国外随钻测井发展历程
测井的产生及发展
油气田的钻井地质剖面和井的技术状况，寻找油气层
并监测油气层开发的一门应用技术。 可以理解为：
①测井定位：一门应用技术； ②研究手段：物理法；
③研究内容：油气田的钻井地质剖面和井的技术状况；
一、测井学和测井技术的发展
4、测井的分类——电法测井，非电法测井：
自然电位测井SP；普通电阻率测井，1927年，利用欧姆定律；侧向测井 1951年；感应测井，50年代，利用电磁感应原理；电磁波传播测井：70年 代 ，介电常数测井，水的介电常数大，油的小，可以区分油水层；电成像测 井 90年代后，非线性、高分辨率、全井周成像。
一、测井学和测井技术的发展
3、测井技术的发展
4）成像测井阶段 90年代以后出现了电成像、声成像及核磁成像等成像测井 技术，形成常规的解释＋图像显示系列。测井图像指示地层比 测井曲线更加清晰、准确、直观，实感性强。 5）随钻测井阶段： 随钻测井能在钻井的同时，提供井眼定向测量、岩石物 理测井资料及钻井信息，使用仪表化的钻铤和从井底到地面 的数据遥测系统将测量结果实时送到地面进行处理。 6）网络测井阶段： 实时测井、实时数据传递、实时解释评价，目前及未来测 井技术发展的趋势。
一、测井学和测井技术的发展
1、测井学定义
1927年Conrad Schlumberger and Henri Doll发明测井时， 法国人把它译为 Carottage electrique（electrical coring）， 其意为“电取心” ，区别于mechanical coring。也有人直译 为“在井内用测量装置记录所穿过地层的特性”，狭义上，测 井是岩心、井壁取心和岩屑分析的代用品或补充。
测 井新技术发展介绍
层、复杂岩性油气层、低孔低渗油气层、稠油层以及水淹 层剩余油饱和度等测井方面积累了丰富的经验。
• 在生产测井方面形成了具有中国特色的生产测井技术。 • 在常规测井的资料分析、解释方面，处于国际先进水平。
四、测井前沿技术
测井前沿技术研究就是测井超前技术研究，也是测井创新技术研究， 它是发展测井高科技的基础。
• 生产测井流量剖面成为整个油层评价和动态监测的一个重要方法。
三、测井技术发展现状
随钻测量及其地层评价的进展
• 随钻测井(LWD)是随大斜度井、水平井以及海上钻井而发展起来的，
在短短的十几年时间里，已成为日趋成熟的技术了。如今随钻测井已 经拥有了裸眼井电缆测井所拥有的各种测井方法。
• 随钻测量(LWD)的进展体现在：仪器尺寸更小；扩大了温度范围；出
注：测井装备主要分成像测井系统、引进数控测井系统、国产数控测井
系统三个层次。
三、测井技术发展现状
套管井测井技术现状
• 目前，套管和油管内所使用的测井方法主要有：
微差井温、噪声测井、放射性示踪，连续转子流量计、集流式和水平 转子流量计，流体识别、流体采样，井径测量、电磁测井、声测井径和 套管电位，井眼声波电视、套管接箍、井下光电成像测井、脉冲回声水
地 面 装 备 电缆 遥测
井 下 仪 器
地层微电阻率扫描 FMI 偶极横波声波 DSI 超声波成像 USI 阵列感应 AIT 地震成像仪 CSI 核孔隙度岩性仪 NPLT 模块式地层动态测时仪 MDT 方位电阻率成像 ARI 以及CSU系列下井仪
微电阻率成像 EMI 阵列声波 LFD 六臂倾角 SEDT 高分辨率感应 HRI 声波扫描 CAST 自能伽马 NGRT 选择式地层测试器 SFT 使用PIO接口面板，支持其 它非DITS传输仪器
随钻测量与控制技术—概述
DRI
国外发展历程与现状
DRI
1. 发展历程回顾 /随钻测井LWD
Schlumberger、Halliburton和Baker-Hughes三大石 油服务公司掌握先进的LWD随钻测井技术，拥有完 备的LWD系列装备
他们经历了几十年的发展和积累，是主要技术和专 利的拥有者，是主要装备的生产者，是服务的主要 提供者，是市场的主要占有者
地面可调弯角
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国外发展历程与现状
1. 发展历程回顾 /导向钻井技术
DRI
滑动导向
旋转导向
摩阻大 低钻速 低钻压
转盘旋转钻进过 程中随钻完成导 向功能
摩阻小 钻速高 实效高 井眼清洁
20世纪90年代国际上开始了旋转导向钻井 轨迹光滑
系统的研究。
延伸能力强
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国外发展历程与现状
DRI
1. 发展历程回顾 /导向钻井技术
DRI
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国外发展历程与现状
1. 发展历程回顾 /随钻测量MWD
DRI
智能钻柱系统
无线电磁波随钻测量(EM-MWD)
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声波随钻测量系统
国外发展历程与现状
1. 发展历程回顾 /工程参数测量
地面仪表 间接测量
钻压 压力 流量
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MWD
参数随钻 直接测量
压力 扭矩 温度 振动 转速
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国外发展历程与现状
DRI
2. 国外发展现状 /随钻测量MWD /Halliburton
ABI Sensor－近钻头井斜传感器
PWD－随钻压力测量系统
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国外发展历程与现状
DRI
2. 国外发展现状 /随钻测量MWD /BakerHugues
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。
随钻测井技术定向井和水平井简介
一 随钻测井技术介绍
定向井、水平井的基本概念
第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井 是指定向井与失控井具有一定距离，在设计上和实际钻进让救援井 和失控井井眼相交，然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。
目前最深的定向井由BP勘探公司钻成，井深达10，654米； 水平位移最大的定向井是BP勘探公司于己于1997年在英国北海 的Rytch Farm 油田钻成的M11井，水平位移高达1，0114米。 垂深水平位移比最高的是Statoil 公司钻成的的33/9—C2达到了 1:3.14； 丛式井口数最多，海上平台：96口；人工岛：170口；
一 随钻测井技术介绍
定向井、水平井的基本概念
我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始 起步，首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2-— 15井和磨三井，其中磨三井总井深1685米，垂直井深350米，水平位 移444.2米，最大井斜92°，水平段长160米；70年代扩大实验，推广 定向井钻井技术；80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从 定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。
一 随钻测井技术介绍
定向井、水平井的基本概念
1863年，瑞士工程师首先提出钻水平井的建议； 1870年，俄国工程师在勃良斯克市钻成井斜角达60°的井；
瑞典和美国研制出测量井眼空间位置的仪器， 1888年俄国也设计出了测斜仪器； 1929年，美国国加利福尼亚州钻成了几米长的水平分支井筒； 30年代，美国开始用挠性钻具组合在垂直井内钻曲率半径小的水平井分支井眼； 1954年苏联钻成第一口水平位移； 1964年—1965年我国钻成两口水平井，磨—3井、巴—24井； 自来80年代以来，随着先进的测量仪器、长寿命马达和新型PDC钻头等技术的 发展，水平井钻井大规模高速度的发展起来。
国外随钻测井技术的最新进展及发展趋势
Ｒ ｅ ｅ ｔＡｄｖ ｎｃ ｓ ｉ ｒ ｉ ｎ Ｌｏ ｇ ｎｇ Ｗ ｈｉｅＤｒ ｌｉ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ｃ ｎ ａ ｅ ｎ Ｆｏ ｅｇ ｇ ｉ ｌ ｉｌｎｇ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ
随钻测井技术的发展探究
随钻测井技术的发展探究作者：席海安来源：《中国科技博览》2017年第32期[摘要]随钻测井是在钻开地层的同时实时测量地层信息的一种测井技术，自1989年成功投入商业应用以来得到了快速的发展，目前己具备了与电缆测井对应的所有技术，包括比较完善的电、声、核测井系列以及随钻核磁共振测井、随钻地层压力测量和随钻地震等技术，随钻测井己成为油田工程技术服务的主体技术之一。
基于此，本文对随钻测井技术未来的发展进行了简单的探究。
[关键词]随钻测井；发展；现状中图分类号：TH232 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）32-0000-01引言国内测井界曾多次组织专家对测井核心技术和装备进行筛选和评估，认为无论从技术对生产活动的影响、对核心竞争力的影响，还是从市场占有率和技术发展前景上看，随钻测井技术和装备都是“21世纪初中国油气关键技术”之一。
这一论述代表了国内测井决策、管理、业务、研发等各方面专家观点。
因此，随钻测井代表当今测井技术发展的方向，发展随钻测井技术和装备已经成为我国测井行业的共识。
1 随钻测井相关技术的现状随钻测井设备作为一种前沿的技术，受市场和需要的多重影响。
近年来，随钻测井的相关技术发展方向受到两方面主要因索的影响：一是技术因索的影响，按照随钻技术发展的内在逻辑，更多适应技术需求的设备不断上升，和技术相辅相成，成为随钻测井技术的发展原动力；二是受市场因素影响，根据市场的需求，相关设备也随之不断发展。
国内测井技术多年以来，基本上本着国外发展什么，国内就引进什么技术的模式，不能真正实现技术的吸收、消化和创新，就会导致技术不断处于落后的状态，总是学习状态，不能实现技术的超越。
迄今为止，可进行随钻测井的项目有比较完整的随钻电、声、核测井系列，随钻井径、随钻地层压力、随钻核磁共振测井以及随钻地震等等。
有些LWD探头的测量质量已经达到同类电缆测井仪器的水平。
国际三大石油技术服务公司紧盯测井领域的随钻测井这一发展方向研制随钻测井仪器，目前已经研发出能够提供中子孔隙度、岩性密度、多个探测深度的电阻率、伽马，以及钻井方位、井斜和工具面等参数的系统，基本能满足地层评价、地质导向和钻井工程应用的需要。
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。
随钻测井
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
水平井井身剖面设计是水平井施工的重要环节，剖 面优化能有效地降低钻进过程中的摩阻扭矩、降低施工 难度。从曲率半径分: 常规水平井首选类型
优点：水平井总进尺及定向 控制段比长曲率半径少、施
深侧向(Ωm)
200 180
声波时差(μs/ft)
40
自然伽马(API)
10 160 0.2
深侧向(Ωm)
200 180
声波时差(μs/ft)
40
深 度 (m)
自然电位(mv)
50 100 0.2
浅侧向(Ωm)
200 86
补偿中子(%)
-14
井径(cm)
18 43 0.2
1980 1990 2000 2010 2020 2030
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、 两个接收线圈； ★8个探测深度、32个测量数值 ★2MHz高垂直分辩率，区分薄层和 油水界面 ★400MHz横向探测范围大（原状地 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°／100ft
随钻测井
随钻测井
近钻头地质导向： XX井实钻轨迹图
高油藏钻遇率 增加有效泄油面积，提 高单井产量 井眼轨迹位于油藏最佳位置 井身位于油藏物性较好 的部位 井眼保持在油水界面安 全距离之上
随钻测井
近钻头地质导向：
保持井眼轨动态监 测都会造成不 利影响。
设计
150
TZ40-H7 Horizontal Section Pre-Job Model - GR Formation Property
国内外随钻测量技术现状分析
技术应用与研究随着定向井、水平井施工任务的不断增加，随钻测量技术也在不断的发展，其已成为钻井施工过程中不可缺少的部分。
随钻测量技术最初起源于国外，在上世纪70年代斯伦贝谢研发出第一套随钻测量工具，在当时的技术水平下，该工具仅能够测量井斜角、方位角、工具面角。
但是随着定向井技术的不断发展和油田勘探开发难度的不断增加，也促使随钻测量工具的不断发展，其在数据传输速率、稳定性、抗高温高压等方面都有了很大进步。
随着水平井部署的增多，随钻测量工具也逐渐向随钻测井方向发展，现已能够实现常规电缆测井的项目，也即随钻测井技术（Logging While Drilling）。
随钻测量技术主要包括地面系统和井下系统两部分，其中地面系统主要包括数据的采集、数据的解码、数据的显示等部分。
井下系统主要包括数据的测量、数据的编码、数据的发送等部分。
其中井下所有功能的实现都离不开供电系统，目前的供电主要有电池供电和涡轮发电两种方式。
电池供电可以不间断为仪器提供电源，但是也限制了其使用时间的长度。
而涡轮供电需要在开泵的情况下，依靠泥浆的冲击实现涡轮的旋转实现供电，在涡轮不受到损坏的情况下能够长时间提供电源。
井下数据的测量主要依靠测量探管来提供控制井眼轨迹所需的参数，如井斜角、方位角等，但是目前随钻随钻测量技术的不断发展，MWD工具也与具有其他功能的测量短节组合，对地层参数进行检测，如伽马、电阻率、钻压、扭矩、环空密度等。
目前的数据传输方式主要分为无线传输和有线传输，其中有线传输主要是指光纤、智能钻杆等，而无线传输主要有钻井液、电磁波、声波等方式。
一、国内随钻测量技术现状国内的随钻测量技术起步很晚，所以技术水平相对于其他发达国家还很落后。
但是随着国家对石油资源的不断重视，各石油企业高校也在不断的增大科研力量，随钻测量技术也有了很大发展，并取得了不错的成绩，在部分领域缩短了与国际间的差距。
北京海蓝科技公司自主研发了一系列泥浆脉冲随钻测量系统（YST），该系统以电池供电，具有结构简单，较强的抗冲击能力，成本低，并且具有可打捞等特点。
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]。
国外随钻测井发展历程
国外随钻测井发展历程提高服务质量，降低服务成本是工程技术服务努力追求的目标，就此而言, 随钻测井相对于电缆测井具有多方面的优势。
随钻测井资料是在泥浆滤液侵入地层之前或侵入很浅时测得的，更真实地反映原状地层的地质特征，可提高地层评价精度。
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时间,从钻井-测井一体化服务的整体上节省成本。
在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大以致不能进行作业时，随钻测井是唯一可用的测井技术。
因此,随钻测井既提高了地层评价测井数据的质量，又减少了钻井在用时间，降低成本。
在过去的近20年里, 随钻测井技术快速发展, 目前已具备对应电缆测井的所有技术，包括比较完善的电、声、核测井系列，以与随钻核磁、随钻压力等等。
同时, 全球随钻测井业务不断增长, 已成为油田工程技术服务的主体技术之一，其业务收入和工作量大幅增加。
可以预期, 随着石油勘探开发向复杂储集层纵深发展, 随钻测井技术将更趋完善, 电缆测井市场份额将更多地被随钻测井所取代。
一、随钻测井发展历程随钻测井技术的发展可追溯到1930年前后，当时电缆测井技术开始出现和发展。
20世纪30年代早期，Dallas地球物理公司的用一段长4-5英尺的绝缘线将钻头与钻柱绝缘，在每根钻杆内嵌入绝缘棒，用一根导线在绝缘棒中间穿过，通向地面，通过这根导线传输信号。
用这种方法得到了令人鼓舞的结果，测量到连续的电阻率曲线。
1938年采集到第一条LWD电阻率曲线[1]，这是用电连接方式传输数据的第一条LWD曲线（图1）。
20世纪40年代和50年代仅有的几个专利文献表明，许多发明家和研究组织继续致力于实时的、可靠的随钻测量系统的研究，遗憾的是，LWD数据传输技术的发展非常缓慢，技术上很难突破。
在测井技术发展开始的50年时间里，在石油工业界许多人的眼里，LWD是难以实现的理想化技术。
在20世纪60年代以前，LWD 的发展几乎停滞不前，少有的几件值得一提的事件是[2,3,4,5]，30年代美国注册第一个MWD专利，等人研制了随钻电阻率测井系统；50年代，发明的泥浆遥测系统首次在技术上获得成功；60年代，在SNEA和RAYMOEND工程公司的共同努力与美国能源署的资助下，TELEO公司于1978年首次推出了具有商业用途的LWD仪器。
国内外随钻测量技术简介及发展前景展望
点 介 绍 了 国 内随 钻 技 术 的 引进 及 应用 情况 和 技 术及 装 备 研 发 简 况 。 并 以 大 量 统 计 分 析 资 料 和 实 例 阐 述 了 该 技 术 的应 用 效 果 。基 于 对 随钻 测 量 技 术发 展前 景 的 展 望 ， 为 随 钻 测 量 技 术 的 应 用 将 会 日益 广 泛 ， 井 行 业 应 及 早 涉 认 录 足 随 钻 测 量 技 术 的研 发 和 服 务 ， 划 我 国 的随 钻 测 量 技 术 发 展 战 略 是 当务 之 急 ， 议 组 建 专 业 化 随 钻 测 量 技 术 服 谋 建
刘 树 坤 ， 勤 学 ， 占 良 ， 天 清．国 内外 随钻 测 量 技 术 简 介 及 发 展 前 景展 望．录 井 工 程 ，０ ８ １ （ ） ３ ～ ３ ，１ 汪 梁 何 ２ ０ ，９ ４ ：２ ７ ４
摘
要 从 信 息 交 流 的角 度 出发 ， 析 了随 钻 测 量 技 术 的 特 点 和 优 势 ， 分 综述 了国 内外 随 钻 测 量 技 术 的 发 展 概 况 ， 重
易发 生复 杂情 况地 层 ； 如果 在 电缆 测井 作 业 前 报 废 井 眼的话 ， 至少 还有 一些 地层 数据 可 以利用 ； 随钻 电 阻率 数据 可 以发现 薄 的油 气 层存 在 ； 在钻 进 时 利 用
实 现地 面无法 实现 的数 据测 量 。其 主要 特 点有 ：
①借 助 于 ＭＷＤ （ 头 力 学 和钻 井 动 态测 量 ） 钻 ， 地 面上很 难测 量 的工 程 参 数 在 井 下 可 以 准确 获 得 。
务 公 司 ， 过试 点 积 累 经 验 。 通
关 键 词 随钻 测 量 （ ＭＷＤ Ｌ Ｄ 水 平 井 技 术 研 发 应 用 发 展 前 景 录 井行 业 ／Ｗ ）
cpl随钻测井介绍
3、采用通用总线结构，易于扩展升级 4、在钻铤中居中放置，能够探测周围地层的射线 仪器主要技术指标： 最大工作温度：155℃ 最大工作压力：140MPa 冲击：4900 m/s2，1ms 半正弦波形 振动：196m/s2，扫频范围 5～200Hz 测量范围：0～500API 测量误差：±3% 灵敏度： 2.1 API/CPS
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仪器图片：
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LWD仪器系列： FELWD地层评价随钻测井系统 技术名称： FELWD地层评价随钻测井系统 仪器功能介绍： FELWD地层评价随钻测井系统由SDAS地 面数据采集处理系统和井下仪器组成，其中井下仪器包 括DSTL定向遥测随钻测井仪、CNP可控源中子孔隙度 随钻测井仪、WPR电磁波电阻率随钻测井仪、GIR方位 伽马感应电阻率随钻测井仪等。该系统既能准确地提供 井斜、方位等钻井工程参数，又能提供岩性、饱和度、 孔隙度等地层参数，形成了国内首套完整的地层评价随 钻测井系统。 一、地面系统
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仪器系列
MWD仪器系列： 一、无线随钻测量仪 技术名称：CGMWD-1型无线随钻测量仪 仪器功能介绍：CGMWD-1型无线随钻测量仪是随钻测井 中心为CGDS-1型地质导向系统配套生产的MWD随钻测 量仪器，除进行地质导向钻井服务外，还可挂接其他测井 仪器短节，或单独用于MWD随钻测量。CGMWD-1型无 线随钻测量仪不仅测量精度高，而且硬件、软件具有拓展 性；安装使用方便、工作性能稳定、耗电低、可靠性高。 仪器组成：地面仪器 井下仪器 仪器主要特点：
4
井下仪器： 下井仪器总长：6400 mm 下井仪器直径：48 mm 泥浆脉冲发生器外径：126 mm 贮存温度：-40℃～＋70℃ 最大工作温度：155℃ 最大工作压力：140 MPa 冲击：4900m/s² 1ms 半正弦波形 振动：196m/ s² 扫频范围5～200Hz 泥浆含砂量：＜1% 排量范围： 15～47 L/s（6.75in脉冲器） 井斜角测量范围：0～180°
随钻声波测井技术发展历程与研究现状
44随钻声波测井技术发展历程与研究现状古锐瑶 防灾科技学院【摘 要】随钻声波测井作为一门大斜度井或水平井中评价储层物性与裂缝发育程度的技术，能够有效的对碳酸盐岩储层物性与裂缝发育程度进行评价，从而提高优势储层的钻遇率，从而保证油气田高产稳产。
因此，研究随钻声波测井技术的发展历程与现状为油气田的勘探开发提供了有力的技术指导。
【关键词】随钻声波测井；裂缝发育；勘探开发一、引言声波测井作为评价储层物性的一门技术，能够有效识别孔隙与裂缝发育的优势储层。
对于直井而言，采用电缆声波测井便可满足储层物性评价，而对于大斜度井或水平井，电缆声波测井已不能满足施工要求，急需采用随钻声波测井技术对储层物性和裂缝发育程度进行评价。
因此，本文针对随钻测井技术的发展历程与研究现状进行了详细的研究。
二、国外随钻声波测井仪器研究现状为了评价大斜度井或水平井下地层的物性特征，需要获取地层的纵波时差，进而发展了随钻单极声波测井技术，其原理是通过体声源膨胀压缩激发纵波信号，沿井在地层中传播后被接收器阵列接收，再根据时间-慢度相关法处理得到地层的纵波时差。
基于此，斯伦贝谢公司首先研制出了单发单收的ISONIC随钻单极声波测井仪器，并后续改进推出了单发四收的Sonic Vision随钻声波测井仪器；另外，哈里伯顿公司研制了补偿长源距CLSS随钻单极声波测井仪器，以及威德福公司研制了Shock Wave随钻单极声波测井仪器。
目前，随钻单极声波测井技术已经发展很成熟，并且广泛应用于大斜度井或水平井中来获取地层的纵波时差，进而获取地层的孔隙度参数。
为了进一步评价地层岩石物理参数，除获取地层纵波信息外，还需要获取地层横波信息。
对于快速地层而言，随钻单极声波测井既可以获取地层的纵波时差，也可以得到地层的横波时差。
但对于慢速地层而言，利用随钻单极声波测井无法获取地层的横波信息，为了解决这一难题，随钻偶极声波测井技术应用而生。
偶极声源作为正负相反的换能器偏振声源，既可以通过改变电路的连接方式进行传统的单极声波测井，也可以进行偶极切向偏振获取地层的横波信息。
论国内外钻井技术以及发展趋势
论国内外钻井技术以及发展趋势摘要：随着科学技术的发展，网络化、信息化的普及，中国的钻井技术也在不断的发展着。
虽然五十年代后我国钻井技术已经有了显著的提高，但是与西方发达国家相比仍然处在较低水平。
如何提高钻进技术，改变钻井技术的现状，满足现代化钻井技术的需求，已经成为石油钻井领域值得思考的问题。
钻井技术从上世纪末至今已经历了经验钻井、科学化钻井、自动化智能钻井3个发展阶段。
美国、西欧等西方发达国家一直处于钻井技术的前沿，完成了大批超深井、高难度定向井、水平井、径向井、分枝井。
关键词：钻井国外发展一、中国石油钻井技术概况五十年代的时候，我国就发展了喷射式钻井技术、丛式井钻井技术及高效钻头技术、井控技术、保护油气层技术等先进技术。
然而这些只是些单一的技术。
二十世纪八十年代到至今一直采用的都是科学的钻井技术。
随着科学技术的发展，及网路化、智能化的发展，为这一时期的钻井技术带来了新的动力不仅发展了井下信息实施检测技术，实现了钻井过程中的地址参数、钻井参数和井参数的实时测量、分析和控制，也开发了惊吓导向和闭环钻井系统，业发展了有利于新发现新油气层和提高油田采收率新钻井技术和方法，如欠平衡压力钻井、水平井钻井等。
虽然我国在钻井技术上取得了一些成就，但是随着我国钻井地域及井深的不断变化，现有的钻井技术出现了一些难度，特别是在深口井钻井技术上。
这一钻井技术是在五十年代才逐渐成型的，与发达国家相比还是有一定的差距的。
这种钻井技术是代表着一个国家钻井技术水平，是钻井技术的标志。
这种钻井技术是极为复杂的，其适用性及配套方面的问题，影响着可持续发展，同时其也是制约着我国钻井技术发展的限制性条件。
国外比较成熟的钻井技术二、国外石油钻井技术1、大位移井钻井技术大位移井（Extended Reach Drilling，简称ERD）是指水平位移深度（HD）与垂直深度（TVD）之比大于2.0以上的定向井或水平井；当比值大于3时，则称为特大位移井。
国外水平井新技术
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闭环钻井钻具组合示意图 1-导向翼；2-近钻头倾角、启动模块；3-转换器、脉冲发生器，油泵；4-转 换器和下行模块；5-内存模块；6-振动模块；7-电池模块；8-主模块/定向模 块；9-非旋转导向模块；10-脉冲发生器/转换器短节；11-稳定器；12-多传 播电阻率/伽马测井短节；13-非磁钻杆
中国石油大港油田集团有限公司
CNPC DAGANG PETROLEUM
国外 水平 井钻 井完 井技 术新进展
徐 学 军
中国石油大港油田集团有限公司
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1、随钻测量/随钻测井（MWD/LWD）新技术
20世纪70年代出现的随钻测量仪，能够实时测量井斜、方位、井下扭矩和钻压， 随着80年代以来水平井和大位移井的兴起，MWD/LWD技术也取得了很大进展，随 钻测量由最初的随钻定向测量发展到现在的随钻测井。出现了随钻电测井、随钻 声测井以及随钻核磁共振测井等。 随钻测量/随钻测井(MWD/LWD)技术发展迅速，已研制了适用于各种井眼尺寸 的MWD/LWD工具。其测量参数已逐步增加到近20种钻井和地层参数，目前， 传感器离钻头尚有1～2米的距离。新的仪器化钻头。
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6、可调导向马达
Inclination control in rotary mode
Less time spent in oriented mode Enables extremely long horizontal / tangent sections, longer bit runs Fewer trips for BHA changes
随钻声波测井技术综述
随钻声波测井技术综述随钻测井的研究从20世纪30年代开始研究，在1978年研究出第一套具有商业价值的随钻测井仪器。
在那以后，随钻测井在国外取得迅速发展并获得广泛应用，我国对随钻测井的重视达到了前所未有的程度。
随钻声波测井也是如此。
1发展随钻测井的意义和随钻声波测井发展现状随钻测井（LWD）是近年来迅速崛起的先进技术。
它集钻井技术，测井技术和油藏描述等技术于一体，在钻井的同时完成测井作业，减少了钻机占用井场的时间，从钻井测井一体化中节省成本[1]。
跟常规电缆测井相比，除了节省成本外，随钻测井有如下优势：（1）从测量信息上讲，随钻测井是在泥浆尚未侵入或者侵入不深时测量地层信息，泥饼和冲洗带尚未形成，所测得到的曲线更加准确，更能反映原始地层的真实信息，如声波时差等。
（2）从对钻井的指导作用来讲,随钻测井可以提前检测到超压地层，以指导钻井泥浆的配制，提高钻井安全系数。
它也可以根据测井信息，分析出有利的含油气方向，确定钻井方向，增强地质导向功能。
（3）从适应环境上讲，在大斜度井，水平井或特殊地质环境（如膨胀粘土和高压地层），电缆测井困难或者风险大以致不能进行作业时，随钻测井可以取而代之。
目前在海上，几乎所有钻井活动都采用随钻技术[2]。
正因为这些优点，作为随钻测井的重要组成部分的随钻声波测井近年来也获得了巨大的发展。
总体而言，国外无论在随钻声波测井的基础理论研究方面还是在仪器研发方面都比较成熟，而国内近年来也对随钻声波测井的相关难题进行了大量的工作。
具体而言，从上世纪90年代起，贝克休斯、哈里伯顿、斯伦贝谢三大公司就率先开始了随钻声波测井的研究，并逐渐占领随钻测井的国际市场份额。
APX随钻声波测井仪,CLSS随钻声波测井仪,sonicVISION随钻声波测井仪的相继出现，更加巩固了他们的垄断地位。
在国内，鞠晓东，闫向宏[等人在随钻测井数据降噪[3]，存储[4]，压缩[5],传输特性[6]和电源设计[7]等方面做出了大量的工作。
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国外随钻测井发展历程提高服务质量，降低服务成本是工程技术服务努力追求的目标，就此而言, 随钻测井相对于电缆测井具有多方面的优势。
随钻测井资料是在泥浆滤液侵入地层之前或侵入很浅时测得的，更真实地反映原状地层的地质特征，可提高地层评价精度。
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时间,从钻井-测井一体化服务的整体上节省成本。
在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大以致不能进行作业时，随钻测井是唯一可用的测井技术。
因此,随钻测井既提高了地层评价测井数据的质量，又减少了钻井在用时间，降低成本。
在过去的近20年里, 随钻测井技术快速发展, 目前已具备对应电缆测井的所有技术，包括比较完善的电、声、核测井系列，以及随钻核磁、随钻压力等等。
同时, 全球随钻测井业务不断增长, 已成为油田工程技术服务的主体技术之一，其业务收入和工作量大幅增加。
可以预期, 随着石油勘探开发向复杂储集层纵深发展, 随钻测井技术将更趋完善, 电缆测井市场份额将更多地被随钻测井所取代。
一、随钻测井发展历程随钻测井技术的发展可追溯到1930年前后，当时电缆测井技术开始出现和发展。
20世纪30年代早期，Dallas地球物理公司的J.C.Karaher用一段长4-5英尺的绝缘线将钻头与钻柱绝缘，在每根钻杆内嵌入绝缘棒，用一根导线在绝缘棒中间穿过，通向地面，通过这根导线传输信号。
用这种方法得到了令人鼓舞的结果，测量到连续的电阻率曲线。
1938年采集到第一条LWD电阻率曲线[1]，这是用电连接方式传输数据的第一条LWD曲线（图1）。
20世纪40年代和50年代仅有的几个专利文献表明，许多发明家和研究组织继续致力于实时的、可靠的随钻测量系统的研究，遗憾的是，LWD数据传输技术的发展非常缓慢，技术上很难突破。
在测井技术发展开始的50年时间里，在石油工业界许多人的眼里，LWD是难以实现的理想化技术。
在20世纪60年代以前，LWD 的发展几乎停滞不前，少有的几件值得一提的事件是[2,3,4,5]，30年代美国注册第一个MWD专利， J.C.Karcher等人研制了随钻电阻率测井系统；50年代，J.J.Arpj发明的泥浆遥测系统首次在技术上获得成功；60年代，在SNEA和RAYMOEND工程公司的共同努力及美国能源署的资助下，TELEO公司于1978年首次推出了具有商业用途的LWD仪器。
这标志着LWD技术已经可行，是LWD技术开始加速发展的里程碑。
80年代初期，吉尔哈特公司的LWD服务居领先水平，已在全世界测井几千口。
当时的LWD测量只能测电阻率和伽马射线，主要用于地层相关对比。
80年代初期，工业界对LWD在准确性、可靠性和稳定性方面初步建立了标准，并不断进行改进。
与此同时，先进的地层评价和井控技术也逐渐成熟。
图1、右图为第一条随钻测井曲线，左边为对应层段电缆测井曲线钻井工业的需要推动了随钻测井技术快速发展，反之，随钻测井技术的发展保证了复杂钻井获得成功。
1980年代中期，大科度井、水平井和小直径多分枝井钻井已成为油气开发的一种常规方法，在这样的井中，常规电缆测井仪器很难下到目标地层，通常借助于挠性管传送和钻杆传送，这些作业方法费用高，操作困难。
过去20多年里，在油公司的需要下和钻井技术发展的推动下，各种随钻测井仪器相继研制成功（表7），LWD井下探头组合的内容不断丰富，能进行电、声、核随钻测井的探头逐步增多，方向测量探头得到发展，综合利用LWD探头和方向探头测量信息的地质导向技术开始发展。
现代随钻测井技术大致可分为三代，如表8。
80年代后期以前属于第一代，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。
90年代初至90年代中期属于第二代，方位测量、井眼成像、自动导向马达及正演模拟软件相继推出，通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，发现目标位置。
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。
从1990年代中期到目前属于第三代，称为钻井测井（Logging for Drilling），提供界定地质环境、钻井过程、采集实时信息时所要求的数据。
表8 斯仑贝谢公司现代随钻测井（LWD）和随钻测量（MWD）技术发展阶段随钻测井技术发展中，公司的并购活动很活跃，并购是技术服务公司发展随钻测井技术和扩展随钻测井业务的重要战略之一。
目前既进行随钻测井技术研发，也提供随钻测井服务的公司主要有斯仑贝谢、贝克休斯INTEQ、哈里伯顿Sperry-Sun、Pathfinder、威得福等公司[2]（图2）。
图2 MWD/LWD公司的演化二、随钻测井技术现状随钻测井是测井、钻井、机械、电子等专业知识和技术的综合应用。
经过几十年的发展，尤其是近20年的快速发展，常规随钻测井地层评价技术已经较为成熟，并广泛用于油田现场服务。
斯仑贝谢、贝克休斯、哈里伯顿、威得福等大的油田技术服务公司都已开发出成套随钻测井装备，Geolink、GE能源等公司开发了随钻测量和随钻电阻率测井仪器。
迄今为止，随钻测井能提供地层评价需要的所有测量，如比较完整的随钻电、声、核测井系列，随钻地层压力、随钻核磁共振测井以及随钻地震等等。
有些LWD探头的测量质量已经达到或超过同类电缆测井仪器的水平。
随钻测井数据传输技术。
多年来，数据传输是制约随钻测井技术发展的“瓶颈”。
泥浆脉冲遥测是当前随钻测量和随钻测井系统普遍使用的一种数据传输方式。
泥浆脉冲遥测技术数据传输速率较低，为4～10bps，远低于电缆测井的传输速率，这种方法不适合欠平衡水平井钻井。
电磁波传输数据的方法也用于现场测井，但仅能在较浅的井使用才有效。
哈里伯顿公司的电磁波传输使用的频率为10Hz，在无中继器的情况下传输距离约10000英尺。
此外，声波传输和光纤传输方法还处于研究和实验阶段。
随钻电阻率测井。
与电缆测井技术一样，随钻电阻率测井技术也分为两类：侧向类和感应类。
侧向类适合于在导电泥浆、高阻地层和高阻侵入的环境使用，目前的侧向类随钻电阻率测井仪器能商业化的只有斯仑贝谢公司的钻头电阻率仪RAB及新一代仪器GVR。
GVR使用56个方位数据点进行成像,图像分辨率比RAB有较大提高。
感应类在导电性地层测量效果好，适合于导电或非导电泥浆。
新型随钻电磁波电阻率的仪器结构相似，使用多个发射器和多个接收器，测量两个接收器之间的相移和衰减；工作频率相近，只能使用有限的几种频率,才能消除钻铤等背景影响而测量到地层信号，如低频20kHz、250kHz、400kHz、500kHz，高频一般都使用2MHz。
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，斯仑贝谢公司的SonicVision使用单极子声源，哈里伯顿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（见第五节）。
随钻核测井。
随钻中子测井仪器使用5.0Ci-10Ci的AmBe源或脉冲中子发生器,探测器使用He-3闪烁计数器或Li-6玻璃闪烁体，通过远/近探测器计数率比值计算孔隙度。
随钻密度仪器使用1.5Ci-2Ci的Cs-137源，探测器使用NaI晶体，大部分仪器使用脊肋图计算地层密度和Pe值。
目前的随钻核测井一般具有方向性，如方位伽马、方位密度等。
由于数据是在仪器旋转的过程中采集的，方位的加入，使得这些测量可用成像图的形式显示出来，形象直观。
可进行成像测井的有伽马、密度、中子和PEF等测量。
例如斯仑贝谢公司的随钻中子仪adnVision使用GVR的遥测技术,仅在编码算法上作了较小修改,尽管只使用16个方位数据点进行成像,分辨率有所下降,仍可用于地质导向和构造分析。
随钻地震。
目前仅斯仑贝谢公司提供随钻地震服务，其SeismicVISION系统在钻井的过程中提供时间、深度、速度信息，帮助优化钻井决策、减少成本、降低事故风险。
该系统独特的“前视”能力提供钻头前面8000ft之内地层的信息，数据的质量足以对钻头前面和侧面的地层进行成像。
系统的应用包括：预测孔隙压力、预测目的层或灾害层深度、帮助选择最佳的下套管和取心深度、优化泥浆比重、识别盐层、使井眼轨迹保持最佳。
随钻测井资料应用。
随钻测井资料主要用于优化钻井作业和地层评价。
在钻井过程中，随钻测井数据可以用于：早期探测高压层，将井眼精确地导向目标地层，确定压力梯度及流体界面，实时调整泥浆比重以便有效地增加机械钻速，优化下套管位置，更加安全地钻入高压层段。
随钻测井资料的应用，使得钻井作业更加快速、安全和有效，减少了钻井时间和成本。
随钻测井是在钻井泥浆未侵入或侵入地层浅的情况下进行的，测量资料更接近原始地层。
用这些资料进行油水层划分和地层评价，精度高，效果好。
在深井、大斜度井、钻机日费用高、钻速高（松软地层）的情況下，使用LWD的地层评价总成本低于使用电缆测井的地层评价总成本。
三、随钻测井业务现状据统计，每口井获得LWD四组合测井资料所需费用约为电缆测井的2倍。
但国外油公司在海上作业时一般选用随钻测井，主要原因是LWD能节省钻机占用时间，减少因卡钻导致的井下工具丢失的风险，有利于实时决策。
在许多地区，尤其是在钻井成本适中、井眼斜度低、井况好的情况下，电缆测井仍然是要优先考虑的。
从服务公司的角度看，服务公司在LWD方面投入的资金比电缆测井高3～5倍，根据不同的设计井眼尺寸要准备相应规格的随钻测井仪器，但是，油公司的需要仍然是随钻测井业务蓬勃发展的主要动力。
在国际测井市场，随钻测井正取代电缆测井，成为测井服务市场的主体技术。
在探井测井中，除了测常规的随钻三组合或四组合项目外，还要根据需要加测随钻核磁、成像、压力测试等项目，摸清地层岩石物理性质。
在开发井随钻测井中，根据用户的需要，一般使用两种组合测井：MWD＋伽马＋电阻率，探测油气层和提供地质导向服务，结合邻近地层孔隙度资料还可用于地层评价； MWD＋伽马＋电阻率＋密度＋中子（有时还测声波），提供地质导向和基本地层评价服务。
目前国际市场上能提供MWD/LWD服务的公司有十多家，如斯仑贝谢、哈里伯顿Sperry-Sun、贝克休斯Inteq、威得福、PathFinder、DrilTech、MWDServicesInc.、TargetMWDInc.、UnidrillEnergyCo.Ltd.,( Geolink仪器租赁公司.)、RyanEnergyTechnologies等公司，大部分的公司总部在美国休斯敦。