《随钻测井仪器培训》ppt课件

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1、随钻测量仪器原理及地质导向技术目录一.概述二.随钻测量仪器数据传输三.CGMWD正脉冲随钻仪器原理四.地质导向钻井技术及随钻测井五.结束语一.概述MWD（MeasurementWhileDrilling）随钻测量系统是在钻井过程中进行井下信息实时测量和上传的技术的简称。LWD（LoggingWhileDrilling）随钻测井系统是在MWD基础上发展起来的一种功能更齐全、结构更复杂的随钻测量系统。与MWD相比，LWD传输的信息更多，在MWD的基础上，增加若干用于地层评价的参数传感器，如补偿双侧向电阻率、自然伽

2、马、方位中子密度、声波、补偿中子、密度等。20世纪80年代中期在定向井中首次使用MWD，80年代末LWD问世，90年代以来MWD和LWD技术有了进一步的发展，应用日趋普遍，它们是信息化和智能化钻井的基础和重要组成部分。ExxonMobil公司在前几年钻井勘探开发中45⁰以上大斜度井占45%，70⁰以上的井占36%。近年来，海洋钻探、大斜度井、水平井钻井活动推动了随钻测井技术的发展,随钻测量及其相关技术发展迅速，应用领域不断扩大，在海上钻井中几乎100％使用随钻测井。当前，国内油田水平井数快速增长，2005年完成

3、201口，2006年完成522口，2007年完成806口。2008年集团公司实施水平井1000口以上，力争达到1100口。各油田定向井服务公司对普通随钻测量仪器的应用已经普及，随钻测井仪器的应用已逐步展开。二.随钻测量仪器数据传输MWD是一项把井底钻头附近测得的信息，不需中断正常钻井施工而将信息传送到地面上来的技术。信息的种类有以下几种：(1)定向数据(井斜角、方位角、工具面角等)；(2)地层特性(伽马、电阻率等)；(3)钻井参数(井底钻压、扭矩、每分钟转数等)。信号遥测通道MWD随钻测量仪井下测量数据主要以无

4、线方式传输。MWD按传输通道分为钻井液脉冲、电磁波、声波、导线传输四种方式。其中泥浆脉冲和电磁波方式已经应用到生产实践中，以泥浆脉冲式使用最为广泛。传输速率用bps表示（bitspersecond）。2.1钻井液脉冲传输方式目前普遍应用的是钻井液脉冲法，这是因为此法简单，对正常钻井作业影响很小。它是借助MWD井下脉冲发生器使钻井液压力变化，由此形成的钻井液压力波以1200～1500m／s的速度通过钻杆内液柱向地面传输。2.1.1连续波方式连续波脉冲发生器的转子在泥浆的作用下产生正弦压力波，由井下编码后的测量数据

5、通过调制系统控制的定子相对于转子的角位移使这种正弦或余弦压力波在时间上出现相位移或角位移。在地面连续地检测这些相位或频率的变化，并通过译码、计算得到测量数据。优点：数据传输速度快，传输速率最高可达25bps。立管压力泥浆时间叶片连续转动，波形连续变化2.1.2负脉冲方式泥浆负脉冲发生器安装在专用的无磁短节中使用，开启泥浆负脉冲发生器的泄流阀，可使钻柱内的泥浆经泄流阀从无磁钻铤上的泄流孔流到井眼环空，从而引起钻柱内部泥浆压力降低，泄流阀的动作是由井下编码的测量数据通过驱动控制电路实现。在地面通过连续地检测立管压力

6、的变化，并经过译码转换成不同的测量数据。传输速率最高可达5bps。泥浆泥浆阀门关阀门开立管压力时间阀门关，立管压力不变阀门开，立管压力降低2.1.3正脉冲方式泥浆正脉冲发生器的针阀与小孔的相对位置能够改变泥浆流道在此的截面积，从而引起钻柱内部泥浆压力的升高，针阀的运动是由井下编码的测量数据通过驱动控制电路来实现。由于用电磁铁直接驱动针阀需要消耗很大的功率，通常利用泥浆的动力，采用小阀推大阀的结构。在地面通过连续地检测立管压力的变化，并经过译码转换成不同的测量数据。传输速率国内5bps，国外10~12bps。立管

7、压力时间针阀上升，立管压力升高针阀不动，立管压力稳定泥浆泥浆针阀不动针阀上升2.2电磁波传输方式电磁波信号传输主要是依靠地层介质来实现的。井下仪器将测量的数据调制到载波信号上，测量信号随载波信号由电磁波发射器向四周发射。地面检波器在地面将检测到的电磁波中的测量信号解调并译码、计算，得到实际的测量数据。这种方法的优点是：数据传输速度较快，可达10bps左右，适合于泡沫泥浆、空气钻井等钻井施工中传输定向和地质资料参数。缺点是：地层介质对信号的影响较大，低电阻率的地层电磁波衰减明显电磁波传输的距离有限，不适合深井和海

8、上施工。下面几种商业应用的电磁遥测系统：◇PrecisionDrillingComputalog公司的区域扩展电磁随钻测井系统。◇Schlumberger的E-pulse电磁遥测系统，应用垂深4183m时能有效传输数据。◇Halliburton的Sperry—Sun公司的电磁随钻测井系统◇Weatherford在2004年推出TrendSET™。◇俄罗斯地平线有限责任公司生产的ZTS系