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1、随钻测井及地质导向钻井技术随钻测井及地质导向钻井技术张海花张海花二二七年九月七年九月1PPT课件一、地质导向钻井技术概述一、地质导向钻井技术概述二、随钻测量技术二、随钻测量技术三、三、LWDLWD地质导向仪器地质导向仪器四、地质导向技术应用实例四、地质导向技术应用实例五、结论与认识五、结论与认识报报 告告 提提 纲纲2PPT课件地质导向技术问地质导向技术问地质导向技术问地质导向技术问世之前，常规的世之前，常规的世之前，常规的世之前，常规的井眼轨迹控制技井眼轨迹控制技井眼轨迹控制技井眼轨迹控制技术均属几何导向术均属几何导向术均属几何导向术均属几何导向范畴。范畴。范畴。范畴。几何导向几何导向几何导
2、向几何导向现现代代导导向向钻钻井井技技术术地质导向地质导向地质导向地质导向按按照照预预先先设设计计的的井井眼眼轨轨道道钻钻井井。任任务务是是对对对对钻钻钻钻井井井井设设设设计计计计井井井井眼眼眼眼轨轨轨轨道道道道负负负负责责责责，使使实实钻钻轨轨迹迹尽尽量量靠靠近近设设计计轨轨道道，以以保保证证井井眼眼准准确确钻钻入入设设计计靶靶区区。（由由于于地地质质不不确确定定性性带带来来的的误误差差，原原设设计计靶靶区区可可能并非储层）能并非储层）以以井井下下实实际际地地质质特特征征来来确确定定和和控控制制井井眼眼轨轨迹迹。任任务务是是对对对对准准准准确确确确钻钻钻钻入入入入油油油油气气气气目目目目的的
3、的的层层层层负负负负责责责责，具具有有测测量量、传传输输和和导导向向三大功能。三大功能。一、地质导向钻井技术概述一、地质导向钻井技术概述3PPT课件一、地质导向钻井技术概述一、地质导向钻井技术概述 单纯的几何导向由于受控制井点少、储层厚度及物性变化大、构造单纯的几何导向由于受控制井点少、储层厚度及物性变化大、构造形态变异等因素影响形态变异等因素影响,容易出现井眼轨迹偏离目的层等情况容易出现井眼轨迹偏离目的层等情况,延误钻井延误钻井进程或出现井下事故等不正常现象进程或出现井下事故等不正常现象,难以达到预期地质目的。难以达到预期地质目的。二十世纪八十年代，导向螺杆钻具（弯外壳马达）替代了直螺杆钻二
4、十世纪八十年代，导向螺杆钻具（弯外壳马达）替代了直螺杆钻具和弯接头，通过导向螺杆钻具和无线随钻测斜系统两项新技术的应用，具和弯接头，通过导向螺杆钻具和无线随钻测斜系统两项新技术的应用，成功地实现了水平井钻井的几何导向。成功地实现了水平井钻井的几何导向。随钻测井技术的发展改变了目前普遍使用的电缆测井和钻后测井的随钻测井技术的发展改变了目前普遍使用的电缆测井和钻后测井的状况，随钻测井技术的推广与应用使得实现测井和钻井的统一成为可能。状况，随钻测井技术的推广与应用使得实现测井和钻井的统一成为可能。4PPT课件一、地质导向钻井技术概述一、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
5、势面临复二十世纪九十年代，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，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。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。发效果明显提高。5PP
6、T课件 地地质质导导向向钻钻井井就就是是在在钻钻井井过过程程中中通通过过测测量量多多种种地地质质和和工工程程参参数数来来对对所所钻钻地地层层的的地地质质参参数数进进行行实实时时评评价价，根根据据评评价结果来精确地控制井下钻具命中最佳地质目标。价结果来精确地控制井下钻具命中最佳地质目标。换换言言之之，地地质质导导向向就就是是使使用用随随钻钻测测量量数数据据和和随随钻钻地地层层评评价价测测井井数数据据来来控控制制井井眼眼轨轨迹迹的的钻钻井井技技术术。它它以以井井下下实实际际地地质质特特征征来来确确定定和和控控制制井井眼眼轨轨迹迹，而而不不是是按按预预先先设设计计的的井井眼轨迹进行钻井。眼轨迹进行钻
7、井。一、地质导向钻井技术概述一、地质导向钻井技术概述6PPT课件根根据据地地质质导导向向工工具具提提供供的的井井下下实实时时地地质质信信息息和和定定向向数数据据，辨辨明明所所钻钻遇遇的的地地质质环环境境并并预预报报将将要要钻钻遇遇的的地地下下情情况况，引引导导钻钻头头进进入入油油层层并并将将井井眼眼轨迹保持在产层延伸。轨迹保持在产层延伸。测量点测量点(即传感器即传感器)与钻头之间的距离与钻头之间的距离测量参数的多少测量参数的多少钻头处进行测量的地质导向工具钻头处进行测量的地质导向工具功能完备的井场信息系统功能完备的井场信息系统地质导向钻井技术地质导向钻井技术概念组成关键7PPT课件 地质导向钻
8、井技术可以精确地控制大斜度井和水平井地质导向钻井技术可以精确地控制大斜度井和水平井的动靶，特别适合在薄产层和高倾角产层中钻水平井，可的动靶，特别适合在薄产层和高倾角产层中钻水平井，可以随时知道所钻地层的地质特征和钻头与地层流体的相对以随时知道所钻地层的地质特征和钻头与地层流体的相对位置，因此可以控制钻具始终在水平段储层物性最好的产位置，因此可以控制钻具始终在水平段储层物性最好的产层中延伸。层中延伸。一、地质导向钻井技术概述一、地质导向钻井技术概述8PPT课件u利用实时、记录测井曲线对地层进行综合评价利用实时、记录测井曲线对地层进行综合评价u分辨地层、确定地层岩性、泥砂分辨地层、确定地层岩性、泥
9、砂/砂泥岩含量评价砂泥岩含量评价u分辨油、气、水层以及油分辨油、气、水层以及油/气、油气、油/水界面，指导钻井施工水界面，指导钻井施工u判断地层变化，准确进行地质评价判断地层变化，准确进行地质评价u分辨薄的油气层，有效开发地下油气资源分辨薄的油气层，有效开发地下油气资源u预测轨迹在油层中行进的情况，实时指导钻井施工预测轨迹在油层中行进的情况，实时指导钻井施工u预测高压地层，回避钻井风险预测高压地层，回避钻井风险u取消中途及完井电测，节约投资，提高施工效率取消中途及完井电测，节约投资，提高施工效率一、地质导向钻井技术概述一、地质导向钻井技术概述地地质质导导向向钻钻井井技技术术的的应应用用9PPT
10、课件一、地质导向钻井技术概述一、地质导向钻井技术概述二、随钻测量技术二、随钻测量技术三、三、LWDLWD地质导向仪器地质导向仪器四、地质导向技术应用实例四、地质导向技术应用实例五、结论与认识五、结论与认识报报 告告 提提 纲纲10PPT课件 都振川测量技术的变革测量技术的变革LWDLWD电子多点电子多点 有线随钻测量仪有线随钻测量仪 MWDMWD二、随钻测量技术二、随钻测量技术11PPT课件测量参数的变革测量参数的变革电子多点电子多点有线随钻有线随钻无线随钻无线随钻 都振川都振川定向参数定向参数LWDLWD井眼轨迹参数井眼轨迹参数 方位角、井斜角方位角、井斜角 造斜工具状态参数造斜工具状态参数
11、 工具面角工具面角地层磁场参数地层磁场参数磁场强度、磁倾角磁场强度、磁倾角地温参数地温参数 温度温度自然伽马自然伽马电阻率电阻率岩石密度岩石密度中子孔隙度中子孔隙度声波声波定向参数定向参数地质参数地质参数二、随钻测量技术二、随钻测量技术12PPT课件 数据传输方式的变革数据传输方式的变革 都振川电子多点电子多点中断钻井作业，地面读取数据，非连续测量中断钻井作业，地面读取数据，非连续测量有线随钻有线随钻电缆作为数据传输介质，随钻连续测量电缆作为数据传输介质，随钻连续测量MWD/LWDMWD/LWD钻井液（或电磁波）作为数据传输介质，随钻连续测量钻井液（或电磁波）作为数据传输介质，随钻连续测量二、
12、随钻测量技术二、随钻测量技术13PPT课件 都振川二、随钻测量技术二、随钻测量技术1 1、有线随钻测量技术、有线随钻测量技术 有有线线随随钻钻测测斜斜仪仪是是定定向向井井测测量量仪仪器器中中的的一一种种,它它可可在在钻钻井井过过程程中中实实时时测测量量井井斜斜、方方位位、工工具具面面和和温温度度等等钻钻井工程参数。井工程参数。14PPT课件二、随钻测量技术二、随钻测量技术1 1、有线随钻测量技术、有线随钻测量技术 有有线线随随钻钻测测斜斜仪仪以以重重力力加加速速度度和和地地磁磁场场强强度度为为基基准准矢矢量量。探探管管将将经经过过高高精精度度A/TA/T变变换换得得到到的的各各传传感感器器数数
13、据据,通通过过单单芯芯电电缆缆从从探探管管传传到到地地面面计计算算机机。计计算算机机经经一一系系列列计计算算得得到到INCINC、AZAZ、TFTF等等钻钻井井工工程程参参数数,显显示、打印并传送到井台司钻显示器。示、打印并传送到井台司钻显示器。u系统组成系统组成15PPT课件 各各传传感感器器的的输输出出经经高高精精度度A/TA/T变变换换,由由脉脉冲冲传传输输电电路路通通过过单单芯芯电电缆缆从从探探管管传传到到地地面面计计算算机机,探探管管供供电电电电源源也也通通过过该该电电缆缆从从地地面面计计算算机机传传到到探探管管。探探管管内内的的电电路路对各传感器的温度系数进行补偿。对各传感器的温度
14、系数进行补偿。二、随钻测量技术二、随钻测量技术1 1、有线随钻测量技术、有线随钻测量技术GxGx加速度表加速度表G G加速度表加速度表GzGz加速度表加速度表多多 路路 开开 关关BxBx磁通门磁通门B BByBy磁通门磁通门BzBz磁通门磁通门温温度度传传感感器器电电压压基基准准时序控制时序控制A/TA/T变换变换调制调制激磁稳压激磁稳压u探管工作原理探管工作原理16PPT课件l加速度计加速度计 线圈线圈ABAB通以方波激励通以方波激励,当当a90a90时时,加速度计敏感加速度计敏感轴与重力加速度垂直轴与重力加速度垂直,磁钢磁钢D D位于线圈中间位于线圈中间,其在两个其在两个线圈中产生的感应
15、电势平衡线圈中产生的感应电势平衡,C,C点没有输出。当点没有输出。当a=90,a=90,加速度计发生了倾斜加速度计发生了倾斜,磁铁磁铁D D在重力作用下产生位移在重力作用下产生位移,两线圈中的感应电势失去平衡，两线圈中的感应电势失去平衡，C C点输出电信号点输出电信号,幅值幅值和相位与和相位与有确定的关系有确定的关系,通过放大、校正、解调通过放大、校正、解调,最后反馈至线圈最后反馈至线圈C C端端,构成电弹簧构成电弹簧,使磁铁使磁铁D D回到中间回到中间位置。反馈电流的大小位置。反馈电流的大小,与所敏感的加速度成正比。与所敏感的加速度成正比。加速度计是一种专门测量重力加速度的传感器。加速度计是
16、一种专门测量重力加速度的传感器。DSTDST随钻测斜仪中随钻测斜仪中,采用的采用的是磁液悬浮式加速度计。它相当于一个质量弹簧控制系统。是磁液悬浮式加速度计。它相当于一个质量弹簧控制系统。二、随钻测量技术二、随钻测量技术1 1、有线随钻测量技术、有线随钻测量技术u探管工作原理探管工作原理17PPT课件 用用来来测测量量地地磁磁场场的的传传感感器器。采采用用交交流流励励磁磁,使使由由高高导导磁磁材材料料做做成成的的磁磁芯芯磁磁化化饱饱和和,此此时时,绕绕在在磁磁芯芯上上的的探探测测线线圈圈中中感感应应的的电电动动势势e e只只含含有有励励磁磁电电流流基基波波的的奇奇次次谐谐波波分分量量(不不含含偶
17、偶次次谐谐波波分分量量),),感感应应电电压压是是对对称称的的，这这时时T1=T2T1=T2。而而当当待待测测的的直直流流磁磁场场和和交交流流励励磁磁同同时时作作用用时时,则则感感应应电电动动势势e e不不仅仅奇奇次次谐谐波波分分量量,而而且且也也含含有有偶偶次次谐谐波波分分量量,这这时时,感感应应电电压压变变得得不不对对称称,即即T1T2,T1T2,测测量量这这种种不不对对称称性性即即可可测得待测磁场。测得待测磁场。l磁通门磁通门二、随钻测量技术二、随钻测量技术1 1、有线随钻测量技术、有线随钻测量技术u探管工作原理探管工作原理18PPT课件 井斜角（井斜角（INCINC）：井眼轴线上任一点
18、的井眼切线方向线，与通过该点的重）：井眼轴线上任一点的井眼切线方向线，与通过该点的重力线之间的夹角。力线之间的夹角。l探管坐标系及参数定义探管坐标系及参数定义二、随钻测量技术二、随钻测量技术1 1、有线随钻测量技术、有线随钻测量技术u探管工作原理探管工作原理19PPT课件 工具面角（工具面角（TFTF）：表示造斜工具下到井底后，工具面（在造斜钻具组合中，）：表示造斜工具下到井底后，工具面（在造斜钻具组合中，由弯曲工具的两个轴线所决定的那个平面）所在的位置的参数。由弯曲工具的两个轴线所决定的那个平面）所在的位置的参数。两种表示方法：一种是以高边为基准，一种是以磁北为基准。以高边为基准两种表示方法
19、：一种是以高边为基准，一种是以磁北为基准。以高边为基准的，称为高边工具面角，是以高边方向线为始边，顺时针转到工具面与井底园平的，称为高边工具面角，是以高边方向线为始边，顺时针转到工具面与井底园平面的高线上所转过的角度。以磁北为基准的称为磁工具面角。面的高线上所转过的角度。以磁北为基准的称为磁工具面角。l探管坐标系及参数定义探管坐标系及参数定义二、随钻测量技术二、随钻测量技术1 1、有线随钻测量技术、有线随钻测量技术u探管工作原理探管工作原理20PPT课件 方位角（方位角（AZAZ）：在以井眼轨迹上任一点为原点的平面坐标系中，以通过该点）：在以井眼轨迹上任一点为原点的平面坐标系中，以通过该点的正
20、北方向线为始边，按顺时针方向旋转至该点处井眼方向线在水平面上的投影的正北方向线为始边，按顺时针方向旋转至该点处井眼方向线在水平面上的投影线为终边，其所转过的角度称为该点的方位角。线为终边，其所转过的角度称为该点的方位角。l探管坐标系及参数定义探管坐标系及参数定义二、随钻测量技术二、随钻测量技术1 1、有线随钻测量技术、有线随钻测量技术u探管工作原理探管工作原理21PPT课件 随随钻钻测测斜斜仪仪系系统统的的控控制制指指挥挥中中心心,根根据据由由探探管管传传来来的的数数据据编编程程,实实时时计计算算测测量量参参数数。修修正正传传感感器器一一些些不不规规律律的的随随机机误误差差,采采用用最最优优滤
21、滤波波技技术术来来补补偿偿工工具具振振动动的的影影响响,实实现现错错误误检检测测。当当故故障障发发生生时时,对对操操作作员员提提出出报报警警,通通过过并并行行口口接接口口于于打打印印机机,可可随随时时打打印印输输出出所所需需要要的的参参数数。它它也也接接口口于于司司钻钻显显示示器器,在在井井台台上上显显示示磁磁性性或或高高边边工工具具面面角角及及井斜和方位。井斜和方位。u地面计算机系统地面计算机系统二、随钻测量技术二、随钻测量技术1 1、有线随钻测量技术、有线随钻测量技术22PPT课件u井下保护总成及电缆井下保护总成及电缆 主主要要由由电电缆缆头头总总成成、抗抗压压筒筒、内内减减震震器器、密密
22、封封转转换换接接头头、加加长长杆杆及及引引鞋鞋等等组组成成。其其主主要要功功用用是是使使探探管管免免受受高高压压钻钻井井泥泥浆浆的的损损伤伤,减减轻轻外部环境震动对探管性能的影响。外部环境震动对探管性能的影响。二、随钻测量技术二、随钻测量技术1 1、有线随钻测量技术、有线随钻测量技术23PPT课件u其它辅助设备其它辅助设备 （1 1）井井下下设设备备：包包括括无无磁磁钻钻铤铤、定定向向接接头头、螺螺杆杆钻钻具具等等。使使用用无无磁磁钻钻铤铤的的目目的的是是减减少少普普通通钻钻铤铤对对随随钻钻探探管管磁磁性性传传感感器器的的影影响响,使使其其能能正正确确测测量量地地球球地磁场强度。地磁场强度。（
23、2 2）井井口口设设备备：进进行行随随钻钻测测量量时时,必必须须要要用用电电缆缆把把探探管管送送至至井井下下,并并通通过过电电缆缆给给井井下下仪仪器器供供电电,同同时时把把井井下下探探管管测测量量到到的的那那些些数数据据信信息息输输送送到到地地面面计计算算机机。另另外外,随随钻钻测测量量时时井井下下采采用用动动力力钻钻具具,循循环环泥泥浆浆。因因此此,井井口口设设备备完成两个功能完成两个功能:I.:I.电缆密封；电缆密封；.保证泥浆正常循环。保证泥浆正常循环。二、随钻测量技术二、随钻测量技术1 1、有线随钻测量技术、有线随钻测量技术24PPT课件二、随钻测量技术二、随钻测量技术 MWDMWD（
24、Measurement While DrillingMeasurement While Drilling）无线随钻测量仪，是对）无线随钻测量仪，是对定向井、水平井井眼轨迹随钻监测并指导完成井眼轨迹控制的测量定向井、水平井井眼轨迹随钻监测并指导完成井眼轨迹控制的测量仪器。仪器。MWDMWD无线随钻测量仪器在油田勘探开发各个阶段中，为高难无线随钻测量仪器在油田勘探开发各个阶段中，为高难度定向井、水平井、大位移井、分支井提供高精度导向测量。同时度定向井、水平井、大位移井、分支井提供高精度导向测量。同时由于实时无电缆传输的优势，满足由于实时无电缆传输的优势，满足了了滑动钻井和旋转钻井滑动钻井和旋转钻井
25、的的要求要求，为各种井型提供高效率的井下工程及地质数据传输，从而大幅度地为各种井型提供高效率的井下工程及地质数据传输，从而大幅度地提高钻井效率和降低整体钻井成本提高钻井效率和降低整体钻井成本。并为后续多。并为后续多地质参数地质参数的测量的测量提提供了挂接条件和数据结构平台供了挂接条件和数据结构平台，使随钻测井进而实现地质导向成为使随钻测井进而实现地质导向成为可能。可能。2 2、MWDMWD技术技术25PPT课件二、随钻测量技术二、随钻测量技术2 2、MWDMWD技术技术uMWDMWD主要组成部分主要组成部分地面系统地面系统地面信息处理接口箱地面信息处理接口箱司钻显示器司钻显示器MWDMWD系统
26、软件系统软件MWDMWD井下测量工具井下测量工具高精度石英表传感器短节高精度石英表传感器短节电子测量短节电子测量短节电源系统短节电源系统短节电子控制短节电子控制短节脉冲发生器脉冲发生器26PPT课件立管压力传感器420ma地面系统 SIB计算 机打印机司钻阅读器DTU微打泵冲地面处理系统MWDMWD地面系统地面系统27PPT课件MWDMWD井下部分井下部分电电池池短短节节PSASEA探管探管脉冲发生器脉冲发生器APC控制短节控制短节脉冲发生器脉冲发生器井下测量系统井下测量系统脉冲发生器脉冲发生器驱动短节驱动短节电池短节电池短节测量短节测量短节28PPT课件二、随钻测量技术二、随钻测量技术2 2
27、、MWDMWD技术技术uMWD基本工作原理基本工作原理 MWD MWD井下仪器测量短节的传感器采集定向数据，由测量短节计算储存并井下仪器测量短节的传感器采集定向数据，由测量短节计算储存并传输到驱动器，控制和驱动脉冲发生器将这些井下信息转化成泥浆脉冲信号传输到驱动器，控制和驱动脉冲发生器将这些井下信息转化成泥浆脉冲信号传输到地面传输到地面,地面系统中的压力传感器将泥浆脉冲信号转换成电信号传输到地面系统中的压力传感器将泥浆脉冲信号转换成电信号传输到地面接口箱，处理电路进行数模转换，降躁，滤波等处理。然后，将处理结地面接口箱，处理电路进行数模转换，降躁，滤波等处理。然后，将处理结果传输给计算机系统，
28、计算机根据译码规则将信号转换成井斜，方位，工具果传输给计算机系统，计算机根据译码规则将信号转换成井斜，方位，工具面等数据，并在计算机及钻台司钻阅读器上显示面等数据，并在计算机及钻台司钻阅读器上显示.给定向工程师提供实时可靠给定向工程师提供实时可靠的井下数据，以更好的指导钻井工作。的井下数据，以更好的指导钻井工作。29PPT课件 目前普遍应用的是钻井液脉冲法目前普遍应用的是钻井液脉冲法,这是因为此法简单这是因为此法简单,对正常钻井作业影对正常钻井作业影响很小。压力脉冲以响很小。压力脉冲以120012001500m/s1500m/s的速度通过钻杆内液柱向地面传输。的速度通过钻杆内液柱向地面传输。信
29、信号号遥遥测测方方法法钻井液脉冲法钻井液脉冲法电磁波电磁波(EM)(EM)法法智能钻杆通讯系统智能钻杆通讯系统二、随钻测量技术二、随钻测量技术2 2、MWDMWD技术技术uMWD基本工作原理基本工作原理30PPT课件 正脉冲发生器的传输速率最高达正脉冲发生器的传输速率最高达3bit/s3bit/s 连续波脉冲发生器的传输速率最高可达连续波脉冲发生器的传输速率最高可达6bit/s6bit/s二、随钻测量技术二、随钻测量技术2 2、MWDMWD技术技术钻钻井井液液脉脉冲冲法法负脉冲发生器负脉冲发生器正脉冲发生器正脉冲发生器连续波脉冲发生器连续波脉冲发生器uMWD基本工作原理基本工作原理31PPT课
30、件 指脉冲信号造成立管压力降低。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，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。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。负脉冲信号传输方式负脉冲信号传输方式二、随钻测量技术二、随钻测量技术2 2、MWDMWD技术技术uMWD基本工作原理基本工作原理32PPT课件 脉冲器内有一对阀和限流环，脉冲器内有一对阀和限流
31、环，MWDMWD控制器驱动脉冲器时，此阀就会根据信号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。内压力下降，然后趋于平稳。正脉冲信号传输方式正脉冲信号传输方式二、随钻测量技术二、随钻测量技术2 2、MWDMWD技术技术uMWD基本工作原理基本工作原理33PPT课件 在脉冲器内有一个定子、转子机构，正常
32、钻进时，转子静止在固定位置，转在脉冲器内有一个定子、转子机构，正常钻进时，转子静止在固定位置，转子叶片遮住定子部分的泥浆流道。当要发送脉冲信号时，转子转动，使定子和转子叶片遮住定子部分的泥浆流道。当要发送脉冲信号时，转子转动，使定子和转子之间的泥浆流道增大，相当于减小了泵压；继续转动时，泥浆流道转渐减小，子之间的泥浆流道增大，相当于减小了泵压；继续转动时，泥浆流道转渐减小，泵压逐步增加。在脉冲器指令下，转子不停地转动，泵压就不停地呈现正弦波形泵压逐步增加。在脉冲器指令下，转子不停地转动，泵压就不停地呈现正弦波形式变化，从而产生连续波信号。式变化，从而产生连续波信号。连续波脉冲信号传输方式连续波
33、脉冲信号传输方式立管压力时间叶片连续转动，波形连续变化泥浆 二、随钻测量技术二、随钻测量技术2 2、MWDMWD技术技术uMWD基本工作原理基本工作原理34PPT课件电磁波电磁波(EM)遥测系统遥测系统 优点：数据传输速度较快，适用于普通泥浆、泡沫泥浆、空气钻井等钻优点：数据传输速度较快，适用于普通泥浆、泡沫泥浆、空气钻井等钻井施工中传输定向和地质资料参数。井施工中传输定向和地质资料参数。缺点：地层介质对信号的影响较大，低电阻率的地层电磁波不能穿过，缺点：地层介质对信号的影响较大，低电阻率的地层电磁波不能穿过，电磁波传输的距离也有限，不适合深井施工。电磁波传输的距离也有限，不适合深井施工。二、
34、随钻测量技术二、随钻测量技术2 2、MWDMWD技术技术uMWD基本工作原理基本工作原理35PPT课件 智能钻杆通讯系统是一种通过各种井下智能钻杆通讯系统是一种通过各种井下MWD/LWD MWD/LWD 工具和钻杆连接到地面的工具和钻杆连接到地面的高速遥测系统。它采用一种无接触的没有特殊方向要求的耦合器穿过每根钻杆的高速遥测系统。它采用一种无接触的没有特殊方向要求的耦合器穿过每根钻杆的接头来实现数据传输接头来实现数据传输,并沿钻柱每并沿钻柱每348m348m安装安装1 1个放大接头进行信号增强。与传统个放大接头进行信号增强。与传统的钻井液脉冲测量系统及目前最新的电磁的钻井液脉冲测量系统及目前最
35、新的电磁(EM)(EM)遥测系统相比遥测系统相比,这个新的装置传输这个新的装置传输速率高达速率高达1Mbps,1Mbps,具有双响通讯功能具有双响通讯功能,能够从地面给井下的各种可控工具发指令。能够从地面给井下的各种可控工具发指令。智能钻杆通讯系统智能钻杆通讯系统二、随钻测量技术二、随钻测量技术2 2、MWDMWD技术技术uMWD基本工作原理基本工作原理36PPT课件 LWD LWD是在是在MWDMWD基础上发展起来的一种功能更齐全、结构更复杂的随钻测基础上发展起来的一种功能更齐全、结构更复杂的随钻测量系统，它将地质参数传感器测量模块与井斜、方位等井身轨迹测量仪器量系统，它将地质参数传感器测量
36、模块与井斜、方位等井身轨迹测量仪器组合在一起，在钻井过程中同时进行地质参数测量，与组合在一起，在钻井过程中同时进行地质参数测量，与MWDMWD相比，相比，LWDLWD传输传输的信息更多。的信息更多。LWDLWD技术是录井技术、测井技术、钻井技术和油藏描述等多学技术是录井技术、测井技术、钻井技术和油藏描述等多学科的综合性技术。科的综合性技术。二、随钻测量技术二、随钻测量技术井井底底信信息息工工程程参参数数地地质质参参数数井斜角井斜角方位角方位角工具面角工具面角井底钻压井底钻压井底扭矩井底扭矩井底压力井底压力电阻率电阻率自然伽玛自然伽玛岩性密度岩性密度声波声波地层倾角地层倾角3 3、LWDLWD技
37、术技术u概述概述37PPT课件泵压表泵压表司钻显示器司钻显示器深度跟踪系统深度跟踪系统地面接口箱地面接口箱泵冲传感器泵冲传感器计算机计算机打打印印机机压力传感器压力传感器井下仪器井下仪器地面是全面的地面是全面的井场信息系统井场信息系统地面系统地面系统井下是定向钻井和井下是定向钻井和电缆测井的结合体电缆测井的结合体MWDMWD密度密度中子中子伽马伽马电阻率电阻率 随钻测井是迈向随钻测井是迈向自动化、智能化钻井自动化、智能化钻井的重要的重要环节和关键技术，突破了环节和关键技术，突破了录井、测井、钻井录井、测井、钻井单项单项技术的局限性，打破了原有行业界限，形成了技术的局限性，打破了原有行业界限，形
38、成了新新的技术体系和新的行业的技术体系和新的行业。38PPT课件（1 1）分辨地层、确定地层岩性、砂泥岩含量评价；）分辨地层、确定地层岩性、砂泥岩含量评价；（2 2）分辨油、气、水层以及油）分辨油、气、水层以及油/气、油气、油/水界面；水界面；（3 3）判断地层变化，预测轨迹在油层中行进的情况；）判断地层变化，预测轨迹在油层中行进的情况；（4 4）预测高压地层，实现无风险钻井；）预测高压地层，实现无风险钻井；（5 5）分辩薄油气层，有效开发地下油气资源；）分辩薄油气层，有效开发地下油气资源；（6 6）取消中途及完井电测，节约投资，提高施工效率；）取消中途及完井电测，节约投资，提高施工效率；（7
39、 7）缩短钻井周期，减少油气的浸泡时间，减少油层污染。）缩短钻井周期，减少油气的浸泡时间，减少油层污染。应应用用二、随钻测量技术二、随钻测量技术3 3、LWDLWD技术技术39PPT课件 LWD LWD正越来越多地取代电缆测井而成为常规服务项目。服务领域从正越来越多地取代电缆测井而成为常规服务项目。服务领域从早期主要集中在海洋钻井平台服务逐步向陆地钻井服务中推进。据国早期主要集中在海洋钻井平台服务逐步向陆地钻井服务中推进。据国外资料统计，在海上钻井作业中，使用外资料统计，在海上钻井作业中，使用LWDLWD的比例高达的比例高达9595以上。以上。在国际测井服务市场，电缆测井的份额在逐步减少，随钻
40、测井的在国际测井服务市场，电缆测井的份额在逐步减少，随钻测井的份额在迅速增加，这一趋势已经越来越明显。大力发展随钻测井技术份额在迅速增加，这一趋势已经越来越明显。大力发展随钻测井技术是世界各大油田技术服务公司的一个主要方向。是世界各大油田技术服务公司的一个主要方向。二、随钻测量技术二、随钻测量技术3 3、LWDLWD技术技术40PPT课件国外国外LWDLWD技术的研究在技术的研究在8080年代以前一直未得到较大发展。年代以前一直未得到较大发展。8080年年代初，在原来代初，在原来MWDMWD系统的基础上增加了补偿双电阻率、自然伽马和系统的基础上增加了补偿双电阻率、自然伽马和补偿密度补偿密度-中
41、子测井仪组成了中子测井仪组成了LWDLWD系统。此后，多种形式的电阻率、系统。此后，多种形式的电阻率、方位密度、中子和声波等仪器也逐渐地随钻化。方位密度、中子和声波等仪器也逐渐地随钻化。9090年代后期，目年代后期，目标向着随钻核磁共振、随钻地震、随钻声波成像、随钻电阻率成标向着随钻核磁共振、随钻地震、随钻声波成像、随钻电阻率成像发展，并取得了成功。像发展，并取得了成功。近几年，随钻地层压力测试器的推出，完善了随钻测井系列，近几年，随钻地层压力测试器的推出，完善了随钻测井系列，使其和电缆测井一样可以提供全套的电测井、核测井、声测井、使其和电缆测井一样可以提供全套的电测井、核测井、声测井、核磁测
42、井、成像测井和地层压力测试资料。核磁测井、成像测井和地层压力测试资料。二、随钻测量技术二、随钻测量技术3 3、LWDLWD技术技术uLWD技术的发展技术的发展41PPT课件 目前目前LWDLWD技术已经发展到第三代，其主要特征为仪器种类繁多、集成度高、技术已经发展到第三代，其主要特征为仪器种类繁多、集成度高、数据传输速度更快、信息量更大、可靠性更高、地面软件功能更强等六个特点。数据传输速度更快、信息量更大、可靠性更高、地面软件功能更强等六个特点。第一代第一代第二代第二代第三代第三代1988-19921993-19961997-2000相关对比、地层评价相关对比、地层评价在油藏中成功地质导向在油
43、藏中成功地质导向地层评价地层评价钻井效率和风险管理实时决策钻井效率和风险管理实时决策二、随钻测量技术二、随钻测量技术3 3、LWDLWD技术技术uLWD技术的发展技术的发展42PPT课件一、地质导向钻井技术概述一、地质导向钻井技术概述二、随钻测量技术二、随钻测量技术三、三、LWDLWD地质导向仪器地质导向仪器四、地质导向技术应用实例四、地质导向技术应用实例五、结论与认识五、结论与认识报报 告告 提提 纲纲43PPT课件公司名称公司名称仪器名称仪器名称SchlumbergerSchlumberger电阻率（补偿双深度、近钻头电阻率、阵列、成像）、密度中子（补偿密度中电阻率（补偿双深度、近钻头电阻
44、率、阵列、成像）、密度中子（补偿密度中子、方位密度中子）、随钻声波、地震、核磁共振子、方位密度中子）、随钻声波、地震、核磁共振halliburtonhalliburton多深度电磁波电阻率、方位伽马、稳定岩性密度、补偿中子孔隙多深度电磁波电阻率、方位伽马、稳定岩性密度、补偿中子孔隙度、补偿热中子、随钻声波、近钻头、随钻压力测试度、补偿热中子、随钻声波、近钻头、随钻压力测试Baker-HughesBaker-Hughes方位伽马、多深度电阻率、岩性密度、补偿中子孔隙度、随钻声波、随钻压力方位伽马、多深度电阻率、岩性密度、补偿中子孔隙度、随钻声波、随钻压力测试测试 目前目前Schlumberger
45、 Schlumberger、Halliburton Halliburton、Baker HughesBaker Hughes三家公司代表了随钻测三家公司代表了随钻测井技术的最高水平，测量参数包括随钻电阻率、伽马、中子、密度、声波、地层井技术的最高水平，测量参数包括随钻电阻率、伽马、中子、密度、声波、地层压力、核磁共振、随钻地震等，并配套地质导向解释系统，完全能够满足各种井压力、核磁共振、随钻地震等，并配套地质导向解释系统，完全能够满足各种井型的随钻地层评价和地质导向钻井的需要。型的随钻地层评价和地质导向钻井的需要。三、三、LWDLWD地质导向仪器地质导向仪器44PPT课件uHalliburto
46、nHalliburton公司的公司的LWDLWD地质导向仪器地质导向仪器三、三、LWDLWD地质导向仪器地质导向仪器45PPT课件三、三、LWDLWD地质导向仪器地质导向仪器uBaker HughesBaker Hughes公司的公司的LWDLWD地质导向仪器地质导向仪器46PPT课件三、三、LWDLWD地质导向仪器地质导向仪器uSchlumbergerSchlumberger公司的公司的LWDLWD地质导向仪器地质导向仪器47PPT课件 2005 2005年年2 2月，斯伦贝谢公司推介了新一代月，斯伦贝谢公司推介了新一代ScopeScope随钻服务，该项服务由随钻服务，该项服务由三部分构成：
47、三部分构成：EcoScopeEcoScope多功能随钻测井多功能随钻测井 StethoScopeStethoScope随钻地层压力测量随钻地层压力测量 TeleScopeTeleScope随钻高速遥测随钻高速遥测 ScopeScope的数据传输率提高了的数据传输率提高了3 3倍，还首次在随钻测井中用脉冲中子发生倍，还首次在随钻测井中用脉冲中子发生器取代了传统的器取代了传统的AmBeAmBe源，增强了作业的安全性。新一代随钻服务可以极大源，增强了作业的安全性。新一代随钻服务可以极大地改善钻井性能并优化井眼轨迹，增加油气产量。地改善钻井性能并优化井眼轨迹，增加油气产量。斯伦贝谢公司的新一代斯伦贝谢
48、公司的新一代LWDLWD三、三、LWDLWD地质导向仪器地质导向仪器48PPT课件u将全套的地层评价、确定井身轨迹和钻井优化的测量组合在一根钻铤内。将全套的地层评价、确定井身轨迹和钻井优化的测量组合在一根钻铤内。u用脉冲中子发生器取代了传统的用脉冲中子发生器取代了传统的AmBeAmBe源。源。u所有传感器均可在钻头附近测量。所有传感器均可在钻头附近测量。u钻井优化测量包括随钻环空压力、井径和振动。钻井优化测量包括随钻环空压力、井径和振动。u实时方位密度和自然伽马图像可识别最佳井眼轨迹。实时方位密度和自然伽马图像可识别最佳井眼轨迹。三、三、LWDLWD地质导向仪器地质导向仪器EcoScope多功
49、能随钻测井多功能随钻测井49PPT课件 采用探头式压力测量仪器，可以安全有效地随钻采集压力和流体流度信息。压力探头位采用探头式压力测量仪器，可以安全有效地随钻采集压力和流体流度信息。压力探头位于扶正器叶片的延伸部分，与压力探头相对的定位活塞可确保探头与地层的接触。这种设计于扶正器叶片的延伸部分，与压力探头相对的定位活塞可确保探头与地层的接触。这种设计无需使仪器定向，并使得压力测量期间探头周围的流体流动降至最低。每次压力测量时间约无需使仪器定向，并使得压力测量期间探头周围的流体流动降至最低。每次压力测量时间约为为5min5min，可以获得两个独立的压力和流体流度估算值。测量精度相当于或接近电缆传
50、送地层，可以获得两个独立的压力和流体流度估算值。测量精度相当于或接近电缆传送地层压力测试器。压力测试器。三、三、LWDLWD地质导向仪器地质导向仪器StethoScopeStethoScope随钻地层压力测量随钻地层压力测量 优点：降低钻井费用和风险；优化泥浆比重，避免井涌；避免过早或不正确地下套管。优点：降低钻井费用和风险；优化泥浆比重，避免井涌；避免过早或不正确地下套管。其应用包括：优化钻井；刻度孔隙压力；确定压力梯度；识别流体界面；修改储层模型；其应用包括：优化钻井；刻度孔隙压力；确定压力梯度；识别流体界面；修改储层模型；地质导向；地层评价；储量预测；储层压力管理。地质导向；地层评价；储