随钻方位伽马测井探测器直径优化设计

随钻过程中伽马探测器侧装于开槽钻铤中,其尺寸受钻铤限制,通过计算钻铤受到的最大剪切力可实现探测器直径优化选择,但理论计算难以实现。为此,采用有限元方法研究开槽长度、探测器直径、钻井液通道和钻铤尺寸对开槽后钻铤最大剪切应力的影响。研究结果表明,开槽后钻铤受到的最大剪切力随着探测器长度的增加几乎呈指数增大;钻井液通道越大,允许安装的探测器尺寸越小;钻铤尺寸越大,允许安装的探测器尺寸越大。计算得出直径为171.45、184.15、196.85和209.55 mm的钻铤,在钻井液通道直径为57.15 mm时最大探测器直径分别为30.48、38.10、45.72和50.80 mm,在钻井液通道直径为71.12 mm时最大探测器直径分别为24.13、30.48、38.10和44.45 mm。该项研究结果可为随钻方位伽马测井仪器的研制提供理论基础。     

随钻方位自然伽马成像测井在地质导向中的应用

地质导向根据钻井过程中实时测量的地质和工程参数指导钻头钻进方向,使钻头尽可能在产层内钻进。随钻方位自然伽马成像测井仪器利用多个自然伽马传感器,将带有方位信息的测量数据实时上传到地面用于地质导向。利用地质导向建模软件,分析仪器在钻遇倾斜地层、断层、不同倾斜角地层时仪器响应特征,为实时地质导向提供理论依据。现场利用实时随钻方位自然伽马成像测井资料对水平井钻探进行实时追踪,及时判断钻遇地层的边界位置并调整井眼轨迹,结合其他资料指导水平井施工,较好地实现了地质导向目的。     

随钻方位伽马探管的设计

传统随钻伽马仪器测量井眼周围的伽马值,测量曲线反映与井眼垂直的地层信息,在定向井及水平井钻井过程中,由于本身没有方位信息,不能及时有效确定层位及井眼轨迹变化.针对此问题,研制开发了随钻方位伽马探管,该探管测量数据通过M WD实时传输到地面,结合井深数据生成方位伽马曲线,曲线不仅反映地层信息,而且能够分辨上下界面岩性特征...     

随钻方位伽马能谱测井影响因素分析及校正研究

在不同井眼环境和地层条件下,随钻方位伽马能谱响应会有一定差异,从而影响后续的测井解释及地质导向结果,因此,有必要研究井眼和地层因素对随钻方位伽马能谱的影响规律,以消除其带来的不利影响。对比分析了现有随钻方位伽马能谱测井仪器结构,选择了其中一种结构作为研究对象,建立了相应的MCNP计算模型;采用蒙特卡罗方法模拟了随钻方位伽马能谱测井在不同井眼、地层条件下的响应,得到了钻井液密度、钻井液中KCl含量、地层骨架,以及倾斜放射性地层的倾角、方位角、厚度对随钻方位伽马能谱测井的影响规律,在此基础上,给出了非地层因素影响的校正方法。研究结果表明:计数率与钻井液中KCl含量和地层倾角及厚度正相关,与钻井液密度、地层骨架密度和地层倾斜界面方位角负相关;KCl能改变能谱形状,其他因素不改变能谱形状。研究表明,利用井眼影响因素校正后的计数率或能谱计算的泥质含量及K,U和Th的含量更接近真实值,可为测井解释及地质导向提供更可靠的指导。      

方位伽马随钻测井在冀东油田水平井地质导向中的应用

常规伽马测井通过测量地层岩石中自然存在的放射性核衰变过程中发出的γ射线来捕获地层信息,具有能准确识别地层岩性的特点,但在水平井施工中,由于本身没有方位信息且不具实时性,不能及时有效确定层位.针对此问题,贝克休斯英特公司研制开发了新一代伽马随钻测井仪,该仪器集成在随钻MWD/LWD测量工具On-Trak上,可实时记录井下仪器周边8个方位上的伽马测井值,并可实时向地面上传上、下、左、右4个方位的伽马测量值,用于确定储集层边界的位置,非常有助于钻井地质导向工作.基于方位伽马资料,既可实时计算视地层倾角,也可通过数据成像拾取真地层倾角,实时进行构造研究分析,从而指导水平井钻井施工.该仪器在冀东油田水平井的应用实践表明,其应用效果理想,可作为水平井钻井地质导向的支撑技术.     

方位侧向电阻率成像随钻测井仪探测特性数值模拟分析

研发一种方位侧向电阻率成像随钻测井仪,已进入现场试验。该仪器可用于大斜度井/水平井地质导向、地层评价和电阻率井壁成像。介绍了该仪器的电极系排列和测量原理,通过二维和三维有限元数值模拟计算,分析了该仪器测井响应的探测深度、地层边界探测能力、轴向分辨率、井眼影响等探测特性。数值模拟结果表明,与同类仪器相比较,该仪器具有更大的探测深度、良好的分层能力、较小的井眼影响,地层界面探测距离可达1m以上。     

基于探测特性曲线的随钻伽马测井仪优化方案

为了对随钻伽马测井仪密度测量模块的优化设计提供指导,利用蒙特卡洛模拟程序,对2种放射源开窗仪器的密度模块进行模拟分析,优化源屏蔽体尺寸。在选定合适的源屏蔽体厚度后,对仪器的探测深度进行模拟分析,研究康普顿散射的主要散射区对探测深度曲线以及层分辨率曲线的影响,指出源距、探测器开窗尺寸及角度是影响主要散射区分布的关键因素,给出降低探测深度曲线峰值影响的优化方案,提高仪器遇到地层分界面时的探测精度。     

随钻一体化测井仪平台开发

为了满足多深度探测评价钻井液侵入和识别地层岩性的需要,开发了具有电阻率、伽马等多参数测量功能的随钻一体化测井仪平台。基于相移电阻率、衰减电阻率、总量伽马和成像伽马等测量方法,采用六发两收的八线圈系设计方案,挂接了伽马探管、加速度计和磁通门等传感器,同时采用了由发射电路、接收电路和控制电路组成的模块化电路设计方案,并定义了总线通讯协议,建立起了各功能模块之间的信息传递。开发了测井仪平台的固件程序,不仅能够测量相移电阻率和衰减电阻率数据,还能够测量伽马数据和地层方位信息;开发了平台测试软件,能够对仪器进行标定测试及下井前的启动设置,实现仪器控制指令的下发,测量数据的上传,并对电阻率、伽马、井斜角和工具面等数据进行监测和图形化处理。研制的随钻一体化测井仪平台可以为大斜度井和水平井钻井提供丰富的、高质量的测井数据,为地层评价提供所需要的数据,从而为非常规油气储层开发提供技术支持。      

随钻方位电磁波界面探测性能分析

随钻方位电磁波仪器界面探测性能主要受仪器线圈排布、小信号分辨精度以及地层模型等因素影响。以研发的随钻方位电磁波电阻率（AMR）为例,计算分析了噪声信号对探测能力的影响;在确定仪器结构和电气性能的情况下,重点模拟分析不同地层条件下AMR仪器的界面探测能力以及对薄层的识别和分辨能力。模拟结果表明：反映界面距离的定向信号幅度主要受界面两侧的电导率差影响;地层界面渐变时定向信号幅度小于阶跃模型模拟幅度;各向异性地层模型中,定向信号幅度及界面探测能力主要受水平电阻率的影响。在界面距离反演过程中,噪声信号对远距离界面反演结果有较大影响;合理选取各向同性地层中低阻地层的电阻率以及各向异性地层中的水平电阻率是界面距离预测结果精确与否的关键。     

随钻测井在地层评价中的应用

本文从深度、电阻率及密度等三个方面对比了随钻测井和电缆测井曲线,并依此为基础利用随钻曲线进行了地层评价的分析。     

随钻脉冲中子测井仪抗振性能分析与结构优化

可控源脉冲中子随钻测井仪是当前随钻地层评价的关键仪器设备之一。针对原有仪器因钻井过程中结构共振而无法实现正常钻井问题,提出了一种提升结构减振环节刚度、降低频率比、消除系统共振的逆向设计方法,即通过增加橡胶圈结构的刚度使结构各阶固有频率均超过激振频段,避免结构共振。对仪器原结构进行动态性能分析,确定影响结构抗振性能的薄弱环节,进行有效拓扑结构改进。在此基础上,以提高随钻脉冲中子测井仪第一阶固有频率为目标,对仪器的结构参数进行优化,消除了仪器机械结构存在的共振问题,为仪器正常测井顺利实施提供了结构保障。     

有线随钻测量技术在超深水平井中的应用

介绍了美国产的有线随钻测量仪器ＳＳＴ在解放２１－Ｂ２水平井中的使用情况，分析了施工难点与重点，给出了具体的现场施工技术措施。ＳＳＴ在该井的成功应用，为减少超深水平井测量风险、降低测量成本找到了一个有效的方法，也扩大了有线随钻测量仪器的使用范围。     

随钻核磁共振测井的特殊问题与应用实例

介绍随钻核磁共振(NMR)测井的发展和现状.基于测量环境和工作方式,讨论运动中随钻核磁共振测井的特殊问题和探测特征.随钻NMR测井技术的关键在于其具有特殊探测特性的探头能够满足磁体尺寸受限、测量过程中仪器的复杂机械运动和电力供应等钻井条件下的特殊要求.随钻核磁共振测井与电缆核磁共振测井应用实例的对比分析说明随钻核磁共振...     

随钻伽马测量数据处理方法的研究及应用

由于随钻自然伽马测井仪的信号在传输过程中遭到干扰及放射性测量的统计涨落等因素影响,测量结果存在较大的噪声,影响了地质工程师对地层变化的准确判断。为此,提出首先要对原始测量数据进行预处理,然后采用滤波的方法滤除干扰噪声。探讨了适应随钻自然伽马测井提高测量精度以及滤除干扰噪声的滤波方法,分析了其滤波效果。现场应用表明,对原始随钻自然伽马测井数据进行预处理和滤波后,提高了随钻自然伽马测井的垂直分辨率,与常规电缆自然伽马测井曲线比较,测量结果基本一致。     

随钻声波远探测声波速度成像数值模拟与试验

为了获取井周地层方位声波速度信息,评价地层的非均匀性,设计了不同方向速度模型井,研究了随钻声波远探测的方位声波速度测量性能。不同方向速度模型井包含4个扇区,相邻扇区纵波速度和横波速度均不同。数值模拟了该模型井的声波传播,采用偏极子发射和偏极子接收的测量模式,获得了方位角为0°,90°,180°和270°时的阵列接收波形,从接收波形提取到了井周地层方位声波速度信息,识别到了方位分区的变化。根据不同方向速度模型井的参数设计了试验装置,使用瓦片状方位声源准确测量到2个扇区高速介质的声波速度,识别出2个扇区低速介质的声波速度变化趋势,试验结果与数值模拟结果基本一致。研究结果表明,利用不同方向速度模型井可以对不同方向的声波速度进行评价,为随钻声波远探测进行地质导向和地层各向异性分析提供理论依据。     

随钻方位电磁波电阻率测井技术与地质导向应用

随钻方位电磁波电阻率测井可在地层中预测电阻率界面,指导钻井轨迹实时调整以钻遇储层甜点,在大斜度井和水平井油藏勘探开发中的应用日益广泛.介绍了新型随钻方位电磁波电阻率测井仪器(DWPR)的研制和应用情况.基于电磁全分量测量设计理念,该仪器采用倾斜发射-倾斜接收的双斜正交线圈系测量结构进行地层边界探测和地层评价.DWPR仪器在典型地层模型下的响应表明,该测量方式下的方位电阻率、地质信号及成像信息,可有效反映地层电阻率、方位及各向异性等特征.针对DWPR仪器特有的电阻率信号、方位信号,基于阻尼最小二乘原理,开发了实时边界反演地质导向软件.新型随钻方位电磁波电阻率测井技术在中国近海进行了50余口井的地质导向应用,实时地层边界反演结果均符合油藏地质认识,有效指导水平井钻进过程,大幅度提高了储层钻遇率.