贝克休斯随钻电阻率测井技术

随钻电磁波电阻率测量技术一、引言提高服务质量，降低服务成本是工程技术服务努力追求的目标。

随钻测井相对于电缆测井具有多方面的优势：一是随钻测井资料是在泥浆滤液侵入地层之前或侵入很浅时测得的，能够更真实地反映原状地层的地质特征，提高地层评价精度；二是随钻测井在钻井的同时完成测井作业，减少了井场钻机占用时间，从钻井一测井一体化服务的整体上节省成本；三是在某些大斜度井或特殊地质环境(如膨胀粘土或高压地层)钻井时，电缆测井困难或风险大以致不能进行作业时，随钻测井是唯一可用的测井技术。

因此，随钻测井既提高了地层评价测井数据的质量，又减少了钻井时间，降低了成本。

（一）、随钻测井技术发展现代随钻测井技术大致可分为三代：90年代初以前属于第一代，提供基本的方位测量和地层评价测量，在水平井和大斜度井用作“保险”测井数据。

但其主要应用是在井眼附近进行地层和构造相关对比，以及地层评价。

随钻测井确保能采集到在确定产能和经济性、减少钻井风险时所需要的测井数据。

90年代初和中期属于第二代，方位测量、井眼成像、自动导向马达及正演模拟软件相继推出，通过地质导向精确地确定井眼轨迹。

司钻能用实时方位测量，并结合井眼成像、地层倾角和密度数据，发现目标位置。

这些进展导致了多种类型的井，尤其是大斜度井、超长井和水平井的钻井取得很高的成功率。

从90年代中期到目前属于第三代，称为钻井测井(Logging for Drilling)，提供界定地质环境、钻井过程、采集实时信息时所要求的数据。

表1 随钻测井技术发展（二）、随钻测井的一般知识1、随钻测量MWD包括井眼几何形状（井眼尺寸、井斜、方位等）的测量，与钻井工程相关的工程参数（钻压、钻具扭矩、井眼压力、转速、环空压力等钻井参数）的测量，以及对自然伽马、电阻率的测量。

主要是测量工程数据，并具有单一性。

2、随钻测井LWD在随钻测量MWD的基础上，增加了识别岩性和孔隙性、判识储层的方法如中子、密度等，能对储层做出基本的评价。

随钻感应电阻率测井原理浅析1．电阻率的概念2．电阻率的测量方法3．电阻率的电极系分布4．电阻率测量的数学模型几何因子理论摘要：本文通过对Geolink 公司TRIM 工具测井原理的剖析，详细介绍了感应电阻率测井的原理，并将电缆测井与随钻测井进行比较主题词：MWD 电阻率感应测井原理浅析随钻测量（MWD —Measurement While Drilling ），是一项在钻井过程中，实时对井底的各种参数进行测量的技术，MWD 的最大优点在于它使得司钻和地质工作者实时看到井下正在发生的情况，可以极大的改善决策过程。

随钻测量技术极大的推动了钻井技术的发展，为地层评价提供了新的手段，由于可以直接观测井下工程参数，这就为钻井的进一步科学化提供了有利的条件，及时获得地层资料对于准确评价地层和进行地层对比以及油藏描述也具有重要的意义。

MWD 系统测量的一个十分重要的方面就是电阻率地层评价测井。

自从八十年代中期起，就有许多种不同的MWD 电阻率被测试并投入市场，包括16'短'电位电阻率，聚焦电阻率（有活动和被动聚焦能力），基于电极的装置（可利用钻头或接触按钮）,目前Sperry-Sun Drilling Service服务公司的多空间1~2MHz “电磁波电阻率相位测井” 是工业上唯一商业化的、真正的多探测深度的电阻率测井工具。

Geolink 公司应广大用户的普遍要求，也制造生产出随钻电阻率工具，它将MWD仪器测井结果与通常使用的电缆感应（20KHZ）测井相关联，用这种方法得到的响应与电缆深感应测井的探测深度相类似，其垂直分辨率优于电缆中感应测井。

这种探测深度可以减少井眼环境及泥浆侵入地层对测量产生的影响。

因而不需要对在不同泥浆（水基、油基、气基及泡沫基钻液）中作业中所产生一系列复杂的环境影响进行校正，就能够得到 Rt （地层真实电阻率值） 电阻率的概念一种物质的导电性是指这种物质传导电流的能力，常用电阻率这一物理量来 表示，导电能力差的物质电阻率高，导电能力好的物质电阻率低。

!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。

随钻电阻率测量技术研究(一)随钻电阻率测量技术研究张振华摘要：随钻测井LWD(logging while drilling)是在钻井的过程中，同时进行的用于评价所钻穿地层的地质和岩石物理参数的测量，主要有电阻率、放射性、声波及核磁等随钻测井技术。

本文简要的介绍了贝壳NAVITRAK的结构组成；主要分析了补偿式天线和电阻率电子部分的工作原理。

关键词：LWD；电阻率（MPR）；衰减；相位；SONDE；PADDLE 1 前言由于油田区块的开发己经到了中后期，为了开发薄油层以及残余油，地质导向仪器己经变得相当重要。

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。

在这种情况下，只要使用MWD+自然伽玛+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。

图1 贝壳休斯LWD井下仪器示意图 2 NAVIMPR仪器简介贝克休斯公司（Baker- Hughes）的随钻测井系统NAVIMPR的井下仪器主要由脉冲发生器（UPU）、探管（PROBE）、M30短节、MPR电阻率和井斜伽玛（SRIG）几大模块组成，探管由整流模块（SNT）、驱动模块（SDM）、存储器（MEM）、定向模块（DAS）和伸展电子连接头（EEJ）等组成，仪器总长13. 02 m。

井下仪器示意图如图1所示。

仪器中有一个涡轮发电机，钻井液冲击涡轮产生交流电，经SNT整流后，供给各个电路模块。

MPR( Multiple Propagation Resistivity )有4个发射极、2个接收极，可以发射和接收频率为2 MHz和400 kHz的两种脉冲，考虑到相位延迟和衰减，共可接收32种脉冲信号。

由4个发射极向地层分别发射2 MHz和400 kHz的电磁波，不同岩性的地层对电磁波的相位延迟或衰减不同的，从而通过泥浆脉冲经过地而传感器传到地面设备中，进行解码。

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。

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。