贝克休斯随钻测井工具
贝克休斯VisiTrak随钻测井实现精准中靶
［ ２ ］ 高波 ，王 勇 ， 李 冰 ，等．渤西 油 田污水 回注储层损 害评 价研 究及化学保护措施 ［ Ｊ ］ ．海洋石油 ，２ ０ １ ０ ，３ ０（ １ ） ： ７ ６ — ８ ０ ． ［ ３ ］ 徐勇 ，王卫 忠 ，高锋 博 ，等．油 田注水 阻垢剂研 究进展 ［ Ｊ ］ ．
广 州化 工 ，２ ０ １ ４ ，４ ２（ １ ８） ： ４ ３ — ４ ４ ．
成为 目前世 界 上最 大 的炼 油 综 合厂 。 目前 ，该 炼 油厂 的建设 时 间 表还 未 公 开 。该 项 目的设 计 、土 地 收购
和建设工作可能需要花费 ６ ～ １ ０ 年。
摘编 自 《 中国化工报 》２ ０ １ ６ 年 ２月 ３日
哈拉施特拉邦建设一家产能 ６ ０ ０ ０ ×１ ０ ｔ ／ ａ（ 约合 １ ２ ０ ×１ ０ ｂ ｂ ｌ ／ ｄ ）的炼油厂。 据悉 ， 该项 目 将分两期建设 ， 一期将投资 １ 万亿卢 比 （ 约合 １ ４ ７ 亿美元 ） 建设 ８ ０ Ｘ １ ０ ｂ ｂ ｌ ／ ｄ 炼油能力 。 该炼油厂将生产汽油 、柴油 、液化石油气 、航空燃油 以及供应马哈拉施特拉邦石化厂原料 。信诚工业公 司在古吉拉特邦附近的贾姆讷格尔拥有两家一体化炼油厂 ，总计加工能力 １ ２ ４ ×１ ０ ｂ ｂ ｌ ／ ｄ ，这也使该工厂
第３ ６卷油 田耐温抗盐型阻垢剂性能研 究
的性 能进行 了评 价 。
化 度 盐 水 溶 液 中 ，改 性 多胺 缩 聚 物 阻垢 剂 单 体 和 有 机 磷 酸盐 类 阻垢 剂 按 ｌ： １比例 复 配 时 防垢 效 果 最 好 ，能够 满足 目标 油 田长期 注水作 业 的要求 。
参考文献 ：
［ １ ］ 李海波 ，张舰 ．油 田防垢技术及其应用进展 ［ Ｊ ］ ．化学工业与 工程技术 ，２ ０ １ ２ ，３ ３（ ４） ： ４ ０ — ４ ３ ．
Baker Hughes无线随钻多路电阻率测井仪
!国外石油机械#Baker Hughes 无线随钻多路电阻率测井仪于 江 李瑞营 杨海波(大庆石油管理局钻井工程技术研究院) 摘要 介绍了Baker Hughes 公司无线随钻多路电阻率测井仪的系统组成、主要技术参数和工作原理。
该仪器依靠钻井液脉冲传输信号,信号传输速度快,便于定向控制,同时实时传输地层参数数据进行实时测井,具有操作方便、测量准确、应用范围广泛等特点。
在50余口水平井的应用表明,该仪器减少了由于钻井液污染地层而造成的测井误差,从而降低成本,节约作业时间,具有广阔的应用前景。
关键词 无线随钻测井仪 多路电阻率 应用引 言大庆石油管理局钻井工程技术研究院于2001年初从美国贝克休斯公司(Baker Hughes )引进一套无线随钻多路电阻率测井仪,经过3年多的应用,在国内外及大庆油田内部共完成50余口水平井的随钻测量。
该仪器具有操作方便、测量准确、应用范围广泛等特点,它不仅可以完成水平井的定向测量,还可以进行随钻地质参数测量(伽玛及电阻率);依靠钻井液脉冲传输信号,传输速度快(11s ),便于定向控制,同时实时传输地层参数数据进行实时测井,从而实现随钻测井。
系统组成及技术参数1.系统组成无线随钻多路电阻率测井仪系统主要由硬件部分和软件部分组成。
硬件部分又分为地面控制设备和井下管串工具,软件部分主要由Advantage 和Case 集成软件包组成。
(1)井下管串 井下管串主要由主阀总成、控制阀总成、无磁钻铤、转换头、多路电阻率总成、下部柔性短节等几大模块体组成(见图1)。
主阀总成、控制阀总成产生钻井液正脉冲,把信号从井下传输至地面。
多路电阻率总成中含有多路电阻率探管,测量地层电阻率。
下部柔性短节中含有伽玛探管和近钻头井斜探管,测量岩性和近钻头井斜,工具总长13102m 。
图1 井下管串示意图1—无磁钻铤;2—钻铤接头;3—模块接头;4—多路电阻率总成短节;5—防磨带;6—存储器外接口;7—上部发送器;8—接收器;9—下部发送器;10—井斜传感器;11—伽玛传感器;12—下部柔性短节(2)地面硬件控制设备 地面硬件控制设备主要由计算机、S ARA 控制箱、传输盒、电源盒、线路连接转换器、轴编码、司钻显示器以及连接电缆等组成。
贝克休斯特殊钻井工具介绍
13
Competitive Advantage竞争优势
• 碳化钨(TC)和PDC切削结构的工程优化提高了划眼速度
• 用常规的PDC钻头也能很快钻穿 • 独特的凹性设计避免掉落物到井底 • 用于注水泥的安全旁通孔 • 钢结构比铝结构更可靠 • 360º 规径覆盖确保稳定性.
Downhole Penotrator Caledus BridgeBuster
EZCase™实质是在套管或者尾管底部安装 实质是在套管或者尾管底部安装 PDC钻头 钻头 EZCase™ 用于： 用于： - 在已钻井眼中划眼到井底 - 在下套管的同时，钻入新地层 在下套管的同时， EZCase™有两种操作方法： 有两种操作方法： 有两种操作方法 - 通过尾管与钻杆连接 - 通过套管与顶驱连接
16
6.000 5.750
6.125 5.875
6.500 6.250
6.750 6.500
8.500 8.250
11.000 10.750
12.250 12.000
17.500 17.250来自20.000 19.750
24.000 23.750
26.000 25.750
RWD2 RWD2 Ream While Drilling Technology Ream While Drilling Technology 随钻扩眼钻井技术 随钻扩眼钻井技术
结果： 结果： 13 3/8”套管钻进成功钻至目的层，并完成固井作业。 套管钻进成功钻至目的层， 套管钻进成功钻至目的层 并完成固井作业。 EZCase对比表现，其机械钻速优于对手50%，且进尺比对手长250m。 对比表现，其机械钻速优于对手 ，且进尺比对手长 。 对比表现
8
产品系列
Baker Hughes INTEQ公司测量仪器
第三节Baker Hughes INTEQ公司测量仪器Baker Hughes INTEQ公司的定向钻井工具在世界上也是处于领先水平。
其Navi-Drill系列井下动力钻具，能适用于不同尺寸的任何井眼施工。
同时，该公司和Agip Spa公司联合研制成功的旋转导向闭环钻井系统AutoTrak TM已经获得了商业性的应用，其卓越的旋转导向功能带来了钻井工业一场新变革。
其NaviGator TM地质导航系统集地质评价仪器和井下动力钻具于一体，实现了钻井过程中对地层进行更早期的实时评价，为安全、高效钻井施工提供了更可靠的依据。
关于旋转导向钻井系统AutoTrak TM将在第四章的“旋转地质导向钻井技术”中和其它旋转导向工具一起对比介绍，NaviGator TM地质导航系统将在本章第五节“地质导向钻井工具”中和其它的地质导向工具一起对比介绍。
本节将着重介绍该公司的MPR TM、MNP TM、MDL TM、MDP TM、SDN TM及ORD™等系列仪器。
一、MWD测量系统Baker Hughes INTEQ公司的MWD测量仪器有很多种，但总的来说可以分为3类：1、常规定向MWD系统Baker Hughes INTEQ公司的常规定向MWD系统采用井下涡轮发电机供电，可为钻井施工实时提供井斜、方位、工具面、仪器工作环境温度等参数，同时也是其它井下MWD/LWD 测量仪器向上传输实时数据的基本工具。
该MWD测量仪器有4-3/4”、6-3/4”、7-3/4”、8-1/2”、和9-1/2”五种尺寸，可广泛用于5-7/8”以上的井眼施工。
2、带伽玛参数的MWD系统Baker Hughes INTEQ公司的NaviTrak SM/NaviGamma SM (NT/NG) MWD 测量系统可以加挂伽玛测量段节，从而可随钻提供定向参数和/或自然伽玛参数。
该系统结构采用模块化设计，结构简单，在现场可以根据施工的需要组装，仪器钻铤尺寸从3-1/8”到9-1/2”，可广泛用于3-1/2”以上井眼的任何钻井施工。
最新随钻声波测井仪器的技术性能
最新随钻声波测井仪器的技术性能近年来，声波测井技术已成功应用于随钻测量(MWD)和随钻测井(LWD)中。
随钻声波测井技术为钻井施工和储层评价提供了全面的数据支持和测井解释。
目前，国外三大公司分别推出了最新的随钻声波仪器，它们分别是贝克休斯公司的APX随钻声波测井仪，哈里波顿Sperry Drilling Service公司研制的双模式随钻声波测井仪器（BAT）和斯伦贝谢公司研制的新一代随钻声波仪器sonicVISION。
下面我们对三种仪器的性能分别进行介绍和对比。
1．APX随钻声波测井仪APX随钻声波测井仪由贝克休斯公司INTEQ公司生产，其结构简图见图1。
该仪器声源以最佳频率向井眼周围地层发射声波，声波在沿井壁传播的过程中被接收器检测并接收。
接收器采用了先进的嵌入技术，将接收到的声波模拟信号转换为数字信号，以获取地层声波时差(△t)，而后将原始声波波形数据和预处理的声波波形数据存储在高速存储器内。
仪器的主要技术性能●计算机模型(FEA)：该模型是为声学仪器的优化配置而设计，同时具备有助于不同窗口模式的评价和解释。
●全向发射器：与典型的LWD仪器等单向的有线测井仪不同，APX发射器使用一组圆柱形压电晶体，对井眼和周围地层提供3600的覆盖范围，其声源能够在10～18，000Hz频率范围内调频，并可以单极子和偶极子发射。
●全向接收器阵列：6×4接收器阵列，间距228.6mm。
这种全向结构类似于XMAC电缆测井系统，接收器阵列与声源排成一条线，以实现径向多极子声波激发。
●接收器。
该仪器的声源具有优化发射频率功能，其接收器有几个比仪器本身信号低很多的波段，可以显著减少接收器及钻柱连接的干扰。
在关掉发射源的情况下，该仪器测试到的信号主要来自于频率低于5KHz的PDC钻头噪音。
●较大的动力范围。
该仪器具有较大的信号采集动力范围，能够显著提高信号穿越地层的能力，有助于信号的提取。
●四极子波技术。
首次采用四极子波发射技术，同时兼容单极子和偶极子的信号发射和接收。
BAKER HUGHS 旋转导向简介
70
Inclination (deg)
60
50
- AutoT rak RCLS - Conventional
40
30
20
10 0.00
1000.00
2000.00
3000.00
4000.00
5000.00
6000.00
Normalized M D (ft)
Auto Trak G3 旋转导向小结
结构紧凑。旋转导向系统总长（包含供电、脉冲发生器，随钻测量、测井系统 和旋转导向系统）不超过16米； 模块化设计。位置可根据实际需要，进行条换； 钻柱振动、冲击、环空压力（ECD），并能实时传输该数据； 具备方位伽玛成像功能，可广泛应用于储层地质导向； 具有旋转导向和近钻头井斜测量功能，在钻具连续旋转的状况下实现井眼轨迹 精确控制； 具有地面与井下仪器指令、命令双向通讯功能，实现地面指令对井下工具姿态 控制； 自动电脑控制下发指令系统；钻进过程中下发指令，不额外占用作业时间； 旋转导向系统具备多种控制模式：导向模式、稳斜模式等；井下闭合环路自动 控制系统； 工具维修简单，在作业现场即可进行旋转导向短节的拆装作业，从而保证现场 作业的顺利进行； 现场配钻具需要2-3小时，快捷、方便。
Thank you
谢谢！
三、 BCPM简介
全系统自动发电 功率：250瓦特；提供33伏直流电 指令发送功能
高速泥浆脉冲数据传输
四、 ONTRAK简介
OnTrak集成传感器模块包括： 定向控制和测量 多相位电磁波传播电阻率 方位伽玛（伽玛成像 ） 环空和钻具内动/ 静压力 监控振动和粘滑振动 存储及数据高速下载Leabharlann 一）定向测量GAMMA LOG
左图井眼进入砂岩薄层 低边首先探测到该地层 （较高边提前5米） 伽玛成像更加真实、显 像化反应地层变化
随钻测井仪器介绍
发展历程
精品课件
定向井、水平井施工特点
1、井下信息的间接性 2、施工连续性 3、施工环境的恶劣性
精品课件
钻井过程中测量施工的特点
1、测量施工的连续性
2、数据获取的及时性
3、测量数据的真实性
4、测量方式多样性
5、仪器尺寸多样化
6、仪器类型多样化
精品课件
发展历程
精品课件
国内测量技术发展历程
精品课件
MWD / LWD
整套仪器由 井下数据测量系统、 数据传输系统、 地面数据采集和处 理系统组成。
精品课件
MWD / LWD
传输方式: 一、水力脉冲
正脉冲 负脉冲 连续波
二、电磁波
精品课件
泥浆正脉冲
精品课件
泥浆负脉冲
泥浆
泥浆
阀门关
阀门开
精品课件
连续波
泥 浆
立管压力
叶片连续转动，波形连续变化
3. 下井仪器受到地层和泥浆的高压, 而且还应具备一定的安全系数。 4. 具有良好的抗高温性能, 一般称耐温 125℃ 以下的仪器为常温或常规仪器,称耐 温 182℃ 以下的仪器为高温仪器。 5. 要承受冲击 (如单多点测斜仪的投测)、钻具转动 (如转盘钻具中的 MWD 仪器)、 钻头和钻具在钻进过程中的振动 (如 MWD 和有线随钻测斜仪) 等。
精品课件
有线随钻测量仪器
精品课件
无线随钻测量仪器
精品课件
地质导向作业
地质参数随钻测量仪器
精品课件
MWD / LWD
MWD – Measurement While Drilling . LWD – Logging While Drilling. FEWD – Formation Evaluation While Drilling.
贝克休斯钻井及随钻地层评价技术交流
TruTrak 工作图示
造 斜!
TruTrak 指令
稳 斜!
TruTrak 指令
降 斜 钻 下 直 段!
TruTrak 指令
多重选择: • 垂直钻井模式 • 造斜模式 • 稳斜模式 • 灵活的导向力 • 左/右方位力 • 导向肋板收回模式
TruTrak 垂直钻井服务
• 自动垂直钻井 • 服务:
电阻率/伽玛 /压力随钻测井 Resistivity / Gamma / Pressure LWD 传感器模块 OnTrak Sensor Module
随钻测量脉冲器和 MWD Pulser & Power 发电机 - BCPM Supply
中子孔隙度 /密度随钻测井 Neutron Porosity / Density LWD
贝克休斯钻井及随钻地层评价技术交流
大庆，2013年8月8日
© 2010 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
定向钻井及地层评价技术交流内容
1. 垂直钻井技术 VertiTrak 2. 自动定向井技术TrueTrak 3. 旋转导向钻井技术 AutoTrak G3.0 4. 马达动力旋转导向钻井技术 AutoTrak Xtreme 5. 便捷旋转导向钻井技术 AutoTrak eXpress 6. 高造斜率旋转导向技术 AutoTrak Curve 7. 旋转导向垂直钻井技术 AutoTrak-V 8. 钻井优化服务Copilot 9. OnTrak MWD/LWD平台和LWD技术
OnTrak Sensor Sub
总结
VertiTrak/TruTrak 是一种非旋转垂直钻井系统, 钻柱扭矩小,尤其适合在硬地层使 用 井眼质量好 VertiTrak可独立工作,不需另外的MWD系统 4 ¾” 工具用于 5 ½” – 6 ½ ” 井眼 6 ¾” 工具用于 8 ½” – 9 7/8” 井眼 9 ½” 工具用于 12 ¼” – 28” 井眼
贝克休斯钻井及随钻地层评价技术交流
9 ½” VertiTrak 工具
TruTrak 系统
MWD短节
配合节头
TruTrak 系统 = • MCLS + Sensor Sub +
Adapter Sub (定向) 或 • MCLS + Stop Sub (垂钻)
脉冲发生器短节 控制短节
MCLS
X-treme动力节
导向节
Slide
计划轨迹 弯螺杆所钻轨迹
AutoTrak® 所钻轨迹
旋转导向钻井技术 - 连续导向的能力
和其他一些旋转导向系统不同，AutoTrak系统真正实现连续导向并打出平滑 的井眼轨迹
导向模式 ： – 可提供7500个矢量的选择 – 工具按给定的工具面和给定的导向力进行
导向 – 可随时调控制轨迹的能力
AAuuttooTTrraakk S导tee向rin装g 置Unit
X-treme Technology Motor
X-trePmoewe模r S块ec马tio达n
Re电si阻sti率vit/y伽/ 玛Ga/m压m力a随/ P钻re测ss井ure LWD 传感器模S块en-sOornMToradkule
Pulser
Alternator Hydraulics
Inclinometer/ Electornics
Steering Ribs
X-treme 动力节
• 强大的功率和扭矩输出 – 比常规泥浆马达高60%
• 更高的效率
• 予成型定子技术
• 降低了90% 的橡胶用量 – 更低的磨阻 – 更小的变形
寿命更长,使用次数更多
•连续的闭环导向 •精确的靶点击中 •精确的地质导向 •收益最大化 •产量最大化 •开采最大化
贝克休斯 非常规钻井技术 (HH)
16 © 2012 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
针对非常而研发的两类钻头：
（1）Kymera™ 钻头， 主要适用于：
•夹层地层 •结核状地层 •塑性泥岩地层 •定向钻井 •粘滑振动问题
（2）Talon 3D 钻头，具有:
• 2012.03 – 2013.02: 955,000米的进尺； • 2013.03 – 2014.02: 2,000,000 米进尺
• 被世界石油杂志选为2011年最佳钻井技术
可直接从直井侧钻，精 确度高，节省一趟起下 钻的时间！
5°/ 30m 常规RSS
15°/ 30m
12
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贝克休斯解决方案和使用结果 • 贝克休斯推荐使用8 ½ 英寸 Kymera复合
式新型钻头。 • 低速高扭距马达：6 ¾ “ LS X-treme; • 马达钻速：55-135RPM (1000-
2500lpm) • 单趟钻进尺205.32米，机械钻速2.75米/
小时，总转速：525千转
速度之最
进尺之最
•环空压力/ECD •电阻率
•方位/旋转方位、井斜
•4.7m (16 ft) •6.1m (20ft) •7.8m (25ft)
•双向通讯和动力模块
•导向头
•方位伽马及伽马成像 (5.0m 16ft)
•OnTrak™
•振动与粘滑 •(7.8m 25ft)
•BCPM
第一次在页岩油开发中应用旋转导向技术
减少磨阻增加rop井眼稳定利于井下安全随钻封堵避免空隙压力传播导致的垮塌控制温度泥浆性能稳定迅速混合迅速解决22latibase多功能添加剂和润滑剂latimagic井筒稳定剂和机械润滑剂latirate润滑剂和rop增强剂latidrill高性能水基钻井液三种主要成分的协同功效latibase多功能材料ppb或根据性能需要latimagic井壁稳定剂和封堵剂ppb或根据性能需要latiraterop增强和润滑剂1530体积百分比drillthin根据需要drillzan增粘剂根据需要milbar410加重根据需要vbmilgel改善泥饼质量ppbcausticsodaph控制根据需要newdrill包被剂ppb活性岩性xcide102杀菌剂根据需要减少磨阻井眼稳定随钻封堵控制温度23latidrilllatidrill体系应用实例体系应用实例塔里木哈德一口水平井在整个8井段使用贝克休斯高性能水基泥浆体系
APX随钻声波测井仪简介
用于 随钻并 开发 出 Ａ Ｘ随钻声 波 测井 仪 ， 有 了实 Ｐ 才 质进展 。国内在随钻测井领域 的研 究处于起 步阶段 ， 近年来相继 开展 了随钻 伽 马 、 感应 电阻率 、 中子密 度 等方面 的研究 ， 目前 还没有与随钻声 波仪器相关 的报
道。
实时确定 地层界 面 的位 置 、 计地 层压缩 。单 极 子声 波 的工作 情 使 况是在 前半个 工作 时序 ， 部 ８片压 电 陶瓷 薄 片 同 全 时通正 电压 脉冲激励 ， 之 向外 伸张 ， 后半个 工作 使 在 时序 ， 全部 ８片压 电陶瓷 薄 片 同 时通 负 电压 脉 冲激
励 ， 之 向内压缩 。 使
图 １ ＡＰ Ｘ结 构 示意 图
拣臻
工 程 师 ，９８年 生 ，９０年 毕业 于 山东 广播 电视 大学 应 用 电子 技术 专 业 ， 直 在胜 利 石油 管 理局 钻 井 院钻 井测 量 仪 器研 究 所 从 事钻 井 测 １６ １９ 一
量 仪器 研 究工 作 。通 讯地 址 ：５０ ７山东 省 东 营市 东营 区馨 园小 区 １ １ 。 电话 ：０４ ）７ ３４ ２７１ １１３号 （ ５６ ８８ ９４。Ｅｍａ ：ｎ ｙｌ ＠ ｙｈｏｃｒ ｃ — ｉａｎ＿ｉ ａｏ ｏ ｎ ｌ ｎ ｎ
这些方 面的应用 ， 都可取代常规 的电缆声 波测井 。随 钻声波测井 的任 务是 在钻井 过程 中确 定地 层 的纵 波 和横波速度 ， 这两个弹性 波速度更 多被用 于地 层孔 隙 压力预测和地层 模 型修正 。随钻声 波 测井 最大 的优 势在于其实时性 ， 及时有 效地 获取 地 层信 息 ， 科学 为 地制定下步施工措施提供依据 。 自 １９ 年 以来 ， ９０ 斯仑 贝谢 、 哈里伯顿 以及贝 克休
贝克休斯公司研制出可辅助控制井眼轨迹的pdc钻头
来攻关方向思考: 以中国石化油气勘探为例[J]. 石油钻探技术,2016, 44（2）: 1–9.MA Yongsheng, CAI Xunyu, ZHAO Peirong. The support of petroleum engineering technologies in trends in oil and gas exploration and development: case study on oil and gas exploration in Sinopec[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2016, 44(2): 1–9.王敏生，光新军， 皮光林，等. 低油价下石油工程技术创新特点及发展方向[J]. 石油钻探技术, 2018, 46（6）: 1–8.WANG Minsheng, GUANG Xinjun, PI Guanglin, et al. The characteristics of petroleum engineering technology design and innovation in a low oil price environment[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2018, 46(6): 1–8.［2］PITCHER J L, SCHAFER D B, BOTTERELL P, el al. A new azimuthal gamma at bit imaging tool for geosteering thin reservoirs[R]. SPE 118328, 2009.［3］WHEELER A J, BILLINGS T, RENNIE A, et al. The introduction of an at-bit natural gamma ray imaging tool reduces risk associated with real-time geosteering decisions in coalbed methane horizontal wells[R]. SPWLA -2012-167, 2012.［4］SUH A, JAMES B, FELTHAM G. Overcoming complex geoste-ering challenges in the Cardium Reservoir of the Foothills of Can-ada to increase production using an instrumented mud motor with near bit azimuthal gamma ray and inclination[R]. SPE 173036, 2015.［5］MINETTE D C. Method for analyzing formation data from a for-mation evaluation MWD logging tool: US5091644[P]. 1992-02-25.［6］SPROSS R L. Methods for determining characteristics of earth formations: US6619395B2[P]. 2003–09–16.［7］BITTAR M, CHEMALI R, MORYS M, et al. The “depth-of-electrical image ” a key parameter in accurate dip computation and geosteering[R]. SPWLA-2008-TT, 2008.［8］McKINNY K, BOONEN P, HUISZOON C. Analysis of density image dip angle calculations[R]. SPWLA-2008-ZZ, 2008.［9］袁超，周灿灿，张锋，等. MC 模拟在随钻方位伽马成像正演中的应用[J]. 原子核物理评论, 2014, 31（4）: 505–510.YUAN Chao, ZHOU Cancan, ZHANG Feng, et al. Application of Monte Carlo method in forward simulation of azimuthal gamma ima-ging while drilling[J]. Nuclear Physics Review , 2014, 31(4): 505–510.［10］WANG Jiaxin, HUISZOON C, XU Libai, et al. Quantitative studyof natural Gamma ray depth of image and dip angle calculations[R].SPWLA-2013-BBB, 2013.［11］卢俊强，鞠晓东，乔文孝， 等. 数字信号处理器在随钻声波测井仪中的应用[J]. 测井技术, 2013, 37（5）: 527–530.LU Junqiang, JU Xiaodong, QIAO Wenxiao, et al. Application of digital signal processor to acoustic LWD tool[J]. Well Logging Technology , 2013, 37(5): 527–530.［12］LEONARD Z S, RAHMAN S, STEINSIEK R R, el al.Development of transducer and electronics technology for an LWD ultrasonic imaging tool[R]. OTC 27758, 2017.［13］IEEE Std 1057–1994 IEEE standard for digitizing waveformrecorders[S].［14］IEEE Std 1057–2017 IEEE standard for digitizing waveformrecorders[S].［15］［编辑 令文学］贝克休斯公司研制出可辅助控制井眼轨迹的PDC 钻头目前，多用水平井开发非常规油气藏，用弯壳体井下马达和旋转导向系统控制井眼轨迹，在钻进过程中常因钻头移动、地层推动等外力导致井眼轨迹发生偏移，需通过滑动钻进调整井眼轨迹，这会严重影响机械钻速。
贝克休斯随钻测井工具
4 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
贝克休斯公司英特的标志 –工具以 TRAK结尾
Baker Hughes Key LWD Formation Evaluation Services & Technologies
ReWselelrbvoorire NPlaavicgeatmieonnt
Copyright Baker Hughes Inc. 2008
AziTrakTM – Real-time Deep Azimuthal Resistivity Imaging
20 ©Cop2y0r0ig9hBtaBkaekreHr uHguhgehseIsnIcnocr.p2o0ra0t8ed. All Rights Reserved.
Operates in both WBM and OBM environments Currents at receiver used to determine apparent resistivity
22 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
18 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
AziTrakTM – Real-time Deep Azimuthal Resistivity Imaging
19 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
曲线命名规则
• 最终曲线 (8 条)
R PCSHM
电阻率
相位差
贝克休斯随钻测井工具
SoundTrak™
MagTrak™
TesTrak™
OnTrak–随钻自然伽玛和电阻率测井
7 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
2 MHz补偿电阻率
• 注意: 400kHz 具有相同的模式
长源距
短源距
井下工具 计算相位差和衰减电阻率
23” 39”
90” 82”
探测半径
衰减
衰减 2MH
减 衰 2M短H 源距
22” 33” 59”
17” 26” 49”
21” 30” 47”
16” 24” 35”
18” 23” 36”
13” 18” 28”
Rt=1 / Rxo=0.1 Rt=10 / Rxo=1 Rt=100 / Rxo=10
钻头电阻率 ZoneTrakTM
21 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
ZoneTrakTM – Resistivity at Bit
LWD Resistivity
at Bit
Enables geostopping by formation change detection Casing point selection Core point selection Wellbore stability / over-pressured zones Geological interpretation with seismic correlation Salt drilling applications – exit and entry
贝克休斯随钻方位电阻率测井
AziTrak™ - 层界面探测
在OnTrak工具的基础上增加2个垂直于工具的接收线圈，则当工具旋转时可测量井周环境的方位信息
5
© 2010 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
钻进方向的确定
泥岩 泥岩
Top Bottom Top
泥岩层从上方靠近井眼
Summary
• AziTrak provides deep-reading azimuthal resistivity
readings in 16 sectors around the borehole • AziTrak is a high level RNS service, allowing the wellbore to be positioned a certain distance from a boundary • Pre-job planning and modeling of anticipated readings are essential to get the most value from the service • Deepest boundary detection is available when the boundary formation has low resistivity and the target formation has high resistivity • Strong competition from other service companies
现场数据: 进入泥岩 – 85米的预警
85 meter warning
APR 16 sectors
top – bottom - top top – bottom - top
贝克休斯随钻电阻率测井技术
RPCSHM RACSHM RPCSHX RACSHX
R1
P11HM A11HM
P31HM A31HM
© 2014 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
Air offsets applied. Resistivity Transform Borehole Corrected
14
11
ᶑⲴսᐞ઼ᑵᓖᐞᴢ㓯઼ᶑ㺕⭥گ䱫⦷ᴢ㓯
Long Spacing
Phase Difference and Attn. Calculated,Compensation applied
Short Spacing
Phase Difference and Attn. Calculated,Compensation applied
Resistivity
1
• ⭥⻱⌒Ր⭥䱫⦷
7
ཊ仁⭥⻱⌒Ր⭥䱫⦷2Q7UDN
2 MHz ઼400 kHz
•
OTKԚಘ⢩⛩ – ৼ᭦ഋਁ – 㺕᧕گ᭦㻵㖞
© 2014 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
– 32 ᶑ⍻䟿ᴢ㓯 – 8 ᶑ㺕⭥گ䱫⦷ᴢ㓯
8
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9
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10
© 2014 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
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BAKER HUGHS 旋转导向简介
Porosity 18.0m (59ft)
Optimized Rotational Density (ORD)
Caliper Corrected Neutron (CCN)
二、系统简介
贝克休斯旋转闭环钻井系统（RCLS）---™G3 RcLs AutoTrak，采用模块化设 计，运用了最新的随钻测量技术。这种第三代系统开拓了定向井钻井的新领域，包括 地质导向和大位移钻井。该工具可以在旋转钻进过程中实现导向，改变井眼轨迹，并 与地面双向通讯。 AutoTrak G3 系统，可提供近钻头井斜、方位伽马、电磁波传播电阻率、实时压力 和振动测量。 包括： BCPM(双向供电与通讯短节) ONTRAK AUTOTRAK
Thank you
谢谢！
五、旋转导向钻井技术 AutoTrak 导向原理
旋转驱动轴
泥浆润滑轴承
液压模块
导向肋板
无线电源与通讯链路
控制电路与近钻头井斜
非旋转可导向稳定器滑套
（一）旋转导向头、肋板及其它组件
（二） 定向原则 设计方位 100%
设定推力50%
0%
Force Vectors
37%
37%
设计方位
100% 设定推力50% 0%
三、 BCPM简介
全系统自动发电 功率：250瓦特；提供33伏直流电 指令发送功能
高速泥浆脉冲数据传输
四、 ONTRAK简介
OnTrak集成传感器模块包括： 定向控制和测量 多相位电磁波传播电阻率 方位伽玛（伽玛成像 ） 环空和钻具内动/ 静压力 监控振动和粘滑振动 存储及数据高速下载
（一）定向测量
（二）VSS监控
（三）多相位电磁波传播电阻率
采用发射极、接收极对称结构，便于数据补偿 采用2 MHz 和400kHz电磁波，提高了地层边界划分能力 可以测量相位差和电磁波幅值衰减数据 采用长源距和短源距设置(长源距 35” & 短源距 23”) 可以采集32 原始曲线 可以采集8 补偿曲线，实时数据可以传输4条补偿曲线
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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23” 39”
90” 82”
探测半径
衰减
衰减 2MH
减 衰 2M短H 源距
22” 33” 59”
17” 26” 49”
21” 30” 47”
16” 24” 35”
18” 23” 36”
13” 18” 28”
Rt=1 / Rxo=0.1 Rt=10 / Rxo=1 Rt=100 / Rxo=10
自然伽玛成像(OnTrak)
8 扇区内存成像 8扇区实时传输 实时层界面和地层倾角解释
15 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
•AziTrak --方位电阻率
16 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
Reservoir Navigation – Challenges in Wellbore Placement
Shale
Shale
Modeled OnTrak Tool Response
Curve separation indicates approaching bed boundary Do we steer up or down?
Operates in both WBM and OBM environments Currents at receiver used to determine apparent resistivity
22 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
相位差
位差 相 400kH
相位差 400短kH源距
相位差 2MH
相位差 2M短H 源距
随钻测井与电缆测井的电阻率对比
12 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
OnTrak Raw Data + Advanced Processing = Enhanced Reserves
井斜 1.0m (3.1ft)
OnTrak 传感器模块
井筒压力
电阻率
4.7m (15.4 ft) 6.1m (20.0ft)
方位 7.8m (25.6ft)
ATK G3
自然伽玛+自然伽玛成像
5.0m 16.4ft)
OnTrak™
振动和粘滑
7.8m 25.6ft)
AutoTrak G3 双向通讯和导电模块
三重组合随钻测量 LithoTrak
SoundTrak TesTrak Az. Gamma
StarTrak
MagTrak Seismic Checkshot
3
Copyright Baker Hughes Inc. 2007
© Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved. | 3
17 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
AziTrak™ - Bed Boundary Detection
wPlacing two receivers coils fully orthogonal in a Multiple Propagation Resistivity tool, allows us to measure azimuthal information of the surrounding environment while the tool rotates
贝克休斯随钻测井地层评价技术系列
• 随钻自然伽玛和电阻率测井 – OnTrak（LWD/MWD) • 随钻方位电阻率测井 – AziTrak • 随钻中子密度孔隙度测井 – LithoTrak • 随钻声波测井 – SoundTrak • 随钻地层压力测试器 – TesTrak • 随钻高分辨率电阻率成像测井– StarTrak • 随钻核磁共振测井– MagTrak • 钻头电阻率 – ZoneTrakTM
Advanced Processed OnTrak Resistivity
Gamma Ray – Azimuthal Imaging
Gamma Ray
Sectored Gamma Ray Image
14 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
BCPM
体积密度+密度成像
井径
井径校正中子孔隙度 声波
15.6m (51.2ft) 16.0m (52.5ft) 18.0m (59.0ft) 22.1m (72.5ft)
核磁共振 34.3m (112.5ft)
地层压力测试器 45.0m (147.6ft)
LithoTrakTM
6 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
OnTrak Gamma
Ray
LithoTrak Porosity
Water Saturation
© 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved. 13 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
ZoneTrakTM – Resistivity at Bit - Geostopping
21 ft
23 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
Pressure Management
5 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
GeologicImalaIgnitnegrpretation
Rock Fluid
Quality Typing
贝克休斯英特随钻测井工具组合
AutoTrak G3 导向短节
随钻地层评价ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ术
随钻测量
数据传输
电阻率
放射性测井 声波
高级地层评价: 地层压力 伽玛成像 电成像 核磁共振 地震测井
Teleco NaviTrak OnTrak GyroTrak BCPM II EM Telmetry 数字钻杆
侧向电阻率 (RGD) 双频传播电阻率 (DPR) 多频传播电阻率 (MPR) DeepTrak
钻头电阻率 ZoneTrakTM
21 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
ZoneTrakTM – Resistivity at Bit
LWD Resistivity
at Bit
Enables geostopping by formation change detection Casing point selection Core point selection Wellbore stability / over-pressured zones Geological interpretation with seismic correlation Salt drilling applications – exit and entry
SoundTrak™
MagTrak™
TesTrak™
OnTrak–随钻自然伽玛和电阻率测井
7 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
2 MHz补偿电阻率
• 注意: 400kHz 具有相同的模式
长源距
短源距
井下工具 计算相位差和衰减电阻率
A31HM
井下工具 计算相位差和衰减电阻率
P41HM A41HM
P32HM A32HM
PD34HM AT34HM
PDBCSHX ATBCSHX
RPCSHM RACSHM
RPCSHX RACSHX
T3
3 地面电脑的处理步骤
1) 应用空气零长
T1
2) 电阻率转换 3) 井眼校正
8 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
10 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
探测深度
探测半径(in)
29” 48”
400kH 衰减
90 80 70 60 50 40 30 20 10
0
衰减 400短k源H 距
11 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
曲线命名规则
• 最终曲线 (8 条)
R PCSHM
电阻率
相位差
短源距
高频
内存
或 X = 实时
补偿和校正
或 A = 衰减
或 L = 低频 缺失代表长源距
9 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
随钻测井工具OnTrak技术参数
• RPCEHM—0.1~3000 欧姆.米
RFelsuierdveSatEsutriatmiaotnes
ReFslueirdveSaEtsutrimataiotens
RWeseellrbvoorier NPlaavciegmateionnt
FlRuiodckTyQpuianligty (k)