随钻测井与油藏工程特色测井技术
随钻测井介绍 ppt课件
仪器系列
MWD仪器系列： 一、无线随钻测量仪 技术名称：CGMWD-1型无线随钻测量仪 仪器功能介绍：CGMWD-1型无线随钻测量仪是随钻测井 中心为CGDS-1型地质导向系统配套生产的MWD随钻测 量仪器，除进行地质导向钻井服务外，还可挂接其他测井 仪器短节，或单独用于MWD随钻测量。CGMWD-1型无 线随钻测量仪不仅测量精度高，而且硬件、软件具有拓展 性；安装使用方便、工作性能稳定、耗电低、可靠性高。 仪器组成：地面仪器 井下仪器 仪器主要特点：
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1、开放式结构，可直接挂接伽马仪器或其它测井 仪器短节 2、电路模块化组装，维护、检修方便 3、正脉冲型泥浆脉冲信号传输，传输速率高，可选 脉宽0.2s～2s 4、泥浆脉冲发生器功耗低，电池使用寿命长，经济 性好 5、仪器串在钻铤中采用上悬挂式，可靠性高 仪器主要技术指标： 地面仪器： 贮存温度： -20℃～+60℃ 最高工作温度：60℃ 相对湿度RH：＜75％
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CGMWD-1井下系统
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二、伽马随钻测井仪 技术名称： CGR伽马随钻测井仪 仪器功能介绍： CGR随钻伽马测井仪可对原状地层放射性
强度进行实时测量，仪器在CPU控制下进行数据采集控制 和处理，同时对采集的伽马数据进行存储，通过配接 MWD随钻仪器向地面实时传送地层参数。测井仪采用开 放式数据接口，可配接各种随钻仪器。仪器内部模块化结 构，便于维护。 仪器主要特点： 1、低功耗、稳定可靠，适合于井下长时间工作 2、采用模块化结构，安装方便、维护简单，易于其他仪 器组合
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2006年10月, 中国石油集团测井有限公司与中国石油 集团钻井工程技术研究院结成战略联盟，成立了以随钻测 井仪中心为主的中国石油集团钻井工程技术研究院随钻仪 器制造中心。中心得到了钻井工程技术研究院的技术注入 和强有力的支持，通过强强联合,共同研制生产具有自主 知识产权的随钻仪器系统。
随钻测量
这种系统有几个优点：
（1）数据传输速度快，载波信息量大；
（2）受泥浆介质和水泵特性的影响小，即使在提下钻过程中也能检测数据。
(1)电传导(硬导线系统)
(2)电磁发射；
(3)地震(声)波；
(4)钻井液压力脉冲。
直到1960年，这些遥测系统的研究主要是为了随钻测井。定向井的日益增加，特别是花费高昂的近海地区，刺激了人们去开发既能处理定向测量数据又能处理地层评价数据的随钻测量系统。由于在海上平台中利用传统测量工具费用很高，人们不久就认识到使用定向随钻测量仪器更具有商业潜力。起初的MWD系统就只提供定向数据，紧接着就有了可以附加测量钻井参数和地层数据的另外—些工具。尽管有关其它3种遥测方法的研究还在继续着，但迄今为止却只有这些依靠钻井液压力脉冲的MWD系统在技术上和经济上是成熟的。
第二节
信号发射器和地面的信号接收、处理设备一起构成了钻井液压力脉冲式MWD信号传输系统。现有的钻井液脉冲传输系统的主要区别是采用哪种处理方法来传送数据。目前使用的钻井液压力脉冲式MWD主要采用三种方式在井底将数据编码、信号传输和在地面上译码，这三种钻井液脉冲传输方式井内仪器执行元件控制。
(1)坚固可靠的传感器，可在钻进动态条件下在钻头处或钻头附近测量需要的数据；
(2)将资料传送到地面的方法简单有效；
(3)可以方便地在任何钻机上安装并操作的系统，对正常钻进作业影响不大；
(4)成本合理，并能给作业者带来效益。
为开发满足这些要求的系统，人们作过多次尝试。主要问题是井下和地面之间的遥测传输系统。从1930年到1960年，人们研究了4种不同的遥测系统：
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
随钻测井及地质导向钻井技术
泥浆
立管压力
叶片连续转动，波形连续变化
时间
二、随钻测量技术
随钻测井及地质导向钻井技术
报告提纲
一、地质导向钻井技术概述 二、随钻测量技术 三、LWD地质导向仪器 四、地质导向技术应用实例 五、结论与认识
一、地质导向钻井技术概述
按照预先设计的井眼轨道钻井。
任务是对钻井设计井眼轨道负责，使
实钻轨迹尽量靠近设计轨道，以保证
现
几何导向
井眼准确钻入设计靶区。（由于地质
（2）井口设备：进行随钻测量时, 必须要用电缆把探管送至井下, 并通 过电缆给井下仪器供电, 同时把井下探管测量到的那些数据信息输送到地面 计算机。另外, 随钻测量时井下采用动力钻具, 循环泥浆。因此, 井口设备 完成两个功能: I.电缆密封；Ⅱ.保证泥浆正常循环。
二、随钻测量技术
2、MWD技术
MWD（Measurement While Drilling）无线随钻测量仪，是对 定向井、水平井井眼轨迹随钻监测并指导完成井眼轨迹控制的测量 仪器。 MWD无线随钻测量仪器在油田勘探开发各个阶段中，为高难 度定向井、水平井、大位移井、分支井提供高精度导向测量。同时 由于实时无电缆传输的优势，满足了滑动钻井和旋转钻井的要求， 为各种井型提供高效率的井下工程及地质数据传输，从而大幅度地 提高钻井效率和降低整体钻井成本。并为后续多地质参数的测量提 供了挂接条件和数据结构平台，使随钻测井进而实现地质导向成为 可能。
二、随钻测量技术
1、有线随钻测量技术
探管工作原理
探管坐标系及参数定义 井斜角（INC）：井眼轴线上任一点的井眼切线方向线，与通过该点的重 力线之间的夹角。
G2 INCarctg X
GY2
GZ
随钻测量技术
由中子源、中子探测器、密度源、密度探测器和超声探测器等构成 • 世界首创方位核子测井工具 • 方位核子测量能认识非均匀性地层，并在不规则井眼中很好应用 • 与电缆测量的密度和孔隙度的精度相同 • 可用超声进行偏离间隙测量 • 可允许大泥浆排量 • 放射源易于安装打捞
• 高频感应能在各种泥浆中工作 • 补偿井眼的影响 • 伽马射线能谱分析 • 探测两种深度：（中深RPS(？)是相位测量，深RAD（放射的）是通过
衰感测量，使用目的是对比所钻地层，对地层进行评估）
2020/6/9
李琪主讲
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Integrated Drilling Evaluation and Logging (IDEAL) —— ARC5 Array Resistivity Compensated
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6.3 LWD 随钻测井系统
6.3.1 与电缆测井的比较
•使测井在地层被破坏或被污染之前完成 • 部分信息能实时测量，可使钻井过程更有效 • 使测井更安全保险（某些井环境恶劣、下电缆困难） • 避免了仪器落入井中又无法回收等事故 • 几乎能完成所有电缆测井工作，且有相同的测量精度 • 成本高、尺寸大 • 海上钻井作业中，使用LWD的比例高达95% • 每年随钻测井服务产值已占整个测井行业产值的25％
2020/6/9
李琪主讲
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6.3.2 系统组成及性能
CDN——补偿中子密度 CDR——补偿双电阻率
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李琪主讲
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指向性
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李琪主讲
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2020/6/9
李琪主讲
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6.3.3 随钻测井工具
斯伦贝谢水平井随钻测井地质导向技术介绍
?proVISION 随钻核磁共 振
?sonicVISION 随钻声波
?seismicVISION 随钻地
震
geoVISION 侧向电阻率
? 适用于高导电性泥浆环境 ? 提供包括钻头，环形电极以及3 个方位聚焦纽扣电极的电阻率 ? 高分辨率侧向测井减小了邻层的影响 ? 钻头电阻率提供实时下套管和取心点的选择 ? 三个方位纽扣电极提供三种深度的微电阻率随钻成像，可解决复
10 5/8” Bit Size
9 7/8”-8 ? ” Bit Sizes
6 ? ”-5 3/4” Bit Sizes
26”-17 ? ”Bit Sizes
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6 ? ”- 5 3/4” Bit Sizes
碳酸岩）评价, 裂缝宽度和渗透性评估Stoneley
?快速横波用于分析岩石机械特性
?随钻测井技术_Scope 系列
?EcoScope 多功能随钻测井
?StethoScope 随钻地层压力测 量
? PeriScope15 随钻方位性地层边界测量
?MicroScope 微电阻率成像
EcoScope – 多功能随钻测井
?钻井优化技术_旋转导向系统
更平滑的轨迹，更规则的井眼，更快的速度
PowerDrive Xtra
第一代旋转导向系统 全程全部旋转 累积进尺超过一千万 英尺
PowerDrive X5
同样原理
提高工具可靠性与 钻井表现，增加近 钻头井斜、伽玛
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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。
随钻测井技术定向井和水平井简介
一 随钻测井技术介绍
定向井、水平井的基本概念
定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型： 普通定向井 多目标定向井 丛式定向井 救援定向井 水平井 多分枝井（多底井）
一 随钻测井技术介绍
定向井、水平井的基本概念
水平井的类型： 根据水平井曲率半径的大小分为： 长曲率半径水平井（小曲率水平井）； 中曲率半径水平井（中曲率水平井）； 短曲率半径水平井（大曲率水平井）。
水平井钻井技术是近二十年来发展最快，推广应用最广的一项钻井
技术，到目前为止已在世界上不同类型油气藏中得到广泛的应用。
目前美国和加拿大等国平均每年钻水平井 2000 多口，占钻井总数的 10%以上，成本是直井的1.2～2倍，产量是直井的3～8倍。 到 2005年底全球已完钻水平井超过 30000口，遍布美国、加拿大、 前苏联等70余个国家
一 随钻测井技术介绍
定向井、水平井的基本概念
据国外13 家石油公司在世界多个地区的统计资料，水平井对直井的 日产量增长比率平均为5倍，在北海达6～20倍
国外水平井钻井记录 水平井最长水平段：6118m；
水平井最大垂深：6062m；
Z-12，井深11680m，61d完钻。 丛式井口数最多的，海上平台为96口，人工岛为170口。
一 随钻测井技术介绍
定向井、水平井的基本概念
定向井首先是从美国发展起来的，在十九世纪后期，美国的旋转 钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题，认为钻出 来的井必定是铅垂的，但通过后来的井筒测试发现，那些垂直井远非 是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。 最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。早在1895 年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实 例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。
油气勘探常用的测井技术和方法简介
(二) 油气勘探常用的测井技术和方法简介1、电法测井－饱和度测井方法电阻率测井是最先发展起来的测井方法，从用途上分为两类：电阻率含油饱和度测井和用于地质学研究的电法测井；从测量方法上可分为三类，即普通电法（电极系）测井，电流聚焦测井和电磁聚焦测井。
在不含金属矿物的地层中，地层导电性表现在电阻率的高低主要受地层孔隙大小和所含流体性质的影响。
对于具有一定孔隙的地层，当其含水时，一般电阻率较低（与地层水矿化度有关），当其含油时电阻率较高。
因此，利用电阻率测井资料，按有关的理论和实验关系，可以确定地层含油饱和度的大小。
（1）普通电阻率测井普通电阻率测井是指早期的电极系横向测井，它采用供电电极A 、B 供给低频矩形交变电流I ，由测量电极M 、N （按不同排列方法及尺寸组成不同的电位电极和梯度电极系，我油田常用的电位电极系为0.5米，常用的梯度电极系为2.5米和4米），测量M 、N 之间的电位差为U MN ，电位差的大小反映了井内不同地层电阻率的变化，从IU K R MN a ∙=公式可以得到地层视电阻率a R （是地层真电阻率、泥浆冲洗带和侵入带的函数），地层电阻率和储层岩性、物性和含油性有密切关系，从而能确定岩性，划分油层、水层，确定地层界面和含油饱和度。
为求得地层真电阻率，通常采用浅、中、深三个径向探测深度的电阻率测量、测量三个环带的视电阻率，建立三个响应方程求之。
普通电阻率测井方法使用的电极系结构简单，不能聚焦，不能推靠到井壁上，又受井眼大小、泥浆、地层厚薄、非均质和围岩等客观条件的影响，难以求准地层真电阻率，所以趋于被淘汰，但因划分地层和岩性很直观、方便，因此保留了几种电阻率曲线。
（2）微电极测井它是将三个间距为0.025米的纽扣电极镶嵌在具有向井壁地层推靠能力的橡胶极板上，通过测量主要受泥饼影响的微梯度电阻率和主要受冲洗带影响的微电位电阻率，确定泥饼电阻率和冲洗带电阻率划分渗透性储层的测井方法。
斯伦贝谢随钻测井高清
项目成功发现了潜在的油藏，提高了油田的开采效率，为投资者带来 了可观的经济回报。
案例二：某页岩气开发项目
案例概述
某页岩气开发项目面临复杂的地质条件和储层特性，需要精确的 地质信息以指导开发。
技术应用
采用斯伦贝谢随钻测井高清技术，实时监测地层变化，获取高分 辨率的地质数据，为制定开发方案提供依据。
特点
该技术具有高分辨率、高精度、实时性强等特点，能够提供准确的地下信息， 帮助石油工程师更好地了解地下情况，优化钻井设计和提高石油产量。
技术发展历程
起源
斯伦贝谢随钻测井高清技术起源于20世纪90年代，当时石 油工业面临勘探难度不断增加的问题，需要更先进的技术 来提高钻井效率和石油产量。
发展历程
经过多年的研发和技术改进，斯伦贝谢随钻测井高清技术 逐渐成熟，并开始广泛应用于全球范围内的石油勘探和开 发项目。
高清成像技术
利用高分辨率传感器和信 号处理技术，获取高清晰 度的井下图像。
图像增强处理
通过数字图像处理技术， 对井下图像进行增强、去 噪、锐化等处理，提高图 像质量。
实时传输
利用高速数据传输技术， 将井下高清图像实时传输 到地面，为现场作业提供 及时、准确的井下信息。
随钻测井技术原理
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随钻测井定义
油田开发
在油田开发过程中，该技术可以实时监测油藏动态，了解油藏分布和储 量情况，为油田开发提供重要的决策依据。
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矿产资源勘探
除了石油勘探和开发领域，斯伦贝谢随钻测井高清技术还可以应用于矿
产资源勘探领域，如煤、天然气等矿产资源的勘探和开发。
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斯伦贝谢随钻测井高清技术原理
高清成像原理
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