随钻测井仪及应用

随着油气田开发逐步深入,为满足稀井高产的需要,大量从式井、水平井和定向井随之而来。随钻测井不仅能解决电缆测井带来的风险,还能根据测井资料及时调整井身结构,使其沿着储层钻进,常用的随钻测井组合为阵列补偿电阻率测井仪与方位密度中子测井仪的组合。文章介绍阵列补偿电阻率测井仪和方位密度中子测井仪的测量原理及其应用。     

随钻中子测井仪的蒙特卡罗模拟与优化方法

随钻中子孔隙度测井在复杂地层条件评价中发挥着重要作用.利用蒙特卡罗方法建立地层模型,实现对随钻中子仪器的模拟和对仿真模型准确性的验证;应用减方差技术,在保证模拟结果准确性的同时提高模型运算效率.研究结果表明,通过对20口刻度井的模拟,2种随钻中子仪器IN P675和IN P800的模拟计数比值和实测计数比值的相关性分别为0.9746和0.9525,相对误差均小于4.5％,验证了仿真模型的准确性和可靠性,为模拟仪器在套管井中的测量响应提供了基础;应用平行几何体加速蒙特卡罗模拟后,计数比值的统计误差是原来的1/5,品质因子至少高于原仿真结果的50倍,有效提高了模拟效率,节约了成本.     

随钻测井仪流道转换器优化设计与数值分析

随钻测井仪流道转换器流道截面设计不合理,不仅会造成随钻测井仪器内流道局部流场紊乱,致使仪器局部冲刷严重,造成仪器使用寿命缩短;还会导致仪器压力损失偏高,影响仪器的适用性。为此,采用CFD方法,对某型随钻测井仪流道转换器进行优化设计,并对4种设计方案进行了全三维数值模拟和对比,认为影响流道转换器流场性能的主要因素是扩张角和内流道截面积的连续性。最优设计方案的扩张角较小,内流道截面积连续,轴向速度下降更平缓,总压损失最小,流场流速分布更均匀。试验结果表明,流道转换器扩张角、内流道截面积不连续性与流道转换器流场分布均匀性呈负相关,与压力损失呈正相关;总压损失系数理论值与试验值对应的差值不大于0.076%,且变化趋势均与理论分析结果相同。研究结果为流道转换器的优化设计提供了理论依据。      

随钻中子测井仪机械强度计算方法研究

鉴于随钻测井（LWD）对于随钻测井仪器的机械强度的要求,文章研究了随钻中子仪器的机械强度,利用SOLIDWORKS、ANSYS等软件建立并分析随钻中子仪器模型,通过改变几种不同参数中子源仓凹槽的深度、长度等,模拟计算出了中子仪器在受到拉力、压力、扭矩作用时的源仓凹槽部分的等效应力分布图以及受到的最大应力集中值．     

随钻中子测井环境影响因素分析

尽管随钻中子测井具有诸多优点,但其仍然要受井下测量环境的影响,主要有井眼大小、仪器偏心、地层温度、地层压力以及泥浆矿化度等。本文对随钻中子环境影响因素予以分析,旨在全面认识其响应的影响因素并合理使用好各种随钻中子测井资料。     

CSCD补偿密度随钻测井仪研制

从补偿密度随钻测井仪CSCD的测井原理入手,介绍了仪器机械结构,阐述了经地层散射后伽马射线的探测、信号放大、采集及处理电路的实现和井下程序控制流程。在实钻环境中仪器受到冲击、振动、磨损和泥浆冲刷等作用,为确保放射源工作的安全,采用美国QSA公司随钻测井专用源;设计研发了双保险侧壁安装式源仓结构。由于仪器不能时刻贴井壁测量,为消除泥浆间隙带来的影响,提出适合随钻密度测井的刻度方法。2支补偿密度随钻测井仪在台2标准井完成了现场测试。试验结果表明,2支仪器工作一致性良好,测井曲线准确,符合当地地层岩性变化规律。     

机械式无线随钻测斜仪脉冲发生器结构优化

针对机械式无线随钻测斜仪在深井、超深井及高温高压井的井斜测量中存在钻井液脉冲压力低、脉冲信号弱及涡流现象严重等问题,采用Fluent软件模拟了脉冲阀和脉冲环结构优化前后脉冲阀最大直径处钻井液通过脉冲环节流孔位置瞬间的压力、速度和流线变化情况。数值模拟结果表明,结构优化后的脉冲发生器产生的脉冲压力更高、信号更强、涡流现象减少。因此,结构优化后的机械式无线随钻测斜仪在深井、超深井及高温高压井中测量的脉冲强度更高,工作寿命更长,测量更可靠。     

胜利钻井院随钻可控氘—氘补偿中子测井仪现场试验成功

1月8日至9日,胜利油田钻井院自主研制的随钻可控氘—氘补偿中子测井仪在胜利油田孤古8井现场试验圆满成功。为了确保中子孔隙度测井的安全、环保,提高孔隙     

随钻可控源中子测井仪器研究

斯伦贝谢公司的随钻可控源测井仪器已投入商业化应用,为缩短国内外差距,中国石油集团测井有限公司研制了适用于随钻测井的可控源中子孔隙度仪器,并在油田进行了随钻测井。通过国内外发展现状对比,介绍了随钻可控源脉冲中子测井仪器研究思路。利用可控源向地层发射中子,尽可能多地采集有关的地层信息,将理论模拟、试验验证及实际应用相结合,指导仪器探测器、探测器位置、中子发生器及中子管等的设计。研究将孔隙度及地层宏观俘获截面两种参数的测量集成在一根钻铤上,实现一次下井完成两种参数测量,识别含气层、含水饱和度等,可以节省测井时间和成本。     

随钻测井技术进展和发展趋势

大斜度井、水平井钻井活动推动了随钻测井技术的发展,在海上钻井中几乎100%使用随钻测井.目前大多数电缆测井项目都可按随钻的方式进行,一些LWD探头的测量质量已经达到同类电缆测井仪器的水平.随钻遥测,随钻电法、声波、核、核磁共振、随钻地震等技术近几年具有长足的发展.随钻测井资料主要应用于地质导向和地层评价.大力发展随钻测井技术是国外油田技术服务公司的一个主要关注方向.我国发展随钻测井技术要有新的思路,实现跨越式发展,才能紧跟世界石油工业先进技术的发展步伐,达到提高国内随钻测井技术水平的目的.     

随钻脉冲中子密度测井的蒙特卡罗模拟研究

为取代随钻密度测井仪器中的化学放射源,在Odom等人的脉冲中子密度测井模型研究的基础之上,利用蒙特卡罗模拟对其求取地层密度的方法和精度进行了分析,并对数据处理方法加以改进.通过研究,得到了改进前后地层密度与各探测器通量之间的关系和计算精度.研究结果表明,以往转换网格法所求地层密度精度较低,仍受非弹伽马源分布的影响;快中子通量的对数和伽马扩散长度的乘积与地层密度之间呈良好的指数关系,且所求结果精度更高,可以降低非弹伽马源的影响;源距较大的探测器组合所求密度精度更高.为兼顾对于薄地层的分辨率,最好保留3个伽马探测器.     

随钻仪磁通门信号故障检测

随钻仪是一种对井底钻具的工作状态进行实时监测的测量系统，在其工作过程中，会出现多种故障现象，其中磁通门信号造成的故障是较常见的。由于随钻仪直径小，内部元件结构紧密，整体线路又比较复杂。文章以ＤＤＳ随钻仪为例，对磁通门信号造成的故障原因进行了分析，并形成了故障检测框图，编制了磁通门信号故障检测程序，使复杂的故障检测程序化，降低了故障检测的盲目性，减少了实际工作量。     

脉冲中子测井仪器前端信号处理电路

脉冲中子测井仪器采用伽马闪烁探测器将伽马射线转化为随机脉冲电信号,输出信号上升快,下降缓,容易造成信号堆砌,不利于峰值采样。为了准确采集脉冲电信号的峰值,需要对仪器前端探测器输出信号进行放大和滤波整形。电路设计中采用了电荷放大器、基线恢复电路,零极相消电路以及CR-RC等滤波整形电路。通过对输出信号计算分析,采用PSPICE对电路进行调试仿真,最终进行实际电路测试,检测结果实现了信号的放大和滤波整形处理。该电路满足仪器多功能测量模式对信号的需求,结合元器件选型,电路具有耐高温、响应速度快,线性度好、稳定度高等优点。     

随钻核磁共振测井仪的关键技术简介

针对随钻核磁共振测井的核心问题即安装在钻具上的仪器的过度震动或侧向运动所导致的核磁测量共振区和极化区的不一致以及内部磁场变化的问题,以哈里伯顿公司的MRIL-WD和斯伦贝谢公司的proVISION随钻核磁共振测井仪为例,介绍了随钻核磁共振测井中所采用的关键技术.MRIL-WD采用对运动不敏感的T1测量技术,而proVISION则采用了改进的T2 CPMG采集技术和实时测量钻杆运动的关键技术.     

PNST-E脉冲中子地层元素测井技术研究

为满足复杂岩性储层评价需要,在中国首次研制了脉冲中子地层元素测井仪,研究了测井资料处理方法并开发了配套软件。以PNST脉冲中子全谱测井仪为基础,通过优化设计传感器结构和脉冲时序、改进中子发生器、应用数字脉冲幅度分析技术,研制了PNST-E脉冲中子地层元素测井仪。实测能谱中元素特征峰清晰,2支测井仪的能谱相互一致,相关系数达0.99。经7口地层元素模型井实测能谱校验模型,针对反应截面较高的主要造岩元素,利用MCNP数值模拟获得了9种元素非弹、17种元素俘获标准谱及这些元素的相对灵敏度因子。资料处理软件采用约束解谱法求出非弹、俘获元素产额,应用氧化物闭合模型计算出Si、Ca、S、Fe、Ti、Gd、K、Na、Mg、Al等元素干重和总有机碳含量(TOC),解释矿物组分和骨架参数。在7口模型井中实测Si、Ca、S、Fe、Ti等元素干重的最大误差是2.4%。现场试验PNST-E测井结果与取心数据相符,与国外同类技术测井结果相符。     

随钻声波测井研究进展

论述了随钻声波测井的纵波测量、横波测量及仪器的发展,分析了随钻声波测井面临的难题.随钻纵波测井仪器隔声体是实现随钻纵波测量的关键;利用漏能纵波求取极慢地层的纵波速度的方法也有所发展.埘随钻横波测井进行r总结.快地层随钻横波测井除了可以采用单极子测量,还可以采用四极子模式进行测量;慢地层随钻横波测井可以有偶极子或四极子等方式进行测量,存在争议的是慢地层随钻偶极子的横波测量足否可行.对仪器偏心的研究表明从随钻偶极子中提取地层横波足有可能的.随钻声波测井由于偏心的原因无论采用何种模式进行测量都会产生频散.总结了随钻测井噪声的研究现状,表明噪声均为低频噪声,埘随钻横波测井有一定影响.     

PNST脉冲中子全谱测井仪

传统的碳氧比测井仪不测量地层泥质含量、孔隙度等参数,影响老井饱和度评价精度,为此研制了PNST脉冲中子全谱测井仪。通过合理的传感器结构设计和电路设计,PNST一次下井能同时完成双源距碳氧比、中子寿命、脉冲中子-中子、能谱水流4项测井功能,仪器自动化程度高;测井资料能提供岩性、泥质含量、孔隙度、饱和度、层位产水等解释信息,可以不依赖裸眼井测井资料进行套管井剩余油评价。在89个21%~31%孔隙度的砂岩地层将PNST解释结果与取心资料对比,有效孔隙度标准差为1.1%,剩余油饱和度标准差为4.5%。PNST适用于在套管井中寻找油气层、确定储层含油饱和度、监测油藏动态变化。     

PDK—100新型脉冲中子测井仪

井下PDK－100（2735×A）是阿特拉斯公司新一代的中子寿命测井仪。它采用脉冲中子源、双源距探测器，由微处理器控制。仪器在源发射和停止发射后的整个周期内都进行测量，能够采集大量的测井数据，为油田的生产和开发提供准确可靠的资料，具有广泛的用途。     

核磁共振测井仪器的最新进展与未来发展方向

讨论了电缆NMR测井仪、随钻NMR测井仪以及井下NMR流体分析仪的测量原理与主要功能。从理论和实用两个角度分析了NMR为什么迄今未能成为核心测井方法，以及能否成为核心方法和：NMR测井的未来发展方向。认为NMR测井成为核心方法的途径是开发价格较低、测速较快、专门针对地层孔隙度和渗透率的NMR测井仪，使之在测速、精度、纵向分辨率以及价格等方面达到可以与常规测井相当的程度，从而结合到常规测井系列中去，或取代常规测井的孔隙度测量功能；开发识别地层流体和准确测量饱和度的NMR测井仪，作为特殊方法使用，不要求它有常规测井的速度，但要求有更大的探测深度和更高的流体分辨能力。同时，充分发挥其定位观测的特点，提供地层径向方位的多个饱和度测量，从而得到冲洗带、侵入带和原状地层的流体饱和度剖面；综合应用：NMR测井观测到的T1、T2、HI以及D信息，发展更加普遍适用的NMR孔隙度、渗透率以及流体饱和度的测井模式和解释处理方法。