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随钻测井介绍-图文2022-9-1摘要：随钻测井由于是实时测量，地层暴露时间短，其测量的信息比电缆测井更接近原始条件下的地层，不但可以为钻井提供精确的地质导向功能，而且可以避免电缆测井在油气识别中受钻井液侵入影响的错误，获取正确的储层地球物理参数和准确的孔隙度、饱和度等评价参数，在油气层评价中有非常独特的作用。
通过随钻测井实例，对随钻测井与电缆测井在碎屑岩中的测井效果进行了对比评价，指出前者受钻井液侵入和井眼变化的影响小，对油气层的描述更加准确，反映出来的地质信患更加丰富。
通过对几个代表性实例的分析，对随钻测井在油气勘探中的作用提出了新认识。
主题词：随钻测井；钻井；钻井液；侵入深度；技术一、引言LWD随钻记录的中子—密度(μN-ρb)与电缆测井值存在一定的系统误差(不同厂商的仪器均存在差别)。
但LWD的ρb测井值由于少受扩径的影响，其岩性值域区间远比后者清晰(图1-b、c，图2)。
三、实例分析LWD随钻测量的电阻率是在钻头破岩后1～2h开始测量(中等硬度的碎屑岩)，此时的井壁破损率和钻井液径向侵入都非常小，所以，基本是“原状”地层的测井值。
1.实例一D井是一口直井(图3)，为欠平衡钻井，CWR的测量点距钻头5.1in，钻速4m/h，钻头破岩后1.25h就可以记录到地层的电阻率，图中实时记录的所有4条电阻率曲线，不同岩性参数处均为重合状，说明地层几乎未被钻井液侵入。
起钻时，又进行重复测量(破岩42h之后)，除泥岩段外，所有砂质岩层都受到了增阻侵入的影响。
但R55A并未发生变化，据计算，此时侵入深度达55in。
2.实例二B井是一口定向井的导眼段(近似直井，图2)，该段使用了LWD，上部的砂岩段中实时记录的电阻率基本为水层特征(负差异或重合)，泥岩段4条曲线则完全重合。
但顶部某740.5～某742.0m电阻率呈正差异(R55A＞R25A)，R55A=1.3Ω2m，为油层特征。
该井完井后，此段地层已浸泡了24d，这时又进行了电缆测井(双感应、中子、密度、自然伽马、井径等)。
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。
随钻测井发展历程
随钻测井（Logging While Drilling，简称LWD）是一种在钻
井过程中进行地质测井的技术。
随钻测井的发展历程可以追溯到20世纪70年代。
起初，随钻测井技术仅限于测量钻井液的物理性质，例如密度和粘度等。
然而，随着技术的不断发展，越来越多的参数开始被测量和记录。
这些参数包括地层电阻率、自然伽马射线、声波速度、放射性测量等。
到了1980年代，随钻测井技术的应用范围得到了进一步的扩展。
开发出了可以测量地层电阻率和自然伽马射线的测井工具。
这使得随钻测井可以提供更详细的地质信息，进一步帮助油田开发和生产。
20世纪90年代，随钻测井技术取得了重大突破。
引入了三维
成像技术和声波测量技术。
通过这些技术，可以获取到更准确的地层图像和更精确的井壁测量数据。
进入21世纪，随钻测井技术又取得了新的进展。
利用高性能
计算机和互联网技术，可以实时传输测井数据，并进行实时解释和分析。
这使得随钻测井成为了一个非常重要的勘探工具，为油气勘探和生产提供了更准确、更及时的地质信息。
此外，近年来还涌现出了一些新兴的随钻测井技术，例如电磁测量、核磁共振测量等。
这些新技术的应用进一步拓宽了随钻测井的应用领域，并提供了更全面的地质信息。
总的来说，随钻测井技术作为一种在钻井过程中进行地质测井的技术，经过了几十年的发展，从最初仅能测量钻井液的物理性质，到现在可以提供详细的地质信息。
随钻测井技术的不断创新和发展，为油气勘探和生产提供了更准确、更及时的地质数据支持。
内容摘要摘要：随钻测井是在钻开地层的同时实时测量地层信息的一种测井技术,自1989年成功投入商业应用以来得到了快速的发展,目前已具备了与电缆测井对应的所有技术,包括比较完善的电、声、核测井系列以及随钻核磁共振测井、随钻地层压力测量和随钻地震等技术,随钻测井已成为油田工程技术服务的主体技术之一。
随钻测井(LWD)技术的萌芽只比电缆测井晚10年。
由于基础工业整体水平的制约,随钻测井技术在前50多年发展缓慢。
其业务收入和工作量快速增长。
勘探开发生产的需要仍是随钻测井继续发展的强劲动力。
作为一种较新的测井方法,随钻测井技术仍有许多有待发展和完善的方面,尤其是数据传输技术、探测器性能、资料解释和评价等。
关键词：随钻测井 LWD 研究进展第一章随钻测井技术现状迄今为止,随钻测井能提供地层评价需要的所有测量,如比较完整的随钻电、声、核测井系列,随钻地层压力、随钻核磁共振测井以及随钻地震等等。
有些LWD 探头的测量质量已经达到或超过同类电缆测井仪器的水平。
1.1随钻测井数据传输技术多年来,数据传输是制约随钻测井技术发展的“瓶颈”。
泥浆脉冲遥测是当前随钻测量和随钻测井系统普遍使用的一种数据传输方式。
泥浆脉冲遥测技术数据传输速率较低,为4~10 bit/s,远低于电缆测井的传输速率,这种方法不适合欠平衡水平井钻井。
电磁波传输数据的方法也用于现场测井,但仅在较浅的井使用才有效。
哈里伯顿公司的电磁波传输使用的频率为10Hz,在无中继器的情况下传输距离约10000 ft。
此外,声波传输和光纤传输方法还处于研究和实验阶段。
1.2随钻电阻率测井与电缆测井技术一样,随钻电阻率测井技术也分为侧向类和感应类2类。
侧向类适合于在导电泥浆、高电阻率地层和高电阻率侵入的环境使用,目前的侧向类随钻电阻率测井仪器能商业化的只有斯伦贝谢公司的钻头电阻率仪RAB及新一代仪器GVR。
GVR使用56个方位数据点进行成像,图像分辨率比RAB有较大提高。
随钻测井一、随钻测井的引入在油气田勘探、开发过程中，钻井之后必须进行测井，以便了解地层的含油气情况。
一般来说,测井资料的获取总是在钻井完工之后，再用电缆将仪器放入井中进行测量. 遇到的问题：1、某些情况下，如井的斜度超过65 度的大斜度井甚至水平井，用电缆很难将仪器放下去2、井壁状况不好易发生坍塌或堵塞3、钻完之后再测井，地层的各种参数与刚钻开地层时有所差别.(由于钻井过程中要用钻井液循环，带出钻碎的岩屑，钻井液滤液总要侵入地层二、随钻测井的概念随钻测井(因为它不用电缆传输井下信息，所以也称为无电缆测井)：是在钻开地层的同时, 对所钻地层的地质和岩石物理参数进行测量和评价的一种测井技术.首先，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的时间，从钻井—测井一体化服务的整体上又节省了成本。
其次，随钻测井资料是在泥浆侵入地层之前或侵入很浅时测得的，更真实地反映了原状地层的地质特征，可提高地层评价的准确性.而且，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加大以致于不能作业时，随钻测井是唯一可用的测井技术。
另外，近二十年来海洋定向钻井大量增加。
采用随钻定向测井，可以知道钻头在井底的航向，指导司钻操作；可以预测预报井底地层压力异常，防止井喷；可以提高钻井效、钻井速度和精度，降低成本，达到钻井最优化（现代随钻测井技术大致可分为三代）●20 世纪80 年代后期以前属于第一代可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。
●20 世纪90 年代初至90 年代中期属于第二代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臵。
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。
2.2 LWD技术简介随钻测井（LWD——Logging While Drilling）是在随钻测量（MWD——Measurement While Drilling）基础上发展起来的、用于解决水平井和多分枝井地层评价及钻井地质导向而发展起来的一项新兴的测井综合应用技术。
随钻测井和随钻测量都是在钻井过程中同步进行的测量活动，实施随钻测井和随钻测量时都必须将测量工具装在接近钻柱底部的钻铤内，。
不同的是随钻测量主要测量井斜、井斜方位、井下扭矩、钻头承重等钻井工程参数，辅以测量自然伽马、电阻率等地球物理信息，用以导向钻井；而随钻测井则以测量钻过地层的地球物理信息为主，可以在钻井的同时获得电阻率、密度、中子、声波时差、井径、自然伽马等电缆测井所能提供的测井资料。
与MWD相比，LWD能提供更多、更丰富的地层信息。
2.2.1 L WD系统组成及工作方式随钻测井系统一般由井下仪器和井场信息处理系统两大部分组成。
前导模拟软件是井场信息处理系统的核心；井下仪器提供实时测量数据。
前导模拟软件完成大斜度井和水平井钻井设计、实时解释和现场决策，指导钻井施工。
随钻测井系统有实时数据传输方式和井下数据存储方式两种工作方式。
1）实时数据传输方式：将随钻测井仪在钻进时测量得到的信息实时传至驱动器，驱动器驱动脉冲发生器将这些信息采用特定的方式编码后传至地表压力传感器，地面信息处理与解码系统再将其转化为软件界面上可供显示或打印的数字化、图形化格式，为客户提供最终产品。
2）井下数据存储方式：将随钻测井仪器起下钻或钻进时采集到的信息存储于仪器的存储器内，待仪器的数据下载接口起至转盘面上约1.5米处，通过数据下载线将其传输到地表计算机内供处理、显示，一般可以在30min内提交处理好的数据磁盘并打印成图。
2.2.2 L WD主要功能及优点主要功能：测量井斜、方位、工具面等井眼几何参数。
随钻地质测井：采用实时和记忆方式同时进行地层参数的测量-- 电阻率、伽马、岩石密度、中子孔隙度。
随钻测井技术的新认识
2008-9-1
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摘要：随钻测井由于是实时测量，地层暴露时间短，其测量的信息比电缆测井更接近原始条件下的地层，不但可以为钻井提供精确的地质导向功能，而且可以避免电缆测井在油气识别中受钻井液侵入影响的错误，获取正确的储层地球物理参数和准确的孔隙度、饱和度等评价参数，在油气层评价中有非常独特的作用。
通过随钻测井实例，对随钻测井与电缆测井在碎屑岩中的测井效果进行了对比评价，指出前者受钻井液侵入和井眼变化的影响小，对油气层的描述更加准确，反映出来的地质信患更加丰富。
通过对几个代表性实例的分析，对随钻测井在油气勘探中的作用提出了新认识。
主题词：随钻测井；钻井；钻井液；侵入深度；技术
一、引言
20世纪80年代中期，专业厂商开始将电缆测井项目逐渐随钻化，形成了有真正意义的随钻测井技术，简称LWD(1099ing while drill ing)。
由于LWD包含了所有MWD(measurement while drilling)的功能及传统测井项目，所以其具备了识别岩性和地层流体性质的能力，现场可以根据实时上传的各种信息判断钻头是否钻达目的层，这就是LWD的地质导向作用[1～3]。
塔里木油田油气埋藏较深，直井开发的成本相对较高，1994年开始在油田钻水平井，已完钻水平井约占开发井的1/4，但产量超过了总产量的50%以上，经济效益非常明显。
在水平井和侧钻井的施工中，保证命中靶心和取全取准测井资料是成功完井的关键，推广MWD/LWD技术后，其施工质量大大提高。
目前，在塔里木油田MWD/LWD技术主要用在以下几方面：①在比较熟悉的地质构造中进行非直井施工时，仅采用MWD，测井采集使用钻杆传输测井技术；②在较复杂的地质构造或薄层中进行非直井施工时，采用LWD，以防止钻井设计中可能的错误，一些非常必要的测井项目可使用钻杆传输测井技术；③在一些井眼状况复杂、井下有溢流、井漏等现象的井中，无法使用电缆及钻杆传输测井时，用LWD进行划眼测井，采集最基本的测井数据；④在欠平衡条件下钻井时，采用L WD。
目前该油田已经使用过的随钻测井设备包括PathFinder、Sperr y-Sun和PowerPwlse等。
LWD的测量方式与电缆测井有较大不同，其主要差别来自于针对岩层测井时间与空间的响应。
如LWD测量点距钻头较近，因此受钻井液侵入的影响极小。
在非直井钻进时，LWD测井仪的轴向与岩层层面的夹角为低角度或平行(180°)。
由于上述原因，传统的测井解释模型很难用于LWD测井信息的评价。
通过近年来在碎屑岩储层中获得的LWD测井资料的分析与研究，认为LWD的主要作用不仅仅是地质导向，它在油气层评价中有非常独特的作用，对于某些传统的测井解释方法和传统的油藏评价经验有了新的看法[4]。
二、LWD与电缆测井对比分析
为了研究LWD的测井效果，在一些储层为碎屑岩的井里还同时安排了各种电缆测井项目，用于两种资料的对比评价。
采集了LWD钻进和起钻时所记录的测井信息，观察不同时间测井数据的变化。
2MHz补偿电磁波测井仪是目前各类LWD测井系列中最常见的电阻率仪器，以CWR为例(PathFinder)，该仪器提供了具有井眼补偿功能的衰减和相位电阻率共4条，分别为55in(1in=25.4mm)和25in测井曲线(R55A、R25A、R55P、R25P)[5～7]。
CWR与电缆测井(双侧向、感应类)的测量原理有所不同，但从已获得的资料看，在碎屑岩剖面中，两者都有较好的可比性，其中，幅
度电阻率(R
55A )与深感应(R
LLD
)在泥岩段和受侵入影响较小的渗透层段
的测井值几乎一致(图1-a，图中右侧的彩色梯度尺用于表示GR值的大小)。
LWD随钻记录的中子—密度(μ
N -ρ
b
)与电缆测井值存在一定的系
统误差(不同厂商的仪器均存在差别)。
但LWD的ρ
b
测井值由于少受扩径的影响，其岩性值域区间远比后者清晰(图1-b、c，图2)。
三、实例分析
LWD随钻测量的电阻率是在钻头破岩后1～2h开始测量(中等硬
度的碎屑岩)，此时的井壁破损率和钻井液径向侵入都非常小，所以，基本是“原状”地层的测井值。
1. 实例一
D井是一口直井(图3)，为欠平衡钻井，CWR的测量点距钻头5. 1in，钻速4m/h，钻头破岩后1.25h就可以记录到地层的电阻率，图中实时记录的所有4条电阻率曲线，不同岩性参数处均为重合状，说明地层几乎未被钻井液侵入。
起钻时，又进行重复测量(破岩42h之
后)，除泥岩段外，所有砂质岩层都受到了增阻侵入的影响。
但R
55A
并未发生变化，据计算，此时侵入深度达55in。
2. 实例二
B井是一口定向井的导眼段(近似直井，图2)，该段使用了LWD，上部的砂岩段中实时记录的电阻率基本为水层特征(负差异或重合)，泥岩段4条曲线则完全重合。
但顶部X740.5～X742.0m电阻率呈正差
异(R
55A ＞R
25A
)，R
55A
=1.3Ω²m，为油层特征。
该井完井后，此段地层
已浸泡了24d，这时又进行了电缆测井(双感应、中子、密度、自然伽马、井径等)。
感应电阻率呈增阻侵入特征，很难找到含油迹象。
但完井测试证明，该小层为油水同层(油6.2m3，水6.44m3)。
从这个实例还可以看出：钻井液浸泡和机械碰撞对井壁造成了严重破坏，这种破坏随时间加剧。
当井径严重扩径后，电缆测井数据的失真现象十分严重，如感应测井即使在非渗透层也难出现曲线重合的特征，各向异性的影响十分明显。
而密度测井仪由于不能紧贴井壁测量，造成低值假象。
大井眼也使自然伽玛衰减，测量值也普遍偏低降9|。
3. 实例三
C井是一口双台阶的水平井(图4)，由于目的层太薄(3号层1.6m，2号层1.2m)，使用了LWD作地质导向，成功在3号层水平钻进143m，在2号层水平钻进103m，钻头在井眼中上下摆动幅度被控制在±0.4 5m之内。
该井导眼(直井)完钻后，进行了电缆测井，此时储层已浸泡了2 0h以上。
由双感应和密度孔隙度计算了3个储层的含油饱和度(S
o
)，
其大小顺序为S
o3＞S
o2
＞S
o1
，又由于1号层的孔隙度低，电阻率也低，
被认为有水层或于层的可能。
当把LWD在斜井段和水平段实时记录的
电阻率进行垂深校正后，发现2、3号储层的原状电阻率要略高于感应测井值，而1号储层的原状电阻率值是感应测井的10倍(图5)，该层完井测试结果是产原油超过10m3/d，产量与2、3号层相近。
对1号层的电性及岩性综合分析后认为：该层颗粒较细，孔隙度、渗透率较低，钻井液侵入往往很深，井眼静止后，地层压力恢复和排出钻井液滤液需要时间较长，感应测井的响应为减阻侵入特征。
而物性较好的2、3号层则基本为正差异特征。
四、结论
(1) LWD的测井资料可能是目前所有测井方法中受井眼影响最小的岩石地球物理参数。
许多油藏在完钻后未被发现，其主要原因就是电缆测井受井眼影响而无法提供出准确的解释结果所致。
认为一些测井解释软件能够校正电缆测井资料受井壁破损和钻
井液侵入的影响，这是极不实际的，测井项目中除电阻率测井方法径向探测深度可达2.0m，其余测井的探测深度均不超过0.4m，在正压钻井条件下，钻井液滤液的侵入深度往往超出所有测井仪的探测范围，任何校正方法都无济于事。
因此，有相当一部分油藏原始的地球物理数据是不准确的。
比如探井的测井资料受到了无法复原的钻井液侵入影响后，油气层的电性描述就会定义为“低阻油藏”或“低饱和度油藏”等错误结论。
(2) 对于侵入深度与时间的关系以及对测井资料的影响程度是一大难题。
但LWD可以提供一些有利的佐证，将对解决测井信息的校正，甚至是油气层污染研究起到至关重要的作用。
(3) 为在勘探初期采集到准确的数据，最好在预探井目的层段使用LWD，避免测井资料因受井眼影响而失真，此举对安全钻井也十分有益。
