随钻测井技术

第8卷第4期断 块 油 气 田FAUL T-BLOCK OIL&G AS FIFLD2001年7月随钻测井技术布志虹1　任干能2　陈　乐2(11中原油田分公司勘探事业部　21中原石油勘探局地质录井处)摘　要　随钻测井是一种新型的测井技术,它能够在钻开地层的同时实时测量地层信息。

本文介绍了斯伦贝谢公司最新的随钻测井技术,并通过对其新技术的分析,提出了在重点探井文古2井进行随钻测井的建议及方法。

关键词　随钻测量　随钻测井　随钻测量工具引言在钻井过程中同时进行的测井称之为随钻测井。

随钻测井系统中随钻测井的井下仪器的安装与常规测井的仪器基本相同,所不同的是各仪器单元均安装在钻铤中,这些钻铤必须能够适应正常的泥浆循环。

用随钻测井系统进行随钻测井作业比电缆测井作业简单。

首先在地面把各种随钻测井仪器刻度好,然后把他们对接起来进行整体检验,再把随钻测井仪接在钻杆的底部,最后接上底部钻具总成和钻头,至此,就可以进行钻井和随钻测井作业了。

1　数据记录方式Ξ随钻测井有2种记录方式,一是地面记录,即将井下实时测得的数据信号通过钻井液脉冲传送到地面进行处理记录;二是井下存储,待起钻时将数据体起出。

这里仅介绍地面记录的方法。

在随钻测量仪中设计有一个十分重要的系统即钻井液脉冲遥测系统,该系统的作用是把各传感器采集的信号实时传送到地面。

目前在随钻测量系统中主要使用连续钻井液脉冲进行遥测传输,它在井下用一个旋转阀在钻井液柱中产生连续压力波,这个旋转阀称为解制器。

在井下改变波的相位(即调频),并在地面检测这些相位变化,就可以把信号连续地传输到地面。

来自各传感器的模拟信号首先被转换成二进制数。

每一个二进制数则由一个具有适当的二进制位数的字来表示,每个字所含有的二进制位数的多少(即字长的大小)视测量结果所需的精度而定,如果所传输的信号对精度的要求不高,可用一个字长较小的字表示这个二进制数;反之,则需用一个字长较大的字表示。

目前随钻测量系统中采用的字长一般为8位,即每个字含有8个二进制位,这是一个最优化方案,既满足了各测量信号对精度的要求,又能在单位时间里传送较多的二进制数到地面。

这些字由一系列的“0”和“1”组成,由调制器把它调制成代表这些字的钻井液脉冲发送到地面。

调制器调制信号是一帧一帧地调制的,每一帧由16个字组成,其中15个字长为8位的字用于传输测量信号,一个字长为10位的字是用来标识一帧的起始位置的帧同步字。

最后,压力信号由安装在立管中的压力传感器检测出,由调制器调制并传送到地面。

这些压力信号被送到地面计算机系统,由计算机系统调解后被还原成各传感器的测量信号值,并与其所对应的时间和深度一起存入数据库。

这些测量信号和及其处理结果就可以实时地显示在荧光屏上或打印在绘图纸上。

在钻井液遥测系统的数据传输率和字长一定的情况下,系统在单位时间内向地面传送的二进22Ξ收稿日期　2001-02-15第一作者简介　布志虹,女,1962年生,高级工程师, 1982年毕业于江汉石油学院测井专业,现在中原油田分公司勘探事业部从事勘探管理工作,地址(457001):河南省濮阳市,电话:(0393)4822513。

制数的个数也是不变的,这样随钻测量工程师就面临这样一个问题:是增加被送曲线的条数而减少其采样密度,还是减少被送曲线的条数而增加其采样密度?随钻测量工程师应根据钻进速度、曲线的重要程度决定哪几条曲线需要实时传送以及它们应采用多大的采样密度。

在随钻测量数据当中,井斜、井斜方位对于实时控制井眼轨迹至关重要,因此,每传送一帧井斜和井斜方位数据到地面,它们被采样2次,其它数据只采样1次。

在现有的随钻测量数据都测全且都需传输的情况下,如果数据传输率为3b/s,那么,测量信号更新一次需44s,假设钻进速度为25m/h,则每钻进0.3m就要对所测信号采一次样。

一般情况下,钻进速度低于25m/h,因此,测量信号的采样间隔要小于0.3m。

2　工具简介随钻测量(Measurement While Drilling,简称MWD)系统可以测量井斜、井斜方位、井下扭矩、钻头承重、自然伽马、电阻率等参数。

20世纪80年代,在原来随钻测量系统的基础上又增加了补偿双电阻率测井仪和补偿密度-中子测井仪,由这种仪器组成的系统常被称为随钻测井系统(Logging While Drilling,简称L WD)。

2.1　MWD随钻测量系统21111　井斜、井斜方位测量部分当钻井工程师需要采集数据时,只要启动钻井液泵,数据采集就会开始,井斜和井斜方位则由地面计算机从井下传上来的磁力计和加速度计数据和区域重力矢量值、地磁场值计算出来。

2.1.2　仪器相对方位测量部分该部分测量的是底部钻具组合相对于仪器高边的方位(重力方位),或相对于磁北极的方位(磁力方位)。

仪器相对方位需要连续不断地向地面传送,钻井工程师可以利用它控制井眼始终在预定的轨道上钻进。

2.1.3　振动测量部分该部分利用专用加速度计测量随钻测量仪钻铤所受到的加速度超过一定值的振动次数。

定时传送累计振动次数到地面。

钻井工程师利用这些测量数据可避免钻柱机械破坏。

在钻井条件很差时,钻井和随钻测量工程师也利用这些数据防止随钻测量仪的过早损坏和制定仪器维修计划。

2.1.4　钻头承重和扭矩测量部分该部分使用应变计测量钻头在井下承受的有效重量和扭矩,并把这些数据连续传送到地面。

通过配对使用应变计来补偿温度漂移。

2.1.5　温度测量部分该部分所用的温度传感器实际上是安装在随钻测量仪钻铤壁中的一个热敏电阻,测量环形空间中钻井液的温度变化。

2.1.6　短电位电阻率仪短电位电阻率短节含有一个40cm(16in)电位电阻率测量装置,通常与安装在钻铤内的用闪烁计数管作探测器的自然伽马测井仪组合在一起使用。

这种电阻率测量装置受井眼影响,且不能在油基钻井液和饱和盐水钻井液中使用。

但是在井眼环境合适时,所测的电阻率曲线是一种很有用的地层对比曲线。

2.2　L WD随钻测井系统212.1　补偿双电阻率测井仪(CDR)补偿双电阻率测井仪是一种电磁波传播测井仪,它被安装在钻铤内。

另外,这种仪器还带有自然伽马能谱测井仪。

补偿双电阻率测井仪与双感应测井仪有很多相似的地方:它响应的是电导率而不是电阻率,可在水基和油基钻井液中工作,测量2条具有不同探测深度(114cm和165cm)的电阻率曲线。

这种仪器的垂直分辨率为15cm,高于双感应测井仪,但其探测深度比双感应测井仪浅。

仪器有2种工作方式,即实时数据传播和井下数据储存。

根据补偿双电阻率仪的测量结果可计算一条“电”井径曲线。

2.2.2　补偿密度-中子测井仪该测井仪的原理与电缆测井中使用的岩性密度测井仪和补偿中子测井仪类似。

根据井眼校正后的密度曲线外还可以计算一条微差井径。

2.2.3　声波测井仪(ISON IC)随钻声波测井仪是斯伦贝谢公司的一种新仪器,其原理与电缆测井中的声波类似。

2.2.4　新型的电阻率随钻测井仪(RAB)RAB测井仪是斯伦贝谢测井公司新研制的电阻率测井仪,它的最大特点是利用钻头作为供电电极,从而测量钻头处的地层电阻率。

图1是RAB在英国某井的实例,根据RAB所测量的自然伽马和深、浅电阻率与邻井资料对比,可实时进行地层定位,卡取心层位,可精确到20cm。

32第8卷第4期 布志虹等1随钻测井技术 2001年7月图1　RAB 地层定位实例3　常规随钻测井仪组合方式常规组合方式分为2种,一种是进行实时数据传输的ADN -MWD -CDR 模式;另一种是井下数据储存的ADN -CDR 模式(见图2)。

通常选用第一种模式,它除了能进行实时数据传输外,还能进行工程监测,提高钻井效益。

图2　随钻测井操作模式4　文古2井随钻测井建议文古2井是今年部署的一口古潜山重点探井,从取全取准测井资料、卡准风化壳及确定完钻深度方面来看,利用随钻测井新技术十分有效。

随钻测井是实时监测,基本不受侵入影响,加之RAB 能测出钻头处的地层电阻率,对于卡准风化壳,保持电阻率资料的完整,尽量多地保留其它测井资料非常有利。

同时RAB 对于确定完钻深度、监测潜山底水同样十分有效。

文古2井在进入奥陶系前进行随钻测井作业,卡准风化壳,测井模式可用ADN -MWD -RAB ,ISON IC 可选。

5　随钻测量系统的优缺点随钻测量系统的最大优点是能实时测井,在定向井和水平井的钻进过程中,用随钻测量的数据可实时确定井眼轨迹和地层岩性,从而可以实时确定靶点命中情况;其次,不需要电缆,可测全常规测井项目,由于测速慢,降低了放射性测井的统计误差,提高了仪器的纵向分辨率;最后,随钻测井数据是在地层刚钻开后不久测量到的,这时的地层还未受钻井液污染或侵入很浅,测井响应受钻井液侵入影响小,能较真实地反映原始地层的特性。

随钻测井系统的缺点是数据传输率低,实时传输的曲线条数和数据采样率受到限制,数据的精度也低于电缆测井。

6　发展趋势尽管随钻测量在进行地层评价方面还存在明显不足,但它仍是进行地层评价的一种有效的方法,在某些情况下,可以提供更好的结果。

另外,在无法进行电缆测井的大斜度和有严重“狗腿”的井等情况,随钻测井是获取地层参数的有效途径。

近几年来,由于随钻传感器的质量不断得到改善,其在地层评价方面的应用也日趋广泛,提高了随钻测量信息的可靠性。

由于中子孔隙度、地层密度和补偿双电阻率随钻测井仪的问世,随钻测量在地层评价中的应用不断扩大。

随着随钻测量数据传输率的改善,将会进一步提高采样的频率,并允许进行更多的随钻测量,如地层倾角、微电阻率测井、核磁共振等。

这些信息与井场计算机系统相结合可进行实时的油气分析。

另外,随钻测量的数据解释、质量控制、标准化等问题也会逐步改善,使随钻测量技术得到完善和提高。

(编辑　刘新玲)422001年7月 断块油气田 第8卷第4期2D and3D fine structure in terpreation,and com2 bining with the new necessary seismic technique, the high production block-Ci601Block was dis2 coved,in which the oil production was ten million tons or so,and it is one of the significant discovery of oil and gas exploration in Liaohe Oilfield,having an important guidance for rolling exploration of maturing oilfield.K ey Words:Multiple reservoir forming theo2 ry,Upwarp and dip fault block,Fine structure in2 terpreation,Acoustic impedance processing.The Application of3D-Vie w T echnique in Wen15F anlt B lockW ang(R esearch Institute of Petroleum Exploration and Development, zhongyuan Oilf ield Company,SIN OPEC,H enan 457001,P.R.China),Chen Jie and Shi Shufang et al,F ault-B lock Oil&G as Field,2001,8(4)12-14The geology structure model is built up through the thinking of“zone by zone and block by block”in complex faultblocks.Building property model by the application of sedimentary facies and mathematical analysis.Making great success in Wen15Oilfield.Integrated,systematic and effective reservior management is achieved from geology structure model to property model and reservoir mathematics simulation,playing a great role in de2 veloping remaining oil of old oilfields.K ey Words:Structural model,Compelx fault-block,Z one by zone and block by block,Mathemat2 ical analysis,Integration,Remaining oil.Discussion on Anti-Multiple W ave T echno2 ogy in Yining Depression of Yili B asinLin Yuying(The G eologic Survey and Data Processing Division,Zhongyuan Oilf ield Compa2 ny,SIN OPEC,H enan457001,P.R.China),Shi Lichuan and C ao Yanjun,F ault-B lock Oil&G as Field,2001,8(4),15-17The origin of forming multiple waves in Y in2 ing depression in Y ili basin is analyzed in this pa2per.Based on the detailed analysis to the geologic feature and the cause of multiple wave and com2 bined with the wide line seismic data in Y ining De2 pression of Y ili basin in2000.The method of press2 ing multiple wave is discussed.By means of filtering in Radon domain and internal muting,better pro2 cessing result is got,offering effective method and reference for anti-multiples in the future.K ey Words:Y ining depression,Multiple wave,Noise attenuation,Radon transform,Dy2 namic correction.The Signif icant Discovery of R egional Explo2 ration in Sudan6#B lock and It’s Signif icance K ong Zichao(International Cooperation De2 partment,Zhongyuan Oilf ield Company, SIN OPEC,H enan457001,P.R.China),Li Lei and Wu H ongli,F ault-B lock Oil&G as Field, 2001,8(4),18-21After no discovery through many years explo2 ration in Sudan6#Block,by adjusting the explo2 ration thinking of outsteping regions,seeking for scale reserves,and making through geological re2 search,exploration targets optimization,Fula-1 well was disposed,and through well testing ob2 tained conversed high-producing oil flow232 per day.The significant exploration discovery in6 #Block has practical significance and tremendous propelling force for implementing the strategy of entering into the international market of petroleum exploration and development,and exploiting and u2 tilizing overseas oil resources.The article through analysis achieving progression of the significant dis2 covery in the6#Block regional exploration,was expected to be reference for carrying out vigorous overseas petroleum exploration.K ey Words:Regional exploration,Fula de2 pression,Structrual belt,Exploration discovery.Logging While Drilling T echnologyBu zhihong(Oilf ield Exploration Depart2 ment,Zhongyuan Oilf ield Company,SIN OPEC, H enan457001,P.R.China),R en G anneng andⅡVol.8No.4 FAUL T2BLOCK OIL&G AS FIELD J UL Y2001Chen Le ,F ault -B lock Oil &G as Field ,2001,8(4),22-24L WD (Logging while drilling )is one of new logging technology ,which can complete the real time measurement of formation information while drilling.This paper introduces the best new logging while drilling (L WD )technology of Schlumberger Company.Having analyzing the new technology of L WD ,we bring forward the suggestion and way of L WD in W G2well ,the important explorative well in zhongyuan Oilfield.K ey Words :Measurement while drilling ,Log 2ging while drilling ,Measuring equipment.G lobally Optimized Simulated Annealing Al 2gorithm Seismic Inversion T echniqueChen Changhe (Oilf ield Exploration Depart 2ment ,Zhongyuan Oilf ield Company ,SIN OPEC,H enan 457001,P.R.China),Zhou Jie and Zhou Shengli ,F ault -B lock Oil &G as Field ,2001,8(4),25-27ISIS 3D seismic inversion is a comprehensive software pasckage that performs a globally opti 2mized ,multi -trace inversion of post -stack ,mi 2grated 3D data.The inversion algorithm is based on a version of the simulated annealing algorithm.We comparised theoretical seismic trace with actual seismic trace by residual error and corrected the prior model until a low residual error is obtained.Such technology possess the characteristic of strong damping of noise ,and improved resolving power ,and trust seismic data.Such inversion is a globally optimized ,true 3D seismic inversion technology.K ey Words :True 3D seismic inversion ,Simu 2lated annealing algorithm ,G lobally optimization ,Time variation of the wavelet ,Damping of noise.The Exploration Database Build and Manage 2ment in Zhongyuan Oilf ieldG ao Xie w ei (Oilf ield Exploration Depart 2ment ,Zhongyuan Oilf ield Company ,SIN OPEC,H enan 457001,P.R.China),Jiang Chuan ’en and Zhang Ziqi ,F ault -B lock Oil &G as f ield ,2001,8(4),28-30This paper introduces the local area network and the database organization in Zhongyuan Oil 2field ,and review the growing course of exploration database.It was shown that lead recognization and rules healthiness are the fundamentally guarantee of exploration database ,and layout ,plan and manager are very important to exploration database build.Brubg forward theat data source ,software develop 2ment and employee ’s training are the most impor 2tant factor relating to the success of exploration database.K ey Words :Network ,Petroleum ,Explo 2ration ,Database ,Build ,Mangement.The R esearch on R emaining R ate Curve of Cumulative Injected W ater and Its ApplicationXiang Tianzhang (R esearchInstitute ofPetroleum Exploration and Development ,Liaohe Oilf ield Company ,CNPC,Liaohe 124010,P.R.China),Yu T ao and Wen Jing et al ,F ault -B lock Oil &G as Field ,2001,8(4),31-32,54Based on the definition of remaining rate of cumulative injected water ,a mathematical model about the relationship between cumulative injected water remaining rate and water cut has been set up.Therefore a relationship beween cumulative in 2jected water remaining rate and extraction degree has been established.Regression correction has been made by using the actual development data of dif 2ferent faults and different development stages of Liaohe Oilfield ,and a practical relationship between cumulative injected water remaining reate and ex 2traction degree has been presented ,and on the same time ,a E -development evaluation method also have been presented.K ey Words :Waer injection development ,Cu 2mulative injected water remaining rate ,Mathemat 2ical model ,Recovery prediction ,Result evalua 2tion.High and Stabilzed Production T echniques for F ault -B lock Oilf ield in Shengli AreaⅢJ UL Y 2001 ABSTRACT Vol.8.NO.4。