第五节 随钻测量系统
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随钻测量
遥测系统工作时，在隔离器11的周围、钻柱9与接收天线12之间的岩石中将有电流流过，在地表装置中接收的信号是上述电流造成的电位差。接收装置2借助相关分析方法处理来自井底的信号，并把测得的参数显示在屏幕13上。
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：
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：
石油钻井实习技术员的基本功第五节
石油钻井实习技术员的基本功第五节一．井口操作我们经常碰见的井大都是定向井，就算有直井，也会打偏而定向纠偏。
那么在打一口定向井，或者水平井时，对直井段的要特别注意，必须要加以控制。
参看资料1中对3000米内，地层倾角大于30度的井有水平位移的要求，一般可以通过单点测斜来获得当前井斜，方位的数据。
在起钻前把多点从钻柱内投到靠进钻头处，然后在起钻过程中利用每起一个立柱静止卸口的时间进行测量和记录。
也就是说每上提一柱，司钻在本子上记录当前时间。
起钻完后将一起把记录本和仪器送到定向服务中心做数据分析来了解当前井的轨迹，如果需要提前下入定向仪器纠偏，会打电话联络什么时候上定向的仪器和人员。
井下定向法是先用正常下钻法将造斜工具下到井底，然后从钻柱内下入仪器测量工具面在井下的实际方位；如果实际方位与预定方位不符，亦可在地面上通过转盘将工具面扭到预定的定向方位上。
在定向组合钻具入井时，我们经常看见定向工程师在井口量角差。
这个角差是有螺杆上的高边方向线和定向接头上的定向键组成。
上图中的红圈里的线就是螺杆的高边线，它是弯螺在井下定向时所钻进的方向。
上图为定向仪器乘载的定向接头的结构图。
上图的上面的钻具为螺杆，下图将定向接头的定向键和高边方向线平移到同一个平面来计算角差。
从高边顺时针旋转到顶直接头键的位置，用直尺量是多少，在量出一圈的周长，则可以算出角差是多少度，在司钻显示器和轨迹控制软件上所显示的出的工具面是已经把角差带入后计算好的。
上图是司钻读出器，读出当前的井段数据。
图中象雷达一样的就是工具面，详细作用可以参考资料2，书中有详细的叙述。
那么这个雷达一样的工具面有什么作用呢？把它用360度来划分，那么当红线指零度时是增斜，指180度时是降斜，90度时是增方位，270度是降方位。
在特殊井轨道设计这个软件中，这四个度指起着非常重要的作用，我们在下面一节的内容里会介绍它是如何重要的。
某时刻，我们测的工具面如上图所示的位置，我们这时候需要全力增井斜，应该怎么办？所给的钻进参数是120KN，根据经验10KN=10度，当我们加了120KN钻压时，红线是否能摆到0度的位置上呢？不一定，我们要考虑反扭角。
5-YHD1-1000随钻测量系统-探管解析
4.总体结构
4.1 探管特点 4.2 孔内仪器 4.3 地面设备 4.4 安装工具
4.4 配件
4.1 探管特点
项 目 指 标
外径
长度 质量 固定方式
41mm
1916mm 小于11.5 KG 使用固定组件装在无磁钻杆中
4.2 孔内仪器
充电电池筒
测量短节 锁紧母 固定套 紧定螺钉
4.3 地面设备
7.故障分析与排除
故障现象 通讯的信号线与地短路
更换充电电池筒
检查并重新连接 检查短路点并排除
测量短节故障
孔口监视器故障 测量短节稳定 不动时校验和 不在0.99～1.01 之间 刚开始通讯时需要稳定10秒 左右 充电电池筒没电
送厂家维修
请检查孔口监视器 请等待10秒再观察 更换充电电池筒
4）特殊的减震块设计保证仪器能够承受更大的振动。
3 技术特性
3.1 主要性能 3.2 技术指标及认证
3.1 主要性能
1）工作方式：具有待机方式和通讯方式（根据孔口监 视器的控制信号自动调整），在待机方式下消耗电量 最小。 2）自动节电功能：当数据传送到一定时间后，自动进 入待机工作方式。 3）传送数据全面：传送全部数据时除了倾角、方位角、 工具面数据时，还附带传送校验和、磁场强度、仪器 温度、仪器电池电压。其中：校验和是检测倾角是否 正常的，磁场强度是检测磁传感器是否正常的，仪器 温度是检测温度传感器是否正常的，电池电压是判定 仪器剩余电量和剩余工作时间的依据。
1.4 型号说明
Y H D 1 1000 T
表示测量探管 表示千米钻进系统 第一次登记 表示定向钻进 表示本质安全型 表示仪表
2.工作原理及结构特征 2.1 测量短节部分
煤矿井下随钻测量技术
技术发展历程
应用场景：煤矿井下随钻测量技术主要用于井下钻孔的测量，包括竖井、斜井、平巷等场合，也可用于其他矿产资源的勘探和开发。
优势
高精度：可以实现对钻孔的深度、方位角、工具面等参数的高精度测量。
实时性：可以实时获取钻孔参数，及时调整钻进方向和深度。
可靠性：采用高可靠性的传感器和数据处理技术，保证了测量结果的准确性和稳定性。
安全性：可以避免因人为因素导致的测量误差，提高了煤矿开采的安全性。
应用场景与优势
02
煤矿井下随钻测量技术系统组成
采用高强度、高耐磨性的合金钢和不锈钢制造，以确保钻具的耐用性和可靠性。
钻具材料
钻具尺寸
钻具附件
根据不同的地层条件和测量需求，选择不同直径和长度的钻具。
如钻头、稳定器、扩孔器等，用于适应不同地层和扩大钻孔直径。
定向钻进技术
定向钻具
测量与控制系统
定向钻进原理
数据传输流程
随钻测量技术中的数据传输包括数据采集、数据处理和数据传输三个步骤。其中数据采集是依靠传感器收集钻孔过程中的各种参数；数据处理是对采集到的数据进行处理和分析，提取有用的信息；数据传输是将处理后的数据实时传输至地面控制中心。
数据传输协议
随钻测量技术中的数据传输协议通常采用国际通用的协议，如MODBUS协议等，以保证数据的通用性和兼容性。同时，为了提高数据传输的效率和稳定性，通常会采用压缩算法对数据进行压缩处理。
导航部分
导航定位
根据导航定位信息，控制钻具的移动轨迹，确保钻孔的准确性和稳定性。
导航控制
将导航信息以图形或数字形式显示在控制面板或计算机屏幕上，方便操作人员监控和操作。
导航显示
采用可充电电池或太阳能板等可再生能源作为电源，以确保持续供电。
电磁波随钻测量系统上课讲义
发射机连接图
第三部分 现场操作
施工准备 仪器连接 开机测试 井口安装 入井测试 出井测试 注意事项
施工准备
在到达井场后，将接收机及计算机放进仪器房，确认仪 器房与钻机的距离，距离太远不能进行安装；
定向仪短节
技术指标
a) 最大工作温度：125℃； b) 最大工作压力：105MPa； c) 抗震：20g rms 30~300HZ（随机），30g 50~300HZ（正弦）； d) 抗冲击： 1000g/0.5ms； e) 仪器主体外径：Φ48mm；电路骨架直径：Φ35mm； f) 测量范围和精度：
系统分为：接收机和发射机两大部分。发射机随钻具下井， 完成对定向参数的随钻测量，并将所测参数以电磁波形式发往 地面，地面设备接收这些信号，经过放大、去噪音，解码，由 计算机处理显示。
三.系统构成
1.电磁波随钻测量发射机
①绝缘天线 ②悬挂短节 ③绝缘短节 ④悬挂接头 ⑤发射机短节 ⑥电池短节 ⑦定向仪短节 ⑧下密封盖帽
随钻测量技术分类
3.MWD与EM-MWD比较 EM-MWD技术
井下发射机将井下传感器测量的信息调制激励到用特殊工艺绝缘的上 下钻柱之间，信号经由钻柱、套管、钻井介质、地层构成的信道传输到地 面，地面接收系统通过测量地面两点之间的电位差的变化获得相关信息。
特点： 1）以电磁波形式传输，受钻井介质影响小； 2）井下无动力部件，可靠性较高； 3）传输速率高，传输信息量大； 4）不受循环和开停泵限制，节省测量时间，提高钻井时效； 5）传输深度受地层电阻率以及高盐泥浆影响较大，应用受到限制； 6）结构形式简单，方便现场操作； 7）易于实现双向通信。
悬挂短节在钻铤上端连 接。由发射机、电池组、 定向仪构成的仪器串，置 于由悬挂短节和钻铤构成 的内腔，并通过悬挂接头 进行固定。绝缘短节安装 于绝缘天线内腔，与绝缘 天线构成发射天线总成， 绝缘天线在悬挂短节上部 与之对接，并将发射机输 出馈送至绝缘天线的两极。
随钻测量系统孔口供电
一. 硬件结构及组装
1.技术特点
型号说明 探管：
1.技术特点
技术指标： 测量参数：
项目 倾角 方位角 工具面向角
测量范围 ±90° 0～360° 0～360°
பைடு நூலகம்
允许误差
限制条件
±0.2° ±1.5° ±1.5°
/ 倾角：±30° 倾角：±30°
1.技术特点
技术指标： 工作环境：
1.技术特点
技术指标： 防爆计算机电源：
得到钻孔测点轨迹需要的四要素
参考点（前一个测点） 孔深（测量间隔） 倾角 方位角
工具面向角——马达弯头朝向
在定向钻进中我们需要知道马达弯头朝向 仪器与马达高边保持一致（即孔口“工具面校正” ） MWD测量仪器的工具面向角
3.测斜要素
方位角 由一个三轴磁传感器进行测量 磁传感器三个轴正交 地球的磁北是其参考 计算工具轴线与参考之间的夹角 倾角 由一个三轴加速度传感器进行测量 加速度传感器三个轴正交 重力加速度方向是其参考 计算工具轴线与参考之间的夹角
1.操作规程
探管：
1） 操作人员初次使用前，须仔细阅读使用说明书， 按照《YHD2-1000(A)随钻测量装置使用说明书》进行 操作。 2）探管属精密部件，施工时必须正确安装和使用，做 到轻拿轻放，不得磕碰，避免跌落，以免损坏。 3）下井前须认真检查仪器是否正常工作，计算机和探 管等部件每次用完需清理干净。 4）仪器长期不用时要每隔3～4个月接通电源检查一次。
。 3.组装操作
安装固定套 在固定套的外螺纹上涂覆螺纹紧固胶，然后拧紧在 无磁钻铤的内螺纹上。 安装成功后，除非固定套有磨损，否则无需再卸开 固定套。
3.组装操作
装入无磁钻铤： 1）将探管左侧进入无磁钻铤； 2）推动探管，待安装套与固定套接触时，转动探管， 使得固定套的凸键嵌入安装套的凹槽内，同时安装套 上的螺纹孔与固定套的过孔正对； 3）取两个六角头螺栓，在螺纹处涂覆螺纹紧固胶； 4）一人在所示的左侧顶住探管，一人将六角头螺栓 穿过固定套，拧在安装套上，并用T型套筒扳手拧紧。
随钻测量系统——探管部分共41页文档
随钻测量系统——管部分
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
Thank you
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
Thank you
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
随钻测量系统——探管部分分析共41页
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
随钻测量系统——探管部分分析 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯Байду номын сангаас罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
随钻测量系统——探管部分分析 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯Байду номын сангаас罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
第五节 随钻测量系统
图5.5.2随钻测量系统钻具组合示意
随钻测量系统（Measurement-While-Drilling ，简称MWD）是指在钻 头附近测得某些信息，不需中断正常钻进操作而将信息实时传送到地面上 来过程。与随钻测斜仪(传统意义上的MWD)不同，随钻测量系统包含的信 息更多，信息(图5.5.1）的种类有: (1)定向数据 (井斜角，方位角，工具面角）; (2)地层特性 (伽玛射线，电阻率测井）（LWD）; (3)钻井参数 (井底钻压、扭矩、转数)。
地层参数
定向参数
钻井参数
图5.5.1 随钻测量系统测量的信息
二、MWD的用途
MWD用途主要有三种： 1.定向测量 井眼轨迹参数。此种用途占全部MWD工作的70% 。 2.随钻测井（Logging-While-Drilling） (1)利用伽玛射线确定页岩层来选择套管下人深度; (2)选定储层顶部开始取心作业; (3)钻进过程中与邻井对比; (4)识别易发生复杂情况的地层; (5)对电缆测井不太适合的大斜度井进行测井； (6)电阻率测井可发现薄气层； (7)在钻进时评估地层压力。
实时检测钻头钻压转数或扭矩在很多情况下地面指重表显示的钻压存在误差如在大斜度井眼中由于井壁摩阻井底钻压可能低于地面指示的20
第五节 随钻测量系统
一、概述 1前言
30年代出现的电测技术对鉴别和评价地层起了很大作用。但是，它的 主要缺点是必须在起出钻柱后才能使用电缆下井测井。等到实际测井时， 由于钻井液侵入的影响，妨碍了地层真实特性的测量。当钻头钻穿不同地 层时，由于没有确定的方法辨别出岩性的变化，一些重要的层位可能没有 检测到。有时，后来的电测显示出错过了油层段顶部的取心点，或是钻头 钻得过深钻到了产油层下部的水层中。钻井液测井和监测钻速虽可提供一 些井底情况，但由于等到岩屑循环到地面的时间延误使这一过程效率太 低。所以，需要一种能够在钻井时瞬时而连续地监测地层的系统。
《随钻测井仪器培训》课件
《随钻测井仪器培训》
主控模块是井下系统的控制中心，以它为核心，包括定向 短节、电池筒短节为子单元共同构成了井下主从分布式微局域 网控制系统。
主控模块通过微局域网的单总线通讯通道与定向短节和电 池短节建立通讯，向各单元广播信息，各子单元根据总线上的 信息执行和响应主控模块的命令。
《随钻测井仪器培训》
立管传感器安装在井台立管上，完成立管泥浆压力变化到电 信号的转换，绞车传感器把绞车位置信息转换为脉冲序列，死绳 传感器安装在井台死绳处用于判断钻具的状态。工作原理框图如 下：
《随钻测井仪器培训》
《随钻测井仪器培训》
3.1.2 地面传感器 1)立管压力传感器
用来测量粘稠易堵介质的压力，该传感器的敏感元件采用硬 膜结构，与被测介质直接接触时能耐冲击和耐磨损；另外采用了 离子束淀积技术，该传感器具有精度高、能长期在恶劣环境下工 作。 技术指标：
量程：40MPa 输出：4～20mA
《随钻测井仪器培训》
2)钩载压力传感器 该传感器由离子束溅射压力传感器与信号调制电路组成，适
用于流体压力、差压或液位的检测。 液体介质压力/差压，作用于耐蚀不锈钢弹性膜片，使膜片产
生变形。在膜片上制作了组成惠斯登电桥的合金薄膜应变电阻， 膜片变形使电阻的几何尺寸和阻值发生改变，电桥输出相应的电 信号。电子电路，将电桥输出的信号放大，并转换成标准4～20mA 电流信号输出。 技术指标：
LWD（Logging While Drilling）随钻测井系统是在MWD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。与 MWD相比，LWD传输的信息更多，在MWD的基础上，增加若干用于地 层评价的参数传感器，如补偿双侧向电阻率、自然伽马、方位中 子密度、声波、补偿中子、密度等。
主控模块是井下系统的控制中心，以它为核心，包括定向 短节、电池筒短节为子单元共同构成了井下主从分布式微局域 网控制系统。
主控模块通过微局域网的单总线通讯通道与定向短节和电 池短节建立通讯，向各单元广播信息，各子单元根据总线上的 信息执行和响应主控模块的命令。
《随钻测井仪器培训》
立管传感器安装在井台立管上，完成立管泥浆压力变化到电 信号的转换，绞车传感器把绞车位置信息转换为脉冲序列，死绳 传感器安装在井台死绳处用于判断钻具的状态。工作原理框图如 下：
《随钻测井仪器培训》
《随钻测井仪器培训》
3.1.2 地面传感器 1)立管压力传感器
用来测量粘稠易堵介质的压力，该传感器的敏感元件采用硬 膜结构，与被测介质直接接触时能耐冲击和耐磨损；另外采用了 离子束淀积技术，该传感器具有精度高、能长期在恶劣环境下工 作。 技术指标：
量程：40MPa 输出：4～20mA
《随钻测井仪器培训》
2)钩载压力传感器 该传感器由离子束溅射压力传感器与信号调制电路组成，适
用于流体压力、差压或液位的检测。 液体介质压力/差压，作用于耐蚀不锈钢弹性膜片，使膜片产
生变形。在膜片上制作了组成惠斯登电桥的合金薄膜应变电阻， 膜片变形使电阻的几何尺寸和阻值发生改变，电桥输出相应的电 信号。电子电路，将电桥输出的信号放大，并转换成标准4～20mA 电流信号输出。 技术指标：
LWD（Logging While Drilling）随钻测井系统是在MWD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。与 MWD相比，LWD传输的信息更多，在MWD的基础上，增加若干用于地 层评价的参数传感器，如补偿双侧向电阻率、自然伽马、方位中 子密度、声波、补偿中子、密度等。
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3.实时检测钻头钻压、转数或扭矩
（3）钻井参数测量 在很多情况下,地面指重表显示的钻压存在误差 (如在大斜度井眼
中，由于井壁摩阻，井底钻压可能低于地面指示的20%)。而随钻测量系 统是近钻头的钻井参数测量,数据实时可靠。
三、随钻测量系统井下钻具组合
钻杆
钻铤
随钻测井 定向参数测量 钻井参数测量 井底马达 钻头第五节Biblioteka 随钻测量系统一、概述 1前言
30年代出现的电测技术对鉴别和评价地层起了很大作用。但是，它的 主要缺点是必须在起出钻柱后才能使用电缆下井测井。等到实际测井时， 由于钻井液侵入的影响，妨碍了地层真实特性的测量。当钻头钻穿不同地 层时，由于没有确定的方法辨别出岩性的变化，一些重要的层位可能没有 检测到。有时，后来的电测显示出错过了油层段顶部的取心点，或是钻头 钻得过深钻到了产油层下部的水层中。钻井液测井和监测钻速虽可提供一 些井底情况，但由于等到岩屑循环到地面的时间延误使这一过程效率太 低。所以，需要一种能够在钻井时瞬时而连续地监测地层的系统。
图5.5.2随钻测量系统钻具组合示意
随钻测量系统（Measurement-While-Drilling ，简称MWD）是指在钻 头附近测得某些信息，不需中断正常钻进操作而将信息实时传送到地面上 来过程。与随钻测斜仪(传统意义上的MWD)不同，随钻测量系统包含的信 息更多，信息(图5.5.1）的种类有: (1)定向数据 (井斜角，方位角，工具面角）; (2)地层特性 (伽玛射线，电阻率测井）（LWD）; (3)钻井参数 (井底钻压、扭矩、转数)。
地层参数
定向参数
钻井参数
图5.5.1 随钻测量系统测量的信息
二、MWD的用途
MWD用途主要有三种： 1.定向测量 井眼轨迹参数。此种用途占全部MWD工作的70% 。 2.随钻测井（Logging-While-Drilling） (1)利用伽玛射线确定页岩层来选择套管下人深度; (2)选定储层顶部开始取心作业; (3)钻进过程中与邻井对比; (4)识别易发生复杂情况的地层; (5)对电缆测井不太适合的大斜度井进行测井； (6)电阻率测井可发现薄气层； (7)在钻进时评估地层压力。