长城钻探国内首创随钻方位电磁波电阻率测井仪
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长城钻探近钻头短节技术参数GW-Near Bit Geosteering Instrument1. Brief IntroductionNear-bit measuring technology is a cutting-edge MWD and LWD technology, and also it’s the edge tool to precede high-end drilling technical service. This instrument is mainly applied in thin reservoir horizontal well drilling, oil (oil and water layer) boundary drilling, etc. It increases pay-zonedrilling rate, single well production and recovery factor, and also it reduces development and production cost, achieve the efficient oil field development.The characteristic of its short size (only 1m length) let it can beinstall behind the bit directly, and receive the real time geologic parameter and borehole trajectory parameters from the position less than one meter to downhole.2. Technical ParametersTool ODMax Operating Temp Max. PressureContinuous Operating Times Short Hop Transmission Distance InclinationInclination Measurement Accuracy6?”150°C 20000psi >150h >20m 0~180°±0.5°@INC>30°Measuring Range Measuring Accuracy Inclination Azimuth Angle Tool Face Inclination Azimuth Angle Tool Face 0~180° 0~360° 0~360° ±0.1° ±0.25° ±0.5° Directional Gamma module:? Borehole imaging: 8 sectors, each 45° ? Measuring range: 0-380 API ? Measuring accuracy: 士3 API @ 50 API ? Max temperature: 150 ℃ ? Max pressure: 20,000 psiNear bit ResistivityFrequency 1MhzRange AccuracyAmplitude 0.1-100Ω.m Phase0.1-200Ω.mAmplitude ±8% (0.1-25 ?.m); ±2 s/m(>25?.m)Phase ±5% (0.1-30 Ω.m); ±0.6s/m(>30?.m)AmplitudeDepth of InvestigationPhaseVertical Resolution32″ Rxo=1?.m, Rt=10?.m55″ Rxo=10?.m, Rt=100?.m 20″ Rxo=1?.m, Rt=10?.m34″ Rxo=10?.m, Rt=100?.mAmplitude 12″ Phase8″ GeoVision R6 Lateral Logging0.35mGamma Imaging Near Bit Wired N 150℃GW-NBElectromagnetic Wave Logging 1mGamma Imaging Near Bit Wireless Y150℃3. Comparison with Similar EquipmentInstrument Name Method of measurement Max. Depth of investigation Borehole imaging Distance to downholeDownhole data transmission Remote software update Working temperatureStarTrak Lateral Logging 0.35mElectrical Imaging Near Bit Wired N 150℃长城近钻头地质导向系统1、应用领域近钻头测量仪目前是国际随钻测量技术中的前沿技术,应用于薄油层水平井钻井、油层(油水层)边界钻井等,提高油层钻遇率,从而提高单井产量及采收率,降低开发与生产成本,实现油田的高效开发。
技术应用与研究随着定向井、水平井施工任务的不断增加,随钻测量技术也在不断的发展,其已成为钻井施工过程中不可缺少的部分。
随钻测量技术最初起源于国外,在上世纪70年代斯伦贝谢研发出第一套随钻测量工具,在当时的技术水平下,该工具仅能够测量井斜角、方位角、工具面角。
但是随着定向井技术的不断发展和油田勘探开发难度的不断增加,也促使随钻测量工具的不断发展,其在数据传输速率、稳定性、抗高温高压等方面都有了很大进步。
随着水平井部署的增多,随钻测量工具也逐渐向随钻测井方向发展,现已能够实现常规电缆测井的项目,也即随钻测井技术(Logging While Drilling)。
随钻测量技术主要包括地面系统和井下系统两部分,其中地面系统主要包括数据的采集、数据的解码、数据的显示等部分。
井下系统主要包括数据的测量、数据的编码、数据的发送等部分。
其中井下所有功能的实现都离不开供电系统,目前的供电主要有电池供电和涡轮发电两种方式。
电池供电可以不间断为仪器提供电源,但是也限制了其使用时间的长度。
而涡轮供电需要在开泵的情况下,依靠泥浆的冲击实现涡轮的旋转实现供电,在涡轮不受到损坏的情况下能够长时间提供电源。
井下数据的测量主要依靠测量探管来提供控制井眼轨迹所需的参数,如井斜角、方位角等,但是目前随钻随钻测量技术的不断发展,MWD工具也与具有其他功能的测量短节组合,对地层参数进行检测,如伽马、电阻率、钻压、扭矩、环空密度等。
目前的数据传输方式主要分为无线传输和有线传输,其中有线传输主要是指光纤、智能钻杆等,而无线传输主要有钻井液、电磁波、声波等方式。
一、国内随钻测量技术现状国内的随钻测量技术起步很晚,所以技术水平相对于其他发达国家还很落后。
但是随着国家对石油资源的不断重视,各石油企业高校也在不断的增大科研力量,随钻测量技术也有了很大发展,并取得了不错的成绩,在部分领域缩短了与国际间的差距。
北京海蓝科技公司自主研发了一系列泥浆脉冲随钻测量系统(YST),该系统以电池供电,具有结构简单,较强的抗冲击能力,成本低,并且具有可打捞等特点。
随钻方位电阻率边界探测影响因素分析刘庆龙;王瑞和【摘要】提出采用随钻方位电磁波电阻率测井仪器进行边界探测方法及产生的边界效应,分别从测量仪器的源距、频率、天线安装角度等内部因素以及井眼倾斜角度、地层电阻率对比度等外部因素进行计算分析,总结边界响应规律,归纳了针对测量仪器本身的设计和调整以及针对可导致边界效应的测量环境的研究2种边界探测的研究方法,通过与Periscope仪器公布的数据相对比论证,确定影响因素计算分析准确性.研究成果对随钻地质导向边界测量、仪器设计参数选择及复杂储层地质构造实时解释具有指导意义.【期刊名称】《测井技术》【年(卷),期】2014(038)004【总页数】5页(P411-415)【关键词】随钻测井;电阻率测井;储层;围岩;边界探测;边界效应【作者】刘庆龙;王瑞和【作者单位】中国石油大学石油工程学院,山东青岛266555;中石化胜利石油管理局钻井工艺研究院,山东东营257017;中国石油大学石油工程学院,山东青岛266555【正文语种】中文【中图分类】P631.830 引言随钻方位电磁波电阻率测井技术因其在地质导向、实时地层评价中具有重要应用价值而得到广泛开发,典型的随钻方位电磁波电阻率由一系列同轴环形或椭环形发射线圈和接收线圈组成,可实现多频率、多倾角信号发射和多频率、多倾角信号接收,获得含有方位信息的幅度比和相位差测量。
随钻方位电磁波电阻率测井在高斜度井及水平井钻井对储层边界尤其是储层上下围岩影响中具有独特的识别判定能力[1-6]。
针对斯伦贝谢公司Periscope仪器的边界探测方法进行分析,本文探讨各种边界影响因素及边界探测信号特征,为后期开展井眼到储层边界估算方法以及仪器各项技术参数设计奠定基础。
1 边界探测方法和边界效应国外的随钻方位电磁波电阻率仪器生产商主要有3家,分别为斯伦贝谢公司的Periscope、哈里伯顿公司的ADR以及贝克休斯公司的APR;其边界探测的方法主要依据边界效应。
随钻电磁波电阻率测井的“犄角”效应一、前言近期,随钻电磁波电阻率测井资料中出现的一种被称为“犄角”的现象,引起了国内外专家教授、工程技术人员乃至地质家的关注,纷纷以极大的兴趣对其进行分析研究,发表文章介绍研究成果与认识,以期对其作出客观正确的阐述与解释。
目前,对于“犄角”的研究仍在深入进行中,对于它的认识和分析尽管不尽相同,甚至尚存争议,但对这一现象的破解必有积极的意义和作用。
对“犄角”的地质和工程分析与应用更值得深入探讨与开发。
二、产生“犄角”效应的机理对于“犄角”效应产生的机理,目前尚存在不同的见解与争论,在此无意参与其中,而仅以认识与分析问题的视角阐发一孔之见,1、何为“犄角”效应所谓“犄角”效应,是指井眼轨迹以一定的交角进入地层界面时,电磁波电阻率测井响应在界面处产生的异常突变现象。
如图1所示,当井眼轨迹与地层界面法线以θ角相交时在地层界面处产生的“犄角”效应。
“犄角”一词来自英语“HORN”有号角、角状物之意;其实古代的号角也是牛角做的。
这里是以牛角的形状形容电磁波电阻率测井响应的异常突变现象。
值得一提的是,有人把这一现象称为“极角”或“极化角”是不够妥当的,因为产生“犄角”效应的主要因素并非“极化”或“激化”问题。
而是电磁波传播的边界效应与边值问题。
2、导致“犄角”产生的因素究竟哪些因素导致“犄角”效应呢?一般认为有以下原因:A、地层界面两侧地层电阻率对比度。
地层电阻率对比度越大,“犄角”效应越明显。
B、井眼轨迹与地层界面法线的交角大小。
交角越大,“犄角”效应越明显。
当然,当井眼轨迹一定时,交角大小与地层产状也有关系。
C、井眼尺寸(井径)大小及仪器外径与井壁之间的间隙大小。
间隙越大,对“犄角”效应的影响越大。
D、井内钻井液电阻率高低。
在一般情况下,井内钻井液电阻率越低对“犄角”效应的影响越大。
尽管影响因素很多,但应当指出,每一单个因素都不是决定性的;“犄角”效应是一个综合响应;在此综合响应中,起主导作用的应是A、B两个因素。
162当前,最常用的技术方法是最小二乘法。
LWD技术是一种基于钻探过程中的地质条件(井眼轨迹、钻头位置、井眼角度等)与地层电阻率之间的相互影响,实现对油气层进行有效的定位和定向的一种新兴的测井技术,可实现对油气层位置和岩性的动态监测。
在此基础上,提出了一种基于 LWD技术的新型测井方法。
水平井是一口高产量、低廉的油田,其钻探成功率与油气藏的钻探工艺密切相关。
随钻测井技术具有指导地质导向和实时评价储层物性等优点,对改善储层钻进速度、缩短完井周期和降低水平井测井风险具有重要意义。
在大斜度井和水平井的勘查和开发中,采用了随钻测井技术。
1 发展概况当前,在水平井中使用的随钻测井技术有:一是识别岩性,测定地层倾角,测定水平段长度;二是利用已有的地层岩性和构造信息,对水平剖面进行轨道控制;三是利用地层的岩性和结构信息,对水平线的航迹进行了动态修正。
从国内外的研究进展来看,随着随钻测井技术的不断发展,随着随钻测井技术的不断深入,人们对该技术的认识也越来越深入。
在水平井技术、随钻测井技术等方面取得长足进步的同时,也使随钻测井技术在今后的研究中占有越来越重要的地位。
基于岩性、断裂、沉积相、气顶等特征,对岩性及岩性进行识别,而上述特征均受外部环境的制约,其识别效果会有很大的改变。
另外,常规的地质方向法在实际运用中也面临着诸多问题,如:因勘探设备与岩层间的间距较小,不能对岩层的变形情况进行准确的判定;但在实际应用中,因检波器与地层相距太近,不能准确判别出含油层;但在实际应用中,因检测仪与岩层相距很近,不能对岩层的地质变形做出精确的判定。
随着我国石油资源的日益丰富,石油资源的日益丰富,采用常规的地质导引方式已难以适应石油资源的需求。
为此,必须对现有的地质导引技术进行改进与创新。
随着随钻录井技术的不断发展,随钻录井的地导技术也在不断发展。
地质导向技术在水平井钻井中的应用将形成一套完整的水平井测量工艺、轨迹控制与安全钻井的技术体系,可有效保障钻井轨迹在油层中的最优穿越,提升油层的钻井效率,推动水平井钻井技术的发展与提升。