lwd随钻测井的工作原理
随钻测井及地质导向钻井技术 ppt课件
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地质导向钻井技术
组成
概念
根据地质导向工具提供的井下实时 地质信息和定向数据，辨明所钻遇 的地质环境并预报将要钻遇的地下 情况，引导钻头进入油层并将井眼 轨迹保持在产层延伸。
移定向井、水平井及特殊工艺井中广泛应用。
美国、挪威、英国等国家采用地质导向钻井技术完成的井
数逐年增加，钻井周期逐步缩短，钻井成本明显下降，油田开
发效果明显提高。
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一、地质导向钻井技术概述
地质导向钻井就是在钻井过程中通过测量多种地质和 工程参数来对所钻地层的地质参数进行实时评价，根据评 价结果来精确地控制井下钻具命中最佳地质目标。
现
几何导向
井眼准确钻入设计靶区。设计靶区可
导
能并非储层）
向
地质导向技术问 世之前，常规的
钻
井眼轨迹控制技
井 技
术均属几何导向 范畴。
以井下实际地质特征来确定和控
术
地质导向
制井眼轨迹。任务是对准确钻入油气 目的层负责，具有测量、传输和导向
三大功能。
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一、地质导向钻井技术概述
有线随钻——电缆作为数据传输介质，随钻连续测量
MWD/LWD——钻井液（或电磁波）作为数据传输介质，随钻连续测量
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都振川
二、随钻测量技术
1、有线随钻测量技术
有线随钻测斜仪是定向井测量仪器中的一种, 它可 在钻井过程中实时测量井斜、方位、工具面和温度等钻 井工程参数。
随钻测井系统机械结构论文【论文】
随钻测井系统机械结构论文１电磁波电阻率随钻测量系统１．１系统工作原理及组成电磁波电阻率随钻测量系统主要由发射天线、接收天线、电路仓体和对接结构等几大部分组成。
天线系统采用“四发双收”的方式和结构，工具上端和下端各有２个发射天线，工具中部设有２个接收天线。
工具侧壁设有测量控制电路仓体，工具中心设有泥浆通道，两端的公扣和母扣端有数据对接系统，用来实现与上下相邻工具之间数据交换与供电的功能。
电磁波电阻率随钻测量是一种重要的电阻率测井方法，在各种不同类型的钻井液中都能够进行测量。
它的工作原理基于电磁波在穿越地层时产生的衰减和相位移。
由于穿越不同的地层会导致产生不同的衰减和相位移，通过测量电磁波的衰减和相位移就可以确定地层的介电常数和电阻率。
电磁波电阻率随钻测量系统就是利用这一原理，由发射线圈向地层发射电磁波，再由不同的接收线圈接收电磁波，根据接收到的电磁波的相位差和幅度比来确定地层的电阻率。
１．２技术难点电磁波电阻率随钻测量系统受结构尺寸的影响，设计空间小，机械结构较为复杂，强度和可靠性要求高，具有以下几个主要的设计难点：１）设计空间小，受工具直径尺寸的限制，中心预留泥浆通道后，可供使用的空间极为有限，对机械设计工作带来了很多的限制。
２）机械结构较为复杂，工具设有４个发射天线，２个接收天线，天线内设有线圈，需要与控制电路进行连接通讯，整体结构较为复杂。
３）系统处于高温高压的工作环境下，并且要传递钻压和转矩，对工具的强度和可靠性提出了很高的要求。
４）系统工作在流动的高压泥浆中，系统内部的电路控制系统和天线线圈需要进行隔离绝缘处理，对整个系统的密封性能提出了很高的要求。
１．３解决方案针对系统机械设计中遇到的技术难点，经过科学论证和反复试验，提出了４点解决方案。
１）根据随钻工具轴向尺寸大、径向空间小的特点，充分利用空间，精简结构进行设计。
２）在系统机械设计中，避免出现导致强度储备不足的薄弱环节，对强度薄弱的部位进行优化改进，以减少应力集中，增加强度储备。
随钻测井系统井下的设计
随钻测井系统井下的设计引言随钻测井LWD(Logging WhiIe Drilling)技术是将测井仪器安装在靠近钻头的部位，在地层刚钻开后就测量地层各种信息的一种测井方法。
它通过测量地层倾角和方位、钻头方向、钻压、扭矩等，进行钻井定向控制，测量地层的电阻率、自然电位、自然伽马、密度／中子、核磁、声波时差等。
LWD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，形成地层评价。
由于当前数据传输技术的限制，大量的数据仍存储在井下仪器的存储器中，起钻后回放。
其测量结果克服了井眼扩径、泥浆入侵等一系列环境条件的影响。
随钻测井可实时提供地层和井深信息，对地层做出快速评价，优化井眼轨迹和地质目标，指导钻进。
特别是在疑难井、大斜度井、水平井中，它显示出比电缆测井更为重要的作用。
LWD 系统主要由2 部分组成：地面系统和井下系统。
如图1 所示。
地面系统包括：上位机PC、接口卡、专用电缆、增效箱以及其他附属配件。
其中主机装有LWD 系统专用地质导向钻井配套软件Insite。
井下系统包括：总线控制器(HCIM)、随钻自然伽马测量仪(DGR)、随钻电阻率测量仪(EWR)、随钻中子传感器(CNP)、随钻岩石密度传感器(SLD)、工具串振动传感器(DDS)、探管(PCD)。
由此可见，LWD 井下系统有大量传感器对不同参数进行测量，耗电量非常大。
由于每次钻井设备下井都要耗费大量人力物力，而且一旦下井，钻井设备会在地下持续长时间工作，而且钻井深度可达几千米，只能通过安装在钻头附近的电池供电。
随钻测井系统的供电由2 组锂电池(3．6 V)并联组成，每组6 节串联，构成21 V 直流电源。
电池储能是有一定限制的。
例如渤海油田的B20 井就是应用LWD 技术，测量井段为2 102～3 073 km，连续工作5 天。
其他应用LWD 钻井技术的石油井也是如此，有些LWD 传感器甚至要连续在。
随钻测井介绍-图文
随钻测井介绍-图文2022-9-1摘要：随钻测井由于是实时测量，地层暴露时间短，其测量的信息比电缆测井更接近原始条件下的地层，不但可以为钻井提供精确的地质导向功能，而且可以避免电缆测井在油气识别中受钻井液侵入影响的错误，获取正确的储层地球物理参数和准确的孔隙度、饱和度等评价参数，在油气层评价中有非常独特的作用。
通过随钻测井实例，对随钻测井与电缆测井在碎屑岩中的测井效果进行了对比评价，指出前者受钻井液侵入和井眼变化的影响小，对油气层的描述更加准确，反映出来的地质信患更加丰富。
通过对几个代表性实例的分析，对随钻测井在油气勘探中的作用提出了新认识。
主题词：随钻测井；钻井；钻井液；侵入深度；技术一、引言LWD随钻记录的中子—密度(μN-ρb)与电缆测井值存在一定的系统误差(不同厂商的仪器均存在差别)。
但LWD的ρb测井值由于少受扩径的影响，其岩性值域区间远比后者清晰(图1-b、c，图2)。
三、实例分析LWD随钻测量的电阻率是在钻头破岩后1～2h开始测量(中等硬度的碎屑岩)，此时的井壁破损率和钻井液径向侵入都非常小，所以，基本是“原状”地层的测井值。
1.实例一D井是一口直井(图3)，为欠平衡钻井，CWR的测量点距钻头5.1in，钻速4m/h，钻头破岩后1.25h就可以记录到地层的电阻率，图中实时记录的所有4条电阻率曲线，不同岩性参数处均为重合状，说明地层几乎未被钻井液侵入。
起钻时，又进行重复测量(破岩42h之后)，除泥岩段外，所有砂质岩层都受到了增阻侵入的影响。
但R55A并未发生变化，据计算，此时侵入深度达55in。
2.实例二B井是一口定向井的导眼段(近似直井，图2)，该段使用了LWD，上部的砂岩段中实时记录的电阻率基本为水层特征(负差异或重合)，泥岩段4条曲线则完全重合。
但顶部某740.5～某742.0m电阻率呈正差异(R55A＞R25A)，R55A=1.3Ω2m，为油层特征。
该井完井后，此段地层已浸泡了24d，这时又进行了电缆测井(双感应、中子、密度、自然伽马、井径等)。
LWD特点及用途-new
40571
40542 40576 45727 40106 40107 50538 40576 40576 50538 50538 45727 50508 40571 40571 45756 40571
冀东
冀东 冀东 冀东 冀东 冀东 冀东 冀东 冀东 冀东 冀东 冀东 冀东 冀东 冀东 冀东 冀东
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LWD特点及用途
LWD是在MWD的基础上，加上地质参数测量短节，以特殊的连接方式组合
而成的井下测量系统，属于正脉冲无线随钻测量范畴，仍以泥浆脉冲作 为传输介质。
采用钻铤集成化结构设计，在短时间内完成仪器在井口的连接，大大节
约了现场组装调试的时间，在现场作为BHA的一部分，经井口开泵测试后， 可直接下钻，节约井队作业时间。
率能够对更深的地层进行测量，并且对环境和地层具有更大的抗干扰性。
该系统具有实时实现地质导向功能，又具有利用存储器数据详细分析已
钻遇地层的功能，部分油田的开发井利用LWD的MEM曲线，已不再电测， 而直接进行开发作业。
距仪器总成底部1.3m的近钻头井斜，为定向井工程师实现井眼轨 迹控制提供了较大便利。 APLS（Advantage Porosity Logging Service）系统利用CCN （Caliper Corrected Neutron）和ORD （Optimized Rotational Density）组合，能够得到高质量的岩石孔隙度和岩性密度测量。 CCN使用镅—铍241作为放射源，CCN工具具有补偿功能并且具 有环境特性描述功能的种子空隙度随钻测井工具。该工具能够 适应局大部分钻井施工的要求，能够适应不同的地层环境。并 能提供与电缆测井相同质量的孔隙度测井曲线 ORD使用铯137作为放射源，用近探测器和远探测器去探测 Gamma射线受地层的影响而被衰减和吸收的情况。三个声波传 感器安装在工具的下端，其中一个与探测器成一条线，另外两 个在两边120°位置，大大提高采样率，增加了仪器在随钻过 程中的可靠性。 该仪器具有6种脉冲宽度设置，（1s.0.8s.0.5s.0.36s.0.32s.0.24s）， 依据井队设备状况可随时用DOWNLINGK功能改变井下仪器的脉冲传 输宽度，加之独特的组合码解码方式，大大加速了数据传输速度。
LWD随钻测量仪器现场使用问题及解决策略
LWD随钻测量仪器现场使用问题及解决策略作者：杨英浩来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第02期摘要：通过对LWD和EWR的介绍以及仪器工作原理的剖析，探讨在施工现场使用LWD无线随钻测量仪器使用时会出现的问题以及原因，提出相应处理方法，以尽快解决问题，减少测量数据的误差。
关键词：LWD；使用问题；思考1 LWD的定义LWD 意为随钻测井，其除了能够测量井眼轨迹参数外，还能测出地质参数、钻井工程参数。
其是在 MWD 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。
它的应用大大方便了人们在地质工程中的工作步骤，提高了施工效率，缩短了探测周期。
2 仪器主损耗点及损耗原因2.1 设备运作主损耗点笔者已调查LWD设备引进至今大部分的施工资料，并将其归纳总结。
整体结构中消耗量最大的部件分别为：负责将各方压力值转化为电能信号的传感装置、可感应放射线交流的传感装置、管道连接固定装置以及管道固定装置的外部金属保护物等。
2.2 损坏的原因分析①钻井液性能不达标，无法适应仪器的需求。
钻井液就是为了LWD仪器的使用和运转所生产的“机油”。
钻井液是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质。
因为井下的工作环境十分复杂，甚至容易出现卡钻事故，而钻井液的性能高低决定了仪器处理钻孔内介质的能力，也是有效避免仪器零部件受到砂砾等介质磨损的重要因素。
但是现场钻井液人员素质和能力参差不齐，导致施工過程中钻井液性能不稳定，不能满足施工过程中仪器的需求，因此易导致井下多次发生“事故”，增加仪器耗损和破坏的可能性。
②造斜率偏高。
设备虽然不断升级，但是使用途中依旧会发生不符合设备使用标定规格的现象。
现查明所用设备对开采现场有严格的造斜率角度值要求，但就观察设备损耗较多的现场记录发现，大部分情况下操作人员并未按照技术要求进行作业，从而导致设备在不规则状态下动工，仪器分节部位处于多余作业活动区，其外部护层长期被迫参与土层震动，造成过度损耗。
随钻测井
内容摘要摘要：随钻测井是在钻开地层的同时实时测量地层信息的一种测井技术,自1989年成功投入商业应用以来得到了快速的发展,目前已具备了与电缆测井对应的所有技术,包括比较完善的电、声、核测井系列以及随钻核磁共振测井、随钻地层压力测量和随钻地震等技术,随钻测井已成为油田工程技术服务的主体技术之一。
随钻测井(LWD)技术的萌芽只比电缆测井晚10年。
由于基础工业整体水平的制约,随钻测井技术在前50多年发展缓慢。
其业务收入和工作量快速增长。
勘探开发生产的需要仍是随钻测井继续发展的强劲动力。
作为一种较新的测井方法,随钻测井技术仍有许多有待发展和完善的方面,尤其是数据传输技术、探测器性能、资料解释和评价等。
关键词：随钻测井 LWD 研究进展第一章随钻测井技术现状迄今为止,随钻测井能提供地层评价需要的所有测量,如比较完整的随钻电、声、核测井系列,随钻地层压力、随钻核磁共振测井以及随钻地震等等。
有些LWD 探头的测量质量已经达到或超过同类电缆测井仪器的水平。
1.1随钻测井数据传输技术多年来,数据传输是制约随钻测井技术发展的“瓶颈”。
泥浆脉冲遥测是当前随钻测量和随钻测井系统普遍使用的一种数据传输方式。
泥浆脉冲遥测技术数据传输速率较低,为4~10 bit/s,远低于电缆测井的传输速率,这种方法不适合欠平衡水平井钻井。
电磁波传输数据的方法也用于现场测井,但仅在较浅的井使用才有效。
哈里伯顿公司的电磁波传输使用的频率为10Hz,在无中继器的情况下传输距离约10000 ft。
此外,声波传输和光纤传输方法还处于研究和实验阶段。
1.2随钻电阻率测井与电缆测井技术一样,随钻电阻率测井技术也分为侧向类和感应类2类。
侧向类适合于在导电泥浆、高电阻率地层和高电阻率侵入的环境使用,目前的侧向类随钻电阻率测井仪器能商业化的只有斯伦贝谢公司的钻头电阻率仪RAB及新一代仪器GVR。
GVR使用56个方位数据点进行成像,图像分辨率比RAB有较大提高。
随钻测井资料解释方法研究及应用
随钻测井资料解释方法研究及应用一、本文概述本文旨在探讨随钻测井资料解释方法的研究与应用。
随钻测井技术作为现代石油勘探领域的重要技术手段，对于提高钻井效率、优化油气藏开发策略具有重要意义。
本文将首先介绍随钻测井技术的基本原理及其在石油勘探中的应用背景，阐述其相较于传统测井技术的优势。
随后，文章将重点分析随钻测井资料解释方法的现状与挑战，包括数据处理、信号提取、地层识别等方面的难点问题。
在此基础上，本文将深入探讨随钻测井资料解释方法的研究进展与创新点，包括新型算法的开发、多源信息融合技术的应用以及技术在资料解释中的潜力。
本文将通过具体案例分析，展示随钻测井资料解释方法在实际应用中的效果与价值，为相关领域的科研工作者和工程技术人员提供参考与借鉴。
二、随钻测井资料解释方法基础随钻测井（Logging While Drilling，LWD）是石油勘探领域中的一种重要技术，它通过在钻井过程中实时测量地下岩石的物理性质，为地质评价和油气藏描述提供关键数据。
随钻测井资料解释方法的基础主要建立在对测量数据的准确理解、合理的解释模型以及先进的处理技术上。
随钻测井资料解释需要深入理解各种测井信号的物理含义和影响因素。
例如，电阻率、声波速度、自然伽马等测井参数，它们分别反映了地下岩石的导电性、弹性和放射性等特性。
这些参数的变化不仅与岩石的矿物成分、孔隙度、含油饱和度等地质因素有关，还受到井眼环境、仪器性能等多种因素的影响。
因此，在解释随钻测井资料时，需要充分考虑这些因素，以确保解释的准确性和可靠性。
随钻测井资料解释需要建立合理的解释模型。
这些模型通常基于地质学、地球物理学和石油工程等领域的专业知识，用于将测井数据转化为地质参数和油气藏特征。
例如，通过电阻率测井数据可以推断地层的含油饱和度，通过声波速度测井数据可以估算地层的孔隙度等。
这些模型的建立需要充分考虑地质条件和实际情况，以确保解释的准确性和实用性。
随钻测井资料解释还需要借助先进的处理技术。
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lwd随钻测井的工作原理
LWD（Logging While Drilling）随钻测井是一种在钻井过程中
进行地层测井的方法。
其工作原理包括以下几个步骤：
1. LWD传感器安装在钻头或钻杆上，随着钻井进程下入井内。
2. 当钻头或钻杆传感器接触到地层时，LWD系统开始测量地
层的物理参数。
3. 传感器通常包括测量电阻率、自然伽马射线、声波速度等参数的装置。
4. 传感器采集到的数据通过电缆传输到地面设备进行处理和分析。
数据可以通过实时传输技术实时显示在钻井现场工作站上。
5. 地面设备使用各种算法和方法对数据进行处理和解释，以获取有关地层的信息，例如地层的类型、含油、含气、水层等等。
6. 通过分析和解释得到的数据，钻井操作者可以及时调整钻井工艺，优化钻井方案，提高钻井效率和成功率。
总的来说，LWD随钻测井利用在钻井过程中安装的传感器获
取地层信息，并将数据实时传输至地面进行处理和解释，以指导钻井作业。
这种测井方法可以节省时间和成本，并提供实时的地层信息，提高钻井效率和成功率。