随钻测井技术新进展

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。本文较系统的总结介绍了目前随钻测井技术的最新研究进展。     

一种随钻测井仪器的研制及应用

随钻测井是电缆测井、钻井和录井技术的综合体,是迈向自动化、智能化钻井的重要环节和关键技术。本文论述了随钻测井在油田开发中的重要应用价值和国内外发展现状,并结合自行研制的SL-LWD无线随钻测井仪器在地质导向中的应用实例,论述了利用随钻自然伽马、电阻率实时测井曲线,结合邻井资料和无孔隙度测井资料条件下的孔隙度解释模型,能够实现地质导向。     

随钻电磁波电阻率测井采集系统研究

随钻测井（LWD）以地层分辨率高、节省时间和成本等优势而有别于电缆测井,在情况复杂、电缆测井难度大、钻杆传输测井风险高的井中,随钻测井具有优越性。针对目前测井技术的发展需求,设计出一种随钻电磁波电阻率测井数据采集系统。重点介绍了随钻测井仪采集系统结构、采集方案、数据处理及各功能模块的设计与实现。该系统基于高性能数字信号处理（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）而设计,实现了对信号的预处理、高速A/D的控制、相敏检波（PSD）的数字化等功能,优化了系统,为随钻测井仪器的研制提供了新的方法和途径。     

基于时序等效采样的随钻电磁波测井检波系统

在随钻测井过程中,由于待测信号受到外界及测井仪器的电磁波辐射造成的电磁干扰,无法准确获取地层信息。为此,提出一种基于时序等效采样的随钻电磁波电阻率测井仪器检波系统,介绍了该系统的原理、特点、电路实现以及实验数据分析。实验表明,该检波系统能有效提取地层幅度比和相位差信息,进而求取地层的幅度比电阻率和相位差电阻率。通过FPGA实现硬件相位检测算法,提高了随钻电磁波电阻率测井仪器的检测速度和检波精度。     

环境因素对随钻测井测量结果的影响

随钻测井是一种比较新的测井技术，分析和讨论坏境因素对随钻测井测量结果的影响有利于ＭＷＤ的进一步推广和使用，影响随钻测井测量结果的环境因素有井眼大小，钻井速度，侵入深度和地层钻开时间等。随钻测井和电缆测井中的自然伽玛、中子孔隙度及电阻率测井曲线实例对比分析表明，在多数情况下随钻测井比电缆测井能提供更精确的数据和信息，从而提高最终解释结果的符合率。     

随钻电阻率测井的围岩影响及校正方法研究

随钻电阻率在随钻测井中占有重要的地位。随钻电阻率受井眼(井径,泥浆)、围岩(高阻或低阻邻层)等环境因素的影响,其测井值常不同于实际地层的电阻率值。对随钻测井曲线进行环境影响校正主要使用图版法。校正图版是根据理论计算或实验结果做出的,不适合于逐点对所有井段的地层进行较全面的环境影响校正。以Schlumberger、Haliburton和Bakerhuges三大公司随钻电阻率测井的围岩影响校正图版,研究了围岩电阻率、地层厚度和倾角与随钻电阻率测井值的关系,对图版采样读值,并采用神经网络法进行最优拟合得到校正公式,编制程序来实现随钻电阻率测井的围岩影响自动校正。应用表明,用这种自动校正法处理得到的结果合理,校正效果明显。     

泥浆侵入对随钻电磁波电阻率测井响应的影响

泥浆侵入影响是随钻电磁波电阻率测井工程应用必须考虑的因素。基于COMSOL软件数值计算,分析常见6种侵入模型中四发双收随钻电磁波电阻率测井响应特征。结果表明:在低阻围岩模型中,侵入小于地层电导率或者侵入大于地层电导率而小于围岩电导率时,可以忽略侵入影响;侵入大于地层电导率和围岩电导率时,侵入对4条曲线影响最为明显;高阻围岩模型中,侵入对短源距影响明显,同一源距的高低频率曲线明显分离。6种侵入模型中均出现了"双轨"及"分辨率降低"的现象。通过空间涡流分布特性分析揭示了井中存在侵入时的随钻电磁波电阻率测井响应机理。研究结果为随钻电磁波电阻率测井解释以及井眼影响校正提供了理论依据。     

基于随钻电阻率响应特征的深水钻井气侵早期监测方法

为了将随钻电阻率测井值的响应特征应用于深水钻井气侵早期监测方法中,对随钻电阻率测井值气侵响应规律进行研究。在分析测井值的环境影响因素基础上,设计一套气侵模拟试验装置,研究随钻电阻率测井值在不同注气量下气体侵入井筒的响应特征。考虑如何排除地层岩性影响随钻电阻率测井值变化并结合钻井液录井资料的基础上,建立基于随钻电阻率测井的深水钻井气侵早期监测方法。试验结果表明:通过瞬时随钻电阻率测井值的脉动特征可进行井底环空流型识别,并拟合出了气体体积分数与无因次随钻电阻率测井值的关系式,拟合公式与试验数据的相对平均误差为5%,吻合程度较高;与常规泥浆池增量法相比,建立的方法可提前10 min监测到气侵发生,比隔水管气侵早期监测方法提前6 min监测到气侵发生。     

随钻与电缆脉冲中子孔隙度测井响应差异研究

由于地层模型和测量条件不同,随钻和电缆脉冲中子孔隙度测井响应存在差异,对其响应差异研究可为随钻 测井解释提供理论依据。利用蒙特卡罗方法建立不同地层模型,模拟不同测井环境条件下响应的差异。结果表明,在 随钻测井条件下,热中子计数比值随地层孔隙度增加按三次多项式趋势增加,电缆脉冲中子孔隙度测井响应也具有相 同的规律,但随钻和电缆脉冲中子孔隙度测井响应曲线存在交叉点;随钻测井条件下孔隙度相对灵敏度计算值大于电 缆测井,但随钻测井条件下的钻铤会降低热中子计数统计性,影响孔隙度测量精度;不同测井环境条件对由于其改变 引起的随钻和电缆测井响应差异影响随地层孔隙度增加而减小,岩性、泥质含量和井眼尺寸对随钻测井响应的影响都 大于电缆测井,井眼流体为淡水、油或盐水时对脉冲中子孔隙度响应影响可忽略,井眼流体为气时对电缆测井响应的 影响大于随钻测井。     

基于长短期记忆网络的钻前测井曲线预测方法

基于深度学习的最新成果,提出了一种基于长短期记忆(long short-term memory)循环神经网络的钻前测井曲线预测方法,使用该方法能从已钻地层段及邻域内获得的测井数据预测钻前的测井曲线,进而获得钻前的地层岩石信息,解决油气钻探过程中测井曲线只能在钻后获得的滞后性,以提高钻前地层构造及压力预测的准确性。将其与普通循环神经网络的预测结果进行对比分析,结果表明,长短时记忆网络建模预测效果良好,能比较准确地预测钻前测井曲线的变化趋势,是一种有效且预测精度较高的钻前测井曲线预测方法。     

新疆哈密沙泉子铜镍矿区岩石物性特征研究

沙泉子铜镍矿位于新疆哈密市东南方向约170km,是典型的岩浆型硫化铜镍矿床。地球物理测井利用各种仪器在钻孔中连续观测,获取了钻遇地层的视电阻率、极化率、自然伽马和纵波速度等物性参数。利用交会图技术对测井数据进行分析研究,归纳出所钻遇主要岩石的物性特征值。     

页岩气水平井前导地质物理模型的测井研究

以川南威远地区寒武系筇竹寺组页岩气为研究对象,首先,利用邻井的测井储层评价结果优选“地质甜点”作为导向目标层;其次,分析沿井眼轨迹方位钻遇不同岩性、物性、含油性及脆性的地层剖面的随钻测井响应特征,并根据LWD和MWD资料实时确定地层倾角和厚度,准确建立前导地质物理模型;最后,利用井眼轨迹-随钻测井曲线-气藏岩性剖面综合成图技术及时判断水平井井眼轨迹在页岩储层中的位置、延伸长度及上下行方向,实时优化井眼轨迹与修正前导地质物理模型,指导钻头在优质页岩储层中的钻进,提高钻遇率。将该方法应用于研究区的页岩气水平井地质导向钻井中,效果明显。     

海洋钻修机"柴改电"技术方案研究与实施

为推动海洋钻修机绿色低碳发展,进一步提升海洋钻修机完整性管理,开展了海洋钻修机"柴改电"技术研究与应用.在围绕海洋钻修机的配电方案、电量校核及本质安全等内容进行技术分析的基础上,提出了技术改造方案,且成功开展了HXJ180海洋钻修机电控系统的适应性改造.此技术不仅解决了海洋钻修机的"零"排放要求,同时也解决了电源脱扣、...     

随钻声波测井关键技术研究进展

声波测井技术作为地层评价的重要手段已经逐步从电缆测井向随钻(logging while drilling, LWD)测井过渡,未来随钻声波测井在油气勘探开发中将发挥重要的作用。以随钻声波测井关键技术为主线,综述了近年来在随钻四极子发射换能器、隔声体设计、接收声系及波形反演方法等方面的研究进展。研究结果表明：耐高温高压的非充油型随钻四极子发射换能器具有机械安装简单、造价低等优点;钻铤变径隔声结构具有良好的隔声效果,可以减小泥浆对钻铤内壁凹槽的冲蚀影响,增加仪器的使用寿命;长条管状接收声系设计方案能够很好地降低钻铤波的干扰,易于安装和维修维保;数据反演方面重点是如何解决随钻地层各向异性评价难题。下一代的随钻声波远探测技术研究有望实现从近井壁探测拓展到远距离探测的跨越,为井旁地质构造探测、地质导向等提供帮助。     

地层压力随钻监测和预测技术研究

地层压力随钻监测和预测技术是在钻进过程中利用随钻地层压力监测结果,对本井钻前的地震预测模型和结果进行修正。根据新修正的模型,对钻头下部未钻开地层的孔隙压力进行再预测,以此来提高地层压力的预测精度,为安全优质地完成钻井作业提供技术保证。如果上部井段已有测井数据,还可以用测井资料对地震资料进行校正。将该项技术应用在新疆巴楚地区琼００３井,试验结果表明,该技术能够大大提高地层压力监测和预测的精度,准确预报井下异常高压和复杂事故的发生,为现场钻井施工提供了可靠的技术依据。     

水平井随钻测井影响因素分析和校正

随着我国水平井钻井、测井、生产应用等技术的发展,水平井数量有了很大的增加。但在某些方面存在一些问题,本文就井眼,泥浆侵入,地层各项异性,围岩影响,井眼与地层的相对夹角,仪器本身等影响因素是如何影响随钻测井的展开研究分析,研究表明围岩和地层各向异性对随钻实测值影响最大,针对这两个影响因素建立校正程序,对失真的测井曲线进行处理,根据岩电关系验证处理校正后的曲线更加真实可靠。     

基于地震属性技术的井壁稳定随钻预测新方法

基于地震属性和测井数据之间存在非线性关系,提出一种综合利用地震和测井信息随钻预测井壁稳定性的新方法,即在钻前联合运用遗传算法和BP神经网络算法,从所提取的井旁原始地震属性中优选出对测井特征参数最敏感的地震属性组合,并利用已钻井资料建立起反映所研究区块不同地层中地震属性与测井数据之间关系的一系列神经网络映射模型,实钻时通过分析岩屑录井资料选择适当的映射模型,随钻预测出待钻井段的声波和密度测井数据,进一步预测出钻头下方地层的井壁稳定性.该预测方法具有良好的精确度和时效性,在塔西南地区的实际应用中取得了良好效果.     

基于地震属性技术的井壁稳定随钻预测新方法

基于地震属性和测井数据之间存在非线性关系，提出一种综合利用地震和测井信息随钻预测井壁稳定性的新方法，即在钻前联合运用遗传算法和BP神经网络算法，从所提取的井旁原始地震属性中优选出对测井特征参数最敏感的地震属性组合，并利用已钻井资料建立起反映所研究区块不同地层中地震属性与测井数据之间关系的一系列神经网络映射模型，实钻时通过分析岩屑录井资料选择适当的映射模型，随钻预测出待钻井段的声波和密度测井数据，进一步预测出钻头下方地层的井壁稳定性。该预测方法具有良好的精确度和时效性，在塔西南地区的实际应用中取得了良好效果。     

地质力学特征评价新方法在导向钻井优化中的应用

针对常规导向钻井技术在适用范围、预测能力与运行成本等方面的局限性,在考察岩石物理及力学参数和地球物理信息之间定量关系的基础上,将地震反演、地质统计、地震属性分析、岩石力学方法与钻井工程实际需求密切结合,提出地质力学特征评价新方法,基于其对导向钻井系统进行优化。新技术以常规地震和测井资料为基础,充分结合钻井、录井等实钻信息,钻前建立地质力学初始模型用于钻井设计,钻进过程中参考实钻资料随钻修正并更新钻前模型用于钻井工艺实时优化,其关键环节是准确预测钻头前方待钻地层的强度、地应力、孔隙压力、坍塌压力、破裂压力等力学参数。以井壁稳定预测及其工程运用为重点,论述导向钻井优化中岩石力学理论和地球物理算法结合运用的思路与技术流程,将该方法在西南、西北复杂探区进行应用。现场应用表明,优化的导向钻井系统可以达到理想的参数预测精度与工艺优化效果,指导安全、优质、快速、低成本钻井的能力得到了提高。     

随钻方位伽马成像测井在鄂尔多斯盆地H井区水平井地质导向中的应用

随钻方位伽马成像测井是水平井地质导向技术的重要组成部分,与常规随钻伽马测井相比,方位伽马成像测井仪利用多个伽马探测器,将带有方位信息的测量数据上传到地面,精确指导井眼轨迹调整,确保维持在目的层的有利位置钻进。根据上下伽马曲线和成像图的8个响应特征将常见的水平井井眼轨迹与地层接触关系划分为简单模式和复合模式,简单模式细分为5大类8种情形,同时给出了不同井眼轨迹与地层接触关系下地层视倾角的计算方法。在鄂尔多斯盆地H井区的应用表明,随钻方位伽马成像测井可提供及时且准确的导向建议,显著提高了钻井效率,长水平段水平井的储层钻遇率超过94%,达到提高单井产量和建产效率的目标。