最新随钻声波测井仪的技术性能与应用实例
声波测井仪在勘察中的运用
声波测井仪在勘察中的运用通常的声波测井如声速测井和声幅测井，只记录纵波头波的传播时间和第一个波的波幅，而且只是利用了井孔中非常少的波列。
实际上，换能器在井孔中激发出的波列携带着很多的地层信息。
声波全波列测井采用数字记录方式记录了井孔中的全部波列，利用数字信号处理的方法从全波列中提取所感兴趣的信息，用于声波测井资料的地质解释。
1井孔中的声波及其波型成分在钻孔中，由点声源激发的全波列是由多种波列成分组成的，主要包括纵波、横波、伪瑞雷波和斯通利波等(见图1)。
(1)纵波纵波(又称滑行纵波)是由声源发出的以第一临界角入射到井壁后，在井外地层并靠近井壁且以图1全波列波形图地层中的纵波速度沿井壁滑行的波。
这种波在沿井壁传播的同时，又会以第一临界角为折射角折回井中，被接收器接收到。
(2)横波横波又称为滑行横波，它类似于纵波，从射线声学的角度来看，横波头波是由声源发出且以第二临界角入射到井壁后在井外地层并靠近井壁以地层中的横波速度传播的波，这种波在沿井壁传播时又会以第二临界角为折射角折回井中，被接收器接收到。
(3)伪瑞雷波以相速度介于井内流体中的纵波速度和地层中的横波速度传播的无几何衰减的高频散波。
(4)斯通利波以大于且近似等于井内流体中的纵波速度传播的无几何衰减的微频散波。
2声波全波列测井仪系统组成及工作原理2.1系统组成目前在国内工程勘察行业，适用的声波全波列测井仪器主要为北京大地华龙公司生产的XG-Ⅱ长源距全波列测井仪，该仪器是一套双通道高分辨率、数字化的测井仪，具有分时采样、迭加、滤波、信号增强、抑制噪声以及现场实时计算、实时显示实测波形和测试结果等功能。
测井仪系统由主机、井中全波列声系、连接电缆、平面换能器(用于岩芯的波速测试)和数据处理软件组成。
主要技术指标见表1。
井中全波列声系由一个发射探头和两个接收探头组成(见图2)，发射探头距接收探头1的距离为1.05m，距接收探头2的距离为1.25m，两接收探头间距为0.20m。
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)。
一种随钻测井仪器的研制及应用
徐 凤 玲
（ 利石 油 管 理 局 钻 井 工 艺研 究 院 钻 井 测 量 仪 器研 究 所 ， 山 东 东 营 ２ ７ １ ） 胜 ５ ０ ７
摘
要：随钻测 井是 电缆测井 、钻 井和 录井技 术的综合体 ，是迈 向 自动化 、智能化钻 井的重要环 节和 关键技 术。本文论
释模 型 ，能 够 实 现 地 质 导 向 。
关键词 ：地 质导向 ；随钻测井 ； 自然伽 马； 电阻率 ；Ｌ Ｄ Ｗ
Ｄ Ｉ １ ．９ ９ Ｊｓｎ１ ７ —６ ９ ． ｏ ．５ｏ ９ Ｏ ： ５ ６ ／ ．ｓ．６ １ ５ ６２ ｏ２ ．ｏ ０ ｉ １
随着 石 油 工 业 的 不 断 发 展 和 油 气 勘探 开 发难 度 的不 断
量更大 、可靠性更 高、地面软件功能更强等 ，基本上能够满
足 各 种 井 型 的需 要 ， 丰 要 用 于 随 钻 地 层 评 价 和 地 质 导 向钻
井。
层、确 定岩性 、进行泥岩含量评价等；在水平井 、大位移
井 中 ， 随钻 测 井 能 够 及 时 分 辨 油 、 气 、 水层 及 其 界面 ，预
增 大 ，石 油 勘 探 开 发 工 业 已 逐渐 转 向 开发 规 模 更 小 、油 层 更 薄 、 物 性 更 差 、 非均 质 性 强 的油 藏 ，定 向井 、水 平 井 等
突破 了录井 、测井 、钻井 单项技术 的局 限性 ，打破 了原有行
业 界 限 ，形 成 了新 的技 术 体 系 和 新 的行 业 ，是 迈 向 自动 化 、
智 能 化 钻井 的重 要 环 逐 年 增 多 ，在 这 些 特 殊 工 艺 井 的 施 工 过
APSLWD随钻测井系统原理及应用
APSLWD随钻测井系统原理及应用摘要：随钻测井把钻井技术、测井技术及油藏工程技术融为一体，用无线短传方式把井底工程地质参数传至地面，适时做出解释与决策，实施随钻控制。
本文以APS公司生产的LWD随钻测井系统为例，介绍其工作原理、结构组成和技术特点，及其在辽河油田和吉林油田的应用效果。
关键词：随钻测井APS 应用一、引言随着随钻测井LWD（Logging While Drilling）技术的发展和应用，大斜度井和水平井技术得到进一步提高。
LWD是在钻井过程中实时测量地质工程参数和测井曲线，地质工程师可以依据获取的自然伽马、电阻率等地质参数，对地层变化情况做出及时准确的判断，精细调整钻井轨迹，指导定向施工，确保井眼轨迹命中油气层并在最佳油气层中钻进，提高油气层钻遇率，优化和完善钻井过程。
此外，在随钻测井条件下地层尚未或很少受井内泥浆滤液侵入的影响，与电缆测井相比，更容易测出原状地层的真实参数[1][2]。
APS公司生产的LWD系统可实时测量井斜、方位、工具面、环空压力、自然伽马和电阻率等地质和工程参数，采用泥浆正脉冲信号传输方式，提供实时补偿测量并消除井筒因素的影响来提高数据的精度，在各种类型的泥浆和井眼中可进行地质导向、井眼校正、孔隙压力趋势分析和测井等作业，为现场工程师和解释人员提供可靠的数据来源，是一种先进的无线随钻测量系统。
二、APS LWD随钻测井系统简介（一）随钻电磁波电阻率测井仪工作原理APS电磁波电阻率WPR（Wave Propagation Resistivity Sub）是一种双频率（400kHz和2MHz）、双源距、可进行实时补偿的随钻测井工具，其一般原理如下：从发射极发出的电磁波，通过地层到达中间的接收天线，由于地层的导电性不同，电磁波到达接收天线处出现相位差和幅度差，不同的地层出现相位差和幅度衰减不同，故可以判别地层。
WPR的4个发射天线T1、T2、T3、T4按照程序设定的方式分别发送400KHz、2MHz的电磁波信号，穿越地层后被2个接收天线R1、R2接收，如图1所示。
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。
随钻声波测井仪模拟实验装置研制及应用
井筒的两端分别加工有法兰盘，凸台形堵头用 螺栓紧固密封安装在法兰盘上，由于仪器刻度和测 试时，换能器和隔声体需处于充液井筒内，因此堵头 的凸台面上安装带阀门的进水管和出水管，用于井 筒内水的进出。
线测试，调试测控电路参数，目前通常是将仪器除了 测控电路之外的部分放在地面的半空间水槽，在仪 器工作时，对测控电路进行在线调试，此时仪器的工 作环境与仪器放入刻度井内的情况不同，参数调整 存在偏差。目前国内外还没有一种测试装置代替刻 度井，模拟随钻声波测井仪器的工作环境，不但对仪 器进行刻度和整体性能测试，还在同一环境中对测 控电路进行在线调试。为了解决该问题，研制了一 种随钻声波测井仪模拟实验装置，并基于该装置进 行了随钻声波单极和多极室内测试实验。 1 随钻声波测井仪模拟实验装置研制 1． 1 模拟实验装置研制
2019 年第 7 期
内蒙古石油化工
1
①
随钻声波测井仪模拟实验装置研制及应用
马 海1 ，李铮阳2 ，肖红兵1
（ 1． 中石化胜利石油工程有限公司随钻测控技术中心，山东 东营 257064； 2． 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072）
摘 要： 随钻声波测井仪器室内测试标定通常采用建造刻度井群的方式，模拟不同声速的软硬地层 往往需要建造多个模拟刻度井筒，该方式不但建造成本较高，而且无法对仪器进行在线测试和调试。为 了解决该问题，研制了一种随钻声波测井仪模拟实验装置代替刻度井，可以模拟随钻声波测井仪的工作 环境，不但能够对仪器进行刻度和整体性能测试，还能够在同一环境中对测控电路进行在线调试。该实 验装置实现方式简单，可快速实现仪器刻度，并极大方便新仪器的调试，提高随钻声波仪器的开发速度， 具有很高的实用价值。基于该实验装置分别开展了随钻声波单极和四极模式的声速测量实验，实验结 果表明，设计的随钻声波测井仪测量的平均纵波速度与采用时差法测得的纵波速度相比，相对误差为 2． 94% ，精度满足现场需要。
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
© 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
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 。
APX随钻声波测井仪简介
用于 随钻并 开发 出 Ａ Ｘ随钻声 波 测井 仪 ， 有 了实 Ｐ 才 质进展 。国内在随钻测井领域 的研 究处于起 步阶段 ， 近年来相继 开展 了随钻 伽 马 、 感应 电阻率 、 中子密 度 等方面 的研究 ， 目前 还没有与随钻声 波仪器相关 的报
道。
实时确定 地层界 面 的位 置 、 计地 层压缩 。单 极 子声 波 的工作 情 使 况是在 前半个 工作 时序 ， 部 ８片压 电 陶瓷 薄 片 同 全 时通正 电压 脉冲激励 ， 之 向外 伸张 ， 后半个 工作 使 在 时序 ， 全部 ８片压 电陶瓷 薄 片 同 时通 负 电压 脉 冲激
励 ， 之 向内压缩 。 使
图 １ ＡＰ Ｘ结 构 示意 图
拣臻
工 程 师 ，９８年 生 ，９０年 毕业 于 山东 广播 电视 大学 应 用 电子 技术 专 业 ， 直 在胜 利 石油 管 理局 钻 井 院钻 井测 量 仪 器研 究 所 从 事钻 井 测 １６ １９ 一
量 仪器 研 究工 作 。通 讯地 址 ：５０ ７山东 省 东 营市 东营 区馨 园小 区 １ １ 。 电话 ：０４ ）７ ３４ ２７１ １１３号 （ ５６ ８８ ９４。Ｅｍａ ：ｎ ｙｌ ＠ ｙｈｏｃｒ ｃ — ｉａｎ＿ｉ ａｏ ｏ ｎ ｌ ｎ ｎ
这些方 面的应用 ， 都可取代常规 的电缆声 波测井 。随 钻声波测井 的任 务是 在钻井 过程 中确 定地 层 的纵 波 和横波速度 ， 这两个弹性 波速度更 多被用 于地 层孔 隙 压力预测和地层 模 型修正 。随钻声 波 测井 最大 的优 势在于其实时性 ， 及时有 效地 获取 地 层信 息 ， 科学 为 地制定下步施工措施提供依据 。 自 １９ 年 以来 ， ９０ 斯仑 贝谢 、 哈里伯顿 以及贝 克休
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
1 2 3
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。
03
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。
02
斯伦贝谢随钻测井高清技术原理
高清成像原理
01
随钻测井仪器介绍
contents
目录
• 随钻测井仪器概述 • 随钻测井仪器分类 • 随钻测井仪器技术参数 • 随钻测井仪器优缺点分析 • 随钻测井仪器发展趋势与展望
01
随钻测井仪器概述
定义与特点
定义
随钻测井仪器是一种在钻井过程中实时监测和测量井下地质参数的仪器。
特点
随钻测井仪器具有实时性、可靠性、高精度和多功能等特点，能够提供准确的 地质信息，帮助钻井工程师更好地了解地下情况，优化钻井方案，提高钻井效 率。
02
随钻测井仪器分类
电阻率随钻测井仪器
总结词
电阻率随钻测井仪器是用于测量地层电阻率的仪器，通过测量地层导电性能来评 估地层含油气性。
详细描述
电阻率随钻测井仪器利用地层导电性能的差异来识别地层岩性、含油气性等信息 。通过向地层发射电流，测量地层电阻率，进而判断地层含油气性。该仪器具有 实时、准确、不受钻井液影响等优点。
定。
03
随钻测井仪器技术参数
测量范围
电阻率
0-10000Ωm
自然电位
0-100mV
声波速度
0-10000m/s
钻井液电阻率
0-10000%
02
自然电位：±0.2mV
03
声波速度：±1%
04
钻井液电阻率：±2%
工作温度范围
• 40℃ to +85℃
尺寸与重量
长度
380mm
传感器集成化
将多种传感器集成于一体，提高测量精度和稳 定性，降低仪器复杂度。
人工智能与机器学习技术
应用于随钻测井数据分析，自动识别地层特征，提高解释精度。
应用领域拓展
非常规能源勘探
01