随钻电阻率测井的固定探测深度合成方法
随钻电阻率测量技术研究(一).
随钻电阻率测量技术研究(一)随钻电阻率测量技术研究张振华摘要：随钻测井LWD(logging while drilling)是在钻井的过程中，同时进行的用于评价所钻穿地层的地质和岩石物理参数的测量，主要有电阻率、放射性、声波及核磁等随钻测井技术。
本文简要的介绍了贝壳NAVITRAK的结构组成；主要分析了补偿式天线和电阻率电子部分的工作原理。
关键词：LWD；电阻率（MPR）；衰减；相位；SONDE；PADDLE 1 前言由于油田区块的开发己经到了中后期，为了开发薄油层以及残余油，地质导向仪器己经变得相当重要。
另外这些区块的地质构成及地层描述都已相当清楚，再利用邻井的测井资料，就可以定性和定量描述开发地层的地质构成、各层位的孔隙度、地层骨架的岩性及密度。
在这种情况下，只要使用MWD+自然伽玛+电阻率组成的LWD，就可以满足定向轨迹测量和地质导向的要求。
图1 贝壳休斯LWD井下仪器示意图 2 NAVIMPR仪器简介贝克休斯公司（Baker- Hughes）的随钻测井系统NAVIMPR的井下仪器主要由脉冲发生器（UPU）、探管（PROBE）、M30短节、MPR电阻率和井斜伽玛（SRIG）几大模块组成，探管由整流模块（SNT）、驱动模块（SDM）、存储器（MEM）、定向模块（DAS）和伸展电子连接头（EEJ）等组成，仪器总长13. 02 m。
井下仪器示意图如图1所示。
仪器中有一个涡轮发电机，钻井液冲击涡轮产生交流电，经SNT整流后，供给各个电路模块。
MPR( Multiple Propagation Resistivity )有4个发射极、2个接收极，可以发射和接收频率为2 MHz和400 kHz的两种脉冲，考虑到相位延迟和衰减，共可接收32种脉冲信号。
由4个发射极向地层分别发射2 MHz和400 kHz的电磁波，不同岩性的地层对电磁波的相位延迟或衰减不同的，从而通过泥浆脉冲经过地而传感器传到地面设备中，进行解码。
随钻电阻率测井原理浅析
随钻感应电阻率测井原理浅析1．电阻率的概念2．电阻率的测量方法3．电阻率的电极系分布4．电阻率测量的数学模型几何因子理论摘要：本文通过对Geolink公司TRIM工具测井原理的剖析，详细介绍了感应电阻率测井的原理，并将电缆测井与随钻测井进行比较主题词：MWD 电阻率感应测井原理浅析随钻测量（MWD—Measurement While Drilling），是一项在钻井过程中，实时对井底的各种参数进行测量的技术，MWD的最大优点在于它使得司钻和地质工作者实时看到井下正在发生的情况，可以极大的改善决策过程。
随钻测量技术极大的推动了钻井技术的发展，为地层评价提供了新的手段，由于可以直接观测井下工程参数，这就为钻井的进一步科学化提供了有利的条件，及时获得地层资料对于准确评价地层和进行地层对比以及油藏描述也具有重要的意义。
MWD系统测量的一个十分重要的方面就是电阻率地层评价测井。
自从八十年代中期起，就有许多种不同的MWD电阻率被测试并投入市场，包括16’’短电位电阻率，聚焦电阻率（有活动和被动聚焦能力），基于电极的装置（可利用钻头或接触按钮），目前Sperry-Sun Drilling Service服务公司的多空间1~2MHz“电磁波电阻率相位测井”是工业上唯一商业化的、真正的多探测深度的电阻率测井工具。
Geolink公司应广大用户的普遍要求，也制造生产出随钻电阻率工具，它将MWD仪器测井结果与通常使用的电缆感应（20KHZ）测井相关联，用这种方法得到的响应与电缆深感应测井的探测深度相类似，其垂直分辨率优于电缆中感应测井。
这种探测深度可以减少井眼环境及泥浆侵入地层对测量产生的影响。
因而不需要对在不同泥浆（水基、油基、气基及泡沫基钻液）中作业中所产生一系列复杂的环境影响进行校正，就能够得到Rt （地层真实电阻率值）。
电阻率的概念一种物质的导电性是指这种物质传导电流的能力，常用电阻率这一物理量来表示，导电能力差的物质电阻率高，导电能力好的物质电阻率低。
随钻电磁波电阻率测井实时井眼影响校正
基 金 项 目 ：国 家 科技 重 大 专 项 （ ２ ０ １ １ Ｚ Ｘ０ ５ ０ ２ ２ — ０ ０ ３ ）
摘要 ：在 井 眼半径 较 大和钻 井液 电阻率 较低 的情 况下 ，随钻 电磁 波 电 阻率受 井眼和 电阻率影 响较 大 ，为 了得 到更准 确 的 电阻率 转换 结果 ，在 目前 常用 的 电阻率 转换模 型基 础上 ， 『 入 井眼半 径和钻 井 液 电阻率 两个参 数 ，建立考 虑 井 眼 影响 的三 维转换 模 型 ，提 出 了电阻率 实 时井眼 影响校 正方 法 。实 际应用 中可 以针 对特 定仪器 计算 得到 电阻率转换 数据 库 ，通过 三 维插值 查找 技术 实 时校 正得 到地层 电阻率信 息 。数值模 拟及 模 型验 证结果 表 明：提 出的 电阻率实 时 井 眼影 响校 正方 法得 到 的电 阻率转换 结果 与 图版校 正值 吻合 ，可 以在 很 大程度 上消 除 井眼 的影响 ；该方 法还 可 以降 低正 反演模 拟 的计算 维度 ，提 高 大斜度 井 、水 平 井测井 资料反 演效率 。 图 ９ 参１ ９ 关键 词 ：随钻 电磁 波 ； 电阻率； 井眼影 响校正 ； 电阻率转换 模 型
ｗｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｏ ｆ ｂ ｏ ｒ ｅ ｈ ｏ ｌ ｅ ｉ ｓ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ａ ｎ ｄ ｒｉ ｄ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｌ ｆ ｕ ｉ ｄ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｙ ｔ ｉ ｓ ｌ ｏ ｗ．Ｂｏ ｒ ｅ ｈ ｏ ｌ ｅ ｒ ａ ｄ ｉ ｕ ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｌ ｆ ｕ ｉ ｄ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｙ ｔ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｔ ｏ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｍｏ ｒ ｅ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｄ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｙ ｔ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｍｏ ｎ ｌ ｙ ｕ ｓ ｅ ｄ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｙ ｔ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｍ ａ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ １ ． Ｔ ｈ ｅ
电阻率测井方法基本原理
电阻率测井方法基本原理1、双感应测井 Dual Induction Log1、双感应测井原理示意图图1 感应原理示意图2、双感应测井原理① 发射线圈形成的电磁场在地层中产生环井眼感应电流（涡流），涡流形成二次电磁场，在接收线圈中产生感应信号，其大小与地层电导率成正比。
具体表述为：把地层看成是一个环绕井轴的大线圈，把装有发射线圈T 和接收线圈R 的井下仪器放入井中，对发射线圈通以交变电流I ，在发射线圈周围地层中产生了交变磁场Φ1，这个交变磁场通过地层，在地层中感应出电流I1，此电流环绕井轴流动，叫涡流。
涡流在地层中流动又产生交变磁场，这个磁场是地层中的感应电流产生的，叫二次磁场Φ2，二次磁场Φ2穿过接收线圈R ，并在R 中感应出电流I2，从而被记录仪记录。
很明显，接收线圈R 中感应产生的电动势大小与地层中产生的涡流大小有关，而涡流大小又与岩石的导电性有关，地层电导率大，则涡流大，电导率小，则涡流小，涡流与电导率成正比，因而接收线圈中的电动势也与电导率成正比。
根据记录仪记录到的感应电动势的大小，就可知道地层的电导率。
中可以看出，接收线圈R 不仅被二次磁场Φ2穿过，而且被一次磁场Φ1穿过。
因而接收线圈R 中产生的信号有两种：一是由地层产生的，与地层导电性有关的信号，称为有用信号，用VR 表示。
另一种是由仪器的发射线圈直接感应产生的，这是一种干扰因素，称为无用信号，用VX 表示，二者在相位上相差90°。
感应测井是径向（沿半径方向）近似并联的电导测井仪器。
根据几何因子理论：tt invasioninvasion mmud tt mud mud t R G R G R G G G G 111invasion invasion ⨯+⨯+⨯=⋅+⋅+⋅=σσσσ其中：mud G 、invasion G 、t G 分别为泥浆、侵入带、地层的几何因子；mud σ、invasion σ、t σ分别为泥浆、侵入带、地层的电导率。
电阻率随钻测井技术参数
关堵于漏材“压料降，，泥转浆速比，重最和大不转合速规变格化操，作横”请向参和阅轴向《振补动充技，术含参砂数量》，
最旋滑大转动狗腿度 100ft/30m 信操号作传时输间
最的泥脉数参模建浆数大冲据式议高和采的的(造速在集影狗(斜B脉地设响腿H、A冲面置度，降S编成信值如Y斜S辑函号对钻或P的数应具稳R存关相组O斜)储系应合。)。数的方为据钻式了与具，优总组井化的合身钻循结，具环构受，时到，需间不钻要和同进专家
当与地质导向一起使用时可以推测出到层界面的距 离，并加强了地质导向的可靠性和准确性。
方位电磁波传播电阻率（APR）可得到靠近地层的 16 扇区方位分辨率。其动态补偿专利可以消除环 境的干扰。
方位电磁波传播电阻率（APR）与业界一流的 AutoTrak®G3 闭环循环系统是完全兼容的。这种钻 具组合能在复杂的地层中准确控制钻进中的导向。
或 母扣 4 1/2"IF NC50 上部母扣下部公扣： 专利连接 INTEQ
由操随作钻规测范量和工具限限制制的排量 200-900gpm (760-3400lpm)
最大拉力 704klbs (3132kN) 最旋大转抗弯扭矩 20kft-lbs (27kNm) 滑动 61kft-lbs (82kNm) 最高操作温度 302˚F (150˚C) 最大压力 25000psi (bar)
角，避免进入页岩或其它硬地层。
■ 提高油藏钻遇率。 ■ 可以清楚的区别油水界面与倾斜的页岩顶层。 ■ 适用于所有类型泥浆。
6 3/4" 方位电磁波传播电阻率(APR)
连工适常工工当断工接具用电用具具量具外井短扣长重刚井规径眼节度量型度眼格尺上及尺O寸部上寸D×扣扣ID型扭矩
6 3/4“ (172mm) 8 3/8“-10 5/8” (213mm-270mm) 8 1/2" (216mm) 11.03ft (3.36m) 1274lbs (578kg) 6.755"×2.165" (171.5mm×55mm)
随钻核磁共振测井探测器构建方法研究
磁共振测井探测器的设计和实现提出挑战。本文探讨了随钻核磁共振探测器设计的基础工程和科学问题，基于
井下条件和核磁共振测量的特殊性研究探测器构建方法。采用居中式测量、旋转对称低梯度静磁场、单一工作
频率、适中探测深度、中等敏感区高度等构建适于标准钻铤的探测器实用结构。主磁体基于经典“inside-out”
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* 通信作者, xiaolizhi@
收稿日期: 2019-06-03
国家重大科研仪器研制项目“极端环境核磁共振科学仪器研制”(21427812) 和国家科技重大专项“低渗透储层高精度随钻成像技术研
究”(2016ZX05021-002) 资助
摘要
随钻核磁共振测井技术在钻井过程中实时获得油气藏的地球物理信息，钻井条件下的恶劣环境对随钻核
frequency, moderate depth of investigation (DOI) and region of interest (ROI) height, a simple and practical assembly structure
引用格式：李新 , 罗嗣慧 , 肖立志 , 孙哲 , 汪正垛 . 随钻核磁共振测井探测器构建方法研究 . 石油科学通报 , 2020, 02: 172-181
组合，引入聚焦磁体改善敏感区形状，利用 2D 和 3D 有限元方法仿真模拟电磁场分布，研究得到共振频率、静
磁场梯度和敏感区等探测特性。磁体组合产生的静磁场旋转对称、梯度中等，有利于降低仪器轴向和径向对测
量对称的射频场，推导调谐和匹配计算方法得到谐振快速
一种随钻传播电阻率测井仪器的设计思路
参考文献
［ １ 】 施建华。 余元华． 环境因素对随钻测井测量结果 的影响【 Ｊ 】 ｌ 西安石油学院学 报， １ ９ ９ ６ ， １ １ （ ３ ） ． 【 ２ 】 刘迪军， 冯启宁． 超低 功耗井 下监测仪器 设计【 Ｊ 】 ． 测井技术 ２ ０ ０ ０ ， ２ ４ （ ２ ） ． 【 ３ 】 张庚骥 电法测井ｆ Ｍ】 ． 北京： 石油工业 出版社， １ ９ ８ ４
一
种 随钻传播 电阻率测 井仪器 的设 计思路
杨 华 荣
（ 长江 大 学工程技 术 学院 湖北 ・ 荆州 ４ ３ ４ ０ ２ ３）
要 调研 目前 国内外的主要 随钻 电阻率仪器 ， 总结各 自特性和优缺点 ， 取长补短设 计 了一种新型的随钻传播电阻
摘
率仪器 ， 并 分 析 了其 具 体 的测 量 方 式 、 实现 方 法 ， 并付 诸 实 践 ， 从 电子 线 路 、 软 件 设计 、 硬 件 匹配 等 方 面 ， 分 析 选 择 电子 器 件 的 注 意 事 项和 优 缺 点 。 通过 模 拟 测量 实验 ， 分 析 认 为 仪 器 达 到 了设 计 目标 、 性能稳定 ， 测量准确。
抗振设计及其可靠密封等 。 最后通过模拟井下随钻测井环境 ， 运行 良好 ， 试验表 明， 该仪器能够完成各项设计指标要求， 性
能 良好 ， 稳 定可 靠 。
图 １常规随钻电阻率仪 器结构图 ２传播 电阻率测井仪器 的设计与实现 笔者设计的随钻传播 电阻率仪器 ， 主要结构 图如图 ２ ， 该 系统的测量主要装置安装在接近钻头的特殊钻杆 以内，该钻 杆性质指标优异 ， 它的探测装置采用单发双收的结构 ， 主要 由 钻杆上的发射线 圈、 和钻杆下部的两个接收线圈组成 ， 工作的
随钻电阻率测量的方案分析与实现
随钻电阻率测量的方法的研究与试验一、课题的背景本课题来源于胜利石油管理局，胜利石油管理局与我校钻井测控研究中心已合作多年，涉及石油生产的测井、钻井等多个领域，本课题就是在双方进一步合作的基础上，为了满足胜利石油管理局定向井开发的需要而建立的研究课题。
随钻测量（MWD—Measurement While Drilling），是一项在钻井过程中，实时对井底的各种参数进行测量的技术，MWD的最大优点在于它使得司钻和地质工作者实时的看到井下正在发生的情况，可以极大的改善决策过程。
最早的随钻测量研究工作始于本世纪30年代，随着钻井技术的发展，1930年出现了最早的井场人工检测法。
我国1970曾开始研制MWD系统，但由于种种原因而中断，1981年继续开展这项研究。
目前有线随钻测量系统已经通过技术鉴定，井下存储MWD系统正在现场实验，该系统可以测量的参数只有方向、自然伽马和温度，已经完成电磁波传输信道可行性研究。
随钻测量技术极大的推动了钻井技术的发展，为地层评价提供了新的手段，由于可以直接观测井下工程参数，这就为钻井的进一步科学化提供了有利的条件，及时获得地层资料对于准确评价地层和进行地层对比以及油藏描述也具有重要的意义。
目前随钻测量技术的研究和应用正向纵深发展。
MWD系统测量的一个十分重要的方面就是电阻率地层评价测井和地质追踪（所谓地质追踪就是用随钻地层评价数据对水平井或大角度斜井进行实时的、交互式的顺层追踪，把非垂直井眼引导到最优化的地质目的层）。
1MHz和2MHz 传播工具是目前尖端的MWD电阻率测井仪器，目前Sperry-Sun Drilling Service 服务公司的多空间1~2MHz“电磁波电阻率相位测井”是工业上唯一商业化的、真正的多探测深度的电阻率测井工具。
石油需求量的不断增加和海洋钻井的发展导致了定向井技术的广泛应用，降低钻井成本的持续需求促使提高效益的新工具和新技术的产生，随钻测量技术因此备受关注，在短短的20年里，飞速发展，取得了巨大的进步。
随钻电阻率测井仪器的实现
测 量原 理
图 ｌ为电阻率测井探头结 构示意 图。图 ｌ中 为 发 射线圈 ．ｃ Ｒ 为接 收线 圈 ， Ｐ为钻杆 。这 种结 构形成 了 ２个变压 器 ． 发 射 线 圈 而 言钻 杆 相 当 于变 压 器 的 次 对 级， 而对接收线圈而言钻 杆又相 当于变压器 的初级 。 在钻井过 程中进行 电阻率测井 时， 给发射线 圈供 以 交 变激励电流 ． 会在作 为变压器次级 的钻杆上感生 出一
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．－ －－—． —－ －－－ －：ｕ －～ －－ ｕ－－－ －ｕ －ｕ５ Ｊ．— －－ － － ｕ － －
式中
Ｒ— — 近钻头电阻率 ； Ｋ—— 仪器常数 ； ｖＴ —— 发射线 圈在钻杆 上所 产生的感生 电压 ； ｋ—— 发射线 圈的激励 电流； Ｉ—— 通过钻杆 流经接收线 圈的电流 ； Ｒ
— —
固 定增益 前放 卜 ： — 可 变增益放大 器
固 增 前 Ｕ 肄Ｉ 定 益 放
固定增益前放 Ｈ—二 ：Ｊ
ｌ 波 路 检 电
模数转换
存 储嚣 电路 串行 接 口
堕 堕Ｈ 塑皇
微控制 嚣
ｊ
— — 一
在 接收线圈上所产 生的感生 电压 ｝ 生感生 电动 势的 函数关 系 ；
定 的电动势 ． 该感生 电动势通过钻杆 和地 层构成 的 回路
形 成感生电流 。从 发 射线 圈 到钻 头之 间 的感 生 电 流可 分 为 ２部分 ． 接收线 圈和发射线 圈之 间钻 杆上流 出的电
图 １ 电阻率删井探头结构示意围
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第 ２卷 ・ ２ ６ 第 期
新 的技术 ． 和传统 的电 缆测 并相 比较 ， 钻测 井 具有 实 随
春风油田薄层水平井随钻电磁波电阻率测量技术
２．工作原理 ＭＲＣ仪器工作期间，随钻电磁波电阻率测井主
要是基于电磁波传播原理［８－１１］，采用 ２ＭＨｚ和 ４００ ｋＨｚ电磁波 频 段 及 四 发 双 收 非 对 称 补 偿 结 构 的 天 线，通过利用 ４个不同源距的发射天线交替向地层 发射 ２ＭＨｚ和 ４００ｋＨｚ电磁信号，测量 ２个接收天 线之间电磁波幅度衰减和相位移，可以得到 ８条不 同探测深度的相位差、幅度比补偿电阻率曲线，从而 用于随钻地层评价和寻找油气藏。
·１０·
钻 采 工 艺
ＤＲＩＬＬＩＮＧ＆ ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
２０１９年 ５月
Ｍａｙ２０１９
（４）常规 ＬＷＤ仪器由于电阻率、伽马及井斜零 长较长，分别为 １１．５ｍ、１７ｍ、２２ｍ左右，同时由于 伽马测量数据没有方位信息，不能及时识别地层上 下边界［６－７］，并制定有效的技术措施，使得排 １０－ 西区块多口井钻遇率低于 ７０％。
然而受构造高低、成藏条件及岩性等因素综合 影响［１－３］，排 １０西等区块油藏类型主要为受构造影 响的稀油边水岩性油藏，具有油层厚度薄、油顶垂深 难以预测、含有底水及产层形状不规则等特征，导致 前期水平井地质导向钻井过程中，普遍存在着井眼 轨迹控制难度大、优质储层钻遇率低等技术难题，一 定程度上影响了春风油田的油气勘探开发进程。
第 ４２卷 第 ３期
钻 采 工 艺
Ｖｏｌ４２ Ｎｏ３
ＤＲＩＬＬＩＮＧ＆ ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
钻井工艺
·９·
春风油田薄层水平井随钻电磁波电阻率测量技术
孙荣华１，崔海林２，赵秀风２
（１中石化新疆新春石油开发有限责任公司 ２中石化胜利石油工程公司钻井工艺研究院）
随钻电阻率测井的固定探测深度合成方法
随钻电阻率测井的固定探测深度合成方法段宝良;宋殿光;魏宝君;张贵宾【期刊名称】《西南石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(037)004【摘要】针对随钻电磁波电阻率测井仪原始曲线探测深度不确定的问题,开展了将原始测井结果合成为具有固定探测深度曲线的研究.研究中首先采用了一种简单快速的迭代反演算法进行曲线的围岩校正处理,之后利用高斯牛顿-梯度下降反演算法对每层地层进行三参数反演,获得地层的侵入带电阻率、侵入半径和地层真电阻率,再根据提出的伪源距概念,利用获得的三参数绘制探测深度与源距、源距与视电阻率的关系图版,最终通过插值获得具有固定探测深度的测量曲线.通过一系列数值模拟发现,合成后的不同探测深度曲线在有侵地层中出现有规律的分离现象,该现象与地质特征吻合很好,相比原始曲线能更直接地反映地层侵入特性,说明本方法能够提升该类仪器的应用效果,可以与阵列感应曲线进行对比,方便地质解释人员做出更准确的地层评价.【总页数】8页(P73-80)【作者】段宝良;宋殿光;魏宝君;张贵宾【作者单位】中国电波传播研究所,河南新乡453003;中国电波传播研究所,河南新乡453003;中国地质大学地球物理与信息技术学院,北京海淀100083;中国石油大学理学院,山东青岛266580;中国地质大学地球物理与信息技术学院,北京海淀100083【正文语种】中文【中图分类】TE122;P631【相关文献】1.非均匀介质中普通电阻率测井探测深度研究及应用 [J], 王新生;闫久军;边环玲;刘建江;朱力光2.随钻电阻率测井曲线与电缆电阻率测井曲线的对比分析 [J], 刘之的;夏宏泉3.FEWD双探测深度电阻率测井 [J], Clar.,B.;方沐4.随钻超深电磁波仪器探测深度及响应特征模拟 [J], 黄明泉; 杨震5.随钻多探测深度阵列中子俘获截面测井技术新进展 [J], 唐宇;王小宁因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
随钻电阻率测井仪器的实现
随钻电阻率测井仪器的实现黄忠富 黄瑞光(武汉华中科技大学) 陈 鹏(江汉测井研究所)摘要黄忠富,黄瑞光,陈鹏.随钻电阻率测井仪器的实现.测井技术,2002,26(2):172～175介绍最新研制的随钻电阻率测井仪器的测量原理、实现方法,并具体分析电路硬、软件的设计以及元器件选择中应注意的问题。
多次模拟运行试验表明,该仪器达到了设计指标,性能良好,稳定可靠。
关键词: 随钻测井 电缆测井 电阻率 测井仪器 原理 设计ABSTRACTH u ang Zhongfu ,H u ang R uigu ang ,Chen Peng.Development of MW D R esistivity Logging T ool.W LT,2002,26(2):172-175A new MW D resistivity logging tool has been developed.Its measurement principle ,im plementation ,hardware and s oftware designs are introduced.Problems to be n oticed in circuit design and com ponents selection are als o indi 2cated.Simulating tests sh ow this toolis up to the design standards ,better in performance and m ore reliable in quali 2ty.Subjects :MW D cable logging resistivity logging instrument principle design引言随钻测井(Measurement While Drilling )是一种比较新的技术,和传统的电缆测井相比较,随钻测井具有实时性好、测井精度高、节省测井成本等优点[1],并且当一些井不能用电缆测井,或者在某些特殊地层条件下操作困难、花费钻井时间过多的时候,就必须用随钻测井代替电缆测井。
随钻电磁波传播电阻率测量工具探测深度研究
精确地定义随钻电阻率测量工具的探测深度十分 困难 , 因为工具的响应是地层参数和侵入半径的非线性 函数。随钻电阻率测量的探测深度是从感应测井中几 何因子的概念演化而来的。 感应工具的视电导率可以表示为 σ σ( r , z) g ( r , z) a = d r dz
式中 , Hz 为介质中场的 z 向分量 ; Hz0为空气中场的 z 向 分量 ; hz 为相对场强。 相对场幅度可以写为
hz = Hz / Hz0 = ei kz (1 - i kz ) (6) (5)
探测深度的研究
在理想情况下 , 探测深度反映了测量工具对径向地 层参数变化的敏感度 , 利用不同探测深度的电阻率测量 数据可以表述侵入带的电阻率剖面 , 对侵入带进行评 价 [4 ] 。
11 探测深度的定义
式中 ,ε为介电常数 ;σ为电导率 ;μ 为磁导率。波数 k
幅度比可以表示为
hz1 - hz2 hz1 =1- e
Δz p
电磁波在介质中的传播可以用 Maxwell 方程组描 述 , 即满足波动方程
2
z1 z2
(11)
A + k A =0
2
(1)
由式 ( 10) 和 ( 11) 可以分别求解视电阻率。由相位 差计算的视电阻率称为相位电阻率 , 由幅度比计算的视 电阻率称为衰减电阻率。 通常电阻率的换算是通过图版来完成的 , 制作图版
式中 , A 为磁势矢量 , 即 E = rot A ; k 为波数。 在均匀介质中 , 电磁场的柱坐标分量表达式为
3 λ ρ ) exp ( - λ Hz (ρ, z ) = π dλλ J 0 (λ 0 | z |) 4 0 0
M0
∞
∫
∞
(2)
随钻测井深度跟踪、标定、校正
技术报告关于深度跟踪标定过程一、引言所谓深度跟踪．就是仪器井深数据采集始终要与现场钻进或划眼状态下钻头位置保持一致。
井深跟踪的原理即利用绞车传感器感应滚筒转动、钻机参数参与推算、校正系数参与微调的处理方式来实现深度跟踪。
深度跟踪标定过程的目的就是为了建立BPI （绞车信号）与大钩位置的线性关系，然而由于BPI记录的是滚筒转过的角度对应的脉冲数，即：滚筒每转一圈大绳走过的长度，这一影响是由于大绳的直径与所引起的。
因此，为了建立BPI与大钩位置的线性关系。
这篇技术报告就是本人在工程服务部和科研项目部实习期间，通过学习、操作老版地面软件，并参与新版地面系统软件的分析和调试后，对这一个过程逐渐感兴趣，进而有了更深一步的认识，因此就这一过程提出些认识和分析，并提出一些疑问和改进意见。
二、深度跟踪标定过程原理分析LWD深度跟踪系统标定是通过绞车传感器记录绞车角位移与钩载传感器计重相结合的方式完成的：绞车角位移对应钻柱位移，钩载记录坐卡状态。
图1 绞车传感器安装位置示意图如图1所示，绞车滚筒的转角与绞车传感器转角相同：（1）式中为钢缆长度，r为本圈钢缆半径，为绞车转动角度，因此（2）同时考虑钢缆弹性拉伸变形，及钢缆在滚筒上的缠绕的疏密影响，则有：（3）式中为钢缆在滚筒径向上的投影角，描述其缠绕疏密程度。
（4）可以看出，影响深度跟踪精确度的主要影响有两个方面：缠绕疏密缠绕疏密程度为一随机变量，与绞车制造工艺相关，为减少该误差影响，标定过程中应尽量缩短标定间距，此时可认为为固定值；拉伸变形拉伸变形虽然有规律可循，但由于变形量较小，并且如要消除该影响，需要对钩载传感器准确标定，在目前实际应用中难以满足该要求。
因此深度标定方程可表示为：（5）根据上述分析及绞车滚筒结构特点可得出以下结论：因每层钢缆半径不同，故在标定间距足够短的情况下，可认为绞车标定曲线由分段直线组成，见图2。
图2 绞车标定分段直线示意图三、深度跟踪标定和深度处理方法A.深度跟踪标定在下钻结束，划眼循环时进行标定。
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度 下降反演算法对每层地层进行 三参数反演 ， 获得地层 的侵入 带电 阻率 、 侵入半径和地层 真电 阻率 ， 再根据提 出的伪 源距概 念 ， 利用获得的三参数绘 制探 测深度与 源距 、 源距 与视 电阻率的关 系图版 ， 最终通过插值 获得具有 固定探测 深 度 的测 量曲线。通过 一 系列数值模 拟发现 ， 合成后 的不 同探 测深度 曲线在有侵地层 中出现有规律 的分 离现 象， 该现 象 与地质特征吻合很好 ， 相 比原始曲线能更直接地反 映地 层侵 入特性 ， 说明本方 法能够提 升该类仪 器的应 用效果 ， 可以
与阵列感应 曲线进行 对比， 方便地质解释人 员做 出更准确的地层评价。 关键词 ：随钻电阻率测井 ； 固定探测深度 ； 伪 源距 ； 三参数反 演 ； 倾 角和 围岩校正
Ｔｈ ｅ Ｓ ｙｎ ｔ ｈｅ ｔ ｉ ｃ Ａｐｐｒ ｏ ａ ｃ ｈ ｏ ｆ Ｆｉ ｘ ｅ ｄ Ｄｅ ｐｔ ｈ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｖｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ
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Ｖｏ １ ． ３７ Ｎ ｏ． ４ Ａｕｇ． ２ ０１ ５
ＤＯ Ｉ Байду номын сангаасｌ ０ ． １ １ ８ ８ ５ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ — ５ ０ ８ ６ ． ２ ０ １ ３ ． １ ０ ． ０ ４ ． ０ １
文 章 编 号 ：１ ６ ７ ４ — ５ ０ ８ ６ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４ — ０ ０ ７ ３ — ０ ８ 中 图分 类 号 ：Ｔ Ｅ ｌ ２ ２ ； Ｐ ６ ３ １
摘
要 ：针对 随钻 电磁波 电阻率测 井仪原始 曲线探 测深度不确定的问题 ， 开展 了将原 始测 井结果合成 为具有 固定探测
深 度 曲 线 的研 究 。研 究 中 首先 采 用 了一 种 简 单 快速 的 迭代 反 演 算 法进 行 曲 线 的 围岩 校 正 处 理 ， 之 后利用高斯牛顿一 梯
１ ． Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｒａ ｄ ｉ ｏ ｗａ ｖ ｅ Ｐ ｒ ｏ ｐ ａ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ， Ｘｉ ｎ ｘ ｉ ａ ｎ ｇ， Ｈｅ ｎ ａ ｎ ４ ５ ３ ０ ０ ３ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ
２ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｇ ｅ ｏ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｇ ｅ ｏ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ， Ｈａ ｉ ｄ ｉ ａ ｎ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ８ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ
文献 标 志码 ： Ａ
随钻 电阻率测井的 固定探测 深度合成方法
段 宝 良・ ， 宋 殿 光 ， ， 魏 宝君 ｓ ， 张 贵 宾ｚ
１ ． 中 国电波传 播研 究所 ， 河南 新 乡 ４ ５ ３ ０ ０ ３ ； ２ ． 中 国地质 大学 地球 物理 与信 息技 术学 院 ， 北京 海淀 １ ０ ０ ０ ８ ３ ； ３ ． 中 国石油 大学 理学 院 ， 山东 青 岛 ２ ６ ６ ５ ８ ０
Ｒｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ Ｌｏ ｇ ｇ ｉ ｎｇ Ｗ ｈ ｉ ｌ ｅ Ｄｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎｇ Ｄ ｕ ａ ｎ Ｂ ａ ｏ ｌ ｉ ａ ｎ ｇ ， Ｓ ｏ ｎ ｇ Ｄｉ ａ ｎ ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ， ， Ｗｅ ｉ Ｂ ａ ｏ ｊ ｕ ｎ ， Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｇｕ ｉ ｂ ｉ ｎ
西南石 油大 学学报 （ 自然科 学 版）
２ ０ １ ５年 ８月 第 ３ ７卷 第 ４期
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）