斯伦贝谢水平井随钻测井地质导向技术介绍
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美国斯伦贝谢随钻声波测井新技术
根 据 所 需 的 物 理 记 录， 可 将 声
波信号中识别出来 [1]。
波测井仪设计成一组发射器（声源），
很 多 物 质 都 有 各 自 具 体 的 声 波 用于产生特定形式的压力脉冲。最基
慢度（下表）。例如纵波通过钢材的 本 的 方 式， 也 是 各 种 声 波 测 井 仪 常
慢度是 187 微秒 / 米（57 微秒 / 英尺）。 用 的 类 型 是 单 极 子 声 源。 单 极 子 声
波快。
于快地层这种情况。
声源的测井仪记录的资料中提取。在
临界折射的纵波在井筒中产生的
如果地层的横波慢度大于井筒流 非常需要这些资料的井段通常也无法
头波以地层纵波速度传播 [3]。根据惠 体的纵波慢度（这种情况被称为慢地 获得。
更斯原理，井壁上每一点上的纵波都 层），纵波在到达井筒时仍然会发生折
单极子声源在测量慢地层横波资
偶极子声源也具有定向性，利用
ཀྵհ
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定向接收器阵列和两个互成 90°的声 源，工程师能够得到井筒周围的定向 横波资料。这种交叉偶极测井方法提 供了最大、最小应力方位，径向速度
ڇटጱำᇸ
ڇटጱำᇸ
分布和各向异性横波资料的方向。 上世纪 80 年代引入了将快地层中
使用的单极子声源纵波和横波数据与
Jeff Alford Matt Blyth Ed Tollefsen 美国得克萨斯州休斯敦
John Crowe 雪佛龙卡宾达海湾石油有限公司 安哥拉罗安达
Julio Loreto 得克萨斯州Sugar Land
Saeed Mohammed 沙特阿拉伯宰赫兰
随钻声波测井新技术
工程师根据声波测井仪记录的声波资料以更高的安全系数提 高钻井效率，优化完井方式。LWD 声波测井仪是在上世纪 90 年 代中期问世的，能够记录纵波资料，但不能记录所有地层的横波 资料。新型 LWD 声波测井仪能记录以前无法得到的横波资料，工 程师正在利用横波资料优化钻井作业，确定最佳钻进方向，识别 具有更好完井特征的岩层。
水平井地质导向技术及其应用
水平井地质导向技术及其应用水平井地质导向技术及其应用水平井地质导向技术是一种先进的钻井技术，它可以在垂直井的基础上延伸一条与地面平行的井道，因此又称为水平井。
这种技术通常用于油气开采、地热能开发、水资源利用和环保等领域，具有高产能、节能、环保、经济等优点，受到了广泛的应用和推广。
一、水平井地质导向技术的原理水平井地质导向技术主要依赖于方位传感器、高精度陀螺仪、电子计算机和钻井举升系统等设备设施，通过计算机的数据处理、控制与管理实现钻探方向的精准控制。
具体来说，钻井过程中方位传感器可以测量钻头在地下的位置和方向，而高精度陀螺仪则可以提供精准的角度和方向数据，计算机将这些数据整合在一起，实时控制导向工具的位置和方向，使得钻井过程达到对地层的精准控制。
二、水平井地质导向技术的应用1. 油气开采领域水平井地质导向技术是石油工业中的重要技术，通过水平井钻探可以扩大钻井范围，提高油气开采效率，降低生产成本。
通常，利用水平井技术，可以避免在地层开采过程中对环境的影响，减少地下水资源的消耗和污染，使石油开采与环境保护更加协调。
2. 地热能开发领域水平井地质导向技术是利用地热能的重要途径。
在地下通过井孔向外释放热量，水平井技术可通过提高地下热水资源开采效率，降低开采成本，使得地热能的利用更加便捷、高效，为节能环保发展做出贡献。
3. 水资源利用领域水平井地质导向技术可以通过地下水的控制性开采，使得利用地下水资源更贴近实际需要，增强水资源的可持续性。
在地下水利用中，通过水平井技术可避免在井口吸取的不洁水质，保证地下水的高质量有效利用。
4. 环保领域水平井地质导向技术可以避免传统石油工业在钻井过程中对环境的污染。
通过控制水平井的延伸方向，避免了地层与井口的影响，减少了对环境的影响，具有很强的污染治理效果。
三、水平井地质导向技术的发展趋势随着水平井技术的日益成熟，未来将越来越广泛地应用在更多的领域中。
随着科技的进步，钻探设备和测量仪器的精度可以得到进一步提高，水平井技术将会更加精准、高效、安全、环保。
CGDS近钻头地质导向钻井技术
34 /136
详细技术指标及其与国外同类产品的对比
– 与世界上仅有的近钻头地质导向产品Schlumberger GST技术对比 • 钻头电阻率技术指标对比：测量范围相同，精度相当
技术指标 测量范围
水基 测量精度 泥浆
垂直分辨率 探测深度 测量范围 油基 泥浆 测量精度
钻头电阻率技术指标对比
CGDS
26 /136
由4个子系统组成。
测传马达 无线接收系统 CGMWD系统
测得的近钻头5个参数通过无线电磁波方式，越过螺 杆马达，短传至上方的无线接收短节。
是一个机电一体化复杂装置，把接收到的近钻头参数 汇入其上部的MWD(无线随钻测量系统)数据总线，向 上传输。
无线短传
无线接收系统
测传马达
无线短传技术国外只有个别公司掌握
22 /136
CGDS系统是中石油集团钻井工程技术研究院主持研 制的近钻头地质导向钻井装备，由北京石油机械厂产业化， 2008年取得“国家自主创新产品证书”，2009年荣获国 家技术发明奖二等奖。
具有测量、传输和导向三大功能。适合于油气探井、 水平井和多分支井等，尤其适用于复杂地层、薄油层开发 井。可提高探井成功率、开发井油层钻遇率和采收率。
23 /136
由4个子系统组成。
测传马达 无线接收系统 CGMWD系统 地面信息综合处
理与导向控制决 策系统
测传马达, CAIMS, China Adjustable Instrumented Motor System
24 /136
由4个子系统组成。
测传马达
下部装有近钻头测量短节。实现近钻头
地面信息综合处理与导向控制决策系统, CFDS, China Formation/Drilling Software System
详细技术指标及其与国外同类产品的对比
– 与世界上仅有的近钻头地质导向产品Schlumberger GST技术对比 • 钻头电阻率技术指标对比：测量范围相同，精度相当
技术指标 测量范围
水基 测量精度 泥浆
垂直分辨率 探测深度 测量范围 油基 泥浆 测量精度
钻头电阻率技术指标对比
CGDS
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由4个子系统组成。
测传马达 无线接收系统 CGMWD系统
测得的近钻头5个参数通过无线电磁波方式，越过螺 杆马达，短传至上方的无线接收短节。
是一个机电一体化复杂装置，把接收到的近钻头参数 汇入其上部的MWD(无线随钻测量系统)数据总线，向 上传输。
无线短传
无线接收系统
测传马达
无线短传技术国外只有个别公司掌握
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CGDS系统是中石油集团钻井工程技术研究院主持研 制的近钻头地质导向钻井装备，由北京石油机械厂产业化， 2008年取得“国家自主创新产品证书”，2009年荣获国 家技术发明奖二等奖。
具有测量、传输和导向三大功能。适合于油气探井、 水平井和多分支井等，尤其适用于复杂地层、薄油层开发 井。可提高探井成功率、开发井油层钻遇率和采收率。
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由4个子系统组成。
测传马达 无线接收系统 CGMWD系统 地面信息综合处
理与导向控制决 策系统
测传马达, CAIMS, China Adjustable Instrumented Motor System
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由4个子系统组成。
测传马达
下部装有近钻头测量短节。实现近钻头
地面信息综合处理与导向控制决策系统, CFDS, China Formation/Drilling Software System
水平井地质导向技术简介
MagTrak
37
工程应用软件和电脑技术
38
地质导向服务的组成部分
甲方现场管理人员 的作用不可或缺。
39
人员紧密结合，实时互动式导向模式
Petrophysical Analysis
Drilling Parameters Trajectory monitoring against Seismic
O
水平位移——过测点铅垂线 与过井口的铅垂线之间的距 离 视平移——测点水平位移在 设计方位线上的投影 水平投影长度——测点与井 口之间的井眼长度在水平面 的投影长度 闭合方位角——在水平投影 图上测点处正北方向与闭合 方位线间的夹角
10
dN
dE
dH
L
井眼的曲率K：井眼切线的 方向相对于井深的变化率 全角变化率，狗腿严重度 井斜变化率 ：井斜角对井 深的变化率。 方位变化率：方位角对井 深的变化率。
28
随钻测井技术的发展
方向GR
15
近钻头 4-6in探测深度
5
29
随钻测井技术的发展
非方向性电阻率
15
低分辨率 4ft 探测深度
5
30
随钻测井技术的发展
方向性成像
15
高分辨率 1in 探测深度 必须钻遇构造层面、断层等
5
31
传统的钻井方式---地质几何钻井
Geometric al
水泥伞
177.8mm激光割缝筛管， 钢级TP100H，壁厚 9.19mm，BTC扣。
17
表层套管273mm，BTC扣
177.8mm油层套管，钢级 TP100H，壁厚9.19mm，BTC扣
全井注水泥，油层段 射孔完井。
斯伦贝谢水平井随钻测井地质导向技术介绍
Top Base
L a te ra l S tra tig ra p h ic U n c e rta in ty
为什么进行实时钻井地质导向？
-地质模型的主要不确定性因素
The Plan: The Plan:
Target 1 40 ft Target 2
T heR eality: he R eality: T
EcoScope – 多功能随钻测井
多功能随钻测井仪：安全的结合钻井和地层评价
传感器于一体。 多功能随钻测井仪地层评价测量包括 – 20条电阻率，中子孔隙度，密度 ，PEF测量 – ECS 岩石岩性信息 – 多传感器井眼成像和测径器 – 地层Σ 因子测量碳氢饱和度 钻井和井眼稳定性优化 – 环空压力数据优化泥浆比重 – 三轴震动数据优化机械钻速 更安全、更快、更优化！ – 减少组合钻具时间 – 较少的化学放射源，高机械钻速同时得到高 数据质量 – 测量点更靠近钻头，减少口袋长度！
-斯伦贝谢水平井随钻测井地质导向技术介绍
2010.5
随钻测量的价值观
客户需求
日进尺
油藏
高效钻井
减少非生产 时间 提高机械钻速 面积
钻井与测量
优化 地质导向 最大化
油层泄油
动力和方向
目录
斯伦贝谢钻井与随钻地质导向技术简介
—斯伦贝谢随钻地质导向定义 — 斯伦贝谢钻井与随钻地质导向技术核心
— 斯伦贝谢主要随钻地质导向技术及在国内气藏中应用
井下附加动力 可使用X5或Xceed 承受更大钻压，输出 更高扭矩
26” -17 ½” Bit Sizes 14 ¾” -12 ¼” Bit Sizes
14 ¾” -12 ¼” Bit Sizes 9 7/8” -8 ½” Bit Sizes
L a te ra l S tra tig ra p h ic U n c e rta in ty
为什么进行实时钻井地质导向？
-地质模型的主要不确定性因素
The Plan: The Plan:
Target 1 40 ft Target 2
T heR eality: he R eality: T
EcoScope – 多功能随钻测井
多功能随钻测井仪：安全的结合钻井和地层评价
传感器于一体。 多功能随钻测井仪地层评价测量包括 – 20条电阻率，中子孔隙度，密度 ，PEF测量 – ECS 岩石岩性信息 – 多传感器井眼成像和测径器 – 地层Σ 因子测量碳氢饱和度 钻井和井眼稳定性优化 – 环空压力数据优化泥浆比重 – 三轴震动数据优化机械钻速 更安全、更快、更优化！ – 减少组合钻具时间 – 较少的化学放射源，高机械钻速同时得到高 数据质量 – 测量点更靠近钻头，减少口袋长度！
-斯伦贝谢水平井随钻测井地质导向技术介绍
2010.5
随钻测量的价值观
客户需求
日进尺
油藏
高效钻井
减少非生产 时间 提高机械钻速 面积
钻井与测量
优化 地质导向 最大化
油层泄油
动力和方向
目录
斯伦贝谢钻井与随钻地质导向技术简介
—斯伦贝谢随钻地质导向定义 — 斯伦贝谢钻井与随钻地质导向技术核心
— 斯伦贝谢主要随钻地质导向技术及在国内气藏中应用
井下附加动力 可使用X5或Xceed 承受更大钻压，输出 更高扭矩
26” -17 ½” Bit Sizes 14 ¾” -12 ¼” Bit Sizes
14 ¾” -12 ¼” Bit Sizes 9 7/8” -8 ½” Bit Sizes
斯仑贝谢钻井技术应用分析
2004年 8 2
2005年 22 4
2006年 26 0
●迪那2井9-5/8″套管在2408-2418m处磨损破裂
●却勒1井因磨损甩掉钻杆195根，套管
垂直钻井技术在山前高陡构造上的应用
2004年斯仑贝谢垂直钻井技术（Power-V）首先在塔里木油田克拉2气田开 发上得到了应用，有效地提高了山前高陡构造的钻井速度，实现了防斜打快， 但针对塔里木山前深井特殊的钻井环境（高陡构造、铁矿粉加重泥浆、钻井
0.51
6.15
垂直钻井技术在山前高陡构造上的应用
Q2-44井0-1500m井斜曲线图 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 200
井斜 度
常 规 钻 井
垂
直
钻
井
400
600
800
1000
1200
1400
井深 m
1600
玉门Q2-44井在734.88-1500.00m井段应用垂直钻井系统，平均钻速5.95m/h，比本井 常规钻井机速1.50m/h提高近4倍，比邻井Q2-37井相同井段平均钻速（1.57m/h）提 高近3.80倍。钻井周期比Q2-37井相同井段缩短13天，同时井斜控制在0.3度以内。
0
旋转导向技术推进了水平井、大位移井的应用
旋转导向技术在滩海油田的应用
大港张27×1井三开井段应用Schlumberger旋转导向系统，进 尺2550m，纯钻时间74.5h，与同区块的张海502井对比，同井 段机械钻速提高了35.84%。
井号 井段 (m) 进尺 (m) 纯钻时间 (h) 钻速 (m/h) 钻速 提高 钻井方式
迪那102井井深-井斜曲线
红线为使用PowerV钻进 井段井斜，蓝线为使用 钟摆组合钻进井段井斜
斯伦贝谢随钻测井高清
成果与效益
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
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]。
斯伦贝谢钻井新技术
PowerDrive X6 – Push the bit
Direct side force
PowerDrive Xceed – Point the bit
Drive shaft @offset angle to the collar Drilling tendency
26
382 575
716
1145 0
Inclination (deg)
Schlumberger Private
实际钻井中遇到的难点实例
Build Angle from 40 to 60 deg with Mud Motor 60
55
50
45
40
1150
1200
1250
1300
1350
Depth (m)
马达滑动/复合钻进中，井壁不光滑
TeleScope
EcoScope
滑动钻进中不能获取成像资料
Motor
D&I 20.40m
测量点距离钻头很远
GR/Res 12.80m
5
Inclination (deg) Inclination (deg)
Footage/day (m/day)
为什么选择旋转导向系统
TeleScope TeleScope
Schlumberger Private
17
Schlumberger Private
PowerDrive Xceed工作原理
所有部件全旋转，优化井 眼状况
近钻头井斜 方位测量，更 好保证井眼轨迹的准确度
井眼轨迹光滑，完井管柱 入井易
造斜率稳定 适合于高研磨或具有挑战
的环境 自动巡航模式
斯伦贝谢地质导向
Gamm a
InterACT
SLB D&M 仪修支持
• D&M作业基地
–塘沽，蛇口 – 完整的仪修设备和队伍，支持各种MWD/LWD仪器
• 完善的程序，测试手段,全球化技术支持
TVD (m)
Porosity Density Resistivity GR
4310 4315 4320 4325 -100 -200 -300
Drift along the Section at 307.6 deg (m)
-400
-500
-600
-700
-800
-900
渤海地质导向实例
• 成功完成两个分支 2X150M和主支270M的 水平井地质导向, 全部 井眼在油层里 • PD675 Xtra, ArcVISION, adnVISION 无任何故障, 一趟钻完井, 大大节约 了客户的时间和费用
方位性测量，可成象
测量点可非常靠近钻头
受井斜影响小
不能工作在油基泥浆中 相对较浅的探测深度
VDN-方向性密度中子
中子探测器 LINC 线圈 中子源 电子线路 密度源 密度探测器 超声探测器 电池
- 提供密度、中子孔隙度，光电指数和超声井径
- 方向性密度测量 - 区域密度测量能尽量降低井眼的影响 - 中子孔隙度测量进行了环境影响校正 - 所有方位资料都可以成像，用于地质解释和地 质导向应用 -可在各种泥浆类型中测量 -可提供4 ¾“，6 ¾”和8“ 三种尺寸工具
• IMPulse* MWD 工具
– 4.75” 工具 – 与伽玛,电阻结合为一体
• SlimPulse* MWD 工具
– – – – 非连续波传输 工具尺寸1 7/8” ~ 2 3/8” 可打捞 电池供电
斯伦贝谢随钻测井新技术
NXB –Slide # : 14 Date : 08-Dec-2009
EcoScope – 概要
仪器名义直径(API) 6.75英寸
孔隙度 / 中子-伽马密度
仪器长度
26英尺
能谱/西格马 电阻率
井眼直径
83/8 至 97/8英寸
最大狗腿严重度 ,旋 8 & 16 °/100英尺
转模式与滑动模式
26 ft
随钻测井西格马的应用优势
骨架
∑0
砂岩 = 4.3 白云岩 = 4.7
灰岩 = 7.1 石膏 = 12
泥岩
5
10
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
15
20
25
30
35
40
流体
气
油 淡水
水
45
50
矿化度
鉴定储层物性
• 代替伽马标识泥岩
替代电阻率确定油气饱和度
• 可供选择的饱和度计算法 • 低阻储层评价(LRP)
估计’m’ 和 ‘n’值以及地层水矿化度
• adnVISION 方位中子密度
– Density/Neutron/Caliper/Imaging
• proVISION 随钻核磁共振
– Magnetic Resonance
• sonicVISION 随钻声波
– Compressional dt
• seismicVISION 随钻地震
– Seismic While Drilling
Sw
=
(Σ
−
Σma ) − φ φ ⋅(Σw
⋅ (Σ hc
− Σhc
−
)
Σma
)
Ù
1
地质导向技术介绍_Final_Client_New
Motor来自Add Flt sub: 1.22m
近钻头电阻率4.8m 近钻头井斜9.9m 侧向电阻率以及电阻率成像10.3m MicroScope伽玛11.7m 感应电阻率16.1米 方位井斜17.67m
优点：
IMPulse伽玛18.28m
1）侧向电阻率成像实时拾取地层倾角变化进行精确地质导向、裂缝评价； 2） 近钻头测量进行实时评价储层岩性及构造变化；
17
地质导向关键测量技术（2）近钻头孔隙度及早确定物性
EcoScope 常规LWD
中子密度距钻头10米以内; 比传统技术缩短了14米
提前发现穿层，及早采取导向措施 低孔地层
14米
近钻头孔隙度
传统技术
中子密度 孔隙度
中子密度 孔隙度
高孔地层 提前发现横向变化，及早采取地质决策 高孔地层
低孔地层
存在侧钻风险
Cap rock
Reservoir Shale or Water Zone
22 1/4/2016
PeriScope_经典组合
TeleScope
PeriScope
PD X6
Bit
GR, 2.19m D&I survey, Gamma Ray, 10.29m 2.44m Multi-Depth Resistivity, 12..01m D & I Survey, 18.32m
传统技术 近钻头孔隙度
在低孔渗储层, 提供最早的地质导向决策依据
18
岩性油藏地质导向测量经典组合推荐
（最佳地质导向及储层评价方案）
MWD LWD
定向工具
简单的钻具组合： “一支MWD工具，一支LWD工具，一支定向工具” 最有效的地质导向组合： 1） 全部测量整体靠近钻头，尤其是“孔隙度”测井更靠近钻头； 2） 具有随钻成像资料，实时判断分析构造变化，调整轨迹； 最全的测井组合：提供“伽马，电阻率，中子，密度，井径，光电指数，ECS能谱，西格玛”等
近钻头电阻率4.8m 近钻头井斜9.9m 侧向电阻率以及电阻率成像10.3m MicroScope伽玛11.7m 感应电阻率16.1米 方位井斜17.67m
优点：
IMPulse伽玛18.28m
1）侧向电阻率成像实时拾取地层倾角变化进行精确地质导向、裂缝评价； 2） 近钻头测量进行实时评价储层岩性及构造变化；
17
地质导向关键测量技术（2）近钻头孔隙度及早确定物性
EcoScope 常规LWD
中子密度距钻头10米以内; 比传统技术缩短了14米
提前发现穿层，及早采取导向措施 低孔地层
14米
近钻头孔隙度
传统技术
中子密度 孔隙度
中子密度 孔隙度
高孔地层 提前发现横向变化，及早采取地质决策 高孔地层
低孔地层
存在侧钻风险
Cap rock
Reservoir Shale or Water Zone
22 1/4/2016
PeriScope_经典组合
TeleScope
PeriScope
PD X6
Bit
GR, 2.19m D&I survey, Gamma Ray, 10.29m 2.44m Multi-Depth Resistivity, 12..01m D & I Survey, 18.32m
传统技术 近钻头孔隙度
在低孔渗储层, 提供最早的地质导向决策依据
18
岩性油藏地质导向测量经典组合推荐
（最佳地质导向及储层评价方案）
MWD LWD
定向工具
简单的钻具组合： “一支MWD工具，一支LWD工具，一支定向工具” 最有效的地质导向组合： 1） 全部测量整体靠近钻头，尤其是“孔隙度”测井更靠近钻头； 2） 具有随钻成像资料，实时判断分析构造变化，调整轨迹； 最全的测井组合：提供“伽马，电阻率，中子，密度，井径，光电指数，ECS能谱，西格玛”等
大斜度水平井生产测井技术(斯伦贝谢)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.668 [42.9] 16.0 [4.9] 108 [49] 302 [150] 15,000 [103,425] NACE Standard MR0175 90% in 6-in. ID ±10% ±10% 2.875–9 [73.0–228.6] 1.813 [46.0]
Schlumberger Private
实例: 科威特
Schlumberger Private
面临问题： 初产13,000 STB/D 纯油,无水; 生产3周后,含水率达90%; 解决方案： 应用Flow Scanner测量产液剖 面，找水并堵水 措施及效果： 封堵下部主要产水段，含水 率从90%下降到75%，产量 2500BOPD & 7500BWPD
Schlumberger Private
Schlumberger Private
实例: 科威特
全井眼转子和微转子对比 -微转子工作更好
面临问题： 初产13,000 STB/D 油,无水; 生产3周后,含水率达90%; 解决方案： 应用Flow Scanner测量产液剖 面，找水并堵水
SPE 105327 - Horizontal Well Production Logging Experience in Heavy Oil Environment With Sand Screen : A Case Study From Kuwait
Flow Scanner* 持气率探针
持气率－GHOST
GHOST* 光学探针技术； 6个探针垂直于井轴方向分布； 电动短节扫描各探针，
精确测定低速气液界面。
GHOST – 持气率光学探针
光在气中的反射大于液体
探针
1.668 [42.9] 16.0 [4.9] 108 [49] 302 [150] 15,000 [103,425] NACE Standard MR0175 90% in 6-in. ID ±10% ±10% 2.875–9 [73.0–228.6] 1.813 [46.0]
Schlumberger Private
实例: 科威特
Schlumberger Private
面临问题： 初产13,000 STB/D 纯油,无水; 生产3周后,含水率达90%; 解决方案： 应用Flow Scanner测量产液剖 面，找水并堵水 措施及效果： 封堵下部主要产水段，含水 率从90%下降到75%，产量 2500BOPD & 7500BWPD
Schlumberger Private
Schlumberger Private
实例: 科威特
全井眼转子和微转子对比 -微转子工作更好
面临问题： 初产13,000 STB/D 油,无水; 生产3周后,含水率达90%; 解决方案： 应用Flow Scanner测量产液剖 面，找水并堵水
SPE 105327 - Horizontal Well Production Logging Experience in Heavy Oil Environment With Sand Screen : A Case Study From Kuwait
Flow Scanner* 持气率探针
持气率－GHOST
GHOST* 光学探针技术； 6个探针垂直于井轴方向分布； 电动短节扫描各探针，
精确测定低速气液界面。
GHOST – 持气率光学探针
光在气中的反射大于液体
探针
随钻测井及地质导向钻井技术
第三十一页，共75页。
二、随钻测量技术
2、MWD技术
正脉冲信号传输方式
脉冲器内有一对阀和限流环，MWD控制器驱动脉冲器时，此阀就会根据信号大小上 下运动。当阀向上运动至限流环时，就会限制部分泥浆流动，从而使钻柱内泥浆压力升 高，立管处的压力传感器得到一个正脉冲；反之当阀下行时，钻柱内压力下降，然后趋 于平稳。
钻
井
负脉冲发生器
液 脉
正脉冲发生器
冲
连续波脉冲发生器
法
正脉冲发生器的传输速率最高达3bit/s 连续波脉冲发生器的传输速率最高可达6bit/s
第三十页，共75页。
二、随钻测量技术
2、MWD技术
负脉冲信号传输方式 指脉冲信号造成立管压力降低。脉冲发生器由阀门（从钻杆通向环空）组成，当 阀瞬时开启时，使泥浆从钻铤中流入环空从而产生一个微小的压降，该压降以通过钻 柱中的泥浆传到地面，这些压力脉冲被立管压力传感器检测出来。
二、随钻测量技术
1、有线随钻测量技术
各传感器的输出经高精度A/T变换, 由脉冲传输电路通过单芯电缆从探管传到地面计算机, 探管 供电电源也通过该电缆从地面计算机传到探管。探管内的电路对各传感器的温度系数进行补偿。
Gx加速度表
多
路 Gｙ加速度表
开 Gz加速度表
关
时序控制
A/T变换
Bx磁通门 By磁B通门 Bz磁通门
一、地质导向钻井技术概述
二十世纪九十年代，在世界范围内的勘探开发形势面临复杂地质 条件的背景下，以及随钻测量技术日趋成熟的基础上，地质导向钻 井技术逐渐发展成为一项前沿钻井技术，并在大位移定向井、水平 井及特殊工艺井中广泛应用。
美国、挪威、英国等国家采用地质导向钻井技术完成的井数 逐年增加，钻井周期逐步缩短，钻井成本明显下降，油田开发效 果明显提高。
二、随钻测量技术
2、MWD技术
正脉冲信号传输方式
脉冲器内有一对阀和限流环，MWD控制器驱动脉冲器时，此阀就会根据信号大小上 下运动。当阀向上运动至限流环时，就会限制部分泥浆流动，从而使钻柱内泥浆压力升 高，立管处的压力传感器得到一个正脉冲；反之当阀下行时，钻柱内压力下降，然后趋 于平稳。
钻
井
负脉冲发生器
液 脉
正脉冲发生器
冲
连续波脉冲发生器
法
正脉冲发生器的传输速率最高达3bit/s 连续波脉冲发生器的传输速率最高可达6bit/s
第三十页，共75页。
二、随钻测量技术
2、MWD技术
负脉冲信号传输方式 指脉冲信号造成立管压力降低。脉冲发生器由阀门（从钻杆通向环空）组成，当 阀瞬时开启时，使泥浆从钻铤中流入环空从而产生一个微小的压降，该压降以通过钻 柱中的泥浆传到地面，这些压力脉冲被立管压力传感器检测出来。
二、随钻测量技术
1、有线随钻测量技术
各传感器的输出经高精度A/T变换, 由脉冲传输电路通过单芯电缆从探管传到地面计算机, 探管 供电电源也通过该电缆从地面计算机传到探管。探管内的电路对各传感器的温度系数进行补偿。
Gx加速度表
多
路 Gｙ加速度表
开 Gz加速度表
关
时序控制
A/T变换
Bx磁通门 By磁B通门 Bz磁通门
一、地质导向钻井技术概述
二十世纪九十年代，在世界范围内的勘探开发形势面临复杂地质 条件的背景下，以及随钻测量技术日趋成熟的基础上，地质导向钻 井技术逐渐发展成为一项前沿钻井技术，并在大位移定向井、水平 井及特殊工艺井中广泛应用。
美国、挪威、英国等国家采用地质导向钻井技术完成的井数 逐年增加，钻井周期逐步缩短，钻井成本明显下降，油田开发效 果明显提高。
斯伦贝谢水平井随钻测井地质导向技术介绍 共25页
方法2,方位成像技术
方法3：深边界探测技术
Courtesy of Statoil Veslefrikk Field
Real Time Boundary Direction
22
Real Time Distance to Boundary
目录
斯伦贝谢钻井与随钻地质导向技术简介
斯伦贝谢随钻地质导向定义 斯伦贝谢钻井与随钻地质导向技术核心 斯伦贝谢主要随钻地质导向技术及在国内气藏中应用
14 ¾” -12 ¼” Bit Sizes
10 5/8” Bit Size
9 7/8” -8 ½” Bit Sizes
6 ½” -5 3/4” Bit Sizes
Xceed
vorteX
独特的工作原理 减少与井壁接触 更高的改变井轨能 力，近钻头井斜
井下附加动力 可使用X5或Xceed 承受更大钻压，输出 更高扭矩
红色的曲预线期代反表应模拟 的预期AcA反tAucac应tltuuloaagllslloodggossnot
maddtcoohnnmooottdeled
AnmmlAnmoocogaocottsttuducdum.l实线maeoahealgall测不mmlalelmmmloseoolt.ltodgc曲吻oaodggocaosghdtssdghtdcl线合.cleos.eoehsdhlg与llegdoeedsdsd模doon..o拟t 曲
质导向 实时方向性伽马测量
sonicVISION 声波
新的高能宽带发射器: 4-25Khz
sonicVISION memory
更强的地层信号,可兼容频率用于地层耦合,
声波孔隙度
这种频宽使得斯通利波能够用于快地层（如
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?adnVISION 方位中子密 度
?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
14 ? ”- 12 ?” Bit Sizes
10 5/8” Bit Size
9 7/8”-8 ?” Bit Sizes
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
26”-17 ? ”Bit Sizes
14 ?”-12 ?” Bit Sizes
-斯伦贝谢水平井随钻测井地质导向技术介绍
2019.5
随钻测量的价值观
客户需求
日进尺
减少非生产时间 提高机械钻速
高效钻井
钻井与测量
动力和方向
油藏
优化 地质导向 最大化
油层泄油面积
目录
? 斯伦贝谢钻井与随钻地质导向技术简介
? 斯伦贝谢随钻地质导向定义 ? 斯伦贝谢钻井与随钻地质导向技术核心 ? 斯伦贝谢主要随钻地质导向技术及在国内气藏中应用
：(开发初期)通常 +/- 2 米
为什么进行实时钻井地质导向？
-储层不确定性：储层岩性、物性
白云岩
方解石
石膏
?为什么进行随钻地质导向？
?地质导向核心技术服务的组成
? 井下工具
? 钻井技术和工具 : – 可钻性和钻井方式 (常规钻进 /全程旋转钻进 )
? 随钻测井技术和工具 : – 岩性，工具测量曲线
为什么进行实时钻井地质导向？
-地质模型的主要不确定性因素
T arget 1 T arget 2
TThheeRR eeaaliltiyty: :
TThheePP lalann::
T arget 3
4 0 ft
为什么进行实时钻井地质导向？
-油藏的不确定性：油水界面
泥岩 水层
薄油层
油水界面解释的不确定性
? 美国泥岩气随钻地质导向经验简介
地质导向技术定义
? 地质导向技术在钻井工程中将随钻测井技术 ,工程应用 软件与地质导向人员紧密结合的实时互动式服务
? 它的目标是优化水平井轨迹在储层中的位置降低钻井、 地质风险提高钻井效率帮助实现 :单井产量最大化和投 资收益的最大化
为什么进行实时钻井地质导向？
杂的解释问题 ? 实时图像被传输到地面可识别构造倾角和裂缝，以更好地进行地
质导向 ? 实时方向性伽马测量
sonicVISION 声波
?新的高能宽带发射器: 4-25Khz
sonicVISION memory
?更强的地层信号,可兼容频率用于地层耦合,
声波孔隙度
?这种频宽使得斯通利波能够用于快地层（如
? 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
RSS
?随钻测井技术_Vision 系列
?arcVISION 感应电阻率
?geoVISION 侧向电阻率
Xceed
vorteX
独特的工作原理 减少与井壁接触 更高的改变井轨能 力，近钻头井斜
井下附加动力 可使用X5或Xceed 承受 12 ?” Bit Sizes
9 7/8”-8 ?” Bit Sizes
26”- 17 ?”Bit Sizes
14 ?”-12 ?” Bit Sizes
10 5/8” Bit Size
9 7/8”-8 ?” Bit Sizes
6 ? ”-5 3/4” Bit Sizes
钻井优化 – 旋转导向系统的优点
所有部件都随着钻具一起旋转
— 更好地携带岩屑，清洁井眼 — 优化时效，缩短钻井周期 — 提高井眼质量 — 减少井眼垮塌和卡钻风险 — 有助于提高测井数据质量 — 精确控制轨迹，提高钻遇率 - 造斜率控制 — 使下套管和完井作业更顺利
-钻井作业的不确定因素
测斜不确定性 +/- 10 米
设计井眼轨迹
工程靶点
地质靶点
为什么进行实时钻井地质导向？
-地质模型的主要不确定性因素
S tructural U ncertainty (TV
D)
S tructure Top
Lateral D ip U ncertainty
Top B ase
Lateral S tratigraphic U ncertainty
? 更安全、更快、更优化！ – 减少组合钻具时间
– 较少的化学放射源，高机械钻速同时得到高 数据质量
– 测量点更靠近钻头，减少口袋长度！
Porosity / NGD Spectroscopy / Sigma Resistivity
Ultra-Sonic Caliper Azimuthal Density / PEF
?斯伦贝谢地质导向的主要技术
?方法 1 – 传统（无）方向性随钻测井实时地质导向技术 ?方法 2 – 随钻成像实时地质导向技术 ?方法 3 – 储层边界探测实时地质导向技术 ?方法1-3 导向技术的主动性不断提升
? 多功能随钻测井仪：安全的结合钻井和地层评价
传感器于一体。
? 多功能随钻测井仪地层评价测量包括 – 20条电阻率，中子孔隙度，密度 ，PEF测量 – ECS 岩石岩性信息 – 多传感器井眼成像和测径器 – 地层Σ因子测量碳氢饱和度 钻井和井眼稳定性优化 – 环空压力数据优化泥浆比重 – 三轴震动数据优化机械钻速
?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
14 ? ”- 12 ?” Bit Sizes
10 5/8” Bit Size
9 7/8”-8 ?” Bit Sizes
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
26”-17 ? ”Bit Sizes
14 ?”-12 ?” Bit Sizes
-斯伦贝谢水平井随钻测井地质导向技术介绍
2019.5
随钻测量的价值观
客户需求
日进尺
减少非生产时间 提高机械钻速
高效钻井
钻井与测量
动力和方向
油藏
优化 地质导向 最大化
油层泄油面积
目录
? 斯伦贝谢钻井与随钻地质导向技术简介
? 斯伦贝谢随钻地质导向定义 ? 斯伦贝谢钻井与随钻地质导向技术核心 ? 斯伦贝谢主要随钻地质导向技术及在国内气藏中应用
：(开发初期)通常 +/- 2 米
为什么进行实时钻井地质导向？
-储层不确定性：储层岩性、物性
白云岩
方解石
石膏
?为什么进行随钻地质导向？
?地质导向核心技术服务的组成
? 井下工具
? 钻井技术和工具 : – 可钻性和钻井方式 (常规钻进 /全程旋转钻进 )
? 随钻测井技术和工具 : – 岩性，工具测量曲线
为什么进行实时钻井地质导向？
-地质模型的主要不确定性因素
T arget 1 T arget 2
TThheeRR eeaaliltiyty: :
TThheePP lalann::
T arget 3
4 0 ft
为什么进行实时钻井地质导向？
-油藏的不确定性：油水界面
泥岩 水层
薄油层
油水界面解释的不确定性
? 美国泥岩气随钻地质导向经验简介
地质导向技术定义
? 地质导向技术在钻井工程中将随钻测井技术 ,工程应用 软件与地质导向人员紧密结合的实时互动式服务
? 它的目标是优化水平井轨迹在储层中的位置降低钻井、 地质风险提高钻井效率帮助实现 :单井产量最大化和投 资收益的最大化
为什么进行实时钻井地质导向？
杂的解释问题 ? 实时图像被传输到地面可识别构造倾角和裂缝，以更好地进行地
质导向 ? 实时方向性伽马测量
sonicVISION 声波
?新的高能宽带发射器: 4-25Khz
sonicVISION memory
?更强的地层信号,可兼容频率用于地层耦合,
声波孔隙度
?这种频宽使得斯通利波能够用于快地层（如
? 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
RSS
?随钻测井技术_Vision 系列
?arcVISION 感应电阻率
?geoVISION 侧向电阻率
Xceed
vorteX
独特的工作原理 减少与井壁接触 更高的改变井轨能 力，近钻头井斜
井下附加动力 可使用X5或Xceed 承受 12 ?” Bit Sizes
9 7/8”-8 ?” Bit Sizes
26”- 17 ?”Bit Sizes
14 ?”-12 ?” Bit Sizes
10 5/8” Bit Size
9 7/8”-8 ?” Bit Sizes
6 ? ”-5 3/4” Bit Sizes
钻井优化 – 旋转导向系统的优点
所有部件都随着钻具一起旋转
— 更好地携带岩屑，清洁井眼 — 优化时效，缩短钻井周期 — 提高井眼质量 — 减少井眼垮塌和卡钻风险 — 有助于提高测井数据质量 — 精确控制轨迹，提高钻遇率 - 造斜率控制 — 使下套管和完井作业更顺利
-钻井作业的不确定因素
测斜不确定性 +/- 10 米
设计井眼轨迹
工程靶点
地质靶点
为什么进行实时钻井地质导向？
-地质模型的主要不确定性因素
S tructural U ncertainty (TV
D)
S tructure Top
Lateral D ip U ncertainty
Top B ase
Lateral S tratigraphic U ncertainty
? 更安全、更快、更优化！ – 减少组合钻具时间
– 较少的化学放射源，高机械钻速同时得到高 数据质量
– 测量点更靠近钻头，减少口袋长度！
Porosity / NGD Spectroscopy / Sigma Resistivity
Ultra-Sonic Caliper Azimuthal Density / PEF
?斯伦贝谢地质导向的主要技术
?方法 1 – 传统（无）方向性随钻测井实时地质导向技术 ?方法 2 – 随钻成像实时地质导向技术 ?方法 3 – 储层边界探测实时地质导向技术 ?方法1-3 导向技术的主动性不断提升
? 多功能随钻测井仪：安全的结合钻井和地层评价
传感器于一体。
? 多功能随钻测井仪地层评价测量包括 – 20条电阻率，中子孔隙度，密度 ，PEF测量 – ECS 岩石岩性信息 – 多传感器井眼成像和测径器 – 地层Σ因子测量碳氢饱和度 钻井和井眼稳定性优化 – 环空压力数据优化泥浆比重 – 三轴震动数据优化机械钻速