随钻测井
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)。
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：
随钻测井 LWD
geoVISION 侧向电阻 率
▪ 适用于高导电性泥浆环境 ▪ 提供钻头，环形电极以及三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
– 随钻测井技术和工具: • 岩性，工具测量曲线
• 工程应用软件和电脑技术
– 可视化的井眼轨迹位置和超前预测的工程应用软件 – 可实现基于网络的井下数据处理和存取 – 远程服
务
• 人员和作业程序
– 地质导向师进行实时导向服务 – 客户地质师 – 钻井工程师和定向井工程师
随钻测井技术和工具
斯伦贝谢随钻测井技术—Vision系列
井斜 well deflection, well deviation
• 井斜角就是井眼方向线与重力线之间的夹 角
井眼方向线与重力线都是有方向 的。井斜角表示了井眼轨迹在某 点处倾斜的大小。
斜度与分类
• 1.低斜度定向井：井斜小于15度
• 2.中斜度定向井：井斜在15-45度之间
• 3.大斜度定向井：井斜在46-85度之间
随钻测井
定义
• 随钻测井LWD ：一般是指在钻井的过程中 测量地层岩石物理参数，并用数据遥测系 统将测量结果实时送到地面进行处理。由 于目前数据传输技术的限制，大量的数据 存储在井下存储器中，起钻后回放
• 随钻测量MWD： 一般是指钻井工程参数 测量，如井斜、方位和工具面等的测量。 有时，MWD泛指钻井时所有的井下测量。
随钻测井
以下是地质导向钻井中使用的典型的井底组合和钻 柱组合：钻头 + 地质导向系统（测传马达，近钻头 电阻率，咖玛和井斜，发射至接受端节）+ 地质导 向工具接受端节（用于接受来自导向系统的据， LWD测井质量，电阻率和咖玛数据）+ MWD测斜仪 （测量的心脏，供电测斜和数据传输）+ 无磁钻铤 （是为把MWD的位误差减至最小或安装LWD的中 子空隙度仪器）+ 钻杆。
正脉冲原理
随钻测井优势
1、井况复杂情况下完成测井资料采集任务； 2、更及时、更真实的测井，降低测井资料受泥浆侵入和井 壁破坏的影响，更能反映原状地层特性，有利油气发现；
3、精确地质导向，提高油气采收率，同时提高水平井钻井
效率，降低费用； 4、多次推移测井，有利识别油气层和渗透率分析； 5、实时监测、分析井内异常，避免井控事故，降低损失； 6、安全可靠性更强，适应各种恶劣作业环境。
谢谢！
不足之处望领导批评指正！
水平井成功钻进的基础是LWD数据和MWD方向数据。 LWD工具提供能评价井眼所钻地层的信息。这些数据 决定如何改井眼的方向使之达到所希望的目标。这种 方法就是所说的“地质导向”（geosteering）。 地质导向技术包括可靠的导向系统（MWD）、改进 的新型地层物理测量、测井数据模型，近钻头传感器 和测传马达，以及具有三维地震方法处理的详细的构 造图。
一、随钻技术简介
二、MWD介绍
三、其他
一、随钻技术简介 MWD 无线随钻测斜仪是在有线随钻测斜仪的基础 上发展起来的一种新型的随钻测量仪器。它与有线 随钻测斜仪的主要区别在于井下测量数据以无线方 式传输。无线MWD按传输通道分为泥浆脉冲、电 磁波、声波和光纤四种方式。其中泥浆脉冲和电磁 波方式已经应用到生产实践中，以泥浆脉冲式使用 最为广泛。
随钻测井发展历程
随钻测井发展历程
随钻测井（Logging While Drilling，简称LWD）是一种在钻
井过程中进行地质测井的技术。
随钻测井的发展历程可以追溯到20世纪70年代。
起初，随钻测井技术仅限于测量钻井液的物理性质，例如密度和粘度等。
然而，随着技术的不断发展，越来越多的参数开始被测量和记录。
这些参数包括地层电阻率、自然伽马射线、声波速度、放射性测量等。
到了1980年代，随钻测井技术的应用范围得到了进一步的扩展。
开发出了可以测量地层电阻率和自然伽马射线的测井工具。
这使得随钻测井可以提供更详细的地质信息，进一步帮助油田开发和生产。
20世纪90年代，随钻测井技术取得了重大突破。
引入了三维
成像技术和声波测量技术。
通过这些技术，可以获取到更准确的地层图像和更精确的井壁测量数据。
进入21世纪，随钻测井技术又取得了新的进展。
利用高性能
计算机和互联网技术，可以实时传输测井数据，并进行实时解释和分析。
这使得随钻测井成为了一个非常重要的勘探工具，为油气勘探和生产提供了更准确、更及时的地质信息。
此外，近年来还涌现出了一些新兴的随钻测井技术，例如电磁测量、核磁共振测量等。
这些新技术的应用进一步拓宽了随钻测井的应用领域，并提供了更全面的地质信息。
总的来说，随钻测井技术作为一种在钻井过程中进行地质测井的技术，经过了几十年的发展，从最初仅能测量钻井液的物理性质，到现在可以提供详细的地质信息。
随钻测井技术的不断创新和发展，为油气勘探和生产提供了更准确、更及时的地质数据支持。
随钻测井数据传输技术应用现状及展望
随钻测井数据传输技术应用现状及展望一、本文概述随钻测井（Logging-While-Drilling, LWD）技术作为现代石油勘探领域的重要技术之一，对于提高钻井效率和油气藏评价准确性起到了关键作用。
在随钻测井过程中，数据传输技术的应用更是关乎到实时数据采集、处理与解释的准确性和时效性。
本文旨在探讨随钻测井数据传输技术的现状，包括其发展历程、主要技术特点、应用领域以及存在的问题。
本文还将对随钻测井数据传输技术的未来发展进行展望，分析可能的技术革新和行业趋势，以期为该领域的研究与实践提供有益的参考。
二、随钻测井数据传输技术现状随钻测井数据传输技术作为现代石油勘探领域的关键技术之一，其发展现状直接反映了石油工业的科技进步水平。
目前，随钻测井数据传输技术主要依赖于有线和无线两种传输方式。
有线传输技术方面，主要依赖于电缆或光纤等物理介质，将测井数据实时传输至地面。
这种传输方式具有传输速度快、稳定性高等优点，但受限于物理介质的长度和强度，对于超深井或复杂地质环境的应用存在一定的挑战。
有线传输方式还需要考虑钻杆旋转和井眼环境对数据传输的影响。
无线传输技术则以其灵活性和便捷性成为近年来的研究热点。
无线传输技术主要包括声波传输、电磁波传输以及泥浆脉冲传输等。
声波传输利用井筒中的声波作为载体，通过声波信号的调制和解调实现数据传输。
电磁波传输则利用电磁波在井筒中的传播特性进行数据传输，但其受限于井筒环境和电磁波衰减的问题。
泥浆脉冲传输则是一种通过改变泥浆流量或压力来产生脉冲信号，进而实现数据传输的方式。
这种方式虽然传输速度较慢，但适应性强，能在复杂地质环境中稳定工作。
总体来看，随钻测井数据传输技术在有线和无线传输方面均取得了一定的进展，但仍面临着传输速度、稳定性、适应性和成本等多方面的挑战。
随着石油勘探的深入和地质环境的日益复杂，对随钻测井数据传输技术的要求也越来越高。
未来随钻测井数据传输技术的发展将更加注重技术的创新和融合，以提高数据传输的效率和稳定性，适应更复杂的地质环境和勘探需求。
随钻中子测井数据校正分析
随钻中子测井数据校正分析随钻中子测井是一种常用的地质测井方法，它可以获取地层的中子密度信息，并用于地层的物性分析、岩性划分、油气藏评价等领域。
随钻中子测井数据在实际应用中往往会受到多种因素的影响，需要进行数据校正和分析，以确保数据的准确性和可靠性。
本文将针对随钻中子测井数据的校正分析进行详细探讨。
一、随钻中子测井原理随钻中子测井技术是利用中子射线在地层中的散射和吸收特性，测定地层的中子密度，并由此推算地层的孔隙度、含水量和饱和度等信息的方法。
测井工具在井眼中下放至感兴趣地层，通过向地层发射中子射线，并测定地层中子散射和吸收反应的强度，由此得到地层的中子密度信息。
1. 温度校正在实际应用中，井下地面温度和地层温度可能存在一定差异，而中子测井数据会受到温度的影响。
需要对测得的中子密度数据进行温度校正，以消除温度带来的影响。
一般而言，温度校正可以采用测得的地层温度与标定温度的差值进行修正，以得到精确的中子密度数据。
2. 地层参数校正地层参数校正是针对地层岩石成分和孔隙结构的校正分析。
由于地层的岩石成分和孔隙结构可能存在多样性，导致中子密度数据的变化。
在进行中子密度数据解释时，需要对地层参数进行校正，以确保数据的准确性。
地层参数校正可以通过岩心分析、地震资料解释等手段进行，以获取地层的真实物性参数。
3. 仪器响应校正随钻中子测井仪器的不同型号和品牌，其响应特性可能存在一定的差异，需要进行仪器响应的校正分析。
通过对不同型号仪器的标定和比对，可以获得仪器的响应曲线，并校正实际测得的中子密度数据，以消除仪器带来的误差。
地层环境的变化也可能会影响中子测井数据的准确性，例如地层水含量、钻井液性质、孔隙流体等因素都会对中子密度数据造成影响。
需要对地层环境因素进行校正分析，以确保中子密度数据的准确性。
5. 数据融合校正数据融合校正是指将不同测井方法获取的地层信息进行融合校正，以提高数据的可靠性和精度。
可以将中子密度数据与声波测井、电阻率测井等数据进行对比分析，通过数据融合的方式，获得更为准确的地层信息。
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。
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。
随钻测井资料解释方法研究及应用
随钻测井资料解释方法研究及应用一、本文概述本文旨在探讨随钻测井资料解释方法的研究与应用。
随钻测井技术作为现代石油勘探领域的重要技术手段，对于提高钻井效率、优化油气藏开发策略具有重要意义。
本文将首先介绍随钻测井技术的基本原理及其在石油勘探中的应用背景，阐述其相较于传统测井技术的优势。
随后，文章将重点分析随钻测井资料解释方法的现状与挑战，包括数据处理、信号提取、地层识别等方面的难点问题。
在此基础上，本文将深入探讨随钻测井资料解释方法的研究进展与创新点，包括新型算法的开发、多源信息融合技术的应用以及技术在资料解释中的潜力。
本文将通过具体案例分析，展示随钻测井资料解释方法在实际应用中的效果与价值，为相关领域的科研工作者和工程技术人员提供参考与借鉴。
二、随钻测井资料解释方法基础随钻测井（Logging While Drilling，LWD）是石油勘探领域中的一种重要技术，它通过在钻井过程中实时测量地下岩石的物理性质，为地质评价和油气藏描述提供关键数据。
随钻测井资料解释方法的基础主要建立在对测量数据的准确理解、合理的解释模型以及先进的处理技术上。
随钻测井资料解释需要深入理解各种测井信号的物理含义和影响因素。
例如，电阻率、声波速度、自然伽马等测井参数，它们分别反映了地下岩石的导电性、弹性和放射性等特性。
这些参数的变化不仅与岩石的矿物成分、孔隙度、含油饱和度等地质因素有关，还受到井眼环境、仪器性能等多种因素的影响。
因此，在解释随钻测井资料时，需要充分考虑这些因素，以确保解释的准确性和可靠性。
随钻测井资料解释需要建立合理的解释模型。
这些模型通常基于地质学、地球物理学和石油工程等领域的专业知识，用于将测井数据转化为地质参数和油气藏特征。
例如，通过电阻率测井数据可以推断地层的含油饱和度，通过声波速度测井数据可以估算地层的孔隙度等。
这些模型的建立需要充分考虑地质条件和实际情况，以确保解释的准确性和实用性。
随钻测井资料解释还需要借助先进的处理技术。
随钻测井技术介绍
电磁波传播电阻率测井 仪器结构与测量信号
A 20lg V2 V1
1
2
Rad
R ps
单发双收三线圈系
随钻电阻率测井仪器
低端仪器 ➢ “短电位”或“环状电极” 电阻率 — 限于水基泥浆中应用 ➢ 单间距、单频传播电阻率
— 未补偿 –NL EWR, Teleco DPR — 补偿 – Schlumberger公司 CDR & 专利许可的仪器 — 从相位差和衰减测量得到最多2 种探测深度
❖ 通常意义的MWD仪器系统，主要限于对工程参数（井斜、方 位和工具面等）的测量，它只是一种测量仪器，无直接导向钻 进的功能。
经典随钻测井（LWD）概念
❖ 随钻测井（Logging While Drilling）是在随钻测量（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，主要 是在常规MWD基础上增加电阻率、中子、密度和声波等测量短节， 用以获取测井信息；
电测井基本原理
[ (x)U (x)] (x)
2
E(
x)
k
2
E(
x)
i
JT
(
x)
k 2 i ( i ) ：波数 : 电导率 : 介电常数 : 磁导率
地层电 性参数
电法测井测量方程
直流电测井 感应测井
Ra
K
U I
aR
VR K
aX
VX K
Geolink公司已经开发出低频（20kHz）随钻 感应测井仪器；
在测井行业，应用LWD说法似乎更多一些； 在钻井领域，应用MWD说法似乎更多一些。
“LWD”的来源
LWD 发展时间表
MWD/LWD发展简史 – 早期
• 1927: Schlumberger 兄弟在法国得到第一条电缆测井曲线 • 1929: Jokosky 申请第一个泥浆脉冲传送专利 • 1950: Arp 发明正向泥浆脉冲系统 • 1960：利用正向泥浆脉冲的机械测斜仪出现，并应用至今 • 1971: Mobil R&D 第一次成功实验泥浆警笛 • 1978: 定向MWD的商用传输系统 • 1980: Schlumberger / Anadrill 引入多探头MWD
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
国外随钻测井发展历程
国外随钻测井发展历程随着石油工业的发展，钻井技术的进步和应用成为石油勘探与开发的重要环节之一、随钻测井作为一种利用测井工具在钻杆内进行测井的技术，广泛应用于国外石油勘探与开发中。
下面将从技术发展历程的角度，介绍国外随钻测井的发展情况。
20世纪50年代初，法国教授Marcel Schlumberger首次提出了随钻测井的概念。
在此之后，美国石油公司Schlumberger公司开始了随钻测井的研究与应用。
1951年，Schlumberger公司成功地在拉丁美洲一口井中使用了自家研制的ΣΔ倾斜度测井仪器进行了随钻测井。
这标志着随钻测井技术进入了实用化阶段。
随钻测井的技术进展主要包括三个方面：测量原理的改进、测井工具的发展和数据处理技术的改进。
在测量原理方面，随钻测井技术的发展主要由电阻率测井向多参数测井的发展过渡。
在电阻率测井中，引入了侧向电阻率测井、十字偶极子测井等新的测量方法。
此外，还发展了自摆翻面射孔测井、核磁共振测井等新的测井原理。
在测井工具的发展方面，随钻测井工具的结构和性能得到了很大的改善。
随钻测井仪器从原来的大型、笨重、功率不足的情况发展成了体积小、功能强大、功率大的现代化测井工具。
此外，还有一些新型的测量工具被开发出来，如新一代的声波测井工具、半导体测井工具、高分辨率测井工具等。
在数据处理技术方面，随钻测井的数据处理和解释技术也得到了很大的改进。
由于随钻测井的数据量大、数据复杂、数据更新速度快的特点，传统的数据处理方法已经无法满足需求。
因此，一些新的数据处理方法和技术被应用到随钻测井中，如神经网络技术、模糊逻辑技术、图像处理技术等。
总结起来，国外随钻测井的发展历程主要包括测量原理的改进、测井工具的发展和数据处理技术的改进。
随钻测井技术的发展使得石油勘探与开发更加高效、准确，并且为油田开发提供了重要的技术支持。
随钻测量随钻测井技术现状及研究
随钻测量随钻测井技术现状及研究随钻测量(measure while drilling，MWD)技术可以在钻进的同时监测一系列的工程参数以控制井眼轨迹，提高钻井效率。
随钻测井(logging while drilling，LWD)技术可以不中断钻进监测一系列的地质参数以指导钻井作业，提高油气层的钻遇率[1-5]。
近年来，油气田地层状况越来越复杂，钻探难度越来越大。
在大斜度井、大位移井和水平井的钻进中，MWD/LWD是监控井眼轨迹的一项关键技术[6-8]，是评价油气田地层的重要手段[9]，是唯一可用的测井技术[3]，而常规的电缆测井无法作业[10]。
国外的MWD/LWD技术日趋完善，而国内起步较晚，技术水平相对落后，国际知识产权核心专利较少[9]，与国外的相关技术有一段差距。
本文介绍国内外MWD/LWD相关产品的技术特点和市场应用等情况，分析国内技术落后的原因以及应对措施。
1 国外MWD/LWD技术现状20世纪60年代前，国外MWD的尝试都未能成功。
60年代发明了在钻井液柱中产生压力脉冲的方法来传输测量信息。
1978年Teleco公司开发出第一套商业化的定向MWD系统，1979年Gearhart Owen公司推出NPT定向/自然伽马井下仪器[10]。
80年代初商用的钻井液脉冲传输LWD 才产生，例如：1980年斯伦贝谢推出业内第一支随钻测量工具M1，但仅能提供井斜、方位和工具面的测量，应用比较受限，不能满足复杂地质条件下的钻井需求[11]。
1996年后，MWD/LWD技术得到了快速的发展。
国际公认的三大油服公司：斯伦贝谢、哈里伯顿、贝克休斯，其MWD/LWD技术实力雄厚，其仪器耐高温耐高压性能好、测量精度高、数据传输速率高，几乎能满足所有油气田的钻采，在全球油气田均有应用。
斯伦贝谢经过长期的技术及经验积累，其技术特点为高、精、尖、专，业内处于绝对的领先地位[12-15]，是全球500强企业。
LWD的技术主要体现在智能性、高效性、安全性[10]。
随钻测井地质导向技术在水平井钻井中的应用
162当前，最常用的技术方法是最小二乘法。
LWD技术是一种基于钻探过程中的地质条件（井眼轨迹、钻头位置、井眼角度等）与地层电阻率之间的相互影响，实现对油气层进行有效的定位和定向的一种新兴的测井技术，可实现对油气层位置和岩性的动态监测。
在此基础上，提出了一种基于 LWD技术的新型测井方法。
水平井是一口高产量、低廉的油田，其钻探成功率与油气藏的钻探工艺密切相关。
随钻测井技术具有指导地质导向和实时评价储层物性等优点，对改善储层钻进速度、缩短完井周期和降低水平井测井风险具有重要意义。
在大斜度井和水平井的勘查和开发中，采用了随钻测井技术。
1 发展概况当前，在水平井中使用的随钻测井技术有：一是识别岩性，测定地层倾角，测定水平段长度；二是利用已有的地层岩性和构造信息，对水平剖面进行轨道控制；三是利用地层的岩性和结构信息，对水平线的航迹进行了动态修正。
从国内外的研究进展来看，随着随钻测井技术的不断发展，随着随钻测井技术的不断深入，人们对该技术的认识也越来越深入。
在水平井技术、随钻测井技术等方面取得长足进步的同时，也使随钻测井技术在今后的研究中占有越来越重要的地位。
基于岩性、断裂、沉积相、气顶等特征，对岩性及岩性进行识别，而上述特征均受外部环境的制约，其识别效果会有很大的改变。
另外，常规的地质方向法在实际运用中也面临着诸多问题，如：因勘探设备与岩层间的间距较小，不能对岩层的变形情况进行准确的判定；但在实际应用中，因检波器与地层相距太近，不能准确判别出含油层；但在实际应用中，因检测仪与岩层相距很近，不能对岩层的地质变形做出精确的判定。
随着我国石油资源的日益丰富，石油资源的日益丰富，采用常规的地质导引方式已难以适应石油资源的需求。
为此，必须对现有的地质导引技术进行改进与创新。
随着随钻录井技术的不断发展，随钻录井的地导技术也在不断发展。
地质导向技术在水平井钻井中的应用将形成一套完整的水平井测量工艺、轨迹控制与安全钻井的技术体系，可有效保障钻井轨迹在油层中的最优穿越，提升油层的钻井效率，推动水平井钻井技术的发展与提升。
lwd随钻测井的工作原理
lwd随钻测井的工作原理
LWD（Logging While Drilling）随钻测井是一种在钻井过程中
进行地层测井的方法。
其工作原理包括以下几个步骤：
1. LWD传感器安装在钻头或钻杆上，随着钻井进程下入井内。
2. 当钻头或钻杆传感器接触到地层时，LWD系统开始测量地
层的物理参数。
3. 传感器通常包括测量电阻率、自然伽马射线、声波速度等参数的装置。
4. 传感器采集到的数据通过电缆传输到地面设备进行处理和分析。
数据可以通过实时传输技术实时显示在钻井现场工作站上。
5. 地面设备使用各种算法和方法对数据进行处理和解释，以获取有关地层的信息，例如地层的类型、含油、含气、水层等等。
6. 通过分析和解释得到的数据，钻井操作者可以及时调整钻井工艺，优化钻井方案，提高钻井效率和成功率。
总的来说，LWD随钻测井利用在钻井过程中安装的传感器获
取地层信息，并将数据实时传输至地面进行处理和解释，以指导钻井作业。
这种测井方法可以节省时间和成本，并提供实时的地层信息，提高钻井效率和成功率。
随钻测井
（inch）
随钻测井可显示 井眼横截面形状；
常规测井可以反 映井眼扩径情况。
电阻率响应对比
1. LWD测井 结合其它曲线可用于定性识别油气水层。 但分辨率较低。由于CDR仅测量的“幅度衰减
电阻率”和“相位差电阻率”两条曲线明显受地 层各向异性和相对地层倾角的影响，故目前尚难 以评价地层的相对渗透性。 2. PCL测井
早在二十世纪三十年代，就有人进行随钻电阻率测量研究，只是由于未能解决电缆在 钻杆联结部位的绝缘问题而失败。四十和五十年代，人们试图用无线电传输测量数据， 因地层对电磁波衰减太大而无实用价值。从六十年代开始，人们转而采用泥浆压力脉冲 传输信息。1978年推出第一套商业服务随钻测量（MWD）系统，主要用于地质导向。八 十年代中期出现了随钻测井（LWD）系统。
2. 中子孔隙度测井
随钻测井的中子孔隙度曲线形态与常规测井基本一致， 但数值上比常规测井高2--5pu。
3. 声波时差测井
在油层井段随钻声波时差比常规测井稍大，这是随钻 测井在地层基本未受侵入影响条件下的测量结果。但随 钻测井声波曲线在井眼较差处出现跳尖，与其它测井曲 线的相关性也变差。
油
测 井 孔 隙 度 响 应 对 比
随钻测井以其使石油勘探开发实现高效率、低成本而受到青睐，得到迅速推广。正在 “做强做大”的中海油，重视随钻测井意义重大。
1. 数据记录与信 号传输的特点
测速和采样率不同
在测井过程中电缆测井测速相对固定， 一般8-15米/分钟。除了成像测井外，电 缆测井的都是深度驱动，空间采样率为一 常数，一般为0.1米左右。而随钻测井为时 间驱动，因而空间采样率不均匀，钻速大 时空间采样率低。
2. 深度系统 由随钻测井与常规测井的自然伽马曲线对比得
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
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Ⅰ水平井测井技术
XX井实钻轨迹图
Ⅰ水平井测井技术
XX井实钻轨迹图
Ⅰ水平井测井技术
GR：8in CNL：12in DEN：6in
径向平均
定向聚焦
Ⅰ水平井测井技术
泥岩—砂岩：
砂岩 泥岩
DEN GR CNL
泥岩
泥岩
砂岩
砂岩
DEN GR CNL
Ⅰ水平井测井技术
砂岩—泥岩：
泥岩
砂岩
泥岩
砂岩
砂岩
泥岩
砂岩
Ⅰ水平井测井技术
水平井井眼几何特性：
Ⅰ水平井测井技术
水 平 井 泥 浆 侵 入 清除钻屑 堆积 钻具研磨 坍塌 漏失 湍流清除
保持井壁稳定 重泥浆
Ⅰ水平井测井技术
螺纹井眼：
层 流 清 除
湍流清除 25°－65°
泥浆流动方向
前冲力
浮力 重力
浪状波纹 岩屑床
Ⅰ水平井测井技术
螺纹井眼：
角 度 固 定 最 大 主 应 力
补偿中子(%)
-14
井径(cm)
18 43 0.2
微球聚焦(Ωm)
200 1.2
补偿密度(g/cm3)
2.8
深 度 (m)
2110 2120 2130 2140 2150
自然电位(mv)
50 100 0.2
浅侧向(Ωm)Leabharlann 200 86补偿中子(%)
-14
井径(cm)
18 43 0.2
微球聚焦(Ωm)
200 1.2
50 100 0.2
浅侧向(Ωm)
200 86
补偿中子(%)
-14
深 度 (m)
1920
深侧向(Ωm)
0.2 200
浅侧向(Ωm)
0.2 200
井径(cm)
18 43 0.2
微球聚焦(Ωm)
200 1.2
补偿密度(g/cm3)
2.8
1930 1940 1950 1960
Ⅰ水平井测井技术
自然伽马(API)
Ⅰ水平井测井技术
水平井射孔：
单一砂层的水平井，水平段内射孔校深的精度要求 不是很高，但根据储层精细评价结果，对孔眼的方 位及孔密要求相对比较严格。
Ⅰ水平井测井技术
流体监测：
磁定位 自然伽马 井 温 流 量 持 水 压 力 密 度
三参数 五参数 七参数
Ⅰ水平井测井技术
定 向 井 流 动 状 态
Ⅰ水平井测井技术
随钻测井
常规浅侧向(Ωm) 常规自然伽马(API)
常规深侧向(Ωm) 常规自然伽马(API)
50 100 0.2 0.2 200
0.2
200
常规浅侧向(Ωm)
200
深 度 (m)
1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940
随钻深侧向(Ωm) 随钻自然伽马(API)
60 160 0.2 0.2 200
Ⅰ水平井测井技术
重力牵引作用减弱 机械方面 测 井 难 题 测量方面 流体的流动相态 解释方面 各向异性 解决油藏问题 仪器不能通过井眼 地层不对称
Ⅰ水平井测井技术
所有常规仪器 测 井 输 送 方 式 挠性管输送 保护蓝式钻杆输送 湿接头式钻杆输送 适合各类井型 随时循环泥浆 不存在对接失败 能保证仪器安全
2∼6°/30m ∼ °
6∼30°/30m ∼ °
5∼10°/ ∼ ° m
长半径水平井
中半径水平井
短半径水平井
Ⅰ水平井测井技术
M－11井：BP公司于英国南部Wytch Farm开发区， 垂直井深1605米，水平位移10114米，97年5月 开钻，98年1月完井。随钻测井、随钻测量、地 质导向、电缆测井。
三维水平井
成对水平井
常规水平井
分枝水平井
侧钻井水平井
连通水平井 A AA B BB
H0.7
Ⅰ水平井测井技术
多目标勘探与评价：
Ⅰ水平井测井技术
增加泄油面积：
Ⅰ水平井测井技术
克服地面条件限制：
Ⅰ水平井测井技术
改善油藏开发效果
提高经济效益
$
$$$$
Ⅰ水平井测井技术
设 计 井 位 示 意
Ⅰ水平井测井技术
测井仪器
Ⅰ水平井测井技术
建 立 三 相 流 动 实 验 室
Ⅰ水平井测井技术
阵列测井仪：
Ⅰ水平井测井技术
水平井、定向井、垂直井
随钻测量 技 术 进 步 改善仪器 建立新模型
裸眼井、套管侧钻井 没有钻进时间、存储空间的限制 高分辨率阵列测井仪 方位聚焦 测井地质学 岩石地球物理
随钻测井
三十 年代 提出 随钻 测井 的设 想 七十年代 商业使用 随钻成像仪
补偿密度(g/cm3)
2.8
Ⅰ水平井测井技术
深度校正：
在直井中井眼与地层接近正交， 在直井中井眼与地层接近正交，曲线的半 幅点对应于地层界面， 幅点对应于地层界面，利用基准曲线法和校深 曲线法基本能实现所有曲线在深度上对齐。 曲线法基本能实现所有曲线在深度上对齐。 在水平井中井眼与地层的交角很小， 在水平井中井眼与地层的交角很小，曲线 的半幅点不一定都对应地层的界面， 的半幅点不一定都对应地层的界面，传统的校 深方法受到挑战。 深方法受到挑战。 使用校深曲线法进行校深时， 使用校深曲线法进行校深时，要保证校深 测井仪器两次测量时的运行轨迹尽量一致。 测井仪器两次测量时的运行轨迹尽量一致。
通过“八五”技术攻关，我国的水平 井技术取得了长足的进步，形成了水平 井设计、钻井、测井、完井、射孔、采 油、动态监测等一系列配套应用技术。 目前国内外完钻的水平井五花八门， 各有千秋，其主要目的和应用大致可分 为：
阶梯式水平井
多靶点水平井
水 平 井 类 型
1380 1390 垂 深 m 1400 1410 1420 0 100 200 300 400 500 600 水平段 m “拱”型水平井
Ⅰ水平井测井技术
水平井测井响应：
Ⅰ水平井测井技术
水平井测井响应：
在垂直井中， 在垂直井中，仪器的测量值主要是仪器所 在地层贡献；在水平井中， 在地层贡献；在水平井中，仪器的测量值常常 是仪器所在地层和围岩特性参数的加权平均。 是仪器所在地层和围岩特性参数的加权平均。 在极端情况下贴井壁测量仪器两个极板测 量值可能差异很大。 量值可能差异很大。 仪器响应受径向不对称性和各向异性的影 响程度取决于它们各自的探测深度。 响程度取决于它们各自的探测深度。探测深度 越深，影响程度就越严重。 越深，影响程度就越严重。
0
100 0.2
常规深侧向(Ωm)
200
深 度 (m)
1910
随钻深侧向(Ωm) 随钻自然伽马(API)
0 100 0.2 0.2 200
随钻浅侧向(Ωm)
200
随钻浅侧向(Ωm)
200
1920 1930 1940 1950 1960
随钻测井
★旋转导向技术 PowerDrive：定向井, 水平井, PowerDrive：定向井, 水平井, 大位移井 PowerV： PowerV：全自动化垂直钻井 ★ GeoSteering 近钻头地质导向技术
随钻测井
邻井测井数据
随钻测井数据
地震数据
地质模型
随钻测井
设计井眼 轨迹和实 钻井眼轨 迹的差异
随钻测井
钻压 扭矩 泵压 排量 钻时 岩屑 转速 井斜 方位 自然伽马 电阻率 地面 系统
实时分析
现场 工程师
优 质 工 程
实时解释
随钻测井
NaviGamma
可靠的MWD实时导向控制 可靠的MWD实时导向控制 MWD 涡轮发电机供电 测量数据交会进行界面确定 近钻头导向 井眼定位 泥浆脉冲传输／ 泥浆脉冲传输／井下存储 适用钻具： 适用钻具： 4¾"－9½" " "
滑动方式 转动方式
Ⅰ水平井测井技术
水平井侵入特性：
垂直井
水平井
Ⅰ水平井测井技术
双感应、球型聚焦 仪 器 探 测 特 性 定向聚焦型 径向平均型 双侧向 补偿中子 自然伽马 密度 微球型聚焦 地层倾角
Ⅰ水平井测井技术
双感应测井仪器探测深度较深， 双感应测井仪器探测深度较深，常用于确定水平 井井眼与地层界面的距离， 井井眼与地层界面的距离，当中感应探测到地层 界面信息时，曲线才有反映。 界面信息时，曲线才有反映。但此时无法确定井 眼到底是临近地层的上界面还是下界面。 眼到底是临近地层的上界面还是下界面。
水平井测井技术与随钻测井
中国石油天然气股份有限公司
勘探与生产工程监督中心
Ⅰ水平井测井技术
水平井在上个世纪二、三十年代最 早出现在美国，八十年代中期因油价影 响被油公司高度关注并取得革命性发展。 我国的水平井技术始于1965年在四 川钻探的磨3井，受当时技术条件的限制， 未达到预期的设计效果。
Ⅰ水平井测井技术
LWD_GR(API)
0 150
PD_LWD(Ωm) 深 度 (m)
1950 0.3 30 0.3
AT_LWD(Ωm)
30
GR(API)
0 150
RILD(Ωm)
0.3 30 0.3
RILM(Ωm)
30
2000 2050 2050 2100 2150 2200 2250 2300 2350 2400 2450
涡轮发电机 井斜 方位
自然伽马 工具面、温度
随钻测井
★四个补偿功能的双频发射线圈、 四个补偿功能的双频发射线圈、 四个补偿功能的双频发射线圈 两个接收线圈； 两个接收线圈； 个探测深度、32个测量数值 ★8个探测深度、32个测量数值 2MHz高垂直分辩率 高垂直分辩率， ★2MHz高垂直分辩率，区分薄层和 油水界面 400MHz横向探测范围大 横向探测范围大（ ★400MHz横向探测范围大（原状地 ），地质导向 地质导向， 层），地质导向，早期地层边界 探测和油水界面确定 适用造斜率30 30° ★适用造斜率30°／100ft