综合录井在钻井工程中的应用研究的开题报告
一、 选题背景和意义
综合录井是指在钻井过程中，通过一系列测量设备和方法，记录并分析井中地层岩石及地下水等多种参数的技术。综合录井技术的应用，不仅可以提高钻井的效率和安全性，还可以为地质勘探和资源开发提供指导和支撑。
随着我国地质资源勘探和开发工作的不断深入，综合录井技术正成为各大油田和矿区的核心技术之一。因此，对综合录井技术在钻井工程中应用的研究，具有重要的现实意义和理论价值。
二、 研究目的和内容
本次研究的目的，在于探讨综合录井技术在钻井工程中的应用研究，具体研究内容包括：
1. 综合录井技术的基本原理和测量方法，包括钻孔测井、电测井、声波测井、放射性测井等；
2. 综合录井技术的应用案例分析，包括不同地质环境下综合录井的应用效果及经验总结；
3. 对综合录井技术在未来的发展趋势进行预测和探讨。
三、 研究方法和技术路线
本次研究将采用文献研究法和实地调查法相结合的方法，通过查阅大量文献和到相关油田和矿区进行实地调研，深入探讨综合录井技术在钻井工程中的应用研究和发展趋势。
具体实施步骤如下：
1. 收集、整理和分析国内外文献，了解综合录井技术的基本原理和应用现状；
2. 对所涉及的钻井工程进行实地调查，了解不同地质环境下综合录井技术的应用效果；
3. 在基础研究的基础上，对综合录井技术在未来的发展趋势进行深入探讨。
四、 预期成果
预计本次研究将达到以下成果： 1. 具有一定的理论水平和实践应用价值的综合录井技术在钻井工程中的应用研究报告；
2. 对综合录井技术在钻井工程中的应用效果和未来发展趋势等相关问题进行深入探讨和总结；
3. 可为相关单位的综合录井技术在钻井工程中的应用提供参考和指导。
五、 研究难点
本次研究存在一些难点：
1. 综合录井技术涉及多个专业领域，需要对多种测量设备和方法进行研究和分析，具有一定的专业性和难度；
2. 随着钻井技术的不断发展，综合录井技术也在不断更新和完善，需要及时跟进相关的技术动态和研究成果；
第１７卷第４期 录并工程 ・４３・ ・研究与探讨・
综合录井在安全钻井中的应用及发展趋势
刘瑞文辽： 郭学增② （①中国石油大学（华东）石油工程学院；②石油大学（北京）石油与天然气工程学院）
刘瑞文。郭学增．综合录井在安全钻井中的应用及发展趋势．录井工程。２００６。１７（４）：４３￣４５ 摘 要 针对目前国内钻井事故检测、预报技术存在的检测手段少、自动化、智能化程度低和检测技术理论不系统 等现状，在调研分析国内外综合录井发展及应用现状的基础上，提出了可借鉴国外的经验，检测仪器研发的重点向 井下转移；在地面参数检测方面，以综合录井信息为基础，利用故障检测与诊断的相关理论开发钻井故障检测和诊 断系统与方法。综述了国外井下测量系统的特点及应用情况，对我国综合录井的发展方向进行探讨。 关键词 综合录井 故障检测与诊断 钻井 实时监控
０ 引 言 钻井是一项高投人、高风险的工程，存在着大量 的模糊性、随机性和不确定性。利用钻井过程中的 各种信息及时发现异常情况，预防钻井事故的发生 是钻井人员长期研究的重大课题，研究方向也由事 故发生后的分析转向事故发生前的预测和识别。 综合录井在安全无故障钻井中的作用引起了人 们的重视，减少了钻井事故的发生。但目前对钻井 过程中异常情况的识别主要靠现场工程技术人员根 据钻井参数的变化趋势凭经验进行分析，这不但需 要高度的责任心，而且需要具有较高的专业知识水 平和实际工作经验。此外，由于综合录井的硬件和 软件系统没有质的飞跃，致使综合录井的应用受到 了严重制约。本文在调研国内外相关文献资料的基 础上，结合国内具体情况，就综合录井在安全钻井方 面的相关问题进行了探讨。 ｌ国内外发展现状 安全无故障钻井是目前国内外钻井领域研究的 重大课题，并取得了一些重要研究成果。实现无故 障钻井的前提是获得足够准确的井下信息，并开发 相应的分析和诊断系统。为此，对较为落后的地面 测量装置进行了改进，研制了钻柱测量接头，用于对 地面扭矩、悬重和振动信号的测量。２０世纪９０年 代以后，随着ＭＷＤ和ＬＷＤ的推广应用，为了获得 更为直接的井下信息，国外的研究重点转向了井下 参数的测量。目前测量工具有纵向加速度传感器、 扭转加速度传感器等，测量参数包括钻具的弯曲应 力及井底钻压、扭矩、转速等，用以识别钻柱的粘滑、 ＢＨＡ的工作特性、地层岩性和钻头的工作状态等， 并且研制开发了相应的随钻诊断系统（ＤＷＤ－Ｄｉａｇ— ｎｏｓｔｉｃｓ Ｗｈｉｌｅ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ）Ｌ１ Ｊ。通过地面和井下参数 的对比，可以判断钻具工作状况和井眼状况。 针对井下信息量大，压力脉冲传输方式的速率 问题，目前有两种解决方法：一是在井下直接对测量 信号进行分析处理，只上传分析诊断结果；二是利用 特制的双阶梯内置信号线钻杆，把井下采集的信号 直接传送到地面，在地面进行分析处理［５］。为改进 目前的综合录井系统，贝克休斯、国际录井以及斯仑 贝谢等公司，利用地面测量参数开发了用于诊断钻 具工作状态的诊断系统。国际录井公司的钻具振动 分析系统分为主机和客户机两部分，主机以每秒达 ｌＯ个采样点的速率从大钩负荷、扭矩、转盘和立管 压力这４个传感器上采集数据，然后使用快速傅里 叶变换（ＦＦＴ）完成信号的处理，得出能反映钻具扭 矩变化情况的能量频谱图和振动幅度均方差图，从 而进行钻具工作状况的诊断。贝克休斯公司利用地 面纵向和扭转加速度等参数来识别钻具的工作状 态，图１为地面测量的扭转振动频谱图。为了了解地 刘瑞文 副教授，博士，１９６２年生，２００３年７月毕业于（北京）石油大学油气工程专业，现为中国石油大学（华东）石油工程学院副教授，主要 从事油气井工程方面的研究。通讯地址：２５００６１山东省东营市北二路２７１号。联系电话：（０５４６）８３９６８９７。Ｅ‘ｍａｉｌ：ｌｒｗ＿ｅｂ＠１６３．ｃｏｒｎ
综合录井技术
综合录井技术从狭义上讲是随钻技术，是跟踪技术；广义上讲是信息采集处理技术。它集常规地质录井、气测录井和工程录井为一体，是地面录井技术的最高阶段。
综合录井仪使用了22个传感器5个分析仪，能实时测量井深、钻井液出口与入口电导率、钻井液出口与入口温度、钻井液出口与入口密度、大钩负荷、立管压力、转盘扭矩、套管压力、钻井液出口流量、地层H2S含量、转盘转速，能实时分析地层全烃含量、C1-C5各组份含量以及CO2含量，能分析碳酸盐含量、页岩密度，并生成钻压、钻时、地层压力、地面含气指数、地层含气指数等数据。
计算机将实时采集数据按深度数据与时间数据进行存储，并能按需要进行回放、实时处理，同时实时进行参数的文本与图形打印；其智能软件“工程预报专家诊断系统对钻进施工中出现的异常能自动分析、自动判断，并报警；“钻井工程服务软件系统”对各个钻井参数进行数学模式计算，随时提供最佳钻进参数组合。
综合录井仪还能向钻台、工程监督、地质监督等人员提供实时监视屏幕，并向他们提供电话服务。
综合录井在勘探开发作业中的作用主要是两个方面：第一，以发现和落实油气显示为主的气测、地质资料收集、整理、油气显示评价，服务于油气地质勘探开发；通过气体检测和泥浆参数变化监测，及时发现和解释评价油气层。第二，以钻井施工安全监测为主的工程参数的采集、整理、预报。通过对大钩负荷、钻压、扭矩、泵压、池体积、“D”指数、H2S含量等的实时监测，分析判断钻井施工过程中地面、井下工作状态，科学指导钻井及时提出工程事故隐患的预报预告，减少事故的发生，提高钻井速度，缩短钻井周期，降低钻井成本。上述两方面的宗旨是统一的：科学钻井，发现、落实、评价、保护油气层，最大限度地提高勘探开发效率。 ①、综合录井技术可以及时、准确地发现油气显示，并在现场对异常层进行解释和初步评价。
②、综合录井技术可以及时、准确地监测、预报钻井工程异常现象，实时监测地层压力，防止工程事故发生，缩短建井周期，尤其是在保护油气层方面可以发挥很大作用。
２００２年第ｌ期 海 洋 石 油 １９・ 文章编号１００８ ２３３６［２００２）［】１ Ｏ０ｌ９一Ｏ５ 应用录井参数综合判别岩性 何国贤 （华北石油局五普录井公司，河南新乡４５３７００ 摘要：使 ＰＤＣ钻头钻进对，机械 遵快、岩屑细小、钻时菱亿平明显，造成地质录井困难．因此，必须拽出 更直观、快捷的方法判别岩性，毗适丑现代录笋之要求。东海西湖凹陷几１３钻井实践表明，拭矩苗生 顶轻转 速曲线形志的变化、气测值的变化与岩性有着密切关系，这些最井参鼓曲综合应用．对快速建立岩性剖面、及 时发现池气层、卡准取心层位有着重要意兑。 关键词：ＰＤＣ钻头；录井参数；扭矩；顶驱转速；曲线形志；气 堕；钻 中图分类号：ＴＥｌ４２ 文献标识码：Ａ １ 引言 近年来，ＰＤＣ钻头广泛应用于石油钻井，虽 然它价格昂贵，但它机械钻速快，寿命长．有效地 缩短了钻井周期，提高了钻井效率，因此备受青 睐：然而ＰＤＣ钻头给地质录井出了难题：使用 ＰＤＣ钻头机械钻速陕，使岩屑录井速度难以跟上 钻头；岩屑颗粒细小，使岩性定名困难；钻时对岩 性的反应不明显，砂泥岩钻时区别不大，使岩性分 层不准。因此传统的以岩屑实物定名、钻时分层 归位方法难以满足地质录井的需要，必须找出更 多的、更直观、快捷的录井参数应用于地质录井 中，快速建立岩性剖面，以适应现代录井之需要。 通过东海西湖凹陷数口井实践，发现扭矩、顶 驱转速、气测值等录井参数的变化能直观、及时地 反映地下岩层的变化，这些参数的综合应用，弥补 了传统的地质录井方法之不足，有效地提高了岩 屑录井速度和质量，对及时发现油气层，卡准取芯 层位起到了重要作用。 ２扭矩的应用 实践中发现，使用ＰＤＣ钻头时，扭矩曲线形 态与岩性有着密切关系。牙轮钻头扭矩曲线多较 平直，一般泥岩扭矩值低，砂岩扭矩值高，只是钻 头使用晚期出现高频高幅的振荡曲线（图１）。 ＰＤＣ拈共
盈ｌ 牙轮钻头与ＰＤＣ钻头扭矩曲线 Ｆｉｇ １ Ｔｏｒｑｕｅ ｃｕｒｖ，ｅ ｏｆ ｃｏｎｅ ｒｏｃｋ ｂｉｔ ａｎｄ ＰＤＣ ｂｉｔ 而ＰＤＣ钻头则不同．一开始钻遇砂岩时就会 出现高频高幅的振荡曲线，井且曲线的振荡频率 和幅度与岩性有着密切关系。泥质岩则表现为曲 线平直或小幅度、低频率的振荡，砂质岩则表现为 高频率、高幅度的振荡曲线，并且随着岩性由细到 粗，其扭矩曲线的振荡频率和幅度也有增大的趋 势（图２） 另外，ＰＤＣ钻头使用晚期，一般扭矩值 升高，但曲线的震荡频率和幅度减小。 下面是Ｘｘ２井录井实侧，图３各录井参数曲 线都是综合录井仪（ｓｚＬ一９５３Ｅｘ型）实时采集的 （时间一井深剖面，有修改．去掉了加单根及其它 停钻时间），右边的岩性剖面是根据测井综合解释 收疆日娟：２ＯＯｌ—Ｏ７—０３ 作者简介：伺回贤，男．工程师．１９６３年生，１９９１年毕业于 国地质太学地质矿产勘查专业。 蓥 ；
