随钻地层压力测量装置测量控制系统的设计
第五节 随钻测量系统
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。
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
－10 －
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
随钻地层压力测试地面模拟实验设计
万方数据万方数据万方数据万方数据随钻地层压力测试地面模拟实验设计作者：韩雄， 夏宏泉， 陈平， 郑华林作者单位：西南石油大学石油工程测井实验室刊名：国外测井技术英文刊名：WORLD WELL LOGGING TECHNOLOGY年，卷(期)：2010(6)参考文献(5条)1.Kun Huang,Formation-Rate-Analysis Technique:Combined Drawdown and Buildup Analysis for Wireline Formation Test Data SPE dune 19992.刘建辉、胡涛,应用FRA技术提高地层测试和取样的效率[J],国外测井技术,2005,20(3):403.K.Huang,A.Samaha and E.Kasap,Dimensionless Parameters for Interpretation of WFT Data:Simulations and Experiments,SPWLA June 19964.A.Samaha,k.Huang,Near weUbore Permeability and Damage Measurements:Experiment and Numerical Simulation for Interpretation of WFT Data,SPE,February 19965.Jaedong Lee,and John Michaels,SPE,Baker Atlas,Enhanced Wireline Formation Testsin Low-Permeability Formations:Quality ControlThrough Formation Rate Analysis,SPE,2000本文链接：/Periodical_gwcjjs201006003.aspx。
随钻地层压力测量装置测量控制系统的设计
随钻地层压力测量装置测量控制系统的设计叶万聪;胡泽;张淳【摘要】为了解决地层压力随钻测量中存在的困难,针对地层压力测量装置的工作特点和测试环境,设计了一种基于随钻地层压力测试装置的测量控制系统.系统采用井下涡轮发电机与高温锂电池双电源供电,实现了井下环空压力、管柱压力数据的采集以及井下电磁阀的精确控制和地层压力的预测.随钻过程中可接收到井口下传指令,同时测量数据可实时上传地面.试验测试结果表明,该系统用于测试地层压力是可行的,系统具有设计合理、体积小、功耗低、可靠性高的优点.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2013(034)005【总页数】4页(P20-22,25)【关键词】地层压力;随钻测量;测量控制系统;传感器;电磁阀【作者】叶万聪;胡泽;张淳【作者单位】西南石油大学电气信息学院,四川成都 610500;西南石油大学电气信息学院,四川成都 610500;中国石油集团工程设计有限责任公司新疆石油勘察设计研究院,新疆克拉玛依 834000【正文语种】中文【中图分类】TH7630 引言地层压力测量的常用测试方法有电缆地层测试(FMT/RFT/WFT)或钻杆地层测试(DST)，此类测试方法存在耗时久、工具下入困难、作业费用较高等缺点［1－2］。
随着钻地层压力测试工具的不断出现，使得钻井工艺和钻、完井作业得到优化［3］。
目前，国内有关这方面的研究还处于探索阶段。
因此，研发随钻地层压力测试工具具有深远的意义［4－5］。
本文详细地阐述了基于双AVR的随钻地层压力测量装置测量控制系统。
该系统能在井下高温和强干扰的环境下实现环空压力和地层压力数据的采集、分析、传输和存储，同时精确控制井下电磁阀，确保随钻地层压力测量装置的顺利工作。
同时，设计制作了相应的测量控制系统，并成功运用在地层压力测试模拟试验中。
1 系统设计1.1 设计技术指标系统设计技术指标为:最大耐压70 MPa、最高工作温度125℃、短节上安装有1个温度传感器和2个地层压力传感器用于测量环空压力和管柱压力、压力传感器分辨率为±0.1 MPa、温度传感器测量分辨率为±0.05 K、地层压力测试时间≤5 min、连续无故障工作时间不小于240 h，期间测量次数不少于30次。
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。
PES地层压力随钻检测评价系统及应用
公 司制作 ， 用 方 便 、 活 ， 时 结 合 Ｄａａｏ 使 灵 同 ｔｌｇ技 术 公 司的专业 技术 之 长 ， 充分 体 现 了专业 软 件 的技术
优 势 ， 化 了 该 系 统 的 现 场适 用 性 与 实 用 性 。 该 系 强
统检测 评价 流程 见 图 １ 。
ｌ 系统 组 成
・
６ ・
２ １ 新 井 参 数 初 始 化 ．
Ｗ Ｉ Ｍ Ｉ ＡＳ ＴＳ 、 ＣⅡ 、 ＡＳ Ｅ Ｃ Ｉ 等 不 同格 式 数 据 。 Ｉ 、 Ｘ Ｅ 由于测量精 度不 同 ， 据 源存储 间隔可能存 在差异 ， 数
Ｐ Ｓ系 统 可 以 处 理 单 一 区 域 内 或 多 区 域 内 多 Ｅ 口井 数 据 ， 行 地 层 压 力 分 析 。 各 种 地 层 压 力 分 析 进
件 中一 套 灵 活 、 用 的 系 统 压 力 评 价 软 件 。 实 该 系 统 可 分 为 ３个 主 要 部 分 ： 是 所 钻 井 信 息 一 收集 ， 括 地 层 压 力 数 据 的 导 入 、 层 压 力 参 数 输 入 包 地
图 ｌ Ｐ ＥＳ地 层 压 力 随钻 检 测 评 价 流 程
数 据 进 行 地 层 压 力 评 阶 的 方 法 和 具 肄 的 实 施 条 件 。 通 过 实 倒 分 析 ， 证 了 现 场 录 井 应 用 该 系 统 可 进 行 准 确 的 地 层 验
压 力分 析 评价 ． 现 了该 系统 简 单 、 体 实用 的特 点 ， 全适 合 作 为现 场 录 蚌进 行 压 力分 析 评 价 的 一种 有 效 工具 。 完 关键词 Ｐ 地 层压 ＥＳ 检 测评 价 系统 计 算 公 式 ｒ指 数 正 常压 实 趋势 线 买 例分 析
摘 要 地 层压 力 检测 分析 是 综 合录 井 服 务 的 一项 重 要 工 作 ． 然 育 很 多 的 地 层 压 力 分析 方 法 和 理 论 论 述 ， 在 虽 但
钻井工程中随钻地层压力监测技术的应用
钻井工程中随钻地层压力监测技术的应用摘要：随着渤海油田勘探向古近系和古潜山探井数量越来越多，油气藏埋藏越来越深。
通过已钻井证实，渤海油田古近系存在地层超压井超过三分之一。
通过对已钻地层超压井统计，多口井由于预测地层压力与实钻地层压力存在偏差，导致井漏、井涌等工程复杂情况发生，从而导致钻井工期延长，油层污染，甚至单井报废等严重后果，不仅影响勘探进程，而且造成了极大的经济损失。
前人利用两级串联筛选超压分类方法，将渤海油田古近系超压分为单纯欠压实型、欠压实主导型、生烃主导型和流体传导型４类，并分析了古近系超压分布特征，指导区域地层压力预测工作。
但是随着勘探的深入，发现钻前地层压力的预测基于地震和邻井录测井资料，受资料的精度等多因素影响，单凭经验或已钻井资料预测地层超压的精度和准确度不够，无法为现场钻井作业提供精准指导。
因此，地层压力的随钻监测对钻井过程指导意义重大。
关键词：钻井工程；随钻地层；压力监测技术引言地层压力确定关系到油气钻探过程中钻井液密度的选择及井身结构设计，在实践中，因地层压力预测不准确而引发井下事故，因井身结构及钻进设备不适应地层高压而影响工程作业的情形时有发生。
川西地区深层油井平均井深较大，井眼地质情况复杂，异常高压，且地层裂隙多，断裂发育，易发生破碎坍塌，井喷、井涌、卡钻等井下事故出现频繁。
为此，必须采取恰当的技术加强随钻地层压力监测，为预测异常地层压力及加强钻井液密度设计提供科学指导。
1地层压力钻井钻至储集层后，砂岩骨架局部被破坏，可能产生裂缝，使储集层抗剪强度降低，更容易出砂。
而储气库需在短时间内大排量高速开采，地层压力下降导致岩石所承载的应力增大，超过岩石抗拉强度时，岩石骨架会被破坏而引起出砂，导致水平井调峰能力降低。
2地层异常压力成因及分布规律通过对邻区１５口邻井的钻前地震层速度、随钻压力、钻后声波时差等资料进行分析，结合泥岩声波速度与密度交会图板法，得到了该区域的地层超压成因和纵向分布规律。
随钻地层测试技术的分析与思考
随钻地层测试技术的分析与思考邸德家;陶果;孙华峰;岳文正【摘要】综述随钻地层测试技术的发展动态.以随钻地层测试仪器(Geo-Tap)为例分析随钻地层测试的技术特点、工作原理、仪器参数和在油气田工程中的应用前景.介绍目前我国随钻地层测试技术的现状、发展该技术的主要攻关方向和应该注意的问题.双封隔器模式结构具有流体取样和流体实时分析功能,是随钻地层测试仪器主要的发展方向.在我国随钻测量技术和电缆地层测试技术的基础上,应积极借鉴国外的先进技术,多单位联合攻关,大力开展基础工作,研发具有自主知识产权的随钻地层测试仪器.%Simply summarized is the advancement of formation testing while drilling (FTWD) technology. Taking the Geo-Tap tool as a prototype model, analyzed are the principle, technical features, operating principle and tool parameters as well as its future applications in oilfield exploration and development In addition, introduced is current status of FTWD technology and discussed is the primary difficulties and highlights to develop the technology in China. In China, measurement while drilling (MWD) and wireline formation testing (WFT) tool's performance and reliability fall behind western, companies tool's. Double-packer mode structure with fluid sampling and real-time analysis function is the main development direction of FTWD tool, which is suitable for China's oil and gas layer characters with low porosity and permeability. By improving MWD and WFT technology, we should combine all the research and development departments in China to work together closely to learn andanalyze the western latest technology, and develop FTWD tool with independent intellectual property.【期刊名称】《测井技术》【年(卷),期】2012(036)003【总页数】6页(P294-299)【关键词】随钻测井;随钻地层测试;地层压力;流体界面【作者】邸德家;陶果;孙华峰;岳文正【作者单位】中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学CNPC测井重点实验室,北京102249;中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学CNPC测井重点实验室,北京102249;中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学CNPC测井重点实验室,北京102249;中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学CNPC测井重点实验室,北京102249【正文语种】中文【中图分类】TE927.6随钻地层测试器的前身是钻杆地层测试器（DST）。
随钻测控技术现状及发展趋势
◄测井录井►doi:10.11911/syztjs.2024017引用格式：王延文，叶海超. 随钻测控技术现状及发展趋势[J]. 石油钻探技术，2024, 52（1）：122-129.WANG Yanwen, YE Haichao. Current status and development trend of measurement & control while drilling technology [J]. Petroleum Drilling Techniques ，2024, 52(1)：122-129.随钻测控技术现状及发展趋势王延文1， 叶海超2（1. 中石化石油工程技术服务股份有限公司, 北京 100020；2. 中石化石油工程技术研究院有限公司, 北京 102206）摘 要: 随钻测控技术是随钻测量、随钻测井和随钻控制的统称，是当今石油工程高端技术的代表，也是自动化智能化钻井的核心。
随钻测控技术的发展为油气勘探开发提供了重要利器，大幅提高了作业效率，降低了作业成本和油气综合开发成本。
全面梳理了斯伦贝谢、贝克休斯和哈里伯顿等国际大型油服公司随钻测控技术的发展现状，分析了油气勘探开发对随钻测控技术的需求，厘清了随钻测控技术的发展方向，提出了中国随钻测控技术的发展建议，凝炼了随钻测控技术的发展重点，以期推进我国随钻测控技术的快速发展，提升随钻测控技术水平。
关键词: 油气；随钻测量；随钻测井；随钻测控；旋转导向；发展趋势中图分类号: TE927 文献标志码: A 文章编号: 1001–0890（2024）01–0122–08Current Status and Development Trend of Measurement & Controlwhile Drilling TechnologyWANG Yanwen 1, YE Haichao2(1. Sinopec Oilfield Service Corporation, Beijing, 100020, China ; 2. Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering Co ., Ltd .,Beijing , 102206, China )Abstract: Measurement & control while drilling technology is a broad term for measurement while drilling,logging while drilling, and control while drilling. It represents high-end technologies in petroleum engineering and forms the core of automated and intelligent drilling. The evolution of measurement & control while drilling technology has provided an important tool for oil & gas exploration and development, significantly enhancing operational efficiency and reducing operational cost and comprehensive oil & gas costs. This paper offers a comprehensive review of the research progress in measurement & control while drilling technology within major international oil service companies such as Schlumberger, Baker Hughes, and Halliburton. It analyzes the demand for measurement & control while drilling technology in oil & gas exploration and development. Furthermore, the development direction of measurement & control while drilling technology was clarified, and suggestions on the development of measurement &control while drilling technology in China were put forward. Finally, the development focus of measurement & control while drilling technology was summarized, so as to promote the rapid development of measurement & control while drilling technology in China and elevate the overall standard of measurement & control while drilling technology.Key words: oil & gas; measurement while drilling; logging while drilling; measurement & control while drilling; rotary steering; development trend随钻测控技术是利用测量、传输、控制等手段引导钻头沿着目标轨道钻进的综合技术，是石油工程高端技术的代表，被称为“钻井（石油工程）技术皇冠上的明珠”，其发展推动了定向钻井从几何导向到地质导向、智能导向的跨越，大幅度提高了钻井效率，降低了钻井和油气开发综合成本，为油气高效勘探和经济开发提供了重要利器。
随钻地层压力检测
随钻地层压力检测随钻地层压力检测是钻井中非常重要的一项技术，它通过对钻井过程中地层压力的实时监测，可以帮助钻井工程师做出正确的钻井决策，降低钻井事故发生率，提高钻井效率和钻井质量。
本文将对随钻地层压力检测的原理、方法和应用进行详细介绍。
一、随钻地层压力检测的原理随钻地层压力检测的原理与杨氏模量定律有关。
杨氏模量是固体材料的一种弹性模量，在应力作用下，杨氏模量越小，则固体的周围表面变形越大。
在钻井过程中，地层中的岩石是固体材料，当钻头在岩石上钻进去时，会产生应力作用，使得周围的岩石受到压缩，形成应力。
如果地层中的岩石属于非均质性地层，那么不同深度、不同类型的岩石受到的应力也会不同，因此在进行钻井时，如果能够实时监测到地层中不同深度的压力值，就可以更加精确地判断地层类型和性质，从而做出正确的钻井决策。
二、随钻地层压力检测的方法随钻地层压力检测的方法主要有两种：一种是通过钻井液循环监测地层压力，另一种是通过安装随钻地层压力感应器实时监测地层压力。
1、通过钻井液循环监测地层压力在钻井过程中，钻井液不仅能起到润滑和冷却的作用，还可以通过变化的压力来反映地层的压力情况。
在液循环系统中，钻井液的流动速度和压力大小是可以通过仪器进行实时监测的。
当钻头钻进地层时，压力的变化就能够反映出地层中的压力情况。
通过对液压系统中高低压差的监测，可以得到地层压力值的近似估算。
2、通过安装随钻地层压力感应器实时监测地层压力随钻地层压力感应器一般是安装在钻杆上，可以实时测量地层压力，输出地层压力数据，包括静态压力和动态压力。
静态压力是指钻头不受力时钻柱内的压力，用来确定地层结构和压力的水平梯度；动态压力则是指钻头在不同深度下钻进岩石时所受到的压力，用来判断岩石类型和性质。
通过随钻地层压力感应器的安装，可以对地层压力进行高精度、实时的监测和分析，为钻井工程师提供重要的决策依据。
三、随钻地层压力检测的应用随钻地层压力检测可以应用于多个方面，比如确定井筒下端孔段位置、预测地层高压区、识别地层异常、评价井壁稳定性、判断地质条件和可钻性等。
IFPT随钻地层压力测试器
u◆ IFPT随钻地层压力测试器IFPT随钻地层压力测试器可挂接DRILOG系统，提供实时的地层压力和流度数据。
随钻地层压力测试是随钻测井最重要的测试方法之一，能够在刚打开地层时获取地层压力，其特点是利用钻井过程中短暂中断测量地层压力，测试时间短，能够解决大斜度井、水平井、大位移井测试时，电缆仪器下入困难的问题。
与传统技术相比，随钻地层测试测量的压力数据能更好地反映地层的真实压力情况，可优化钻井工艺、提高钻井效率。
其主要用途包括实时调整环空压力、及时调整泥浆密度、优化完井方案、提高固井质量、计算地质储量、判断流体分界面、优化井身结构和井位选择。
l● 作业要求定点测试，测压作业前应做钻具摩阻测试；斜井作业时探针需调整至高边位置，测压作业期间钻具完全静止，泥浆泵保持循环状态，实时上传仪器状态；作业结束后上传测试结果，上传结束方可活动钻具。
l● 安全、高效、智能的结构设计IFPT拥有专利技术的坐封推靠探针机构，可实现智能控制推靠力量，以适应不同硬度地层的坐封要求，同时延长探针使用寿命；采用蓄能器自动回收技术和探针结构弱点设计，双重手段降低异常状态下探针无法收回导致钻具卡钻风险。
l● 地层物性自适应的测试制度对于物性已知的储层，设计有常规测压模式，可根据地层渗透性设置作业制度；对于物性未知储层，设计有智能测压模式，在正式测压之前先进行一次预测试，根据预测试结果估算地层流度，从而确定正式测压的工作制度。
l● 高精度测试过程控制采用温度平衡过程短，压力响应速度快的高精度石英压力传感器测量地层压力；预测试系统采用精密伺服电机及高精度丝杠传动机构，可精确控制抽吸体积和抽吸速度。
（抽吸量控制精度0.1cc，抽吸速度控制精度0.1cc/s)。
l● 实时获取地层压力与流度可实时估算测压点流度值，并在测试结束后第一时间上传测点地层压力、温度、流度等信息，为油藏分析、优化钻井工艺、提高钻井效率提供数据支持。
l● 系统应用n⏹ 定向钻井n⏹ 钻井参数优化n⏹ 实时地层评价n⏹ 地质导向l● 仪器参数n⏹ 适用井径：8.5～10.5 ″n⏹ 仪器总长：29.5 f tn⏹ 仪器总重：2082 l bn⏹ 仪器耐温：150 ℃n⏹ 仪器耐压：20000 p sin⏹ 预测室体积：30 c cn⏹ 预测速率：0.1～2 c c/Sn⏹ 地层压力测量范围：0 ～ 16000 p sin⏹ 地层压力测量精度：±0.02% F Sn⏹ 补偿温度计精度：0.5 ℃n⏹ 电池容量：24 A hn⏹ 测压次数：80 次l● 工程参数n⏹ 钻铤外径：7 ″n⏹ 最大外径：8.15 ″n⏹ 内部流道最小内径：1.89 ″n⏹ 仪器连接扣型： 上部：5-‐1/2″API FH. B ox 下部：5 1/2″ API FH.Pin n⏹ 旋转时仪器最大曲率：8 °/100 f tn⏹ 滑动时仪器最大曲率：16 °/100 f tn⏹ 轴向最大钻压：570,000 l bfn⏹ 最小屈服力矩：52,000 f t.lbfn⏹ 最大操作力矩：22,000 f t.lbfn⏹ 最大操作拉力载荷：130,000 l bfn⏹ 最大振动载荷：330,000 l bfn⏹ 横向机械冲击：500 g rmsn⏹ 轴向机械冲击：20 g@5Hz～1 k Hzn⏹ 最大工作排量：650 g pm实测曲线。
综合录井仪随钻中对地层压力监测技术
综合录井仪随钻中对地层压力监测技术作者：姬生震来源：《中国科技博览》2014年第03期摘要：地层压力检测及预报技术，是一项直接关系到钻井工程安全和油气层保护的重要技术。
综合录井仪压力软件包利用随钻录井参数进行地层压力的计算，可及时准确的提供地层压力、地层破裂压力的变化趋势，推断出压力过渡带及下部的异常压力，随钻指导钻井及时调整泥浆密度，保证安全施工，保护油气层。
关键词：地层压力监测 dc指数泥岩密度异常高压中图分类号：P5361引言地层压力特别是油气层压力是评价油气层能量大小的重要参数，油气井钻探过程中，分析研究地层压力，可以正确指导泥浆比重，保证安全快速地钻进，保护油气层，这些关系到钻井的成功率和油气田的勘探。
2综合录井仪监测地层压力的方法异常地层压力的形成的多种原因，如压实效应、成岩作用、密度差的作用、构造应力及构造活动、异常地温梯度、油气的生成，地层的异常压力的形成往往是几个因素综合作用的结果。
在引起地层异常压力的诸多因素中，压实作用是引起超压异常最根本、最主要的原因。
综合录井仪对异常地层压力的监测和预测主要是随钻对欠压实超压粘土岩层和异常压力上覆过渡带地层的监测。
综合录井仪随钻监测和预报异常压力是比较有效的方法，它主要是通过计算dc指数，结合测量泥（页）岩密度两种方法。
同时参考钻井液出口温度、出口电导率等参数变化，发现监测地层压力异常层。
欠压实是使粘土岩层具有高孔隙度和低岩石密度的特征。
钻遇这种岩层时，综合录井仪测量参数表现为钻时变快，dc指数减小并向左偏离正常趋势线，泥（页）岩密度呈明显降低趋势。
在异常压力过渡带的表现特征与欠压实粘土岩层有相同的特点，另外出口温度、电导率等参数也都有比较规律的异常变化。
利用综合录井仪对地层监测受钻头类型因素比较明显，使用PDC钻头，监测可靠性较差，使用三牙轮钻头，能比较准确监测地层压力。
3综合录井仪随钻监测地层压力的应用胜利油田近些年在新疆进行勘探，其中董1井钻遇高压地层，现以董1井为例进行说明。
随钻地层压力测量装置数字样机建立与模拟
韩 雄 吕 吉 强。 杨 龙 。 贾 彬 。 夏 宏 泉 ， ， ， ，
（ ． 南 石 油大 学 油 气 藏地 质 及 开 发 工 程 国 家 重 点 实 验 室 ， 都 ６ ０ ０ ； １西 成 １ ５０ ２ 中原 油 田分 公 司 ， 南 濮 阳 ４ ７ ０ ；． 疆 油 田分 公 司 ， 疆 克 拉 玛 依 ８ ４ ０ ） ． 河 ５ ００ ３新 新 ３ ０ ０
ｆ ｗｓｔ ｓｉｇ Ｔｈ Ｗ Ｄ ｉｉ ｌｐ ｏ ｏ ｙ ｅ ｐ ｏ ｉｅ ｎ ａ ｖ ｎ ｅｉ ｓ ｅ ｔ ｎ ａ ｄ ｉｔｒ ｃｉｅ ａ ｊ ｓ— ｌ ｅ ｔｎ ． ｅＦＰ ａ ｄｇ ｔ ｒ ｔ ｔ ｐ ｒ ｖｄ ｓａ ｄ ａ ｃ ｎ ｐ ｃ ｉ ｎ ｎ ｅａ ｔ ｄ ｔ ａ ｏ ｖ ｕ
问题 。
关 键 词 ： 钻 测 量 ； 层 压 力 ； 字 样 机 ； ｏｉＷ ｏ ｋ 软 件 随 地 数 Ｓｌ ｄ ｒｓ
中 图分 类 号 ： ＴＥ９ ７ ６ ７ ２ ． ０ 文 献标 识码 ： Ａ
Ｅｓ ａ ｌｓ ｍ ｅ ｎ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｆ ｒ ｔ ｉ ｉａ ｏ ｏ ｙ ｅ ｏ ｔ ｂ ｉｈ ｎｔａ ｄ Ｓ ｍ ｌ ｔｏ ｏ ｈｅ Ｄ ｇ ｔ ｌＰｒ ｔ ｔ ｐ ｆ
摘要 ： 随钻 地层 压 力测量 （ Ｐ Ｆ ｗＤ） 术 可为 高效安 全 钻 井提 供 有 力保 障 。 由于钻 井过 程 中存在 高 技 温、 高压 和 大载荷 等极 端情 况 ， 因此 其关键技 术是设 计 性 能 可靠 的 随钻 地层 压 力测 量装 置 ， 保证 测 试过 程 的稳 定性 与测试 数 据 可 靠性 。ｇ 用 Ｓ ｌ Ｗ ｏｋ 软 件 构 建 Ｆ ＷＤ装 置 的数 字 样 机 ， 虚拟 － ， ｌ ｏｉ ｄ ｒｓ Ｐ 在
随钻测量系统(MWD)
（6）对电缆测井不太适合的大斜度井进行 测井； （7）电阻率测井可发现薄气层；
(8)在钻进时评估地层压力。
3、实时检测钻头钻压、转数或扭矩。 （3）钻井参数测量 在某些情况下，不能认为地面指重表是 可信的 (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%)， 井底与地面测量的这一差值可能给出井眼 问题的指示 。
接收 短节
接收线圈 上稳定器 旁通阀
马达
万向轴
(磁方式短 近钻头电阻率 侧向电阻 近钻头电阻 传感器短 伽玛/井斜传 传信号发 传感器/电方式 率传感器 电位测 率 传 感 器 下稳定器 节总成 感器位置 射天线) 短传发射线圈 电扣电极 接收线圈 量电极 下接收线圈 可调弯壳体 (215.9) 钻头
二、WMD的用途
MWD用途主要有三种：
1、定向测量 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)如果在电缆测井作业前报废井眼的话，至 少还有一些数据可用。
MWD （Measurement-While-Drilling ）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。信息的 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）;
(3)钻井参数 (井底钻压，扭矩，每分钟转数)。
1651500
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387
1653860
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1783000
基于钻井机械比能的地层压力监测方法在探井工程的应用
程需求。
下至深度258m，Φ339.70mm技术套管下至涠一段
力等压效力点等来效不点断2来 修不基正断于趋修机势正械线趋比基势能值线的，基从地值而层，提压从高力而对监提异测高常方对压法异力常层压位力的层预位顶底测的部部精预深深准度度测度31精18。37准95mm度封，。隔Φ2薄44弱.4断8m层m。技术套管下至涠三段
勘探开发
4） :
= lg
3.282 NT
lg 0.068 4
. ... ... ...............（（22））
数法的参考补充，进一步提高随钻压力监测精确 度和可靠性。
3 工程应用实例
消除钻井过平衡影响式后中：，获N为得钻正井常转地速层，机r/m械in；比T能为正钻常井趋时间势，线。通过对W比Z-实X钻-1井是一口设计深度4230m高温预探
性，通常随钻压力监测采用dc指数法计算地层压 压力系数约 1.25~1.3，预计井底温度170℃，存在
的地层压力当量力钻后井，液会密结合度随（钻公电式阻4率）、：声波时差计算结果进 异常压力、高温。
行参考印证，
在风险井段施=
以工达作−到业1综中0ℎ∆合，趋通...势常....判设....断计...和常.（风规4）险 钻预具
比 井
能工在这程缺个的=少多实llgg随维 时116020=钻R参指6N 测数导llgg 井来以116020R6数计及.N...据算风....的地险....情层预........况压警........，力。......考，业（....虑可内1..）..引以 使..（入增用1机强机）钻械械
该井Φ215.90mm井段主要重难点有：①压力 预测偏差；②井壁稳定，地层坍塌压力高；③地 层漏失风险高。
上地层，即深度3157~3782m区间，压力系数1.101.25，比重1.55SG，过平衡钻进机械比能数据作为 基准建立正常地层机械趋势线，见图1。
随钻地层压力监测系统及其应用
地下 孔 隙 间流 体 压力 与 液体 静 水 压力 差 就被 看 作 是 异 常 地 层 压 力 。 常 压 力 的 存 在 ， 别 是 高 压 的 异 特
存 在 ， 得 勘 探 和 钻 井 的 时 间 、 本 和 风 险 会 急 剧 增 使 成
对 于 综合 录 井 仪 器 而 言 ， 要 随 钻 监 测 钻 井工 主
生 。
关键 词 ： 钻 ； 层压 力 ； 随 地 Ｄｘｃ 指 数 ； ｉｍ ａ指 数 ； 层 压 力 程 序 ； 测 Ｓｇ 地 监
中图 分 类号 ： ＴＥ２ １ ７
文 献 标识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ６ ７ ８ （ ０ ０ １ 一 Ｏ ２ 一 Ｏ １ ０－ ９１ ２ １ ）５ ０７ ３
２ １ 年第 １ 期 ００ ５
内蒙 古 石 油化 工
２ ７
随 钻 地 层 压 力 监 测 系 统 及 其 应 用
包富 鹏 ， 高瑞 香 ， 三 国 李
（ 原 油 田地 质 录 井 处 ） 中
摘 要 ： 钻 井 过 程 中 ， 常 以 钻 井 液 的 静 液 压 力 来 平 衡 孔 隙 流 体 压 力 ， 要 保 持 静 液 压 力 稍 大 于 在 通 并 孔 隙流 体 压 力 ， 样 才能正 常 平衡 钻 进 ， 不至 于 两种 压 力压 差 过 大 ， 生 井喷 或 井 漏 的钻 井事 故 。 过 这 而 发 通
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叶 聪
稠 ． 洚
浮
６ １ ０ ５ ０ ０ ；
（ 西 南石油 大学 电气信息 学院 ， 四川 成都
中国石 油集 团工程 设计 有限 责任公 司新疆 石油勘 察设计研 究院 ， 新 疆 克拉 玛依
８ ３ ４ ０ ０ ０ ）
摘
要 ：为 了解决 地层压 力随钻测 量 中存在 的困难 ， 针对地 层压 力测 量装 置 的工作 特 点 和测试 环 境 ， 设 计 了一 种 基 于随 钻地 层 压力
ｃ ｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｍ ａ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｉｎ ｒ ｇ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ， ｔ ｈ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｆ ｏ ｍａ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｗｈ ｉ ｌ ｅ ｄ ｉｌ ｒ ｌ ｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ． Ｂｏ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｄ ｏ ｗｎ ｈ ｏ ｌ ｅ ｔ ｕ ｒ ｂ ｉ ｎ ｅ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ — ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｌ ｉ ｔ ｈｉ ｕｍ ｂ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｙ ａ ｒ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｄ ｕ ａ ｌ ｌ ｙ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｄ ａ ｔ ａ ａ ｃ ｑ ｕ ｉ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｄ ｏ ｗｎ ｈ ｏ ｌ ｅ ａ ｎ ｎ ｕ ｌ ｕ ｓ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｌ ｕ ｍｎ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕｒ ｅ，ａ ｓ ｗｅ ｌ ｌ ａ ｓ ｔ ｈｅ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｏｌ ｒ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｄ ｏ ｗｎ ｈ ｏ ｌ ｅ ｓ ｏ ｌ ｅ ｎ ｏ ｉ ｄ ｖ ａ ｌ ｖ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｆ ｏ ｍａ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｅ ｄ． Ｔｈ ｅ ｃ ｏ ｍｍａ ｎ ｄｓ ｄｏ ｗｎ ｌ ｏ ａ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｗｅ Ｈ ｈ ｅ ａ ｄ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｒ ｅ ｃ ｅ ｉ ｖ ｅ ｄ ｗｈ ｉ ｌ ｅ ｄ ｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎｇ；ｍｅ ａ ｎ ｗｈ ｉ ｌ ｅ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｄ ａ ｔ ａ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｕ ｐ ｌ ｏ ａ ｄｅ ｄ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｇ ｏｕ ｒ ｎ ｄ．Ｅｘ ｐ ｅ ｉｍｅ ｒ ｎ ｔ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｉ ｔ ｉ ｓ ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｔ ｏ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｍａ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｐ ｏ ｓ ｓ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｒ ｉ ｔ ｓ ｏ ｆ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｂ ｌ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ， ｓ ｍａ ｌ ｌ ｓ ｉ ｚ ｅ ｓ ，ｌ ｏ ｗ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｈ ｉ ｇ ｈ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂｉ ｌ ｉ ｔ ｙ．
关键 词 ：地层 压力 随钻 测量 中 图分类号 ：Ｔ Ｈ ７ ６ ３ 测量 控制 系统 传 感器 电磁 阀 文 献标志 码 ：Ａ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｏ ｖ ｅ ｒ ｃ ｏ ｍｅ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｉｃ ｆ ｕ ｌ ｔ ｉ ｅ ｓ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｗ ｈ ｉ ｌ ｅ ｄ ｉ ｒ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ（ ＭＷＤ） ，ａ ｉ ｍｉ ｎ ｇ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ
测试装 置的测 量控 制系统 。系统 采用井 下涡轮 发 电机与高 温锂 电池双 电源供 电 ， 实现 了井 下 环空 压力 、 管 柱 压力 数 据 的采集 以及井 下电磁 阀 的精 确控 制和地 层压 力的预 测 。随钻 过程 中可接 收到井 口下传 指令 ， 同时 测量 数 据可 实 时上 传地 面 。试验 测 试结 果 表 明 ， 该系统 用于测 试地 层压力 是可 行的 ， 系统具有 设计 合理 、 体 积小 、 功耗低 、 可靠 性高 的优点 。
随钻地层压力测量装置测量控制 系统的设计
叶万聪 ， 等
随 钻地 层 压 力 测 量装 置 测 量 控 制 系统 的设计
Ｄｅ ｓ ｉ ｇｎ ｏ ｔ ｈ ｅ Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ Ｃｏｎ ｔ ｒ ｏｌ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｆ ｏ ｒ Ｍ Ｗ Ｄ ｏ ｆ Ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ