参数进行测量和评价的一种测井技术.首先，随钻测井在钻井的同时完成测井作业，减少了井场钻机占用的时间，从钻井—测井一体化服务的整体上又节省了成本。
其次，随钻测井资料是在泥浆侵入地层之前或侵入很浅时测得的，更真实地反映了原状地层的地质特征，可提高地层评价的准确性.而且，某些大斜度井或特殊地质环境（如膨胀粘土或高压地层）钻井时，电缆测井困难或风险加大以致于不能作业时，随钻测井是唯一可用的测井技术。
另外，近二十年来海洋定向钻井大量增加。
采用随钻定向测井，可以知道钻头在井底的航向，指导司钻操作；可以预测预报井底地层压力异常，防止井喷；可以提高钻井效、钻井速度和精度，降低成本，达到钻井最优化（现代随钻测井技术大致可分为三代）●20 世纪80 年代后期以前属于第一代可提供基本的方位测量和地层评价测量在水平井和大斜度井用作“保险”测井数据,但其主要应用是在井眼附近进行地层和构造相关对比以及地层评价;随钻测井确保能采集到在确定产能和经济性、减少钻井风险时所需要的测井数据。
●20 世纪90 年代初至90 年代中期属于第二代过地质导向精确地确定井眼轨迹;司钻能用实时方位测量,并结合井眼成像、地层倾角和密度数据发现目标位臵。
这些进展导致了多种类型的井尤其是大斜度井、超长井和水平井的钻井取得很高的成功率。
电磁波无线随钻测量技术在石油钻井中的应用
电磁波无线随钻测量技术在石油钻井中的应用Ji Yuping【摘要】电磁波随钻测量技术(EMWD)具有不受循环钻井液限制,传输效率高,实时数据传输的优点,可以及时指导钻井工程.通过分析电磁波随钻测量系统SEMWD-2000B的原理及管柱结构,介绍了电磁波随钻测量技术在宝塔采油厂8160平1水平井的应用情况.结果表明,电磁波无线随钻测量技术与常规脉冲式随钻测量系统相比,具有适用范围广,对现场施工有更强的适用性和更高的生产效率.【期刊名称】《中国煤炭地质》【年(卷),期】2018(030)012【总页数】5页(P91-95)【关键词】电磁波无线随钻测量技术;石油钻井;测斜数据;测井曲线【作者】Ji Yuping【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】P631.8;TE2430 引言随着钻井工程技术水平的不断发展，欠平衡井、气体钻井和泡沫钻井等一系列工艺技术的推广使用，钻井工程对随钻测量技术的要求也在不断增高，目前国内外多采用两种随钻测量技术：泥浆脉冲随钻测量系统和电磁波随钻测量系统。
泥浆脉冲式随钻测量系统的基本工作原理是地面传感器根据事先的编码好的脉冲设计产生脉冲信号，脉冲信号高低变化引发钻井液压力的同步变化，传感器根据钻井液压力的变化解码得到井下测量参数。
因而，泥浆脉冲随钻测量系统在液体钻井液中工作稳定性较高，但对钻井液的依赖性强，对钻井液性能、泥浆泵等要求较高，且系统信号传输速率低，脉冲阀易损坏，在进行全测量时需要停泵静止钻具，数据不具有实时性等问题，大大增加了钻井工作成本及井下风险[1-5]。
20世纪80年代电磁波无线随钻测量技术(EMWD)得以推广，目前国外有Halliburton、Weatherford、Schlumberg-er 等拥有电磁波无线随钻测量技术，国内中国石油勘探开发研究院、延长油田、中国电子科技集团公司22研究所等也都对电磁波无线随钻技术进行研究。
河南豫中地质勘察工程公司于2017年从中国电子科技集团公司22研究所引入SEMWD-2000B，该产品性能稳定、操作简单，大幅度提高了钻遇率及生产效率，为石油钻井工程事业做出巨大贡献。
随钻自然伽马_感应测井仪测量因素分析及应用实例
仪器本身机械结构 、线圈系参数 、电路参数的影响 ,
使得当测井仪周围环境的电导率为零时 ,仪器的输
出响应 σr 不为零 ,而是一个相对固定的偏差值 (系
统偏差值) B i 。
n
∑ B i
=
1 n
σrk
k =1
一般令 n = 100 。
(2) 将一标准电阻率环 ( 电导率为 σ) 套在线圈
系的测量点中间对电阻率仪进行刻度 , 以获取仪器
图 1 随钻自然伽马 - 感应电阻率测井仪结构示意图
仪器测量因素分析 1. 影响自然伽马测量的因素[1、3 ] 1) 放射性测量的统计涨落
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MWD 测 量 探 管 将 实 时 伽 马 和 电 阻 率 数 据 与 MWD 其它几何测量参数 (井斜 、方位等) 进行统一编 码 ,通过 MWD 随钻测量仪的泥浆脉冲遥测系统传 输到地面 ,交由地面数据处理软件进行处理 ,一方面 得到测量点的井斜 、方位 、工具面等几何参数 ,指导 几何方式钻进 ;另一方面 ,实时伽马和电阻率数据与 井深数据交汇得到地层的实时 (伽马 、电阻率) 曲线 , 指导地质导向钻进 。系统组成结构如图 1 所示[3] 。
结 论
1. 双参数 LWD 在钻井施工过程中 ,实时获取 地层被污染前的地质参数和资料 ,真实地反映地层 情况 ,为准确判断岩性 、识别油气层提供了可靠的依 据。
2. 利用双参数 LWD 地质参数实时导向施工 , 能有效地控制井眼轨迹的着陆和走向 ,及时调整井 身轨迹和产层的位置关系 ,在改善开发效果 、提高采 收率 、高效开发薄油层等方面效果显著 。
随钻自然伽马能谱测井仪设计和刻度方法
link appraisement中石化胜利石油工程有限公司随钻测控技术中心李闪（1972－）男，汉族，江苏省盐城市人，工学硕士，高级工程师，从事随钻测控仪器研发设计研究。
基金项目：国家重大科技专项（2016ZX05021提速提效关键工具与装备”李 闪 随钻自然伽马能谱测井仪设计和刻度方法图1 随钻自然伽马能谱测井原理框图放大器，调整信号幅度后，一路信号进入采集系统进行脉冲幅度分析，形成伽马能谱，按照不同道址进行存储，以便后期进为了进一步稳定整个能谱，在仪器中还使用实时测量地层的K 峰（1460 keV）和Th 峰（2615 keV）稳谱，在K 峰和Th峰的两侧都设置高、低能窗，K峰的能窗范围设置为（1365－1460） keV 和（1460－1590）keV，Th 峰的能窗范围设置为（2515－2610）keV 和（2610－2740）keV。
与Am 源稳谱的原理一样，测量K 峰和Th 峰的高低能窗计数率，如果高低能窗计数率相等，说明能谱稳定，否则调整比较器的门槛电压，使测量的全能谱位于正确位置。
随钻自然伽马能谱测井仪机械设计随钻自然伽马能谱测井仪机械结构框图如图5所示。
（2）响应关系的建立与验证aij，利用已知U、Th 和K 含量的标准刻度井层、高Th 层和高K 层组成），将仪器放置于三个层中进行刻度，得到5个能窗的15个不同的计数率。
则通过最小二乘法就可得到仪器响应系数，即方程组（2）另外，再利用在已知U、Th、K 含量的混合验证井中测图2 随钻自然伽马能谱测井仪电路框图图3 仪器稳谱电路框图图5 随钻自然伽马能谱测井仪机械结构示意图图6 箱体式钻铤结构示意图（a）K井（b） U井（c） Th井（d）混合井图7 随钻自然伽马能谱仪在刻度井中测量能谱得的一组能窗计数率，根据响应系数矩阵、选用恰当的解谱方法就可以得到K、U、Th含量的计算值。
将仪器解谱得到三种核素含量与实际值进行比较可以验证响应关系的正确性。
近钻头方位伽马射线成像工具在超薄油藏中的地质导向新技术
的图 像则是史无前例的。
１ 工 具 结 构和 测 量 方 法
近钻头伽 马射 线成像 工具 在柱 体外侧 分布 的有 四个 伽 马射 线探 头 ， ９ 成 ０度等 间 隔排 列 ， 四个 探 这 头提 供分 区方位测 量 。不管 这个 工具在 井里是 划动
上 来 的实时数 据来描述 地下 三维 环境 。这个 过程 能
图 ４展示 了详 细 的钻井段 视 图。这 口井穿越 了
几 段很 小 的断层 ， 当井 眼轨迹 接近底 部边界 ， 正轨 纠
迹 迫在 眉睫 的时候 。工程师使 用这套 工具 得到 了这
一
信 息 ， 出指令 ， 钻 头 向上 增斜 ， 发 使 避免 穿过 油 藏
后 通过遥 测 系统发送 到主 随钻 测 井管柱并将 数据 发送 到地 面。而且 ， 管 柱滑动 时 ， 在 工具不仅 能够 扫描 与 井壁 接 触的 四分之 一 圆周 的数据 存 贮然后 传送 至地 面 ，而且还 能 以八 分之 一 圆周为 单位 对
全井壁进行数据测量， 解决了传统伽马射线工具所不能实现的在超薄油藏 中的地质导向问题 ， 实现 了在 超 薄油藏 中实时精确 判 断地 层属 性 、 准确导 向等 功能 。 文对 近钻 头伽 马射 线成像 工具 的 结构 本 及 测量 方法进行 了调研 ， 并对 其在 阿拉 斯加 油 田 中的使 用情 况作 了分析 ， 为该技 术的 继续发展 提供
风险分 析预测 水平 段 中间位置会 遭遇 断层 。 这 个油 藏最 大 的风 险就是 如何选 择一 个进人 油
藏 的位 置 。因 为油 藏 的盖层 是 舒伯 利 克 （ｈ ｂｉ） Ｓ ｕ ｌ 组 ｋ 的金加 克 （ｉｇｋ页岩 ， Ｋ ｎ ａ） 这种 页岩层 机械 强 度不 是很 高 ， 不足 以支撑 裸 眼状 态 的井 眼从 中穿 越 ， 还 因此井
随钻测量随钻测井技术现状及研究
随钻测量随钻测井技术现状及研究随钻测量(measure while drilling，MWD)技术可以在钻进的同时监测一系列的工程参数以控制井眼轨迹，提高钻井效率。
随钻测井(logging while drilling，LWD)技术可以不中断钻进监测一系列的地质参数以指导钻井作业，提高油气层的钻遇率[1-5]。
近年来，油气田地层状况越来越复杂，钻探难度越来越大。
在大斜度井、大位移井和水平井的钻进中，MWD/LWD是监控井眼轨迹的一项关键技术[6-8]，是评价油气田地层的重要手段[9]，是唯一可用的测井技术[3]，而常规的电缆测井无法作业[10]。
国外的MWD/LWD技术日趋完善，而国内起步较晚，技术水平相对落后，国际知识产权核心专利较少[9]，与国外的相关技术有一段差距。
本文介绍国内外MWD/LWD相关产品的技术特点和市场应用等情况，分析国内技术落后的原因以及应对措施。
1 国外MWD/LWD技术现状20世纪60年代前，国外MWD的尝试都未能成功。
60年代发明了在钻井液柱中产生压力脉冲的方法来传输测量信息。
1978年Teleco公司开发出第一套商业化的定向MWD系统，1979年Gearhart Owen公司推出NPT定向/自然伽马井下仪器[10]。
80年代初商用的钻井液脉冲传输LWD 才产生，例如：1980年斯伦贝谢推出业内第一支随钻测量工具M1，但仅能提供井斜、方位和工具面的测量，应用比较受限，不能满足复杂地质条件下的钻井需求[11]。
1996年后，MWD/LWD技术得到了快速的发展。
国际公认的三大油服公司：斯伦贝谢、哈里伯顿、贝克休斯，其MWD/LWD技术实力雄厚，其仪器耐高温耐高压性能好、测量精度高、数据传输速率高，几乎能满足所有油气田的钻采，在全球油气田均有应用。
斯伦贝谢经过长期的技术及经验积累，其技术特点为高、精、尖、专，业内处于绝对的领先地位[12-15]，是全球500强企业。
LWD的技术主要体现在智能性、高效性、安全性[10]。
随钻测井地质导向技术在水平井钻井中的应用
162当前，最常用的技术方法是最小二乘法。
LWD技术是一种基于钻探过程中的地质条件（井眼轨迹、钻头位置、井眼角度等）与地层电阻率之间的相互影响，实现对油气层进行有效的定位和定向的一种新兴的测井技术，可实现对油气层位置和岩性的动态监测。
在此基础上，提出了一种基于 LWD技术的新型测井方法。
水平井是一口高产量、低廉的油田，其钻探成功率与油气藏的钻探工艺密切相关。
随钻测井技术具有指导地质导向和实时评价储层物性等优点，对改善储层钻进速度、缩短完井周期和降低水平井测井风险具有重要意义。
在大斜度井和水平井的勘查和开发中，采用了随钻测井技术。
1 发展概况当前，在水平井中使用的随钻测井技术有：一是识别岩性，测定地层倾角，测定水平段长度；二是利用已有的地层岩性和构造信息，对水平剖面进行轨道控制；三是利用地层的岩性和结构信息，对水平线的航迹进行了动态修正。
从国内外的研究进展来看，随着随钻测井技术的不断发展，随着随钻测井技术的不断深入，人们对该技术的认识也越来越深入。
在水平井技术、随钻测井技术等方面取得长足进步的同时，也使随钻测井技术在今后的研究中占有越来越重要的地位。
基于岩性、断裂、沉积相、气顶等特征，对岩性及岩性进行识别，而上述特征均受外部环境的制约，其识别效果会有很大的改变。
另外，常规的地质方向法在实际运用中也面临着诸多问题，如：因勘探设备与岩层间的间距较小，不能对岩层的变形情况进行准确的判定；但在实际应用中，因检波器与地层相距太近，不能准确判别出含油层；但在实际应用中，因检测仪与岩层相距很近，不能对岩层的地质变形做出精确的判定。
随着我国石油资源的日益丰富，石油资源的日益丰富，采用常规的地质导引方式已难以适应石油资源的需求。
为此，必须对现有的地质导引技术进行改进与创新。
随着随钻录井技术的不断发展，随钻录井的地导技术也在不断发展。
地质导向技术在水平井钻井中的应用将形成一套完整的水平井测量工艺、轨迹控制与安全钻井的技术体系，可有效保障钻井轨迹在油层中的最优穿越，提升油层的钻井效率，推动水平井钻井技术的发展与提升。
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随钻方位伽马测井优化页岩油气探测
页岩资源的探测、评价和开采是石油工业面临的重大挑战。
探测中的关键问题之一是找到最佳位置，即该位置的储层参数如厚度、孔隙度、渗透率、有机质含量、矿物、脆度、天然裂缝、热成熟度和气体含量等最有效。
这些参数在优化钻井、完井和增产作业设计中有重要应用，对页岩储层实现经济性开发，正确定井位和优化完井。
准确而实时的LWD数据对于识别最佳油气位置具有重要作用，用于在目的层段井定位和确定压裂井段，提高产量和开采率。
由于随钻测井是边钻边测，这时钻井泥浆未侵入或侵入地层浅，因此测量资料更接近原始地层，用这些资料进行油水层划分和地层评价，精度高，效果好，是有效开发薄油层等难以动用储量的重要技术支撑。