我国电磁随钻测量技术研究进展

EM-MWD 系统是气体钻井随钻测量的主要技术手段，是近年来国外新技术研究的热点之一。中国石化石油勘探开发研究院成功研制了具有独立知识产权的电磁随钻测量系统样机—CEM-MWD。在地层电阻率为2～3 Ω·m 的地层条件下，有效测量深度达到了2100 m。阐述了CEM-MWD 的系统构成及工作原理，介绍了CEM-MWD 的现场试验情况，分析了试验数据及电磁信号传输的影响因素，论述了EM-MWD 技术的发展前景及趋势。其研究成果对于发展国内的EM-MWD 技术具有借鉴和指导意义。     

随钻测量（MWD）先进技术

随钻测量(MWD)地层评价技术的进步改善了油藏评价质量、提高获取的地层数据数量和作业效率。本文介绍几种先进的随钻测量技术及有关的测井仪器。     

斜井中地质导向电磁波测量数值模拟分析

定向井开采借助于定向随钻电磁波测量仪器准确划分已钻地层、预测待钻进地层、实时控制钻头沿期望轨迹钻进,大大提高了油气采收率。为此,研究了斜井中地质导向随钻测量仪器的响应特性。结果表明：①由定向响应信号的正、负可判断围岩与目的层的相对位置。②为减小或消除地层倾角和地层各向异性对定向响应的影响,应该采用对称布置线圈对进行测量;把两对单发、单收线圈对的定向测量结果叠加在一起,在接近地层边界时只对相对倾角敏感,在距地层界面较远时,定向响应信号受各向异性和相对倾角影响较小,定向响应曲线简单。③数值仿真了地层相对倾角小于20°时的定向测量响应,认为当目的层厚度不超过6m时,地质导向信号对低井斜角探测具有很好的灵敏性,这种方法弥补了井眼成像的不足,具有较高的测量精度,并且极具实时性。     

基于载波通信原理的电磁波随钻测量技术

为了提高电磁波随钻测量中数据传输速率,增加信号遥测深度,解决钻杆寿命低、可靠性差和电磁信号散射严重等问题,提出了基于载波通信原理的随钻测量技术.该技术利用载波原理,通过耦合变压器将电磁波信号耦合到钻杆上,利用钻杆和大地构成导波系统,从而实现井上与井下的数据传输.通过分析电磁波在地层和钻杆中的传输特性,得到钻杆中的传输线波动方程,并给出系统的总体构成及设计方案.采用 LM1893作为载波模块,研制出井下发射机和井上接收机系统,并对系统进行了优化设计.结果表明,利用载波技术将电磁波加载至钻杆,通过钻杆-大地构成的传输信道,能够把井下测量参数传输到地面,同时还可把地面设置参数及指令发送到井下,实现地面与井下的双向通信.图7参11     

随钻地震测量技术在哈16-7井的应用

塔里木油田塔北地区目前在碳酸盐岩勘探中面临识别溶洞的真假难、溶洞三维位置确定难以及在长井段裸眼井中电缆VSP测井卡钻风险很高等主要问题和挑战,针对上述问题和挑战,甲方首次在哈16-7井使用随钻地震SVWD和SGD结合综合解决方案。利用SVWD技术在套管井段和长裸眼井段采集准确的时深关系和速度,更新SGD速度模型并对地面地震目标数据进行更新处理,从而对溶孔溶洞的真假以及位置进行准确刻画,进而实时指导钻井钻遇目的体,寻找串珠状缝洞发育,为塔里木油田增储上产提供打下坚实基础。     

随钻电磁波测井环境影响分析

本文在随钻电磁波测井原理的基础上,给出了三线圈系电磁波测井视电阻率的计算方法。采用基于加权余量法的矢量有限元方法进行分析,计算得到了地层环境对随钻电磁波测井仪器测量结果的影响,其中包括泥浆电阻率、侵入带、围岩和地层介电常数的影响。计算表明:衰减电阻率受泥浆电阻率的影响比相移电阻率小;在侵入深度较浅时,视电阻率主要反映原状地层电阻率,在侵入深度较深时反映侵入带电阻率;介电常数的影响与测量仪器的频率和地层电阻率有关,当介电常数增大时,两接收器之间的相位差和幅度比也随之增大;围岩的影响主要与地层电阻率和围岩电阻率对比度有关。     

一种新型的MWD无线随钻测量系统

文章介绍了一种新型的MWD无线随钻测量系统（APS旋转阀定向测量系统）的结构组成与工作原理，阐述了该系统中旋转阀脉冲发生器的功能特点，分析了该系统在现场应用中出现的问题，提出阎系结构的技术改进及软件升级的具体方法，通过现场实践，该系统能够满足应用需求，具有广泛的应用前景。     

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。     

随钻声波测井技术专利分析

文章在专利数据数理统计基础上,分析了随钻声波测井专利技术的发展趋势。针对钻铤直达波及钻井噪声等不利因素对随钻声波测井的干扰影响,从专利的角度分析了相应的解决方案。     

环空压力随钻测量系统研究

介绍了环空压力随钻测量系统的基本结构、工作原理以及关键技术。对环空压力随钻测量系统进行了地面综合试验和现场试验。试验结果表明,整套仪器设计合理,工作可靠性高,压力和温度测量精度都达到了1%FS;解决了井下大功率长时间供电的难题,开泵时采用井下发电机供电,停泵时采用蓄电池供电,保证了系统能够长期稳定地工作;能够实现测量数据的实时上传和井下存储功能,在地面可随钻获知井底准确、实时的压力和温度数据。最后指出,环空压力随钻测量系统必须在单参数或少参数的测量上首先获得突破,才有可能向多参数的更高层次方向发展。     

随钻测井钻井液脉冲信号基线漂移的矫正

钻井液脉冲信号携带了随钻测量系统的参数信息，其在传输过程中受到各种噪声的干扰，信号不平稳且存在基线漂移。为去除钻井液脉冲信号的噪声和基线漂移，使其能满足信号解码的要求。采用小波变换技术过滤信号噪声，检测出脉冲位置，并采用中值滤波的方法矫正信号中出现的基线漂移。实验结果表明，小波变换能够有效地去除钻井液波信号中的噪声，中值滤波很好地解决了钻井液脉冲信号中的基线漂移现象。采用中值滤波的方法去除基线漂移完全满足现场的要求，为钻井液波信号的解码奠定了基础。     

国外随钻地层压力测量系统及其应用

近几年,国外公司开发了自己的随钻地层压力测试工具,可提供实时地层压力数据,作业者可以据此确定压力梯度和流体界面以及实时调整钻井液密度和有效循环密度以优化钻井,有效提高机械钻速,保证井下作业安全。国内在该方面起步较晚,目前还没有研制出真正的随钻地层压力测试工具。详细介绍了最具代表性的国外随钻地层压力测量工具的基本结构、工作原理及现场应用与试验情况,包括Schlumberger公司的Stetho Scope系统、Halliburton公司的Geo-Tap系统及Baker Hughes公司(Inteq)的TesTrak系统,指出国内必须在跟踪研究国外随钻测量技术发展的基础上,开展具有自主知识产权的随钻压力测量工具的研制,以提高我国石油工程技术水平,缩小与国外先进技术水平的差距。     

随钻井下气体检测技术进展

传统的钻井液脱气检测均在地面进行,信息滞后、气体组成变化等问题一直是困扰实时准确分析钻井液中轻烃气体含量的瓶颈,为了解决这一问题,探讨并尝试了将钻井液气体分离检测由地面向地下发展。目前与钻具结合的随钻气体分离检测技术在国外发展迅速。随钻气体分离检测技术中采用的脱气方法主要是膜分离,采用的气体检测方法是光电技术、微型色谱技术,地下随钻气体检测技术正朝着检测实时化、快速化、连续化和井下随钻气液分离、检测的方向发展。对国外有关专利成果和技术进行了归纳介绍。     

随钻测井技术最新进展

随钻测井主要特点是边钻边测，在完成钻井任务的同时完成测井任务，解决了常规电缆测井无法施工的高难度井的测井问题。文章对随钻测井的历史进行了回顾，对近几年随钻测井的发展进行了介绍，并对常规电缆测井与随钻测井进行了对比，展示了随钻测井广阔的发展前景。文章最终指出，随钻测井必将取代电缆测井。     

随钻堵漏技术在中原油田的应用

长井段渗透性井漏是濮城等老油田调整井钻井中普遍发生的问题,其特点是漏失井段长且连续,渗漏速度慢,累积量很大,不能用阶段性堵漏方法解决。造成渗漏的主要原因是注采失衡,地层流体严重亏空。针对这些情况,我们使用以801、OP—1、QS—2为主体的随钻堵漏配方,它优于普通单向压力封闭剂和石棉绒等堵漏新材料。在室内实验和濮城等油田9口井的现场使用表明,该堵漏剂有效地控制了井漏,而且不增大井下摩阻、提高了地层抗破能力和稳定井壁等优点,有广泛的推广应用价值。     

随钻地震技术研究进展

在钻井作业中利用地震波传感器对常规地震震源(如气枪、可控震源或炸药震源)或非常规震源(钻头振动)产生的地震波信号进行记录并获取VSP或逆VSP数据的技术被称为随钻地震技术。对该领域国内外研究进展进行了回顾,并对钻头随钻地震、扫频脉冲震击器随钻地震、随钻VSP等3种典型技术的原理、系统组成、功能、商业化应用及其优缺点进行了具体介绍和对比。通过分析,为国内随钻地震的下一步研究发展方向提出了建议。     

低温地层钻进特点及其钻井液技术现状综述

在低温地层(主要包括冰层、极地、永冻层以及赋存天然气水合物的永冻层)的钻进对于科学研究和矿产与油气资源的勘探开发都非常重要。介绍了低温地层钻进的国内外研究背景,分析了其钻进特点,对相关的低温钻井液的研究现状和应用情况进行了讨论,对低温地层钻进及其钻井液的研究提出了几点建议。     

随钻测量井底压力、温度和钻井液密度的方法探讨

为及时、准确地了解钻遇地层的压力及地层流体性质,有效发挥录井技术在井控工作中的作用,提高录井解释评价水平,借鉴随钻测量（MWD）和随钻测井（LWD）技术方法,优选地层压力、温度和钻井液密度3个参数,提出建立井下随钻测量系统的工作原理与设计思路。认为所设想的井底压力、温度和钻井液密度随钻测量系统以及所涉及的信号传输系统目前都有较成熟的分项技术,该设想易于实现。