随钻测井系统

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。

INTEQ 先进的SoundTrak TMLWD 声波测井服务可以精确测量所有地层中纵波和横波传输时间，SoundTrak 是唯一能与电缆测井匹敌的随钻测井系统，且考虑到大多数旋转导向钻井应用的特殊环境。

并行多重频率的声波可以在各种传播速度范围的地层和井眼尺寸下获得高质量的测量数据。

专利的Quadrupole(四极子)技术可以在极软地层中精确直接的测得横波速度，无须进行dipole(偶极子)LWD 工具的离散校正。

地层的声学特性可直接测得。

SoundTrak 得益于它的一个高输出全方位多极声波发送器；一个能消除工具偏心影响的六级、24阵列接收器；和一个用来隔开发射极和接收极的声波绝缘体，来削弱直接耦合影响；在井眼扩径的情况下也可获得可靠声速数据。

即便在很具挑战性的环境下，先进的井下处理系统和声波层叠技术也能够优化信噪比。

纵波的传输速度参数和质量信息会被实时传输，原始波形数据可存储在高容高速的内存中以备后续操作。

在单趟钻中就可获取所有数据。

服务应用服务应用：：纵波和横波传输时间的应用：■ 钻井——预测孔隙压力从而避免钻井中的不利因素 ■ 地球物理——表面地震波校正和深度基准点可确定井位和优化油藏模型 ■岩石物理——孔隙度和油气确认 (AVO) 计算油藏储量 ■ 地质力学——岩石特性，出砂潜在性和井眼稳定性分析钻井完井方案服务优势服务优势：：■ 在世界范围200多口井出色的成功表现■ 减少钻机时间，单趟钻即可获取多种模式的信息资料■运用纵波数据预测孔隙压力确保井下安全■ 在超慢地层中(200usec/ft) 用低频单极子可以获得纵波传播速度■ 工具在泥面以下和大井眼尺寸中也能够直接获取纵波传播时间差∆t■ 通过井下WAVEVAN 实时处理计算传播时间差∆t c ■ 地层横波速度直接通过Quadrupole(四极子)模式测得 ■较长的接受发射极间距使得在扩径井眼和超慢地层中也可以获取到可靠的声波数据■ 补偿系统可以消除工具偏心影响■ 自带的大容量内存可以长时间的存储大量信息■现场LQ C显示和实时的工具监测 ■ 先进的多任务处理技技 术 参 数 表SoundTrakSoundTrak工具尺寸(外径OD)：9 1/2"(241mm)8 1/4"(210mm) 6 3/4"(171mm)适用井眼范围12 1/4"-26"10 1/2"-17 1/2"8 3/8"-10 5/8"(311mm-660mm)(267mm-445mm)(213mm-270mm)工具长度32.8 ft(10m)32.8 ft(10m)32.8 ft(10m)工具重量6,800 lbs (3,084 kg)5,200 lbs (2,359 kg)3,750 lbs (1,701 kg)常规井眼尺寸17 1/2" (445 mm)12 1/4" (311 mm)8 1/2" (216 mm)肋板/扶正块或TSS 外径11 1/2" (292 mm)10" (254 mm)8 1/4" (210 mm)当量刚性 ODXID 9.7" x 7.6" (246 mm x 193 mm)8.4" x 6.3" (213 mm x 160 mm)7.1" x 5.5" (180 mm x 140 mm)止电短接上部接头7 5/8" API 正规.母扣 6 5/8" API 正规.母扣NC50 or 4 1/2"IF 内平.母扣工具扣型和上扣扭矩工具尺寸(外径OD)：9 1/2"(241mm)8 1/4"(210mm) 6 3/4"(171mm)450 - 1,560 gpm 300 - 1,300 gpm 200 - 900 gpm (由MWD 叶轮片配置决定)(1,703 - 5,905 lpm)(1,136 - 4,921 lpm)(757 - 3,407 lpm)最大抗拉力(旋转)1,348 klbs (7,040 kN)1,144 klbs (5,090 kN) 881 klbs (3,920 kN) 最大失效抗拉力(非旋转)1,978 klbs (8,800 kN) 1,430 klbs (6,360 kN) 1,102 klbs (4,900 kN) 最大折弯度 -旋转通过55 kNm (40.6 k ft-lbs) 55 kNm (40.6 k ft-lbs) 26 kNm (19.2 k ft-lbs) -滑动通过150 kNm (110.6 k ft-lbs)150 kNm (110.6 k ft-lbs)70 kNm (51.6 k ft-lbs)最大工作温度最大压力压降最大通过狗腿度 -滑动通过 -旋转通过遥测类型工作时间 -实时/内存内存存储读取速率最大轴向、横向和切向振动工具尺寸(外径OD)：9 1/2"(241mm)8 1/4"(210mm) 6 3/4"(171mm)测点到工具底部的距离发送接收极间距发射极数量频率范围纵波速度快慢范围 ∆tc 横波速度快慢范围 ∆ts 探测深度纵向分辨率 -∆t-层界面识别精确度 ∆tc 精确度 ∆ts 测井速度2%5%根据工具循环时间而变化.循环时间100hr 时，最大机械钻速500ft/hr(152m/hr)的情况下1个样点/ft 或更好层界面识别厚度会根据采样率不同而变化深达3 ft∆t 是6个接收极高度的平均值45" or 3.75 ft (1.14 m) 24" or 2 ft (0.61 m)24 (6 X 4)单极：4-18 KHz /多极：2-10 KHz 40 - 220 µsec/ft (131 - 722 µsec/meter) 60 - 550 µsec/ft (197 - 1,804 µsec/meter)脉冲发射接受已经本身内部存储. 在地面做好相应设定. 可以支持500小时1Gb/2.25Gb 每分钟35 Mb10.7 ft (3.3 m)请参考技术文件TDS-20-60-0000-00关于RPM ，含砂量和堵漏材料请参考WMD 技术表(如Ontrak ，NaviTrak)9.3 ft (2.85 m)注意：测量点取决于工具本身而且会根据现场钻具组合的变化而不同最大允许通过狗腿度根据具体应用和其他一些参数如钻具组合、井眼轨迹和钻井方式(造斜、降斜或稳斜)的不同而变化。

APSLWD随钻测井系统原理及应用摘要：随钻测井把钻井技术、测井技术及油藏工程技术融为一体，用无线短传方式把井底工程地质参数传至地面，适时做出解释与决策，实施随钻控制。

本文以APS公司生产的LWD随钻测井系统为例，介绍其工作原理、结构组成和技术特点，及其在辽河油田和吉林油田的应用效果。

关键词：随钻测井APS 应用一、引言随着随钻测井LWD（Logging While Drilling）技术的发展和应用，大斜度井和水平井技术得到进一步提高。

LWD是在钻井过程中实时测量地质工程参数和测井曲线，地质工程师可以依据获取的自然伽马、电阻率等地质参数，对地层变化情况做出及时准确的判断，精细调整钻井轨迹，指导定向施工，确保井眼轨迹命中油气层并在最佳油气层中钻进，提高油气层钻遇率，优化和完善钻井过程。

此外，在随钻测井条件下地层尚未或很少受井内泥浆滤液侵入的影响，与电缆测井相比，更容易测出原状地层的真实参数[1][2]。

APS公司生产的LWD系统可实时测量井斜、方位、工具面、环空压力、自然伽马和电阻率等地质和工程参数，采用泥浆正脉冲信号传输方式，提供实时补偿测量并消除井筒因素的影响来提高数据的精度，在各种类型的泥浆和井眼中可进行地质导向、井眼校正、孔隙压力趋势分析和测井等作业，为现场工程师和解释人员提供可靠的数据来源，是一种先进的无线随钻测量系统。

二、APS LWD随钻测井系统简介（一）随钻电磁波电阻率测井仪工作原理APS电磁波电阻率WPR（Wave Propagation Resistivity Sub）是一种双频率（400kHz和2MHz）、双源距、可进行实时补偿的随钻测井工具，其一般原理如下：从发射极发出的电磁波，通过地层到达中间的接收天线，由于地层的导电性不同，电磁波到达接收天线处出现相位差和幅度差，不同的地层出现相位差和幅度衰减不同，故可以判别地层。

WPR的4个发射天线T1、T2、T3、T4按照程序设定的方式分别发送400KHz、2MHz的电磁波信号，穿越地层后被2个接收天线R1、R2接收，如图1所示。

lwd随钻测井的工作原理
LWD（Logging While Drilling）随钻测井是一种在钻井过程中
进行地层测井的方法。

其工作原理包括以下几个步骤：
1. LWD传感器安装在钻头或钻杆上，随着钻井进程下入井内。

2. 当钻头或钻杆传感器接触到地层时，LWD系统开始测量地
层的物理参数。

3. 传感器通常包括测量电阻率、自然伽马射线、声波速度等参数的装置。

4. 传感器采集到的数据通过电缆传输到地面设备进行处理和分析。

数据可以通过实时传输技术实时显示在钻井现场工作站上。

5. 地面设备使用各种算法和方法对数据进行处理和解释，以获取有关地层的信息，例如地层的类型、含油、含气、水层等等。

6. 通过分析和解释得到的数据，钻井操作者可以及时调整钻井工艺，优化钻井方案，提高钻井效率和成功率。

总的来说，LWD随钻测井利用在钻井过程中安装的传感器获
取地层信息，并将数据实时传输至地面进行处理和解释，以指导钻井作业。

这种测井方法可以节省时间和成本，并提供实时的地层信息，提高钻井效率和成功率。

LWD随钻仪器电子系统失效机理及预防摘要：随着油田进入开发的中后期，随钻测井仪器越来越多地应用于油田水平井开发中。

仪器工作在井下高温、剧烈振动的工作环境中，需要良好的可靠性能。

在油田水平井作业中，因仪器故障导致的停钻经常发生，造成了一定的经济损失。

确保仪器稳定无故障的完成井下作业，已经成为仪器研发后期工作的重点。

关键词：LWD；随钻测井；电子测量系统；失效随钻测井仪器中，电子测量系统是仪器最核心的部分，也是影响稳定性的重要环节。

LWD仪器电子测量系统的失效原因主要是PCBA构成部分失效：PCBA是系统的核心，在PCBA的基本构成中,焊点失效、元件失效、PCB（电路基板）连线断裂三者都影响着产品的质量与可靠性。

元件失效是指组成产品的元器件在一定的温度、湿度、工作环境中受到影响发生的功能失效。

这些元件就是通过了初期检测，但由于随钻仪器井下工作环境恶劣，达不到正常工作状态发生的立即失效或寿命大幅度减少。

1、LWD随钻测井系统随钻测井系统是由井场信息监测系统和井下仪器两大部分组成的。

在该系统中，井场信息系统以前导模拟软件作为核心，而井下的仪器能够实时提供可靠的监测数据，为前导模拟软件进行大角度井、水平钻井设计提供可靠的数据依据，辅助其进行实时解释和现场决策，更好地完成钻井任务。

当前的随钻测井技术迅速发展，正在逐步形成一个快捷、可靠的体系，并且相关的配套装备初具规模。

在这一系统的配套设备中包括两大部分，即井下仪器和井场信息系统。

其中井下仪器包括微处理器、脉冲器、传感器以及电源等。

而井场信息系统包括实时采集软件、前导模拟软件等。

通常情况下，井下传感器被装置在钻井设备的钻头处（声波、中子密度传感器除外），有助于更好地帮助地质导向钻井工作顺利完成。

这种随钻测井系统是传统的电缆测井技术、钻井技术以及录井技术的综合运用，人们能够从如下几方面总结随钻测井系统与其他技术间的关系。

2、LWD随钻测井系统优势（1）随钻测井系统的井下传感器较之电缆测井的相应设备设计水平和质量上有着大大的优势，它将几何与工程参数进行有效收集与处理，扩大了电缆测井的延伸外缘。

FELWD地层评价随钻测井系统作者：李留熊焱春来源：《石油知识》 2015年第4期■李留熊焱春水平井技术已成为油田勘探开发的重要手段，它能够提高单井产量，减少钻井数量，降低开发成本。

通过规模应用水平井，各大石油公司取得了良好的经济效益与开发效果，同时也促进了水平井技术的发展，推动了水平井装备的提高。

保证井眼轨迹控制在油气层的最佳位置是提高水平井开发效果的关键，这需要随钻测井技术的支撑。

随钻测井技术是随着大斜度井和水平井钻井的需要而发展起来的，而随钻测井技术的发展和成熟，也保证和提高了大斜度井、水平井钻井的安全性、高效性。

总体看来，随钻测井的两个重要应用在于地质导向和地层评价。

在大斜度井、水平井或特殊地质环境钻井时，如果电缆测井困难或风险较大以致不能进行作业时，随钻测井就显示出其相对于电缆测井的优势，可以取而代之进行测量。

随钻测井技术因能测量未受泥浆污染或污染很小的地层特性和提供钻井地质导向而独具优点；同时，减少钻井占用时间，降低成本，又提高了地层评价测井数据的质量。

中国石油集团测井有限公司推出的FELWD地层评价随钻测井系统，由SDAS地面数据采集处理系统和井下仪器组成，其中井下仪器包括DSTL定向遥测、CGR居中伽马、GDIR伽马双感应电阻率、WPR电磁波电阻率、GIT方位伽马成像、RIT方位侧向电阻率成像、CNP可控源中子孔隙度、UCLT超声井径等随钻测井仪。

该系统既能提供井斜、方位等钻井工程参数，又能提供岩性、饱和度、孔隙度等地层参数，解决大斜度井、水平井等测井施工和地层评价中的问题，性能稳定可靠、安全环保、测量参数齐全。

FELWD地层评价随钻测井系统的主要技术指标有：（1）最大工作温度：155℃（2）最大工作压力：140MPa（3）最大仪器外径：Φ171mm（6.75in.）/Φ121mm（4.75in.）（4）最大承受冲击：4900m/s2，1ms半正弦波形（5）最大承受振动：196m/s2，扫频范围：5～200Hz（6）井下数据最大遥传速率：2bit/sFELWD地层评价随钻测井系统的主要功能有：SDAS随钻地面数据采集系统由主控机、嵌入式数据采集处理板、主控软件及地面传感器组成，可实时采集地面传感器信号，处理、显示各种数据和测井曲线，同时将当前结果传送到远程监控中心，进行远程决策和评价。

FEWD无线随钻测井系统介绍及应用摘要：FEWD是一种无线随钻地质评价测量系统，其主要功能是随钻测井。

本文针对利用该FEWD形成的随钻测井技术，介绍了该技术涉及到的常用井下仪器组合、常用钻具组合，并以哈利伯顿公司的FEWD的地质参数无线随钻测量系统应用为例，介绍了该技术在国内油田上的应用情况，具有一定的推广价值。

一、引言FEWD(Formation Evaluation While Drilling)是随钻地质评价测量系统的简称，主要功能是随钻测井，由测井传感器、定向工程参数传感器、钻具振动传感器等部分组成，可以实时获得地层自然伽玛、电阻率、补偿中子孔隙度、岩石密度四道地质参数和井斜角、方位角、磁/高边工具面角等工程参数，同时仪器自动记录井下钻具的震动情况，当井下钻具的振动超过允许的范围时，井下仪器优先将该钻具剧烈振动的信息传递至地面，以警示施工人员采取措施减振、预防井下复杂情况或井下事故的发生。

FEWD的一项重要功能即随钻测井，哈利伯顿生产的FEWD无线随钻测井系统将地质参数测量传感器与定向工程参数传感器组合在一起，组成随钻测量/测井系统，除实时测量定向施工所需要的工程参数外，还可以实时提供井下地质参数。

目前已应用于油田测井工作中，效果显著。

二、主要应用技术1.钻井工具介绍和常规钻井技术和导向钻井技术相比，地质导向钻井技术除了使用的仪器有较大的区别外，在使用钻井工具方面也有很大的差别。

由于地质导向钻井技术是在导向钻井技术的基础上发展起来的，因此地质导向钻井技术所用的一些工具自然也包含了导向钻井所用的工具，同时也包含其它的通用钻井工具。

FEWD施工过程中主要以动力钻具为钻进工具的导向钻具组合为主，根据施工的需要，需要在小范围内对轨迹进行微调有时也采用可变径稳定器为主的旋转导向钻具组合。

FEWD随钻测井施工，配合导向马达工艺技术和高效钻头，构成全新钻井工艺模式，能实现各井眼轨迹工艺段的连续作业施工。

随钻测井系统（LWD）在青海油田（跃西平1井）的首次应
用
朱振全;张平;荣光来;雷云军
【期刊名称】《青海石油》
【年(卷),期】2006(024)002
【摘要】随钻测井技术（LWD）是国际钻井界于20世纪90年代发展起来的一项钻井高新技术，体现了现代钻井技术与测井、油藏工程技术的结合。

它以钻头地质参数与工程参数的实时随钻测量、传输、地面实时处理解释和决策为其主要技术特征。

本文以随钻测井系统在青海油田跃西平1井的首次应用为例，介绍了其结构组成和技术特点，以及该项技术在青海油田的应用效果。

【总页数】3页(P37-39)
【作者】朱振全;张平;荣光来;雷云军
【作者单位】青海油田采油二厂滚动勘探开发办公室;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TE271
【相关文献】
1.LWD随钻测量系统在古龙南-平20井中的应用 [J], 梁树义
2.LWD无线随钻测量系统在古龙南-平20井中的应用 [J], 潘光源
3.存储式随钻测井系统在西南地区复杂井中的应用 [J], 刘兴春
4.Trim-LWD随钻感应测井系统原理和现场应用 [J], 杨晓峰
5.Baker LWD无线随钻测井系统现场应用与维护 [J], 张炳顺;刘月军;吕志忠;谭勇志;宋辉;游俊君
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