随钻测井及地质导向钻井技术ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物,随钻测井及地质导向钻井技术,张海花,二七年九月,张海花,1,一、地质导向钻井技术概述,二、随钻测量技术,三、LWD地质导向仪器,四、地质导向技术应用实例,五、结论与认识,报 告 提 纲,一、地质导向钻井技术概述报 告 提 纲,2,地质导向技术问世之前，常规的井眼轨迹控制技术均属几何导向范畴。,几何导向,现代导向钻井技术,地质导向,按照预先设计的井眼轨道钻井。,任务,是,对钻井设计井眼轨道负责,，使实钻轨迹尽量靠近设计轨道，以保证井眼准确钻入设计靶区。（由于地质不确定性带来的误差，原设计靶区可能并非储层）,以井下实际地质特征来确定和控制井眼轨迹。,任务,是,对准确钻入油气目的层负责,，具有测量、传输和导向三大功能。,一、地质导向钻井技术概述,地质导向技术问世之前，常规的井眼轨迹控制技术均属几何导向范畴,3,一、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, 延误钻井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。,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。,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。,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,4,一、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，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。,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，油田开发效果明显提高。,一、地质导向钻井技术概述 二十世纪九十年代，在世界范围,5,地质导向钻井就是在钻井过程中通过测量多种地质和工程参数来对所钻地层的地质参数进行实时评价，根据评价结果来精确地控制井下钻具命中最佳地质目标。,换言之，地质导向就是使用随钻测量数据和随钻地层评价测井数据来控制井眼轨迹的钻井技术。它以井下实际地质特征来确定和控制井眼轨迹，而不是按预先设计的井眼轨迹进行钻井。,一、地质导向钻井技术概述,地质导向钻井就是在钻井过程中通过测量多种地质和工程参,6,根据地质导向工具提供的井下实时地质信息和定向数据，辨明所钻遇的地质环境并预报将要钻遇的地下情况，引导钻头进入油层并将井眼轨迹保持在产层延伸。,测量点(即传感器)与钻头之间的距离,测量参数的多少,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,地质导向钻井技术,概念,组成,关键,根据地质导向工具提供的井下实时地质信息和定向数据，辨明所钻遇,7,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层中延伸。,一、地质导向钻井技术概述,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,8,利用实时、记录测井曲线对地层进行综合评价,分辨地层、确定地层岩性、泥砂/砂泥岩含量评价,分辨油、气、水层以及油/气、油/水界面，指导钻井施工,判断地层变化，准确进行地质评价,分辨薄的油气层，有效开发地下油气资源,预测轨迹在油层中行进的情况，实时指导钻井施工,预测高压地层，回避钻井风险,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,地质导向钻井技术的应用,利用实时、记录测井曲线对地层进行综合评价一、地质导向钻井技术,9,一、地质导向钻井技术概述,二、随钻测量技术,三、LWD地质导向仪器,四、地质导向技术应用实例,五、结论与认识,报 告 提 纲,一、地质导向钻井技术概述报 告 提 纲,10,都振川,测量技术的变革,LWD,电子多点,有线随钻测量仪,MWD,二、随钻测量技术,都振川测量技术的变革LWD电子多点 有线随钻测量仪 MWD,11,测量参数的变革,电子多点,有线随钻,无线随钻,都振川,定向参数,LWD,井眼轨迹参数 方位角、井斜角,造斜工具状态参数 工具面角,地层磁场参数磁场强度、磁倾角,地温参数 温度,自然伽马,电阻率,岩石密度,中子孔隙度,声波,定向参数,地质参数,二、随钻测量技术,测量参数的变革电子多点 都振川定向参数LWD井眼轨迹参数 ,12,数据传输方式的变革,都振川,电子多点中断钻井作业，地面读取数据，非连续测量,有线随钻电缆作为数据传输介质，随钻连续测量,MWD/LWD钻井液（或电磁波）作为数据传输介质，随钻连续测量,二、随钻测量技术,数据传输方式的变革 都振川电子多点中断钻井作业，,13,都振川,二、随钻测量技术,1、有线随钻测量技术,有线随钻测斜仪是定向井测量仪器中的一种, 它可在钻井过程中实时测量井斜、方位、工具面和温度等钻井工程参数。,都振川二、随钻测量技术1、有线随钻测量技术 有线,14,二、随钻测量技术,1、有线随钻测量技术,有线随钻测斜仪以重力加速度和地磁场强度为基准矢量。探管将经过高精度A/T变换得到的各传感器数据, 通过单芯电缆从探管传到地面计算机。计算机经一系列计算得到INC、AZ、TF等钻井工程参数, 显示、打印并传送到井台司钻显示器。,系统组成,二、随钻测量技术1、有线随钻测量技术 有线随钻测斜仪以,15,各传感器的输出经高精度A/T变换, 由脉冲传输电路通过单芯电缆从探管传到地面计算机, 探管供电电源也通过该电缆从地面计算机传到探管。探管内的电路对各传感器的温度系数进行补偿。,二、随钻测量技术,1、有线随钻测量技术,Gx加速度表,G加速度表,Gz加速度表,多 路 开 关,Bx磁通门,B,By磁通门,Bz磁通门,温度传感器,电压基准,时序控制,A/T变换,调制,激磁稳压,探管工作原理,各传感器的输出经高精度A/T变换, 由脉冲传输电路通,16,加速度计,线圈AB通以方波激励, 当a90时, 加速度计敏感轴与重力加速度垂直, 磁钢D位于线圈中间, 其在两个线圈中产生的感应电势平衡,C点没有输出。当a=90, 加速度计发生了倾斜, 磁铁D在重力作用下产生位移, 两线圈中的感应电势失去平衡，C点输出电信号, 幅值和相位与有确定的关系, 通过放大、校正、解调, 最后反馈至线圈C端, 构成电弹簧, 使磁铁D回到中间位置。反馈电流的大小, 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。DST随钻测斜仪中, 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。,二、随钻测量技术,1、有线随钻测量技术,探管工作原理,加速度计 线圈AB通以方波激,17,用来测量地磁场的传感器。采用交流励磁, 使由高导磁材料做成的磁芯磁化饱和, 此时, 绕在磁芯上的探测线圈中感应的电动势e只含有励磁电流基波的奇次谐波分量(不含偶次谐波分量), 感应电压是对称的，这时T1=T2。而当待测的直流磁场和交流励磁同时作用时, 则感应电动势e不仅奇次谐波分量, 而且也含有偶次谐波分量, 这时, 感应电压变得不对称, 即T1T2, 测量这种不对称性即可测得待测磁场。,磁通门,二、随钻测量技术,1、有线随钻测量技术,探管工作原理,用来测量地磁场的传感器。采用交流励磁, 使由高导磁材,18,井斜角（INC）：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。,探管坐标系及参数定义,二、随钻测量技术,1、有线随钻测量技术,探管工作原理,井斜角（INC）：井眼,19,工具面角（TF）：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。,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。,探管坐标系及参数定义,二、随钻测量技术,1、有线随钻测量技术,探管工作原理,工具面角（TF）：表示造斜工具下到井底后，工具面（在,20,方位角（AZ）：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。,探管坐标系及参数定义,二、随钻测量技术,1、有线随钻测量技术,探管工作原理,方位角（AZ）：在以井眼轨迹上任一点为原点的平面坐标,21,随钻测斜仪系统的控制指挥中心, 根据由探管传来的数据编程, 实时计算测量参数。修正传感器一些不规律的随机误差, 采用最优滤波技术来补偿工具振动的影响, 实现错误检测。当故障发生时, 对操作员提出报警, 通过并行口接口于打印机, 可随时打印输出所需要的参数。它也接口于司钻显示器, 在井台上显示磁性或高边工具面角及井斜和方位。,地面计算机系统,二、随钻测量技术,1、有线随钻测量技术,随钻测斜仪系统的控制指挥中心, 根据由探管传来的数据,22,井下保护总成及电缆,主要由电缆头总成、抗压筒、内减震器、密封转换接头、加长杆及引鞋等组成。其主要功用是使探管免受高压钻井泥浆的损伤, 减轻外部环境震动对探管性能的影响。,二、随钻测量技术,1、有线随钻测量技术,井下保护总成及电缆 主要由电缆头总成、抗压筒、内减震器,23,其它辅助设备,（1）井下设备：包括无磁钻铤、 定向接头、螺杆钻具等。使用无磁钻铤的目的是减少普通钻铤对随钻探管磁性传感器的影响, 使其能正确测量地球地磁场强度。,（2）井口设备：进行随钻测量时, 必须要用电缆把探管送至井下, 并通过电缆给井下仪器供电, 同时把井下探管测量到的那些数据信息输送到地面计算机。另外, 随钻测量时井下采用动力钻具, 循环泥浆。因此, 井口设备完成两个功能: I.电缆密封；.保证泥浆正常循环。,二、随钻测量技术,1、有线随钻测量技术,其它辅助设备 （1）井下设备：包括无磁钻铤、 定向接头、,24,二、随钻测量技术,MWD（Measurement While Drilling）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仪器。,MWD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。同时由于实时无电缆传输的优势，满足了滑动钻井和旋转钻井的要求，为各种井型提供高效率的井下工程及地质数据传输，从而大幅度地提高钻井效率和降低整体钻井成本。并为后续多地质参数的测量提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可能。,2、MWD技术,二、随钻测量技术 MWD（Measurement,25,二、随钻测量技术,2、MWD技术,MWD主要组成部分,地面系统,地面信息处理接口箱,司钻显示器,MWD系统软件,MWD井下测量工具,高精度石英表传感器短节,电子测量短节,电源系统短节,电子控制短节,脉冲发生器,二、随钻测量技术2、MWD技术MWD主要组成部分地面系统地面,26,立管压力传感器420ma,地面系统 SIB,计算 机,打印机,司钻阅读器,D,T,U,微,打,泵冲,地面处理系统,MWD地面系统,立管压力传感器420ma地面系统 SIB计算 机打印机司钻,27,MWD井下部分,电池短节PSA,SEA,探管,脉冲发生器APC控制短节,脉冲发生器,井下测量系统,脉冲发生器,驱动短节,电池短节,测量短节,MWD井下部分电池短节PSASEA脉冲发生器APC控制短节脉,28,二、随钻测量技术,2、MWD技术,MWD基本工作原理,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, 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.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。,二、随钻测量技术2、MWD技术MWD基本工作原理,29,目前普遍应用的是钻井液脉冲法,这是因为此法简单,对正常钻井作业影响很小。压力脉冲以12001500m/s的速度通过钻杆内液柱向地面传输。,信号遥测方法,钻井液脉冲法,电磁波(EM)法,智能钻杆通讯系统,二、随钻测量技术,2、MWD技术,MWD基本工作原理,目前普遍应用的是钻井液脉冲法,这是因为此法简单,对正,30,正脉冲发生器的传输速率最高达3bit/s,连续波脉冲发生器的传输速率最高可达6bit/s,二、随钻测量技术,2、MWD技术,钻井液脉冲法,负脉冲发生器,正脉冲发生器,连续波脉冲发生器,MWD基本工作原理,正脉冲发生器的传输速率最高达3bit/s二、随钻测量,31,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，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。,负脉冲信号传输方式,二、随钻测量技术,2、MWD技术,MWD基本工作原理,指脉冲信号造成立管压力降低。脉冲发生器由阀门（从钻杆,32,脉冲器内有一对阀和限流环，MWD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。,正脉冲信号传输方式,二、随钻测量技术,2、MWD技术,MWD基本工作原理,脉冲器内有一对阀和限流环，MWD控制器驱动脉冲器时，此,33,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式变化，从而产生连续波信号。,连续波脉冲信号传输方式,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,2、MWD技术,MWD基本工作原理,在脉冲器内有一个定子、转子机构，正常钻进时，转子静止,34,电磁波(EM)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，电磁波传输的距离也有限，不适合深井施工。,二、随钻测量技术,2、MWD技术,MWD基本工作原理,电磁波(EM)遥测系统 优点：数据传输速度较快，适用,35,智能钻杆通讯系统是一种通过各种井下MWD/ LWD 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接头来实现数据传输, 并沿钻柱每348m安装1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(EM)遥测系统相比, 这个新的装置传输速率高达1Mbps , 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。,智能钻杆通讯系统,二、随钻测量技术,2、MWD技术,MWD基本工作原理,智能钻杆通讯系统是一种通过各种井下MWD/ LWD,36,LWD是在MWD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组合在一起，在钻井过程中同时进行地质参数测量，与MWD相比，LWD传输的信息更多。LWD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。,二、随钻测量技术,井底信息,工程参数,地质参数,井斜角,方位角,工具面角,井底钻压,井底扭矩,井底压力,电阻率,自然伽玛,岩性密度,声波,地层倾角,3、LWD技术,概述,LWD是在MWD基础上发展起来的一种功能更齐全、结构更复,37,泵压表,司钻显示器,深度跟踪系统,地面接口箱,泵冲传感器,计算机,打印机,压力传感器,井下仪器,地面是全面的井场信息系统,地面系统,井下是定向钻井和电缆测井的结合体,MWD,密度,中子,伽马,电阻率,随钻测井是迈向,自动化、智能化钻井,的重要环节和关键技术，突破了,录井、测井、钻井,单项技术的局限性，打破了原有行业界限，形成了,新的技术体系和新的行业,。,泵压表司钻显示器深度跟踪系统地面接口箱泵冲传感器计算机打印机,38,（1）分辨地层、确定地层岩性、砂泥岩含量评价；,（2）分辨油、气、水层以及油/气、油/水界面；,（3）判断地层变化，预测轨迹在油层中行进的情况；,（4）预测高压地层，实现无风险钻井；,（5）分辩薄油气层，有效开发地下油气资源；,（6）取消中途及完井电测，节约投资，提高施工效率；,（7）缩短钻井周期，减少油气的浸泡时间，减少油层污染。,应用,二、随钻测量技术,3、LWD技术,（1）分辨地层、确定地层岩性、砂泥岩含量评价；应用二、随钻测,39,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LWD的比例高达95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,3、LWD技术,LWD正越来越多地取代电缆测井而成为常规服务项目。服,40,国外LWD技术的研究在80年代以前一直未得到较大发展。80年代初，在原来MWD系统的基础上增加了补偿双电阻率、自然伽马和补偿密度-中子测井仪组成了LWD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。90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，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、核磁测井、成像测井和地层压力测试资料。,二、随钻测量技术,3、LWD技术,LWD技术的发展,国外LWD技术的研究在80年代以前一直未得到较大发展。8,41,目前LWD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。,第一代,第二代,第三代,1988-1992,1993-1996,1997-2000,相关对比、地层评价,在油藏中成功地质导向,地层评价,钻井效率和风险管理实时决策,二、随钻测量技术,3、LWD技术,LWD技术的发展,目前LWD技术已经发展到第三代，其主要特征为仪器种类,42,一、地质导向钻井技术概述,二、随钻测量技术,三、LWD地质导向仪器,四、地质导向技术应用实例,五、结论与认识,报 告 提 纲,一、地质导向钻井技术概述报 告 提 纲,43,公司名称,仪器名称,Schlumberger,电阻率（补偿双深度、近钻头电阻率、阵列、成像）、密度中子（补偿密度中子、方位密度中子）、随钻声波、地震、核磁共振,halliburton,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,Baker-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、随钻压力测试,目前Schlumberger 、Halliburton 、Baker Hughes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。,三、LWD地质导向仪器,公司名称仪器名称电阻率（补偿双深度、近钻头电阻率、阵列、成像,44,Halliburton公司的LWD地质导向仪器,三、LWD地质导向仪器,Halliburton公司的LWD地质导向仪器三、LWD地质,45,三、LWD地质导向仪器,Baker Hughes公司的LWD地质导向仪器,三、LWD地质导向仪器Baker Hughes公司的LWD地,46,三、LWD地质导向仪器,Schlumberger公司的LWD地质导向仪器,三、LWD地质导向仪器Schlumberger公司的LWD地,47,2005年2月，斯伦贝谢公司推介了新一代Scope随钻服务，该项服务由三部分构成：,EcoScope多功能随钻测井,StethoScope随钻地层压力测量,TeleScope随钻高速遥测,Scope的数据传输率提高了3倍，还首次在随钻测井中用脉冲中子发生器取代了传统的AmBe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。,斯伦贝谢公司的新一代LWD,三、LWD地质导向仪器,2005年2月，斯伦贝谢公司推介了新一代Scope随,48,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。,用脉冲中子发生器取代了传统的AmBe源。,所有传感器均可在钻头附近测量。,钻井优化测量包括随钻环空压力、井径和振动。,实时方位密度和自然伽马图像可识别最佳井眼轨迹。,三、LWD地质导向仪器,EcoScope多功能随钻测井,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,49,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5min，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。,三、LWD地质导向仪器,StethoScope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。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。,StetheScope已被证实是一项关键的技术。在北海的一个高流度储层中，StethoScope采集的实时数据帮助Statoil石油公司成功地完成了一个大斜度分支井眼，节省价值100万美元的钻机占用时间。,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,50,TeleScope随钻高速遥测确立了随钻实时信息传送的新标准。内部电路板置于坚固的底座中，能够经受住极端震动，井下部件可以在高温高压环境下工作。 TeleScope及其Orion遥测平台有效地利用了泥浆脉冲遥测原理，加强了信号检测并使数据传输率提高3倍，增加了实时数据传输量。TeleScope可以实时传送多种测量数据，提供综合的地层与井眼信息，因此可以优化储层表征和钻井作业，降低钻井风险，提高钻井效率。所有数据均可存储于井下存储器中。,三、LWD地质导向仪器,TeleScope随钻高速遥测,TeleScope随钻高速遥测确立了随钻实时信息传送的新,51,成功地研制出了具有自主知识产权的地质导向测量仪器负脉冲MWD、新型正脉冲MWD、随钻伽马测量仪和随钻电阻率测量仪;,形成了以六大技术为核心的地质导向测量仪器核心理论和制造技术;,构建了先进的仪器系统平台，为地质导向测量仪器的参数扩充、完善和改进奠定了坚实的基础。,新型正脉冲发生器设计制造技术；,随钻伽马测量技术；,随钻电阻率井下测量短节设计制造技术；,井下智能数据控制平台设计加工技术；,地面数据处理技术；,地质导向解释平台设计技术。,三、LWD地质导向仪器,胜利钻井院的LWD仪器技术,成功地研制出了具有自主知识产权的地质导向测量仪器负脉冲M,52,电阻率短节,自然伽马探管,MWD探管,脉冲发生器,由于油田区块的开发已经到了中后期，为了开发薄油层以及残余油，地质导向仪器已经变得相当重要。另外这些区块的地质构成及地层描述都已相当清楚，再利用邻井的测井资料，就可以定性描述开发地层的地质构成、地层骨架的岩性及密度。在这种情况下，只要使用MWD自然伽马电阻率组成的LWD，就可以满足定向轨迹测量和地质导向的要求。,三、LWD地质导向仪器,电阻率短节自然伽马探管MWD探管脉冲发生器,53,LWD仪器既是地质参数测量仪器，同时也是一种计量仪器。它与电缆测井仪器分别采用不同的方法对同一对象进行测量，应该具有统一的计量标准，这样才能得到相同的测井响应。,但由于随钻仪器工作环境的特殊性，尤其是随钻仪器工作在金属钻铤中，而金属钻铤的存在对随钻仪器的响应影响极大，因此这两种仪器采用不同的刻度传递方法。,必须根据随钻仪器的特点，建立一套同现有测井刻度体系相映射和传递的随钻仪器刻度体系，利用测井现有的刻度装置，通过合理的量值传递流程，将刻度值从测井现有的刻度装置映射到随钻刻度装置，从而建立准确的刻度装置，达到LWD仪器与现有测井系统在标准上的统一。,LWD仪器的刻度,三、LWD地质导向仪器,LWD仪器既是地质参数测量仪器，同时也是一种计量仪器,54,3个盐水刻度井，其中2个10刻度井和1个13刻度井，以及非导电井眼。能够提供具有不同电阻率的多种地层，模拟柱状均匀对称条件的井眼，还能三维模拟具有非对称响应的仪器以及能够薄层条件。,Baker Hughes 的电阻率刻度实验室,三、LWD地质导向仪器,3个盐水刻度井，其中2个10刻度井和1个13刻度,55,包括54种测试地层，其中24种用于密度测井，30种用于中子测井，行业唯一的几个零孔隙度地层能够建立仪器在低孔隙度条件下的准确响应，井眼尺寸8 1/2-12 1/4。能够对每一种类型的LWD核测井仪器进行精度评价。,Baker Hughes 的电阻率刻度实验室,三、LWD地质导向仪器,包括54种测试地层，其中24种用于密度测井，30种用,56,Schlumberger的随钻电阻率刻度井装置,三、LWD地质导向仪器,Schlumberger的随钻电阻率刻度井装置三、L,57,钻井院研制成功国内第一个移动式伽马刻度井、随钻电阻率实体刻度井及量值传递方法，并研制成功适合现场使用的刻度器，使 LWD仪器与现有电缆测井系统在标准上得到统一。,三、目前取得的成果,钻井院研制成功国内第一个移动式伽马刻度井、随钻电阻率,58,一、地质导向钻井技术概述,二、随钻测量技术,三、LWD地质导向仪器,四、地质导向技术应用实例,五、结论与认识,报 告 提 纲,一、地质导向钻井技术概述报 告 提 纲,59,从目前国际钻井行业范围来看，四参数组合随钻测井仪（自然伽马、多深度电阻率、密度/中子/声波）已成为标准的随钻测井仪器。,目前国内多采用随钻自然伽马和电阻率测井资料，根据实际情况选择合适的测量方式。结合邻井或试验井的测录井资料，建立无孔隙度测井资料条件下的孔隙度解释模型，建立随钻伽马、电阻率实时解释平台，实现地层对比和部分实钻地质参数的定量解释，从而实现地质导向。,四、地质导向技术应用实例,从目前国际钻井行业范围来看，四参数组合随钻测井仪（自然伽,60,四、地质导向技术应用实例,由于我国多数油田区块开发已经到了中后期，为了开发薄油层以及残余油，地质导向仪器已经变得相当重要。另外这些区块的地质构成及地层描述都已相当清楚，再利用邻井的测井资料，就可以定性和定量描述开发地层的地质构成、各层位的孔隙度、地层骨架的岩性及密度。因此，我们利用基于随钻自然伽马、电阻率的地质导向系统，成功地进行了数十口井的地质导向现场应用，取得了较好的开发效果。,四、地质导向技术应用实例 由于我国多数油田区块开发已经,61,实例,1-,准确判断岩性,泥岩,砂岩,1849米,2080米,孤8-平2井造斜点井深1518米，设计A点井深1860米，在A点前，当钻至1849米时，电阻率值上升，伽马值下降，判断岩性发生变化，综合地质录井，说明储层顶界上移，调整设计垂深上提1.6米，并要求轨迹沿上靶钻进，当钻进至2080米时,电阻率值下降，伽马值上升，判断接近油底，控制轨迹上移，重新回到油顶。在随钻过程中，在砂岩层显示低自然伽马值，高电阻率值，在泥岩层显示高自然伽马值，低电阻率值，,随钻测出的自然伽马、电阻率参数对判断地层岩性起到了重要作用。,四、地质导向技术应用实例,实例1-准确判断岩性泥岩砂岩1849米2080米,62,LWD在梁9-平1井于井深2758m3019m跟踪测量，与地质捞砂情况对应较好。水平段钻进中LWD测井曲线较好地反映了岩性及油层物性的变化，得到了采油厂的认可，放弃了原设计中A点中间电测及完井电测，大大降低了成本。,实例,2-取消中途及完井电测，节约投资,油层,油层,四、地质导向技术应用实例,LWD在梁9-平1井于井深2758m3019m跟踪,63,本实例是将随钻伽马、感应电阻率安装在导向工具后进行地质导向应用。,实例中A1井位于济阳坳陷沾化洼陷东北部，桩西古潜山披覆构造北翼、埕东大断层下降盘；目的层测井响应特征表现为中高电阻率、低自然伽玛。在随钻曲线上，从2340m电阻率（RES）开始升高，自然伽马值开始减小，与A2对比表明开始进入目的油层段。利用随钻资料结合邻井孔隙度进行了数据处理，计算平均孔隙度达23%，含油饱和度达45.0%，达到了随钻测井实时解释目的，从而准确判定储层特性，指导现场工程师调整轨迹，控制钻具有效穿行于油藏最佳位置，实现地质导向。,实例,3-根据实时地质参数调整轨迹位置,四、地质导向技术应用实例,本实例是将随钻伽马、感应电阻率安装在导向工具后进行地质导,64,A2井电缆曲线与A1井随钻曲线,A1井电缆测井曲线,A1井随钻测井解释成果,四、地质导向技术应用实例,A2井电缆曲线与A1井随钻曲线 A1井电缆测井曲线 A1井,65,实例,4-根据实时地质参数有效找到目的层,河43-平1井位于济阳坳陷东营凹陷中央断裂背斜带河43断块，其钻探目的层位测井响应特征表现为,中等电阻率、低自然伽马,。 在LWD曲线上,从2150m电阻率（RES）开始明显升高，自然伽马值开始明显减小，,与河13-斜6井对比表明开始进入目的油层段，这与电缆测井响应一致。利用LWD资料结合邻井孔隙度进行了数据处理，计算平均孔隙度达22%，平均含油饱和度达53.0%。,四、地质导向技术应用实例,实例4-根据实时地质参数有效找到目的层 河43-平1井,66,A5井位于济阳坳陷B2凸起构造高部位，设计目的层位为上第三系馆陶组，相当于邻井（A6井）1348.001366.50m层位，砂层厚度18.5m，但主力油层厚度只有2.0m。该层位的测井响应特征表现为,高电阻率、低自然伽马,。在LWD曲线上，,从1454m电阻率（RES）开始升高，自然伽马值开始减小，,与A6井对比结果表明开始进入目的油层段，到1500m电阻率已超过10m，自然伽马45API，已完全进入油层段，这与电缆测井响应一致。利用LWD实时资料，结合邻井孔隙度进行了测井数据处理，计算平均孔隙度达27.3%，含油饱和度达67.0%，由随钻测井和电缆测井解释成果图对比结果看出，两者处理结果基本一致。,实例,5-随钻测井实时解释,四、地质导向技术应用实例,A5井位于济阳坳陷B2凸起构造高部位，设计目的层位为上第,67,A6井电缆测井曲线图,A5井随钻测井曲线图,A6井电缆测井曲线图A5井随钻测井曲线图,68,A5井,随钻,测井解释成果,A5井,电缆,测井解释成果,A5井随钻测井解释成果 A5井电缆测井解释成果,69,一、地质导向钻井技术概述,二、随钻测量技术,三、LWD地质导向仪器,四、地质导向技术应用实例,五、结论与认识,报 告 提 纲,一、地质导向钻井技术概述报 告 提 纲,70,五、结论与认识,1、目前，我国油田存在着大量自然形成的复杂断块油藏、隐蔽油藏、薄油藏和老油田长期开采剩余的边底水构造油藏等复杂油气藏，作为技术支撑的地质导向钻井技术为开发上述类型油藏提供了强有力的技术保障和硬件支撑，迫切需要应用先进的地质导向钻井技术来开发这类油气藏，以利于油气采收率的提高和增储上产的需要。,五、结论与认识 1、目前，我国油田存在着大量自然形成的,71,2、地质导向钻井技术在水平井中的应用体现了随钻测井资料的重要工程价值。LWD应用实践表明，利用仅有的自然伽玛和电阻率两条测井曲线，再有效地结合邻井的测井、录井资料，完全能够定性地判别地层岩性、识别流体性质、指导钻井施工，从而基本实现地质导向钻井。与几何导向钻井相比，明显地消除了地质不确定性带来的误差，使井眼轨迹准确地钻入油气目的层内最佳位置。,五、结论与认识,2、地质导向钻井技术在水平井中的应用体现了随钻测井资,72,3、随钻测井技术经过多年的发展，取得了令人瞩目的成就，成功地解决了许多超长距离的水平井测井和特殊条件下的测井难题，其服务项目也逐渐完善。与常规电缆测井相比，由于LWD测得的随钻地质参数具有实时、准确等特点，可以用于复杂地质情况的地层评价和水平井钻井的地质导向工作，尤其在电缆测井技术难以完成的高难度测井条件下，随钻测井技术更显示出其独特的优势。,五、结论与认识,3、随钻测井技术经过多年的发展，取得了令人瞩目的成就,73,4、随钻伽马、电阻率安装在导向工具后，虽然会造成钻头处地质参数测量盲区，但可以利用随钻预测估计方法开展地质导向研究。同时，随钻测井仪在导向工具后，不受近钻头测量对仪器结构、数据短传的限制，使现已应用于现场的随钻感应方位电阻率和电磁波电阻率应用于地质导向，扩大了地质导向技术在我国油气开发中的应用。,另外，详细而准确的地质、测井、钻井和录井等资料对于准确的随钻解释、地层对比和油气藏评价是必不可少的。只有充分地利用这些资料，才能够准确而全面地进行随钻测井资料的综合解释。,五、结论与认识,4、随钻伽马、电阻率安装在导向工具后，虽然会造成钻头处地,74,5、目前我国LWD仪器多为国外引进，主要以伽马、电阻率为主，随钻测井资料相对单一，影响了随钻测井资料解释精度及水平井地质导向钻井技术的开展，需增加中子、密度和声波等测井项目，完善随钻测井仪器系列，形成多参数LWD系统。,另外由于地质参数测量传感器的位置距离钻头较远（一般为8,19m），为了及时、准确地了解钻头处的岩性变化和流体性质，应尽快研制带有近钻头地质参数、近钻头钻井参数及其他辅助参数的测传马达。在国产近钻头测量仪器尚未问世之前，开展地质导向钻井随钻预测理论与方法研究对于地质参数实时解释而言将是一条有效的途径之一。,五、结论与认识,5、目前我国LWD仪器多为国外引进，主要以伽马、电阻,75,谢谢！,敬请提出宝贵意见！,谢谢！敬请提出宝贵意见！,76,