随钻电磁波传播电阻率测井
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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。
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。
水平井随钻电磁波电阻率数值模拟胡松;王晓畅;孔强夫【摘要】随钻电磁波电阻率随着钻井技术进步市场和份额逐渐增加,由于水平井测量环境与直井存在较大差别,仪器受到影响因素也与直井不同,明确水平井中随钻电磁波电阻率的测井响应规律有助于水平井测井资料解释.依据电磁波电阻率测量原理,根据Chew理论,推导了TI介质中电磁场的波场分解,进而建立三维空间电磁波电阻率数值模拟正演方法.模拟了不同工作频率、不同相对井斜角、不同围岩电阻率以及地层界面情况下电磁波电阻率的测井响应规律.结果表明:幅度比和相位差随着地层电阻率的增大而减小,表现出与地层电阻率呈单调递减的函数关系;相位差对地层电阻率的敏感程度明显优于幅度比,适用的地层范围更大;井斜角越大,地层界面上下地层电阻率对比度越高,越容易在层界面附近产生"极化角",有助于识别地层界面;相同工作频率,围岩对幅度衰减电阻率的影响要大于相位差电阻率的影响;相同测量方式,围岩对低频工作模式的影响要大于对高频工作模式的影响;随井斜角的增大,幅度衰减电阻率与相位电阻率出现分离;工作频率越高,不同源距的电阻率值分离程度大.%The market and share of LWD resistivity was gradually increased with the progress of drilling technology, due to the difference measurement environment between the vertical wells and the horizontal, the affected factors are also different from vertical wells, clear about the logging response law of the LWD resistivity will help to the horizontal well logging data interpretation.On the basis of electromagnetic wave resistivity measuring principle, according to Chew theory, the wave field decomposition of the electromagnetic field in TI medium was deduced, and then a three-dimensional numerical simulation forward modelingmethod was established.The response characteristics of the LWD resistivity in different work frequency and relative deviation angle and different surrounding rock resistivity and stratigraphic interface and so on were simulated.Results show that the amplitude ratio and phase difference decreases with the increase of formation resistivity, the sensitive degree of phase difference to the formation resistivity is better than the amplitude ratio.The higher relative deviation and greater formation resistivity contrast, the easier appear the polarization angle, this can help to identify the formation interface.the effect of surrounding rock resistivity on amplitude attenuation is greater than the phase difference resistivity in the same working frequency.In the same measurement methods, the influence of surrounding rock on low frequency working mode is greater than high frequency work mode.With the increase of deviation angle, amplitude attenuation resistivity and phase resistivity separated, the higher working frequency, the larger degree separation of different spacing.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2017(017)014【总页数】8页(P59-66)【关键词】随钻电磁波电阻率;水平井;数值模拟;应特征【作者】胡松;王晓畅;孔强夫【作者单位】中国石化石油勘探开发研究院,北京 100083;中国石化石油勘探开发研究院,北京 100083;中国石化石油勘探开发研究院,北京 100083【正文语种】中文【中图分类】TE142对储层评价来说,地层含烃饱和度是一个重要指标,地层电阻率是推断地层含烃饱和度的一个重要岩石物理参数[1]。
电磁波随钻测量技术在煤层气钻井中的应用由于电磁波随钻测量系统(EM-MWD)的技术特点适合煤层气定向井作业,因此在国内近几年煤层气开发中得到认可,且广泛应用。
文中对煤层气钻井的作业特点和使用电磁波传输的优势进行了阐述,并对SEMWD-2000B电磁波随钻测量系统及在煤层气钻井中的应用情况进行了介绍。
标签:电磁波随钻测量;煤层气;定向井;多分支井一、煤层气钻井和EM-MWD技术的特点1.煤层气钻井特点目前开采的煤层气一般埋藏在浅层,垂深在1000米以浅。
煤层气开发与油田开发相似,也主要有直井、一般定向井、水平井(含多分枝井)几种井型,其中长水平段井和多分枝井技术的应用,可以有效增加井眼与煤层的接触,提高单井的产气量,因此煤层气井一般垂深浅,水平段长,水垂比较大[1]。
由于煤层较脆,钻井过程中机械钻速较快,且井眼容易垮塌。
钻速快,单位时间内进尺长,如果每米井深需要传输的参数一定,则钻速越快单位时间内需要传输的数据量越大,对随钻测量仪器的傳输率要求越高。
井眼易垮塌,钻井过程中容易发生复杂情况,一旦井下发生复杂情况,将井下仪器起出,然后处理井下复杂情况,可有效减少井下工具落井的损失,因此煤层气钻井使用的随钻测量仪器要求可打捞。
2、EM-MWD技术的特点EM-MWD技术以电磁波方式传输信号,与泥浆脉冲传输方式相比,由于传输不依赖于泥浆循环,其信号传输受泥浆性能影响小,在接单根期间可以传输数据,测斜不额外占用钻井时间的优势也越明显,尤其对于机械钻速越高,建井时间越短的作业。
电磁波方式与国内常用泥浆脉冲相比传输率较高,国内常用泥浆脉冲的传输率一般不到1bps,电磁波传输方式可以达到几bps。
传输率越高在实际作业中参考数据更新越快,信息延迟时间越短。
对于煤层气浅井作业,电磁波方式的传输率,能够更好的满足钻速快对传输率要求高的需求。
二、电磁波随钻测量系统这里以中国电子科技集团公司第二十二研究所研制了SEMWD-2000B电磁波随钻测量系统为例介绍电磁波随钻测量系统。