近钻头随钻电阻率测井技术的现状及发展趋势(第一部分)

近钻头随钻地质导向
LWD随钻地质导向
目 录
一、前言 二、近钻头随钻电阻率测井技术的现状
三、近钻头随钻电阻率测井新方法探讨及关键技术
四、国内对近钻头随钻电阻率测井技术的需求 五、近钻头随钻电阻率测井技术未来发展趋势 六、结束语
香港合创公司与俄罗斯战略合作
Cpuc
二、国内外近钻头随钻电阻率测井技术的现状
随钻测井与旋转导向——“地下导航”系统
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提高机械钻速
增强井眼清洁效果 增强井眼轨迹控制精度和灵活性
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减少起下钻次数
井眼规则、光滑 克服极限位移限制
随钻导向应用——该井设计目的层为1945.0～1949.3 m 井段油层，厚度4.3m。设计A、B 靶点垂深均在1945.5m，A 靶、B 靶之
近钻头随钻电阻率测井技术的现状及发展趋势
——陈国华
Cpuc
目 录
一、前言 二、近钻头随钻电阻率测井技术的现状
三、近钻头随钻电阻率测井新方法探讨及关键技术
四、国内对近钻头随钻电阻率测井技术的需求 五、近钻头随钻电阻率测井技术未来发展趋势 六、结束语
香港合创公司与俄罗斯战略合作
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1、随钻测井技术
国外技术主要特点——集测量+旋转导向为一体（也有近钻头短接）
•导向装置AutoTrak
•近钻头井斜 •1.0m (3ft) •导向头 •方位伽马及伽马成像 (5.0m 16ft) •环空压力/ECD •4.7m (16 ft)
•LWD 传感器模块
•电阻率 •6.1m (20ft) •方位/旋转方位、井斜 •7.8m (25ft)
可调弯角 0.75 8-1/2井眼 3.74.6 9-5/8井眼 3.64.5
1.0
1.25 1.5 1.75 2.0
5.06.0
6.47.3 7.58.7 9.110.0 9.110.1
5.06.0
6.37.3 7.78.7 10.511.5 10.411.4
间的水平位移为300m，要求水平段在目的层顶界以下1m按稳斜角90°钻进。LWD 带自然伽马和电阻率测井。随钻导向发现：实际
目的层深度比设计目的层深度深11.7m。
水平位移/m
设计轨迹 实钻 轨迹
预计油层进入点：斜深2080m，垂深1944.5m，井斜角85◦ 水平短设计井斜角90◦
垂深/m
油层界面垂深推后11.7m
随钻测井——
地质家——眼睛：声、电、核传感器 地质用途——找油、找气
工程用途——地下导航
随钻测井的优点——实时测量，进行地质、工程参数的测量时不影响钻井正常进行；与完钻后期的电缆测井相 比，地层暴露的时间短，测量结果受侵入影响小，实时导向，降低钻井成本。
斯伦贝谢LWD随钻测井技术
随钻电阻率测量系统 随钻中子孔隙度
SL6000-NWD近钻头仪器
项目 外径 适用井眼 耐温 耐压 连续工作时间 脉冲发生器类型 上传速率 钻头转速 马达流量 项目 方位角 井斜角 工具面角 GR 电阻率 R40 电阻率 R20 参数指标 180mm 8.5~20in 150° 120MPa >200h 正脉冲 0.5bit/s 100~200 r/min 19 ~38 L/s 测量范围 0-360° 0-180° 0-360° 0-380API 0.2~2000Ω.M 0.2~2000Ω.M 测量精度 ±1.5 ±0.2° ±2.5° ±5% ±10% ±10%
1、集螺杆马达+近钻头测量一体化——中石油、中石化
• 螺杆钻具的检修 • 实际生产应用的传统螺杆钻具
CGDS近钻头地质导向钻井系统 ຫໍສະໝຸດ Baidu技术指标
• 可测3个近钻头地质参数：钻头电阻率，方位电阻率，方位自然伽马 • 可测2个近钻头工程参数： 井斜角，重力工具面角
• 可测3个定向参数：井斜角，方位角，工具面角
实际油层进入点：斜深2172m，垂深1956.2m，井斜角84.2◦
2、近钻头随钻测井技术——测量短接0.5米～1米，测量记录点距离钻头0.25米～1米，导向灵敏度高。
3、为什么发展近钻头随钻测井技术 改善LWD的不足之处——测量参数记录点平均测量零长大于20m，离钻进地层较远，测量信息相对滞后，对薄油 层开发尤其不利，不能及时判断钻具在油层中发生的变化。
• 钻头电阻率测量范围、分辨率和探测深度：0.2~2000-m、1.8m和0.45m • 方位电阻率测量范围、分辨率和探测深度：0.2~200 -m、0.1m和0.3m
• 自然伽马测量范围、分层能力：0~250API、20cm
• 钻头电阻率、方位电阻率、方位伽马、井斜/工具面测点到钻头地面的距离分别为：0.75m、1.7m、1.88m、2.0m • 造斜能力：达到长中半径要求
二、近钻头随钻电阻率测井技术的现状
2、DQ_近钻头随钻测井——电阻率（电磁波电阻率）+伽玛+井斜
电阻率测量精度 伽玛测量精度 ±3ohm· m ±3API
井斜测量精度
±0.3° 均小于1m 8.49m -40～150℃ Ф210mm（扶正器处） 井斜0.88m、伽玛0.93m、 电阻率0.98m
测点距离 系统长度 工作温度 最大外径 DQNBMS-Ⅰ
• 信号传输深度：5000m
• 数据传输速率：5bit/s • 适用井眼尺寸：8-1/29-5/8
系统特点
(1) 钻头电阻率—测量钻头周围(包括钻头前方) 地层电阻率
(2) 方位电阻率、方位自然伽马—呈180布置，判断储层上、下边界 (3) 电阻率测量方式—适用于高阻地层 (4) 双井斜测量—计算出造斜率 (5) 马达导向和控制能力较强 (6) 马达与近钻头测量短节集成，马达寿命与测量部分不完全匹配， 维护成本高 (7) 系统庞大，结构复杂，需配置专业性较强的技术服务队伍 工具理论造斜率指标(/30m)
•双向通讯和动力模块
•BCPM
•OnTrak™
•振动与粘滑 •(7.8m 25ft)
•测径 •14.9m (49ft)
•密度 •15.6m (51ft)
•中子孔隙度 •18.0m (59ft)
动态诊断与压力 •20.1m (66ft)
•优化旋转密度仪 (ORD)
•井径校正中子仪 (CCN)
•Co-Pilot
随钻核磁共振
随钻声波 随钻地层压力 近钻头测量工具：PZIG (近钻头井斜和伽马测量)
Schlumberger的MCR仪器随钻测井
随钻测井地质导向——在钻井过程中，利用随钻测井仪器，实时测量井眼穿过地层的各种岩石物理参数，结合 井眼几何参数，识别所钻遇的地层，从而引导钻头进入油层并保持井眼轨迹在油层中穿行，保证含油砂岩钻遇率。 旋转导向地质导向系统——集钻具与测量一体化，实时采集并向地面传输地质、几何参数，为导向人员进行工 程和地质分析提供实时、可靠的依据。
二、近钻头随钻电阻率测井技术的现状
3、近钻头短节——电阻率（电磁波电阻率）+伽玛+井斜…(CHANG CHENG…）
4、近钻头短节——伽玛+井斜 （LIU HE….)
5、国外发展现状——美国 “三大”技术服务公司
近钻头测量体现了现代钻井技术与测井、地质工程技术的结合。
公司名称 Schlumberger Baker -Hughes Halliburton 地质导向系统 IDEA地质导向系统 Navigator-TM 系统 Geo-Pilot系统XXXX 特点
•声波探测仪 (SoundTrak)
PathFinder近钻头测量
geoVISION—— 侧向电阻率
Shallow 浅
Medium 中
Deep 深
五种不同探测深度的侧向电阻率测量 • 三个方位聚焦纽扣电极提供三种深度的微电阻率随钻成像 • 高分辨率聚焦环圈电阻率
• 钻头电阻率
实时方向性伽马测量
提供近钻头井斜、伽玛和电阻率三个参数，参数测点距井底距离1.5m～
2.5m。 提供井斜和伽玛两个参数，测点距井底2.5 m～3.2 m。 提供井斜和伽玛两个参数，近钻头井斜测点距井底1.35 m ，近钻头伽玛测 点距井底2.25m。
备
注
APS、威德福、其它外国小公司（应用物理…）
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6、俄罗斯近钻头测井技术
（1）近钻头短接； （2）EM-MWD信号传输
7、国内外近钻头随钻测井专利检索
（1）国内——产品专利特点
（2）国外——产品专利特点
问题驱动的创新技术研究