随钻测井回顾与展望

第 19卷·第5期 张辛耘 王敬农 郭彦军：随钻测井回顾与展望 引 言 随钻测井回顾与展望 张辛耘 王敬农 郭彦军 (中国石油集团测井有限公司技术中心) 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，就此而言，随钻测井相对于电缆 测井具有多方面的优势。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，更真实地反 映原状地层的地质特征，可提高地层 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 精度。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。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，又减少了钻井在用时间，降低成本。 在过去的近20年里，随钻测井技术快速发展， 目前已具备对应电缆测井的所有技术，包括比较完 善的电、声、核测井系列，以及随钻核磁、随钻压力等 等。同时，全球随钻测井业务不断增长，已成为油 田工程技术服务的主体技术之一，其业务收入和工 作量大幅增加。可以预期，随着石油勘探开发向复 杂储集层纵深发展，随钻测井技术将更趋完善，电 缆测井市场份额将更多地被随钻测井所取代。 一 、随钻测井技术发展历程 随钻测井(LWD)技术的发展可追溯到 1930年 前后，当时电缆测井技术开始出现和发展。20世纪 30年代早期，Dallas地球物理公司的J．C．Karaher用 一 段长4—5英尺的绝缘线将钻头与钻柱绝缘，在每 根钻杆内嵌入绝缘棒，用一根导线在绝缘棒中间穿 过，通向地面，通过这根导线传输信号。用这种方法 得到了令人鼓舞的结果，测量到连续的电阻率曲线。 1938年采集到第一条 LWD电阻率曲线 (发 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 于 1940年)，这是用电连接方式传输数据 的第一条 LWD曲线(图 1)。 20世纪40年代和 50年代仅有的几篇专利文献 表明，许多发明家和研究组织继续致力于实时的、可 靠的随钻测量系统的研究。遗憾的是，LWD数据传 输技术的发展非常缓慢 ，技术上很难突破。在测井 技术发展开始的50年时间里，在石油工业界许多人 的眼里，LWD是难以实现的理想化技术。在 20世 纪 6o年代以前，LWD的发展几乎停滞不前，少有的 几件值得注意的事件是，30年代美国注册第一件 MWD专利，J．C．Kareher等人研制了随钻电阻率测 井系统(图2)；50年代，J．J．Arpj发明的泥浆遥测系 统首次在技术上获得成功；60年代，Exxon公司和 Texaco公司进行随钻的井下记录试验，由于缺乏高 强度电子线路密封外壳和合理的储存介质及系统的 结实性等问题，这种井下记录没有推广应用；在 Snea 和 Raymond工程公司的共同努力及美国能源署的资 助下，Teleo公司于 1978年首次推出了具有商业用 途的 LWD仪器。这标志着 LWD技术已经可行，是 LWD技术开始加速发展的里程碑。80年代初期，吉 尔哈特公司的 LWD服务居领先水平，已在全世界测 井几千口。当时的 LWD测量只能测电阻率和伽马 射线，主要用 于地层相关对 比。此时，工业界对 LWD在准确性、可靠性和稳定性方面初步建立了标 准，并不断进行改进。与此同时，先进的地层评价和 井控技术也逐渐成熟(图3)。 钻井工业的需要推动了随钻测井技术快速发 展，反之，随钻测井技术的发展保证了复杂钻井获得 成功。1980年代中期，大科度井、水平井和小直径 多分枝井钻井已成为油气开发的一种常规方法。在 这样的井中，常规电缆测井仪器很难下到目的层，通 常借助于挠性管传送和钻杆传送，这类作业费用高， 维普资讯 http://www.cqvip.com 2 测 井 技 术 信 息 2006正 操作困难。过去 20多年里，在油公司的需要和钻井 技术发展的推动下，各种随钻测井仪器相继研制成 功(表 I)，LWD井下探头组合的内容不断丰富，能进 行电、声、核随钻测井的探头逐步增多，方向测量探 头得到发展，综合利用 LWD探头和方向探头测量信 息的地质导向技术开始发展。 I 曹矗 连 & 蜥l ： 出漩r8偿 f々 ’ cc| f￡巷} 0 ／tg~ing 妻 el／ #th ：ne # t ； 虚r§豫r 摹． dril1． ≥ 矗招詹 ~ ． — C ． ． e ． ． # ． ． ． d ．． ．． u ．． ．． e ．． t ． — m r 5 salat~n~ rt ’ = ——————～ 照丛 图 1 右边为第一条随钻测井曲线 ，左边为电缆测井曲线 图2 早期的 LWI)数据传输示意图 图3 随钻测井技术发展阶段 雾 霆 = 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 19卷·第 5期 张辛耘 王敬农 郭彦军：随钻测井回顾与展望 3 表 1 随钻测井技术发展 年份 里程碑技术 年份 ． 里程碑技术 1929芷 第一项随钻测量专利 1993芷 电阻率、密度、中子三组合随钻测井 1930芷 电缆传输的随钻电阻率测井 1994芷 硬地层随钻声波测井 1969正 第一代泥浆脉冲遥测系统 1995正 随钻电阻率、密度成像测井 1970芷 第二代泥浆脉冲遥测系统 1998芷 软地层随钻声波测井 1978芷 泥浆遥测系统 Teleco商业化 2001芷 随钻核磁共振成像测井仪 1984芷 随钻电磁波电阻率测井 2003芷 随钻地层压力测试器 1986芷 随钻中子孔隙度测井 2005芷 新一代随钻测井系统 Scope 1987芷 随钻密度测井 表 2 斯仑贝谢公司现代随钻测井(LWD)和随钻测量(MWD)技术发展阶段 代 第 1代(1988—1992) 第 2代(1993—1996) 第 3代(1997一目前) 服务类型 仪器 解决的问题 仪器 解决的问题 仪器 解决的问题 啪 CDN 密度 AND 四分密度 VISION系列 密度 CDR 定量电阻率 超声井径 成像 各向异性 INF’0RM APWD 快速直观地层评价 ISONIC 地质导向 ⅥS10N ARC5 相关对比 孔隙度评价仪 RAB INF0RM 3D 地质导向仪 ARC312，ARC900 IMPulse 钻头地震 MACH—l 创新点 随钻地层评价 方位读数 精度提高 井眼补偿电阻率 电阻率成像 大范围井径 双源距电阻率 方位电阻率 非化学源 钻头电阻率 实时成像 密度 一中子电阻率 自动马达 可靠性增强 MWD DW0B M'VC 智能报警 VIPER PERF0I 江 MEL RWOB 井漏提示 AIM DT0R IWOB 钻杆冲洗 SP1N SHARP 钻头牙轮锁定 Sbn1Pulse FERT PowerPul~ Tit防撞 Slim1 动力监控 M1一 M3 地面系统 FASr lDB L 最大传输率 3bps 6—10bps 】2—16bps 通信 传真 InterACT Interact Web Witness 主要应用 相关对比 成功的储层地质导向 钻井效率和风险管理实时决策 地层评价 地层评价 导人最理想储层 普查 维普资讯 http://www.cqvip.com 4 测 井 技 术 信 息 2OO6钷 现代随钻测井技术大致可分为三代(表 2)。 1990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。1990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 [3 R|D蝴 瑟鬻 O嘲 埔fdt sI静 B 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 1990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。 随钻测井技术发展中，公司的并购活动很活跃， 并购是技术服务公司发展随钻测井技术和扩展随钻 测井业务的重要战略之一。目前既进行随钻测井技 术研发，也提供随钻测井服务的公司主要有斯仑贝 谢 AnadriU、贝克 Inteq、哈里伯顿 Sperry—Sun、Path． finder、威得福等公司(图4)。 Prec 憾 憎 二、随钻测井现状 图4 MWD／LWD公司演化 1．随钻测井技术现状 随钻测井是测井．、钻井、地质、岩石物理等专业 知识和技术的综合应用。经过几十年的发展，尤其 是近 20年的快速发展，常规随钻测井地层评价技术 已经较为成熟，并广泛用于油田现场服务。斯仑贝 谢、贝克休斯、哈里伯顿、威德福等大的油田技术服 务公司都已开发出成套随钻测井装备，Geolink、GE 能源等公司开发了随钻测量和随钻电阻率测井仪 器。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。 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4～10bps，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，但仅能在较浅的井使用才有效。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 l9卷·第5期 张辛耘 王敬农 郭彦军：随钻测井回顾与展望 5 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英尺。此外， 声波传输和光纤传输方法还处于研究和实验阶段。 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两类：侧向类和感应类。侧向类 适合于在导电泥浆、高阻地层和高阻侵入的环境使 用，目前的侧向类随钻电阻率测井仪器能商业化的只 有斯仑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。感应类在导电性地层测量效 果好，适合于导电或非导电泥浆。现场使用的随钻电 磁波电阻率测井仪器都使用斯仑贝谢公司的专利，线 圈系结构相似，使用多个发射器和多个接收器，测量 两个接收器之间的相移和衰减；工作频率相近，只能 使用有限的几个频率，才能消除钻铤等背景影响而测 量到地层信号，如低频 20kHz、250kHz、400kHz、500kHz， 高频一般都使用2MHz。使用这类测量原理的公司都 要向斯仑贝谢公司交专利使用费。 随钻声波测井。现场服役的随钻声波测井仪器使 用的声源有单极子、偶极子和四极子，如贝克休斯 Inteq 公司的APX既使用单极子也使用四极子声源，斯仑贝 ] 忪 司的SonicVISION使用单极子声源，哈里伯顿Sper． ry公司的 BAT是偶极子仪器。这些仪器可测量软／硬 地层纵／横波速度和幅度，测量数据一般保存在井下存 储器内，起钻后回放使用。随钻声波测井数据可用于 岩性识别、孔隙度计算、岩石力学参数计算、井眼稳定 性预测、泥浆比重优化、下套管位置选择等。 随钻核测井。随钻中子测井仪器使用 5．0Ci一 10Ci的AmBe源或脉冲中子发生器，探测器使用 He一 3闪烁计数器或 Li一6玻璃闪烁体，通过远／近探测器 计数率比值计算孔隙度。随钻密度仪器使用 1．5Ci一 2Ci的 Cs一137源，探测器使用 NaI晶体，大部分仪器 使用脊肋图计算地层密度和 Pe值。目前的随钻核测 井一般具有方向性，如方位伽马、方位密度等。由于 数据是在仪器旋转的过程中采集的，方位的加入，使 得这些测量可用成像图的形式显示出来，形象直观。 可进行成像测井的有伽马、密度、中子和 PEF等测量。 例如斯仑贝谢公司的随钻中子仪 adnVision使用 GVR 的遥测技术，仅在编码算法上作了较小修改，尽管只 使用 l6个方位数据点进行成像，分辨率有所下降，仍 可用于地质导向和构造分析。 随钻地震。目前仅斯仑贝谢公司提供随钻地震 服务，其 SeismieVISION系统在钻井的过程中提供时 间、深度、速度信息，帮助优化钻井决策、减少成本、 降低事故风险。该系统独特的“前视”能力提供钻头 前面8000ft之内地层的信息，数据的质量足以对钻 头前面和侧面的地层进行成像。系统的应用包括： 预测孔隙压力、预测目的层或灾害层深度、帮助选择 最佳的下套管和取心深度、优化泥浆比重、识别盐 层、使井眼轨迹保持最佳。 随钻测井资料应用。随钻测井资料主要用于优 化钻井作业和地层评价。 在钻井过程中，随钻测井数据可以用于：早期探 测高压层，将井眼精确地导向目标地层，确定压力梯 度及流体界面，实时调整泥浆比重以便有效地增加 机械钻速，优化下套管位置，更加安全地钻入高压层 段。随钻测井资料的应用，使得钻井作业更加快速、 安全和有效，减少了钻井时间和成本。 随钻测井是在钻井泥浆未侵入或侵入地层浅的 情况下进行的，测量资料更接近原始地层。用这些 资料进行油水层划分和地层评价，精度高，效果好。 在深井、大斜度井、钻机 日费用高、钻速高(松软地 层)的情况下，使用 LWD的地层评价总成本低于使 用电缆测井的地层评价总成本。 2．随钻测井业务现状 据统计，每口井获得 LWD四组合测井资料所需 费用约为电缆测井的2倍。但国外油公司在海上作 业时一般选用随钻测井，主要原因是 LWD能节省钻 机占用时间，减少因卡钻导致的井下工具丢失的风 险，有利于实时决策。在许多地区，尤其是在钻井成 本适中、井眼斜度低、井况好的情况下，电缆测井仍 然是要优先考虑的。从服务公司的角度看，服务公 司在 LWD方面投入的资金比电缆测井高 3 5倍， 根据不同的设计井眼尺寸要准备相应规格的随钻测 井仪器，但是，油公司的需要仍然是随钻测井业务蓬 勃发展的主要动力。 在国际测井市场，随钻测井正取代电缆测井，成 为测井服务市场的主体技术。在探井测井中，除了 测常规的随钻三组合或四组合项目外，还要根据需 要加测随钻核磁、成像、压力测试等项 目，摸清地层 岩石物理性质。在开发井随钻测井中，根据用户的 需要，一般使用两种组合测井：MWD+伽马+电阻 率，探测油气层和提供地质导向服务，结合邻近地层 孔隙度资料还可用于地层评价；MWD+伽马+电阻 率 +密度 +中子(有时还测声波)，提供地质导向和 基本地层评价服务。 维普资讯 http://www.cqvip.com 6 测 井 技 术 信 息 2006正 目前国际市场上能提供 NWD／LWD服务的公司 有十多家，公司总部大多在美国，表 3列出了主要 NWI)／LWD公司及其联系方式。 从装备上看，以斯仑贝谢的 VISION系列、Scope 系统，哈里伯顿的Geo—Pilot系统和贝克休斯的on． Track系统等成套随钻测井装备为主，这些仪器均能 提供中子孔隙度、岩性密度、多个探测深度的电阻 率、伽马，以及钻井方位、井斜和工具面等参数，基本 能满足地层评价和钻井工程的需要。其它公司也能 提供随钻测量和电阻率测量，还不具备成套随钻测 井的能力。表3为大的石油技术服务公司主要随钻 测井装备。 从工作量上看，在北海、墨西哥湾等海上钻井， 几乎 100％使用随钻测井。在陆上油 田，随着水平 井和大斜度井钻井工作量增加，随钻测井正在占据 更多的市场份额，而电缆测井市场份额相对减少。 2004年 ExxonMobil公司所钻的井 45％的斜度超过 45o，36％的井倾角大于 70o，这些井钻井时都需要使 用随钻测井。目前贝克休斯在中国的测井服务，随 钻测井占工作量 70％，电缆测井工作量仅占30％， 仅两年前情况正好相反。 从服务收入上看 ，20世纪 80年代末，国外 MWD／LWD技术逐渐成熟，其应用和市场份额高速 增长。1987年全球 MWD／LWD市场为 1．5亿美元， 1991年为4．4亿美元，平均年增长率为 30％。2002 年，MWD／LWD总的服务费用达到了 12亿美元(图 6)，接近裸眼井电缆测井服务费用(19亿美元)。近 两年 MWD／LWD收入直逼电缆测井。 表 3 主要 MWD／LWD服务公司及其联系方式 公司名称 地 址 电 话 Email AndyHendricks 一 300SehlumbergerDrlve， Schluhaberger (281)285—8000 Hendricks1@slb．eom ND2 ，SugarLand，TX77478 Halliburton／Sperry Drilling BillyHendricks — POBox61XI70，Hogan， (281)871—5396 illy．hendricks@ l1a — SeⅣices rx77205 burton．eom CharlesVanLanmmren 一 2001 RankinRd， charles． vanlammeren Baker Hughes Inteq (713)625—5526 Houston．TX77073 @ inteq．eom MikeNero， 1 1909SpencerRd， Hogan， mike．nero@ weather— Weathefford TrendSET (713)983—5154 rx7 7041 fnrd．coin SteveBell 一 363N． SamHoustomPk~yE． sbell@ precision—es． Precision Energy Services (281)260—5654 S~ritel700，Houston，TX77060 corn CraigMacDonald 一 15151SommemleyerSt．， craig． macdonald @ PathFinder (713)784—6431 Houston．Tx77041 pathfinderlwd．com BradVineent一 1 1 2TlwawayPark，Browsed， drihech1@ bellsouth． D lTech U (337)837—1219 LA 7O518 net ClydeCormier—POBox750，or219C 蕊nI ． MWD Services Inc． (337)856—5965 cCOrl er@mwc[~i．conl Y oIⅡl Vme，LA70592 DavidSim 一2719—61 stAvenueSE，Calga~， (403)236—2157 David．sim@ryanener— AB．Canada1'2C4X3 gy ·conl Ryan Energy Tectmo1％des ButchBelcher一 195100ilCenterBlvd．．Hous． butch．belcher@ ry— (281)443～1414 ton． IⅪ 7073 anenergY·conl CraigConstant 一 1 125RegionatParkDrive， craig．constant@ target— Target IVlWD Inc． (281)951—2100 Houstor订X 7706O mwd．com Unidrill Energy Co．Dd．， FedericoCasavantes，WahonRd．，Dyce，Aber— U'K + 44 (0) (A Geolink Rentals Co．) deenAB526QD 1 224772222 sales@Reolink．CO．uk Noble Teclmology Services JasomPower 一 13135S． DmvAslffoM， 281—276—610o jpower @ noblecorp． Division SNm800，SugarLand，TX77478 coin 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 19卷·第 5期 张辛耘 王敬农 郭彦军：随钻测井回顾与展望 7 表4 大型石油技术服务公司主要随钻测井装备 装备类别 斯仑贝谢公司Anadrill 哈里伯顿／Sperry钻井服务公司 贝克休斯 Inteq公司 PathFinder公司 Weatherfoat公司 Po,aerDrive Xtra／vee,eX旋 转式 HDS定向．StR'vivorHDS E dse(电磁)，恶劣 导 向，Ge0B峨 ，ImPulse，钻 电磁遥测系统，负脉冲遥测系 AutoTrak，MPR，NaviGa- 定向 。 陀螺 HDS。重力 环境 测 井。Precision． 定向 头处测斜 (AIM)，Sh,mPulse， 统．正脉冲遥测系统，MWD陀 tor，NaviTrak，OnTrak HDS，小直径阵列渡电 Pulse，EWAVE，Dura． Tele．S~pe，SlimPulse，E—Pulse， 螺 MWD，NaviTrak EM Pulse，随钻 压力，GR， 阻率 GFonl】se 电阻率 C∞Ste ，ImPulse475， Am'toTrak，Copilot。钻铤 2D旋转式导向，随钻 钻井机械 ShortPulse，PowerPuhe，Tele- 声渡井径，钻井动态，随钻压 压力。模块化压力，声 参数 sc0pe， 力 。振动程度，环空泥浆温度 渡井径．OnTrak MWD。 地层测试器。动态压力 SAP(井眼／环空压力)， Navitrak EM。振动 Stick 模块，产层测斜伽马， ESM(井眼环境测量) Fxx~Scope，Sli．,nPulse Pathnaker 3一D旋转 — Ship Sh,mPulse， PowerPulse， Tele． AutoTrak，定 向 伽 马， HDS定向伽马，Survivor sc0pe，E—Pulse，CDR，GST675 双伽马(DGR)，伽马探管，方 HDS定向伽马，产层测 PrecisionPulse，EInPtlL~ 伽马 (地质导向)，geoVISION，arcVI． 位伽马(AGR)，Geo—Pilot伽 MPR，NaviGatnma，Navi- 斜伽马 ， 阵列渡 电阻 (电磁)，HAGR(高温方 SION，EcoS<~pe，PowerDrive X5 马 C．at0r， OnTrak MWD， 率，跟踪可取出式高温 位伽马)，SAGR(方位 NaviTrak 伽马能谱) 旋转导向 MWD 电阻率 ArcVISION，CDR，G53~75， EWR—PHASE4／4D． AutoTrak，MPR，NaviGa- 补偿电磁渡电阻率 ，阵 (侧向 ， geoVIS1ON，arcVIS1ON， SuperSlim EWR—PHASE4， tot，OnTrak MWD，Star· 列波电阻率 多频电阻率(MFR) 电磁渡) PefiScx,~，EcoScope EWR一 TI 双模声渡(BAT)，补偿中子孔 APLS~Elite，APL．C6Elite， 补偿 长源距声波。小直 热中子孔隙度(TNP)／ 孔隙度 S~icVISION，adnVLglON， 隙度 ， AHS8Elire， APUSgSE- 径密度中子间隙井径， (中子．声 proVISION(随钻磁共振)， 补偿热中子( CI'N)， lj【e． 方位密度(AZD) 波．核磁) ope F Sonic MRII_一WD 声特性,'Xplo~er 方位岩性密度(AID)，扶正岩 APLS4Elise，APLS6E1ire， 热中子孔隙度(3z~P)／ 密度 adnV|S|ON，F~coScope 密度中子间隙井径 性密 I~(SLD) APIS8日ite．APLSSSI"lite 方位密度(AZD) 地层 力 Sted~oScope C,eo'l＼tp 7如 随钻地层测试器 地震 ~isuficVISION 三、随钻测井技术发展趋势 随钻测井数据采集量呈爆炸式增长。英国石油 勘探协会统计预测，未来 5年采集的随钻测量／N井 数据量比过去 50年 MWD／LWD数据总量还多(图 6)。实时传输、处理和解释这些巨量的随钻测井数 据是一个技术挑战。 为了提高钻井作业效率，钻井中一般使用旋转导 向系统(RSS)来提高机械钻速(ROP)，这些系统都在 底部钻具组合中安装了先进的 LWD测量设备。钻速 高对 LWD测量结果的影响表现在时间采样率和核测 量精度两个方面。由于在储集层段中钻速增加，测井 仪器的扫描速率、数据存贮量及核测量精度成为油公 司必须核查、服务公司必须解决的测井质量问题。 从长远看，随钻测井将取代电缆测井，电缆测井 将淡出测井历史舞台。目前，在大型油田技术服务 公司，电缆测井已被认为是“落后技术”，而着力发展 随钻测井技术。 新一代随钻测井技术正在快速发展之中，当前 的随钻测井技术仍有许多需要改进和完善的方面。 图 6 随钻测井数据量增长预测 1)功能齐全的地面数据采集、处理和控制系统 它是随钻地质导向和地层评价系统的控制中 心，系统的功能综合化和数据管理的网络化是地面 维普资讯 http://www.cqvip.com 8 测 井 技 术 信 息 2OO6正 数据采集、处理和控制系统的发展趋势。功能的综 合化主要体现在钻井、录井和测井作业功能方面系 统集成，主要是： · 钻井安全与优化管理 · 地层化学和气体分析 · 井中孔隙压力变化监测 · 早期井涌监测 · 钻井智能导向控制软件 · 井眼轨迹监测 · 各向异性测井解释评价 · 随钻测井(LWD)综合地层评价 数据管理的网络化，主要是以井场采集的数据为 中心，以网络为数据的载体，通过数据库信息化管理 软件平台，实现井场作业人员与远程咨询专家及决策 人员的互动，为用户提供快速、精确的高质量的服务。 2)数据遥测技术 泥浆脉冲遥测是一种使用当前现场普遍使用的 数据传输方法，但传输速率低。预计通过提高信噪 比和优化调制解调，新一代的泥浆脉冲遥测系统的 传输速率可望提高到 50bps。 电磁波传输技术还没有达到实用的程度，主要 要解决的问题包括电磁波信号的指数衰减、大地电 磁波的影n向、钻井中的振电效应影响以及供电问题。 声波传输技术可通过增强发射声信号强度、增 大钻杆声传播效率(如使用转发器)、使用特殊结构 的钻头和地面设备等方法增加声传输距离。 3)各种类型的组合测井平台 国外随钻测量(MWD，如井斜、方位和工具面等 的测量)、随钻电阻率(主要是使用线圈测量，仅斯仑 贝谢公司开发了能现场使用的聚焦型随钻电阻率测 井仪器)、随钻密度、随钻中子、随钻声波等仪器工艺 技术基本能满足现场需要。 目前的问题是，通过改进机械工艺，根据钻井工 程(钻铤尺寸、井眼介质)和地层评价的需要，开发满 足不同条件和需求的多种组合、各种规格的随钻组 合测井仪器。 4)新型随钻测井仪器 对现有随钻测井仪器进行改进和完善，达到： · 更大径向响应深度，探i贝0到离井眼更远岩层 特征和流体截面； · 模块化设计，易于与其它传感器短接组合，实 现组合测井； · 强的方位分辨能力，为准确的资料解释提供 基础； · 更加丰富的成像测井能力：用于构造倾角分 析、地质导向、深度和地层力学参数确定。 5)LWD仪器可靠性增强 通过先进的电子技术、测试工艺和机械设计，增 强仪器的测量稳定性和使用可靠性。一种方法是通 过实时监测振动和冲击，改变钻井参数和 BHA构 成，减少这些力的大小从而延长钻头寿命，避免损坏 承装有 LWD仪器的 BHA。另外一个方法是近钻头 设计，减少LWD接箍的数量，从而减少弱点的数量。 设计中通过传感器集成来减少仪器长度，使多种传 感器集中在一个钻铤内。 6)LWD仪器放射性源的回收和非化学源的使用 镅铍(AmBe)源目前仍然是 LWD仪器使用的唯 一 中子源。由于钻井时，钻头穿透速度(ROP)较高， LWD核测量的统计精度和有关的测量速度影响到核 测井资料的应用。此外，使用化学源还会产生人身健 康、安全和环境等问题。因为井眼问题或不规则性如 键槽，使用放射性源的测井仪器偶尔会被卡在井内。 放射性源无法回收，被留在井内时，要求作业人员启 动特殊的井塞和监测程序，使环境影响最小化。 在 LWD钻铤内使用放射性测井源的还存在另 一 个更复杂的问题，即源的装入和取出比电缆测井 更费时，操作时间更长。此外 ，一般还要有更多的人 员来安装和卸下 LWD仪器。 有两种方法可减少或消除这些风险，一种是通过 设计，对源进行回收；另一种方法是使用非化学源。 7)水平井测井解释评价技术 目前的水平井测井解释方法或技术还很不成 熟。在水平井测井时，仪器与岩层平行而不是垂直， 而在垂直井中情况正好相反。对于大斜度井和水平 井测井解释和地层评价，目前使用的方法和模型主 要是针对垂直井的情况而研究的，不完全适用水平 井测井解释，尤其是大斜度井和水平井中地层各向 异性普遍存在，常规测井解释评价方法没有考虑地 层各向异性，解释评价结果往往存在较大偏差。 随钻测井中边旋转边测量，成像信息种类较电 缆测井更多，成像资料对井眼几何形状的解释很直 观，如何正确地充分应用这些资料是一大挑战。 水平井深度的精准测量一直是一个没有解决好 的问题。 专门研究水平井测井解释方法和模型，针对各向 异性、侵入、薄层、倾斜层等复杂情况，开发新的快速 反演技术，发展配套的随钻测井解释评价软件，满足 油公司对随钻测井定量解释和评价日益增大的需求。 维普资讯 http://www.cqvip.com