SL6000LWF钻杆输送无电缆存储式测井系统201310
斯仑贝谢电缆测井新技术
Schlumberger Private
高分辨 上天线 高分辨 下天线 主天线
<4>
多重测量深度
MAGNET
Hi-Res
Main 1
S
Main 2
Main 3
N
Main 4
Main 8
天线 测量壳型区
1.25 in. 1.5 in. 1.9 in. 2.3 in. 2.7 in. 4.0 in.
特点：
Schlumberger Private
“Rv” 15 ft
“Rh”
1
V = sand
V + shale
RR R
h
sand
shale
Rh
Rh dominated by Rsh
**把薄层当作各项异性的 一个整体来处理，通过 测量Rh，Rv来评价薄层
<13>
电阻率扫描测井（Rt Scanner）实例分析
接收器: 水诊器/ 3-C接收器
井深
7,000m+
井间距
1,000m (piezo)
1,500m+ (Z-Trac)
温度
150°C
特殊水蒸汽作业 270°C
接收器外径 43mm (1-11/16”)
震源外径
88.9mm (3 ½ ”)
震源选择
裸眼井 (piezo)
套管井 (piezo/Z-Trac)
铬套管
接收井 裸眼 玻纤 套管
钢套管 铬套管 铬套管
最大井距* 1000m
1000m
450m 500m 350m
井间电磁波测井（Cross-well EM）
Schlumberger Private
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。
测井系统基本知识讲解
(4) 井壁取心。井壁取心作业能按照测井结果准确地从井壁取出岩心，用以 分析地层岩性及含油性，验证解释结果，弥补钻井取心的不足。
一、测井基本概念
岩石物理参 数或井眼工
程参数
合理抽象后的
测
地质和工程实 际问题
物理模型
（物性参数空间分布）
井
主
演
研
正演
究 对
激励源
形成的物理场
（物性参数物理意义）
过程
象
：
测
传感器
井
信
息
原始测井信息
（处理和采集后的
电信号）
介质物性参数 空间分布
一、测井基本概念
岩石物理参 数或井眼工
程参数
激励源
推到出物理场
一、测井基本概念
传感器
物理场的测量都是通过传感器将物理场强转换成电信号进 行测量的。常用传感器有电磁测井中的电极或线圈系，声测 井中的压电晶体换能器，核测井中的碘化钠晶体和光电倍增 管组合而成的伽马射线探测器等。 1）具有较大的动态范围和足够高的灵敏度。
2）有足够的空间或方向分辨能力。 3）有足够的时间分辨能力。 4）响应函数尽量简单。 5）能够在恶劣环境条件下稳定可靠地工作。
度浅
（导电性，电化学）
成像测井系列 （电、声、核磁）
生产测井系列 （产出、注入剖面、工程测井、
产层评价测井、剩余油监测)
射孔取心及特殊工艺系列
深电阻率测井 中电阻率测井 浅电阻率测井
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。
随钻声波测井系统技术参数
INTEQ 先进的SoundTrak TMLWD 声波测井服务可以精确测量所有地层中纵波和横波传输时间，SoundTrak 是唯一能与电缆测井匹敌的随钻测井系统，且考虑到大多数旋转导向钻井应用的特殊环境。
并行多重频率的声波可以在各种传播速度范围的地层和井眼尺寸下获得高质量的测量数据。
专利的Quadrupole(四极子)技术可以在极软地层中精确直接的测得横波速度，无须进行dipole(偶极子)LWD 工具的离散校正。
地层的声学特性可直接测得。
SoundTrak 得益于它的一个高输出全方位多极声波发送器；一个能消除工具偏心影响的六级、24阵列接收器；和一个用来隔开发射极和接收极的声波绝缘体，来削弱直接耦合影响；在井眼扩径的情况下也可获得可靠声速数据。
即便在很具挑战性的环境下，先进的井下处理系统和声波层叠技术也能够优化信噪比。
纵波的传输速度参数和质量信息会被实时传输，原始波形数据可存储在高容高速的内存中以备后续操作。
在单趟钻中就可获取所有数据。
服务应用服务应用：：纵波和横波传输时间的应用：■ 钻井——预测孔隙压力从而避免钻井中的不利因素 ■ 地球物理——表面地震波校正和深度基准点可确定井位和优化油藏模型 ■岩石物理——孔隙度和油气确认 (AVO) 计算油藏储量 ■ 地质力学——岩石特性，出砂潜在性和井眼稳定性分析钻井完井方案服务优势服务优势：：■ 在世界范围200多口井出色的成功表现■ 减少钻机时间，单趟钻即可获取多种模式的信息资料■运用纵波数据预测孔隙压力确保井下安全■ 在超慢地层中(200usec/ft) 用低频单极子可以获得纵波传播速度■ 工具在泥面以下和大井眼尺寸中也能够直接获取纵波传播时间差∆t■ 通过井下WAVEVAN 实时处理计算传播时间差∆t c ■ 地层横波速度直接通过Quadrupole(四极子)模式测得 ■较长的接受发射极间距使得在扩径井眼和超慢地层中也可以获取到可靠的声波数据■ 补偿系统可以消除工具偏心影响■ 自带的大容量内存可以长时间的存储大量信息■现场LQ C显示和实时的工具监测 ■ 先进的多任务处理技技 术 参 数 表SoundTrakSoundTrak工具尺寸(外径OD)：9 1/2"(241mm)8 1/4"(210mm) 6 3/4"(171mm)适用井眼范围12 1/4"-26"10 1/2"-17 1/2"8 3/8"-10 5/8"(311mm-660mm)(267mm-445mm)(213mm-270mm)工具长度32.8 ft(10m)32.8 ft(10m)32.8 ft(10m)工具重量6,800 lbs (3,084 kg)5,200 lbs (2,359 kg)3,750 lbs (1,701 kg)常规井眼尺寸17 1/2" (445 mm)12 1/4" (311 mm)8 1/2" (216 mm)肋板/扶正块或TSS 外径11 1/2" (292 mm)10" (254 mm)8 1/4" (210 mm)当量刚性 ODXID 9.7" x 7.6" (246 mm x 193 mm)8.4" x 6.3" (213 mm x 160 mm)7.1" x 5.5" (180 mm x 140 mm)止电短接上部接头7 5/8" API 正规.母扣 6 5/8" API 正规.母扣NC50 or 4 1/2"IF 内平.母扣工具扣型和上扣扭矩工具尺寸(外径OD)：9 1/2"(241mm)8 1/4"(210mm) 6 3/4"(171mm)450 - 1,560 gpm 300 - 1,300 gpm 200 - 900 gpm (由MWD 叶轮片配置决定)(1,703 - 5,905 lpm)(1,136 - 4,921 lpm)(757 - 3,407 lpm)最大抗拉力(旋转)1,348 klbs (7,040 kN)1,144 klbs (5,090 kN) 881 klbs (3,920 kN) 最大失效抗拉力(非旋转)1,978 klbs (8,800 kN) 1,430 klbs (6,360 kN) 1,102 klbs (4,900 kN) 最大折弯度 -旋转通过55 kNm (40.6 k ft-lbs) 55 kNm (40.6 k ft-lbs) 26 kNm (19.2 k ft-lbs) -滑动通过150 kNm (110.6 k ft-lbs)150 kNm (110.6 k ft-lbs)70 kNm (51.6 k ft-lbs)最大工作温度最大压力压降最大通过狗腿度 -滑动通过 -旋转通过遥测类型工作时间 -实时/内存内存存储读取速率最大轴向、横向和切向振动工具尺寸(外径OD)：9 1/2"(241mm)8 1/4"(210mm) 6 3/4"(171mm)测点到工具底部的距离发送接收极间距发射极数量频率范围纵波速度快慢范围 ∆tc 横波速度快慢范围 ∆ts 探测深度纵向分辨率 -∆t-层界面识别精确度 ∆tc 精确度 ∆ts 测井速度2%5%根据工具循环时间而变化.循环时间100hr 时，最大机械钻速500ft/hr(152m/hr)的情况下1个样点/ft 或更好层界面识别厚度会根据采样率不同而变化深达3 ft∆t 是6个接收极高度的平均值45" or 3.75 ft (1.14 m) 24" or 2 ft (0.61 m)24 (6 X 4)单极：4-18 KHz /多极：2-10 KHz 40 - 220 µsec/ft (131 - 722 µsec/meter) 60 - 550 µsec/ft (197 - 1,804 µsec/meter)脉冲发射接受已经本身内部存储. 在地面做好相应设定. 可以支持500小时1Gb/2.25Gb 每分钟35 Mb10.7 ft (3.3 m)请参考技术文件TDS-20-60-0000-00关于RPM ，含砂量和堵漏材料请参考WMD 技术表(如Ontrak ，NaviTrak)9.3 ft (2.85 m)注意：测量点取决于工具本身而且会根据现场钻具组合的变化而不同最大允许通过狗腿度根据具体应用和其他一些参数如钻具组合、井眼轨迹和钻井方式(造斜、降斜或稳斜)的不同而变化。
钻杆传输无线测井技术浅析与运用
测井仪器工作动力均有仪器自带多次使用可充电 电池提供，无需电缆，但能完成所有有线测井工作， 且测量精度较高。
降低测井过程中测井人员的各类附带劳动量，无 旁通安装和电缆收放等作业，减少测井绞车等设备维 护及维修工作，降低测井设备成本投入。
1 钻杆传输测井的产生与发展
测井是油田开发过程中，通过可行性施工方案获 取地层各类信息的最基本方法。以油田开发的需求为 向导，通过不同测井技术的运用，不同测井工具的测 试，完成地层原始资料的高效快捷提取和分析。这也 是测井技术逐渐成为油田开发方面的重要研究课题， 各类复杂井、水平井、分支井、超深井等随着储层 的勘探开发，逐渐成为世界各大油田提高储层信息探 测，确定储量探明上交的最基本方式，也成为测井技 术快速、优质、科技发展的方向和动力。
2.2 常规钻杆传输测井难点分析
常规钻杆传输测井中可能存在的风险，以及实际 施工中繁琐操作出现的困难很多，未知或不确定因素 干扰性大，从而严重影响测井的一次成功率和数据提
取的完全准确性。最常见的基本问题如下： 电缆旁通出套管鞋后的作业安全问题。常规钻杆
传输测井中旁通以上电缆裸露在环空中，Байду номын сангаас发生安全 事故。
4 现场施工运用
219
科学管理
2019年第8期
在哈萨克斯坦克孜洛尔达州哈德油田水平井的完 井测井施工中，分别采用了常规钻杆传输测井技术和 钻杆传输无线测井技术，两种测井工艺技术的使用， 在钻具使用选择、测井趟数和测井使用时间均有不 同，因钻杆传输无线测井技术的成功运用，大幅降低 测井施工风险，减少施工程序，使得测井趟数和使用 时间明显减少。 由下表可见：钻杆传输无线测井比 常规钻杆传输测井口井缩短时间达14.1h，提高时效 33.49%。
随钻测井技术
有非常独特的作用。
东北石油大学
随钻测井技术
随钻测井的优点
与电缆测井相比，随钻测井具有准确性、实时性和适用性广等优势。具体表现为： a) LWD是在钻头破岩后不久、泥浆侵入较浅、井眼平滑与尚未明显垮塌的条件下测量的，测 井曲线受泥浆侵入影响比常规测井小得多，更能反映原状地层的电性、物性和孔隙流体性质。 其不同测量方式获得的时间推移测井资料，也易于识别油气层和分析储层渗透性； b) 人们可根据实时记录测量的近钻头的地质参数，判释易于造成井涌的高压层、造成井漏的裂 缝、破碎带(断层)以及地层岩性和油气水界面，结合井眼几何参数，确定钻头在地层中的空 间位置并做出迅速反应，采取适当的工程措施，引导钻头沿着设计的井眼轨迹或实际地质目 标层(油气藏中)钻进，提高钻井效率; c) 复杂条件下不能进行电缆测井时，利用LWD可采集井眼和地层物理信息。与钻杆传输测井 (PCL一WL)相比，LWD更为安全可靠，它适合在各种恶劣的井下环境中作业，在大斜度井、 水平井和小井眼中测量更是见其特长。
东北石油大学
随钻测井技术
随钻声波测井
现场服役的随钻声波测井仪器使用的声源有单极子、偶极子和四极子,如 贝克休斯INTEQ公司的APX既使用单极子也使用四极子声源,斯伦贝谢公司的 SonicVision使用单极子声源,哈里伯Sperry公司的BAT是偶极子仪器。这些仪 器可测量软/硬地层纵/横波速度和幅度,测量数据一般保存在井下存储器内, 起钻后回放使用。随钻声波测井数据可用于岩性识别、孔隙度计算、岩石力 学参数计算、井眼稳定性预测、泥浆比重优化、下套管位置选择等。
过泥浆编码脉冲实时传输到地面，传输率很低，目前最大传输率仅为巧15bps。Sperry-Sun
井下存储器可以记录8MB数据量，若为随钻全波测井，则可记录256MB，但这种数据须 等到起钻后才能获得。 c) 测井环境响应不同 LWD探测深度较饯，受井眼和侵入影响小，但由于钻杆本身重量特别大，大多是在偏心 条件下采集数据的，尤其是中子密度测井受仪器偏心影响较大。此外，在大斜度井或水平井 中，随钻电阻率测井不再象直井那样测量水平电阻率，其测量值介于水平电阻率和垂直电阻
直推存储式测井技术在顺北油气田复杂井测井中的应用
直推存储式测井技术在顺北油气田复杂井测井中的应用摘要：顺北油气田2019年引入直推存储式测井技术来满足部分复杂井测井作业的需要。
介绍了直推存储式测井技术的测井原理和仪器性能。
通过与常规电缆测井资料在顺北油气田目的层碳酸盐岩进行对比，两者具有较好的一致性。
结合现场应用分析了直推存储式测井技术的优势与不足。
该技术在复杂井况或是存在井控风险的井中较传统测井工艺具有较大的优势，能取全取准常规项目资料和部分特殊项目资料。
关键词：顺北油气田；直推存储式测井；复杂井0 引言顺北油气田奥陶系油藏储层储集空间多以裂缝、孔洞及其组合为主，储层类型和油气显示活跃，由于压力窗口窄，当测井前发生漏失或溢流，井内很难建立平衡，测井作业期间存在很大的井控风险。
同时由于井底压力大、埋藏深、斜度大、水平位移大，测井施工过程中容易存在仪器压漏、遇阻卡、电缆拉断等多种施工风险因素，造成常规的测井工艺无法获取顺北油气田目的层测井资料。
因此，工区从2019年引进了SEMLS-1000型直推存储式测井技术，满足部分复杂井取全取准测井资料的要求。
1 直推存储式测井工艺技术1.1 测井原理直推存储式测井技术采用无电缆测井方式。
包括地面系统、井下仪器、防转短节、柔性短节、绝缘短节、缓冲器等部分组成。
测井时将仪器直接接在钻具下部，钻具将仪器下至测量起始位置后，开始仪器供电状态，仪器开始工作进行数据采集并将数据存储在仪器自带的存储芯片中。
其深度系统能实时匹配钻具长度和跟踪钻具深度，读取井下存储数据，进行深度匹配和数据处理，测量结束后便可及时处理测井资料。
1.2 测量项目及仪器性能SEMLS-1000型直推存储式测井项目包括井温、井斜、方位、双侧向、阵列感应、声波、井径、岩性密度、补偿中子、自然伽马能谱、偶极子声波等项目。
该仪器通用外径80mm，耐温204℃，耐压190MPa，适用井眼92-500mm。
2 直推存储式测井与常规测井资料对比分析直推存储式测井技术正式在顺北油气田投入使用前，选择玉中X井与传统的电缆测井进行了对比测井，对比井段为碳酸盐岩地层。