隨鉆測井技術進展隨鉆測井技術進展2022/11/12提綱前言1MWD/LWD概述2隨鉆地層評價測井方法隨鉆電阻率測井隨鉆核/核磁測井隨鉆聲波測井3地質導向4結束語2022/10/232提綱前言2022/11/13

測井學是一門應用學科，主要包括測井方法和理論基礎、測井儀器與數據采集以及測井數據處理與綜合應用等三個層面的內容。測井技術是油氣藏勘探開發不可或缺的手段，測井資料是測井評價、地質研究和油氣藏開發的科學依據。

地質家和油氣藏開發工程師的“眼睛”。前言2022/10/233測井學是一門應用學科，主要包括測井方2022/11/14（1）測井方法和理論基礎（大學或研究機構）（2）測井儀器與數據采集（測井服務公司）（3）測井數據處理與綜合應用（油公司）測井學基本內容2022/10/234（1）測井方法和理論基礎（大學或研究機2022/11/15測井技術特點方法和儀器種類多、信息量大縱向分辨率高而橫向分辨率低受井眼環境影響大存在多解性，需要多學科結合：地質、油藏和鉆井地層測井儀器測井響應激發信號接收信號物理場獲取資料測井應用方法理論、實驗解釋評價等2022/10/235測井技術特點方法和儀器種類多、信息量大2022/11/16發展新型測井單項方法、采集裝備、采集技術和現場快速解釋（國內多數測井公司承擔單井測井解釋任務）服務公司

1）發展測井精細評價技術成熟技術的推廣和深入研究前沿技術的關注和評價老資料的重新認識與應用

2）發展一體化多學科結合的油氣層測井評價核心技術

（國內油田研究院參加單井解釋，負責精細解釋與多井評價）油公司測井作用定位2022/10/236發展新型測井單項方法、采集裝備、采集技2022/11/17國際測井行業概況三大測井服務公司（Schlumberger,Halliburton,BakerAtlas）都是集研發、制造和服務于一體，使用自主研制的測井裝備開展技術服務，形成了技術和市場的良性循環，占有國際測井市場90%左右的工作量。150家石油企業統計，2001年勘探開發總投入1,000億美元，其中，測井投入40億美元。Schlumberger62%其他公司合計9%BakerAtlas15%Halliburton14%國際測井市場份額（2001）2022/10/237國際測井行業概況三大測井服務公司（ScBakerAtlas公司ECLIPS-5700Schlumberger公司MAXIS-500Halliburton公司EXCELL-2000三大測井服務公司成像裝備的技術水平相當，為20世紀90年代推出的產品，分別為：國際測井行業概況（續）BakerAtlas公司ECLIPS-5700Schlu2022/11/191MWD/LWD

概述MWD：MeasurementWhileDrilling，隨鉆測量LWD：LoggingWhileDrilling，隨鉆測井電纜測井—WirelineLogging

在測井行業，應用LWD說法似乎更多一些；在鉆井領域，應用MWD說法似乎更多一些。2022/10/2391MWD/LWD概述MWD：Me2022/11/1101927: Schlumberger兄弟在法國得到第一條電纜測井曲線1929: Jokosky申請第一個泥漿脈沖傳送專利1950: Arp發明正向泥漿脈沖系統1960：利用正向泥漿脈沖的機械測斜儀出現，并用到現在1971: MobilR&D第一次成功實驗泥漿警笛1978: 定向MWD的商用傳輸系統1980: Schlumberger/Anadrill引入多探頭MWDMWD/LWD發展簡史–早期2022/10/23101927: Schlumberger2022/11/111MWD/LWD發展簡史–LWD的誕生1984: NLBaroid引入巖性記錄測井(RLL)電磁波電阻率和自然伽瑪測井Teleco,Anadrill,Exlog和Gearhart提供電阻率和自然伽馬測井服務1986: NLBaroid引入三組合LWD1989: Sperry引入三組合LWDAnadrill引入三組合LWD2022/10/2311MWD/LWD發展簡史–LWD的2022/11/112MWD/LWD發展簡史–鉆頭成像1992: Anadrill公司的IDEAL系統（IntegratedDrillingEvaluationandLogging）開始服務鉆頭電阻率儀RAB(ResistivityAtBit)地質導向儀GST(GeoSteeringTool)井眼成像儀/聲波井徑儀1993: Baroid(NLSperry)開始利用近鉆頭傾角儀1995: 出現商用小井眼電阻率儀1996: Anadrill小井眼三組合測井儀1999: Schlumberger引入實時地層成像2001: Schlumberger引入隨鉆地震SMWD2022/10/2312MWD/LWD發展簡史–鉆頭成2022/11/113隨鉆測量(MeasurementWhileDrilling)是在鉆井過程中進行井下信息的實時測量和上傳的技術的簡稱；由井下部分（脈沖發生器，驅動電路,定向測量探管，井下控制器，電源等）和地面部分（地面傳感器，地面信息處理和控制系統）組成，以鉆井液作為信息傳輸介質；通常意義的MWD儀器系統，主要限于對工程參數（井斜、方位和工具面等）的測量，它只是一種測量儀器，無直接導向鉆進的功能經典隨鉆測量（MWD）概念2022/10/2313隨鉆測量(Measurement2022/11/114隨鉆測井(LoggingWhileDrilling)是在隨鉆測量(MWD)基礎上發展起來的一種功能更齊全、結構更復雜的隨鉆測量系統，主要是在常規MWD基礎上增加電阻率、中子、密度和聲波等測量短節，用以獲取測井信息；與MWD相比，LWD傳輸的信息更多，不可能完全泥漿脈沖傳送數據，采用井下存儲（起鉆后回放）和部分信息實時上傳方式處理；LWD作為隨鉆測井儀器，其任務是獲取測井信息，無導向、決策功能；LWD位于井下鉆具組合(BHA)上部，測量得到的電阻率、自然伽瑪等參數已不屬于近鉆頭測量。經典隨鉆測井（LWD）概念2022/10/2314隨鉆測井(LoggingWhile2022/11/115著名公司關于MWD/LWD的認識BP-Amoco公司：MWD是指隨鉆壓力之類的鉆井測量和各類定向測量，而LWD專指地層評價測井服務。BakerHughes公司：將MWD用于一般的井下平臺，包括脈沖發射器、通訊和方位系統，而LWD專門用于地層評價儀器，如電阻率、聲波和中子探頭。Halliburton公司：MWD泛指鉆井時所有的井下測量，特指與方向/方位及鉆井有關的測量；LWD指鉆井時的巖石物理參數測量。2022/10/2315著名公司關于MWD/LWD的認識BP2022/11/116隨鉆測井發展的動力和條件工程需求：測井成功率、鉆井安全與效率地層評價—常規地層評價（淺泥漿侵入）—時間推移測井（多次測量）—地層各向異性評價地質導向降低費用：少占用鉆臺時間，節省時間和資金數據傳輸“瓶頸”問題的解決2022/10/2316隨鉆測井發展的動力和條件工程需求：測2022/11/117隨鉆測井現狀目前，隨鉆測井技術發展很快，已經具備幾乎所有的電纜測井項目；國外，在海上，幾乎所有的裸眼測井作業采用隨鉆測井技術；在陸地上，特別是大斜度井和水平井，以采用隨鉆測井技術為主；中國國內隨鉆測井技術較落后，以電纜測井為主。2022/10/2317隨鉆測井現狀目前，隨鉆測井技術發展很2022/11/118MWD/LWD內容鉆井定向控制和安全控制的實時測量傾角、方位和鉆頭方向鉆壓、扭矩（力學數據）地層物理參數測量（地層評價）電磁波傳播與側向測井密度/中子測井聲波測井地質導向測量電阻率/GR/方位密度（優化井眼軌跡和地質目標）其它應用套管位置和取心位置選擇超壓探測臨井對比/地震對比淺層天然氣探測2022/10/2318MWD/LWD內容鉆井定向控制和安全2022/11/119隨鉆測井系統（1）Schlumberger公司

收購Anadrill公司，著名的系統為VISION系統，包括伽馬、電磁波傳播、方位密度-中子、常規和方位電阻率儀器等。可以獲得全井眼圖像，用于構造解釋、地質導向、地層評價和井眼故障分析。

主要包括：

VISION475、VISION675和VISION825

：分別適合在小井徑（5.75~6.25in.）井眼、8~9.875in.井眼和12.25in.的井眼中使用；

ProVISION：增加了磁共振測量，可以實時提供孔隙度、束縛水和自由水體積、滲透率和孔隙尺寸等；

GeoVISION：地質導向（Geosteering）。2022/10/2319隨鉆測井系統（1）Schlumber2022/11/120Schlumberger公司的VISION系統2022/10/2320Schlumberger公司的VI2022/11/121隨鉆測井系統（2）Halliburton公司

收購以隨鉆測井技術為主的專業公司Sperry-Sun，隨鉆測井技術處于領先地位。著名的系統為INTEQ系統和PATHFINDER系統，包括伽馬、電阻率、密度中子、聲波、核磁共振（2002年推入市場）、地層測試、井徑和部分成像測井等測井方法，基本具備電纜測井的功能。2022/10/2321隨鉆測井系統（2）Halliburt2022/11/122Halliburton公司的PATHFINDER系統伽馬測量電阻率測量定向測量脈沖儀電池密度測量中子測量井徑測量DNSCMHDSLCWRGMMultiLink接頭2022/10/2322Halliburton公司的PA2022/11/123隨鉆測井系統（3）BakerHughes公司

OnTrak為最新一代的隨鉆測量系統（為該公司著名的AutoTrak系統的重要組成部分），包括方位伽馬、電阻率、中子、密度、溫度、壓力、井徑和方向等測量，提供底部鉆具組合(BHA)的方向控制、動態監測與地層評價服務。2022/10/2323隨鉆測井系統（3）BakerHug2022/11/1242隨鉆地層評價測井方法

隨鉆電阻率測井隨鉆核/核磁測井隨鉆聲波測井2022/10/23242隨鉆地層評價測井方法隨鉆電2022/11/125（1）隨鉆電阻率測井

基本原理與電纜電測井相同，以電磁波傳播電阻率測井方法為主儀器相對簡單，處理、解釋比較困難由于泥漿侵入、地層傾斜、各向異性、圍巖和井眼等影響，解釋處理相對復雜，尤其是傾斜地層和各向異性影響，使處理解釋復雜化、困難化需要考慮介電常數影響2022/10/2325（1）隨鉆電阻率測井基本原理與電纜2022/11/126電測井基本原理地層電性參數2022/10/2326電測井基本原理地層電性參數2022/11/127電測井測量方程直流電測井感應測井電磁波傳播測井Geolink公司已經開發出低頻（20kHz）隨鉆感應測井儀器；2022/10/2327電測井測量方程直流電測井感應測井電磁2022/11/128電磁波傳播電阻率測井通過發射線圈激發電磁波，電磁波信號在地層中傳播，其相位和振幅發生改變，根據變化量判斷地層的電性參數特征主要特點：頻率以2MHz為主，單發雙收為基本結構，測量幅度比（衰減）和相位差數值，轉換得到深、淺電阻率曲線。2022/10/2328電磁波傳播電阻率測井通過發射線圈激發2022/11/1292MHz電法測井儀器

相位差電阻率有較好的軸向分辨率和較淺的徑向探測深度；適用地層：<200Ω.m

幅度比電阻率的軸向分辨率差，徑向探測深度較大；適用地層：<100Ω.m探測深度較深可在非導電井眼中應用能夠反映各向異性受井眼影響比較小垂向分辨率相對較差無方位測量信息受地層傾角影響明顯相位差幅度比Ω.m2022/10/23292MHz電法測井儀器相位差電阻2022/11/130各向同性/各向異性地層模擬結果2022/10/2330各向同性/各向異性地層模擬結果2022/11/131Halliburton公司CWRGM儀器地層電阻率范圍：0.15~200Ω.m

2MHz雙間距電阻率測量：CWR(6.75,8,9.5in.)、SCWR(4.75in.)相位差測量 R55P,R25P R35P,R15P衰減測量R55A,R25A R35A,R15AGR55in.發射探頭25in.55in.25in.發射器接收探頭（測量點）25in.發射探頭55in.發射探頭深度（ft）1010.2Rm=0.1

Ω.m

,dh=8.5in.010203040R55PR25PR55AR25AR55P和R25P分辨率匹配的相位測量可以識別6in.的地層6in.1ft2ft4ftRt電阻率(Ω.m)2022/10/2331Halliburton公司CWR2022/11/132Schlumberger公司ARC5儀器及響應2022/10/2332Schlumberger公司ARC52022/11/133儀器名稱頻率線圈排列數據(in.)CDR2MHzTRRT-28.0-3.0+3.0+28.0ARC52MHzTTRRTTT-28.0-16.0-3.0+3.0+10.0+22.0+34.0電磁波傳播

電阻率測井儀器儀器名稱頻率線圈排列數據(in.)DPR2MHzRRT-3.5+3.5+31.0Navigator400kHz2MHzTRRT-36.1-5.1+5.1+36.1-35.0-4.0+4.0+35.0SlimMPR400kHz2MHzTTRRTT-36.1-22.9-5.1+5.1+22.9+36.1-35.0-23.0-4.0+4.0+23.0+35.0MPR400kHz2MHzTTRRTT-35.625-22.375-4.0+4.0+22.375+35.625-35.625-22.375-4.0+4.0+22.375+35.625儀器名稱頻率線圈排列數據(in.)CWR2MHzTTRRTT-55.0-25.0-5.0+5.0+25.0+55.0SCWR2MHzTTRRTT-35.0-15.0-5.0+5.0+15.0+35.0EWR2MHz

RRT-3.0+3.0+27.0EWR-Phase42MHz1MHz

RRTTTT-3.0+3.0+9.0+15.0+27.0+39.0BakerHughesINTEQHalliburtonAnadrill2022/10/2333儀器名稱頻率線圈排列數據(in.)2022/11/134直流電測井方法2022/10/2334直流電測井方法2022/11/135下發射器/測量探頭紐扣電極上發射器環電極方位GRSchlumberger公司的GVR儀器在每個深度點，GVR測量56個電阻率數據

RAB(Resistivity-At-the-Bit)2022/10/2335下發射器/測量探頭紐扣電極上發射器環2022/11/136RAB應用舉例

通過測量鉆頭處電阻率，可以在鉆頭剛鉆到標識層時確定其位置，為準確下套管和取心做準備，本例中鉆頭僅鉆入儲層9in.。2022/10/2336RAB應用舉例通過測量鉆頭2022/11/137GVR/RAB特點

良好的垂向分辨率可以得到用于構造分析的圖像方位測量信息測量點靠近鉆頭受高傾角影響小不能在非導電井眼中工作探測深度較淺2022/10/2337GVR/RAB特點良好的垂向分辨2022/11/138（2）隨鉆核/核磁測井幾乎所有的隨鉆測井系列中都包括自然伽馬測井各服務公司有隨鉆密度、中子測量儀器NPS（中子）,ADN（VDN）—SchlumbergerSLD（密度），CNP（中子），DNSC—Halliburton隨鉆核磁測量迅速發展，Schlumberger和Halliburton公司已經有商用儀器（2000）投放市場。2022/10/2338（2）隨鉆核/核磁測井幾乎所有的隨鉆2022/11/139—在各個方位上進行密度、中子測量—提供密度、中子孔隙度、光電效應和超聲波井徑—方位數據可用于地質解釋和地質導向中子探測器LINC線圈中子源密度源密度探測器超聲波探頭電池組儀器總線方位密度—中子（ADN）

ADN:一個深度點測量16個密度數據ADN:AzimuthalDensityandNeutron2022/10/2339—在各個方位上進行密度、中子測量中子2022/11/140根據圖像資料得到傾斜角/密度2022/10/2340根據圖像資料得到傾斜角/密度2022/11/141ADN氣層應用舉例

平均密度測量值不能反映儲層的真實巖石物性，而方位密度測量效果明顯2022/10/2341ADN氣層應用舉例平均密度2022/11/142隨鉆/電纜測井孔隙度交會圖LWDNeutron-DensityWirelineNeutron-DensityCrossplotPorosity2022/10/2342隨鉆/電纜測井孔隙度交會圖LWDN2022/11/143隨鉆核磁測量2022/10/2343隨鉆核磁測量2022/11/144隨鉆核磁測量

與CMR對比2022/10/2344隨鉆核磁測量

與CMR對比2022/11/145（3）隨鉆聲波測井

主要功能和特點：提供可替代核測井孔隙度的聲波孔隙度通過使用實時孔隙壓力預測提高安全系數通過與地震資料的結合降低地球物理風險和提高地質導向效率隨鉆聲波逐漸陣列多極化

隨鉆聲波測井比其它方法要晚4年，原因在于：需要消除鉆井噪聲的影響需要解決聲波探頭的安裝和聲波信號處理問題2022/10/2345（3）隨鉆聲波測井主要功能和特點：2022/11/146重要的隨鉆聲波測井儀器BakerHughes的隨鉆聲波儀器APX

一個寬頻帶聲源、24個接收器（6組，每組4個）BakerHughes的隨鉆多極子聲波儀能以單極子、偶極子、四極子模式獲取聲速Halliburton的雙模式聲波儀BAT9.5in.，適用于大井眼；2個發射器，多個頻率下工作；可在軟地層、強衰減地層獲得高信噪比Schlumberger的ISONIC儀器BakerHughes的全波列隨鉆聲波儀（試驗階段）2022/10/2346重要的隨鉆聲波測井儀器BakerH2022/11/147電纜/隨鉆聲波測井對比

隨鉆聲波比常規電纜聲波結果可靠，原因在于后者易受泥巖膨脹和井眼變化的影響。2022/10/2347電纜/隨鉆聲波測井對比隨鉆2022/11/148利用實時隨鉆聲波和密度測井數據計算得到合成地震記錄，可以準確確定鉆頭位置、判斷下套管位置和取心位置。ISONIC與地震的相關對比2022/10/2348利用實時隨鉆聲波和密度測井數據計算得輪古A井LWD隨鉆測井~常規測井對比兩種測井均能較好地反映地層的巖性和物性變化；常規測井明顯受侵入影響；未擴徑井段，常規測井與隨鉆測井密度與電阻率曲線形態及數值基本一致；擴徑井段，實時隨鉆比常規測井更更能反映巖性變化；未擴徑井段,自然伽瑪普遍高15~20API，為刻度源系統誤差所至。輪古A井LWD隨鉆測井~常規測井對比兩種測井均能較好地反映地2022/11/150輪古A井隨鉆測井與常規測井處理成果對比2022/10/2350輪古A井隨鉆測井與常規測井處理成果對2022/11/1513地質導向儲層在哪里？最好的儲層在哪里？井在哪里？2022/10/23513地質導向儲層在哪里？最好的儲2022/11/152幾何導向的主要任務是對鉆井井眼設計軌跡負責，使實鉆軌跡盡量靠近設計軌跡，以保證準確鉆入設計靶區（由于地質不確定性誤差，設計靶區可能并非為儲層）在地質導向技術問世之前，常規的井眼軌跡控制技術均應屬于幾何導向范疇幾何導向

“指哪兒打哪兒！”

—預定目標（靜態目標）2022/10/2352幾何導向的主要任務是對鉆井井眼設計軌2022/11/153地質導向地質導向主要指隨鉆測井信息與方向/方位測量信息在控制井底鉆具組合方面的應用，根本目標是保證鉆具以最佳角度進入儲集層，并控制井眼在儲集層合理的范圍內。其主要任務是對準確鉆入油氣儲層負責。

“哪兒好打哪兒！”

—最佳目標（動態目標）中國工程院蘇義腦院士關于“地質導向”的定義：“用近鉆頭巖石物理參數、工程測量參數和隨鉆控制手段保證實際井眼穿過儲層并取得最佳位置。”2022/10/2353地質導向地質導向主要指隨鉆測井信息與2022/11/154地質導向技術特征把鉆井技術、測井技術及油藏工程技術融合為一體，能夠完成近鉆頭地質參數（伽瑪、電阻率）、近鉆頭鉆井參數（井斜角、方位）及其他輔助參數的測量的系統；用無線信號(電磁波)短傳方式把上述近鉆頭參數傳至MWD，再傳至地面控制系統；用地面軟件系統（包括地層構造模型、參數解釋和鉆井設計控制三個主要模塊）做出解釋與決策，實時隨鉆控制。目的：提高對地質構造、儲層特性的判斷和鉆頭在儲層內軌跡的控制能力，從而提高油層鉆遇率、鉆井成功率和采收率，實現增儲上產，節約鉆井成本，提高經濟效益。2022/10/2354地質導向技術特征把鉆井技術、測井技術2022/11/155地質導向解決的具體問題角度和分辨率問題：1o的地層傾角誤差在57米的測量深度內可以引起1米的真實垂直深度（TVD）誤差，而地震構造傾角的精度為±2o~3o。因此，給出井眼的精確位置（深度/方向/方位）信息非常重要時效問題：利用地質導向技術可以減少滯后反應時間，及時（實時）進行井眼軌跡校正目標優化問題：鉆到最佳地質目標2022/10/2355地質導向解決的具體問題角度和分辨率問2022/11/156早期地質導向儀器GST（GeoSteeringTool）：Schlumberger公司PZS（PayZoneSteering）：Halliburton公司Navigator：BakerHughes公司2022/10/2356早期地質導向儀器2022/11/157地質導向與幾何導向的比較2022/10/2357地質導向與幾何導向的比較2022/11/158近鉆頭測量可以縮短反應時間縮短反應時間2022/10/2358近鉆頭測量可以縮短反應時間縮短反應時2022/11/159位置、方位與方向問題2022/10/2359位置、方位與方向問題2022/11/160斷層問題2022/10/2360斷層問題2022/11/161傾斜界面問題2022/10/2361傾斜界面問題2022/11/162情形A情形B地質導向應用實例（A）2022/10/2362情形A情形B地質導向應用實例（A2022/11/163結果分析情形B正確2022/10/2363結果分析2022/11/164方位密度測量用于引導井眼進入產層在A處，密度測量顯示為氣層在B處，上部信號顯示井眼離開儲層頂部在C處，僅有底部信號顯示下面的氣層地質導向應用實例（B）2022/10/2364方位密度測量用于引導井眼進入產層地質2022/11/165地質導向應用實例（C）2022/10/2365地質導向應用實例（C）2022/11/166（1）地層模型的鉆前設計根據鄰井或導眼井資料，設計1-D地層模型2022/10/2366（1）地層模型的鉆前設計根據鄰井或導2022/11/167地層模型的鉆前設計（續）根據地質構造圖和井眼軌跡設計，在確定地層傾角后，可以得到2-D地層模型根據3D構造特征和巖石物理參數分布特征，可以得到3D地層模型初始地層模型（二維切片）2022/10/2367地層模型的鉆前設計（續）根據地質構造2022/11/168（2）鉆前數值模擬根據地層模型，利用數值模擬得到預測測井曲線2022/10/2368（2）鉆前數值模擬根據地層模型，利用2022/11/169（3）地質導向與鉆井2022/10/2369（3）地質導向與鉆井2022/11/170地質導向與鉆井（續）2022/10/2370地質導向與鉆井（續）2022/11/171地質導向與鉆井（續）2022/10/2371地質導向與鉆井（續）2022/11/172地質導向與鉆井（續）2022/10/2372地質導向與鉆井（續）2022/11/173（4）地質導向結果分析2022/10/2373（4）地質導向結果分析2022/11/174地質導向應用實例（D）目的層厚度：0.8~1.2m

；水平井段：

545m油層鉆遇率：87.5%

；純鉆時間：75.5h

；平均機械鉆速：7.22m/h2003年9月15日，7mm油嘴日產油168m3

，目前穩定產量40m32022/10/2374地質導向應用實例（D）目的層厚度：02022/11/175地質導向應用實例（E）1.5m薄砂層鉆前設計實際結果斷層傾角變化中國海上2022/10/2375地質導向應用實例（E）1.5m薄砂2022/11/176地質導向應用實例（F）TVD(m)XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXDriftalongtheSection(m)鉆前設計TVD(m)XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXDriftalongtheSection(m)實際結果南美洲2022/10/2376地質導向應用實例（F）TVD(m)2022/11/177結束語（1）隨鉆測井方法的多樣化：隨鉆聲、電、核、核磁、地層測試等方法，全面替代電纜測井，使隨鉆地層評價（FEWD）成為必然結果；隨鉆測井儀器的集成化、小型化、貼近鉆頭化，以及陣列化（成像測井）；數據存儲和傳輸速率仍然是隨鉆測井的關鍵技術；2022/10/2377結束語（1）隨鉆測井方法的多樣化2022/11/178結束語（2）整合鉆井和測井的力量（通過收購或兼并）實現國內隨鉆測井高起點的快速發展；中國需要發展隨鉆測井：市場需求，經濟需求，技術需求。

2022/10/2378結束語（2）整合鉆井和測井的力量2022/11/179謝謝!2022/10/2379謝謝!人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說“書中自有黃金屋。”通過閱讀科技書籍，我們能豐富知識，培養邏輯思維能力；通過閱讀文學作品，我們能提高文學鑒賞水平，培養文學情趣；通過閱讀報刊，我們能增長見識，擴大自己的知識面。有許多書籍還能培養我們的道德情操，給我們巨大的精神力量，鼓舞我們前進。人有了知識，就會具備各種分析能力，隨鉆測井技術進展課件隨鉆測井技術進展隨鉆測井技術進展2022/11/183提綱前言1MWD/LWD概述2隨鉆地層評價測井方法隨鉆電阻率測井隨鉆核/核磁測井隨鉆聲波測井3地質導向4結束語2022/10/232提綱前言2022/11/184

測井學是一門應用學科，主要包括測井方法和理論基礎、測井儀器與數據采集以及測井數據處理與綜合應用等三個層面的內容。測井技術是油氣藏勘探開發不可或缺的手段，測井資料是測井評價、地質研究和油氣藏開發的科學依據。

地質家和油氣藏開發工程師的“眼睛”。前言2022/10/233測井學是一門應用學科，主要包括測井方2022/11/185（1）測井方法和理論基礎（大學或研究機構）（2）測井儀器與數據采集（測井服務公司）（3）測井數據處理與綜合應用（油公司）測井學基本內容2022/10/234（1）測井方法和理論基礎（大學或研究機2022/11/186測井技術特點方法和儀器種類多、信息量大縱向分辨率高而橫向分辨率低受井眼環境影響大存在多解性，需要多學科結合：地質、油藏和鉆井地層測井儀器測井響應激發信號接收信號物理場獲取資料測井應用方法理論、實驗解釋評價等2022/10/235測井技術特點方法和儀器種類多、信息量大2022/11/187發展新型測井單項方法、采集裝備、采集技術和現場快速解釋（國內多數測井公司承擔單井測井解釋任務）服務公司

1）發展測井精細評價技術成熟技術的推廣和深入研究前沿技術的關注和評價老資料的重新認識與應用

2）發展一體化多學科結合的油氣層測井評價核心技術

（國內油田研究院參加單井解釋，負責精細解釋與多井評價）油公司測井作用定位2022/10/236發展新型測井單項方法、采集裝備、采集技2022/11/188國際測井行業概況三大測井服務公司（Schlumberger,Halliburton,BakerAtlas）都是集研發、制造和服務于一體，使用自主研制的測井裝備開展技術服務，形成了技術和市場的良性循環，占有國際測井市場90%左右的工作量。150家石油企業統計，2001年勘探開發總投入1,000億美元，其中，測井投入40億美元。Schlumberger62%其他公司合計9%BakerAtlas15%Halliburton14%國際測井市場份額（2001）2022/10/237國際測井行業概況三大測井服務公司（ScBakerAtlas公司ECLIPS-5700Schlumberger公司MAXIS-500Halliburton公司EXCELL-2000三大測井服務公司成像裝備的技術水平相當，為20世紀90年代推出的產品，分別為：國際測井行業概況（續）BakerAtlas公司ECLIPS-5700Schlu2022/11/1901MWD/LWD

概述MWD：MeasurementWhileDrilling，隨鉆測量LWD：LoggingWhileDrilling，隨鉆測井電纜測井—WirelineLogging

在測井行業，應用LWD說法似乎更多一些；在鉆井領域，應用MWD說法似乎更多一些。2022/10/2391MWD/LWD概述MWD：Me2022/11/1911927: Schlumberger兄弟在法國得到第一條電纜測井曲線1929: Jokosky申請第一個泥漿脈沖傳送專利1950: Arp發明正向泥漿脈沖系統1960：利用正向泥漿脈沖的機械測斜儀出現，并用到現在1971: MobilR&D第一次成功實驗泥漿警笛1978: 定向MWD的商用傳輸系統1980: Schlumberger/Anadrill引入多探頭MWDMWD/LWD發展簡史–早期2022/10/23101927: Schlumberger2022/11/192MWD/LWD發展簡史–LWD的誕生1984: NLBaroid引入巖性記錄測井(RLL)電磁波電阻率和自然伽瑪測井Teleco,Anadrill,Exlog和Gearhart提供電阻率和自然伽馬測井服務1986: NLBaroid引入三組合LWD1989: Sperry引入三組合LWDAnadrill引入三組合LWD2022/10/2311MWD/LWD發展簡史–LWD的2022/11/193MWD/LWD發展簡史–鉆頭成像1992: Anadrill公司的IDEAL系統（IntegratedDrillingEvaluationandLogging）開始服務鉆頭電阻率儀RAB(ResistivityAtBit)地質導向儀GST(GeoSteeringTool)井眼成像儀/聲波井徑儀1993: Baroid(NLSperry)開始利用近鉆頭傾角儀1995: 出現商用小井眼電阻率儀1996: Anadrill小井眼三組合測井儀1999: Schlumberger引入實時地層成像2001: Schlumberger引入隨鉆地震SMWD2022/10/2312MWD/LWD發展簡史–鉆頭成2022/11/194隨鉆測量(MeasurementWhileDrilling)是在鉆井過程中進行井下信息的實時測量和上傳的技術的簡稱；由井下部分（脈沖發生器，驅動電路,定向測量探管，井下控制器，電源等）和地面部分（地面傳感器，地面信息處理和控制系統）組成，以鉆井液作為信息傳輸介質；通常意義的MWD儀器系統，主要限于對工程參數（井斜、方位和工具面等）的測量，它只是一種測量儀器，無直接導向鉆進的功能經典隨鉆測量（MWD）概念2022/10/2313隨鉆測量(Measurement2022/11/195隨鉆測井(LoggingWhileDrilling)是在隨鉆測量(MWD)基礎上發展起來的一種功能更齊全、結構更復雜的隨鉆測量系統，主要是在常規MWD基礎上增加電阻率、中子、密度和聲波等測量短節，用以獲取測井信息；與MWD相比，LWD傳輸的信息更多，不可能完全泥漿脈沖傳送數據，采用井下存儲（起鉆后回放）和部分信息實時上傳方式處理；LWD作為隨鉆測井儀器，其任務是獲取測井信息，無導向、決策功能；LWD位于井下鉆具組合(BHA)上部，測量得到的電阻率、自然伽瑪等參數已不屬于近鉆頭測量。經典隨鉆測井（LWD）概念2022/10/2314隨鉆測井(LoggingWhile2022/11/196著名公司關于MWD/LWD的認識BP-Amoco公司：MWD是指隨鉆壓力之類的鉆井測量和各類定向測量，而LWD專指地層評價測井服務。BakerHughes公司：將MWD用于一般的井下平臺，包括脈沖發射器、通訊和方位系統，而LWD專門用于地層評價儀器，如電阻率、聲波和中子探頭。Halliburton公司：MWD泛指鉆井時所有的井下測量，特指與方向/方位及鉆井有關的測量；LWD指鉆井時的巖石物理參數測量。2022/10/2315著名公司關于MWD/LWD的認識BP2022/11/197隨鉆測井發展的動力和條件工程需求：測井成功率、鉆井安全與效率地層評價—常規地層評價（淺泥漿侵入）—時間推移測井（多次測量）—地層各向異性評價地質導向降低費用：少占用鉆臺時間，節省時間和資金數據傳輸“瓶頸”問題的解決2022/10/2316隨鉆測井發展的動力和條件工程需求：測2022/11/198隨鉆測井現狀目前，隨鉆測井技術發展很快，已經具備幾乎所有的電纜測井項目；國外，在海上，幾乎所有的裸眼測井作業采用隨鉆測井技術；在陸地上，特別是大斜度井和水平井，以采用隨鉆測井技術為主；中國國內隨鉆測井技術較落后，以電纜測井為主。2022/10/2317隨鉆測井現狀目前，隨鉆測井技術發展很2022/11/199MWD/LWD內容鉆井定向控制和安全控制的實時測量傾角、方位和鉆頭方向鉆壓、扭矩（力學數據）地層物理參數測量（地層評價）電磁波傳播與側向測井密度/中子測井聲波測井地質導向測量電阻率/GR/方位密度（優化井眼軌跡和地質目標）其它應用套管位置和取心位置選擇超壓探測臨井對比/地震對比淺層天然氣探測2022/10/2318MWD/LWD內容鉆井定向控制和安全2022/11/1100隨鉆測井系統（1）Schlumberger公司

收購Anadrill公司，著名的系統為VISION系統，包括伽馬、電磁波傳播、方位密度-中子、常規和方位電阻率儀器等。可以獲得全井眼圖像，用于構造解釋、地質導向、地層評價和井眼故障分析。

主要包括：

VISION475、VISION675和VISION825

：分別適合在小井徑（5.75~6.25in.）井眼、8~9.875in.井眼和12.25in.的井眼中使用；

ProVISION：增加了磁共振測量，可以實時提供孔隙度、束縛水和自由水體積、滲透率和孔隙尺寸等；

GeoVISION：地質導向（Geosteering）。2022/10/2319隨鉆測井系統（1）Schlumber2022/11/1101Schlumberger公司的VISION系統2022/10/2320Schlumberger公司的VI2022/11/1102隨鉆測井系統（2）Halliburton公司

收購以隨鉆測井技術為主的專業公司Sperry-Sun，隨鉆測井技術處于領先地位。著名的系統為INTEQ系統和PATHFINDER系統，包括伽馬、電阻率、密度中子、聲波、核磁共振（2002年推入市場）、地層測試、井徑和部分成像測井等測井方法，基本具備電纜測井的功能。2022/10/2321隨鉆測井系統（2）Halliburt2022/11/1103Halliburton公司的PATHFINDER系統伽馬測量電阻率測量定向測量脈沖儀電池密度測量中子測量井徑測量DNSCMHDSLCWRGMMultiLink接頭2022/10/2322Halliburton公司的PA2022/11/1104隨鉆測井系統（3）BakerHughes公司

OnTrak為最新一代的隨鉆測量系統（為該公司著名的AutoTrak系統的重要組成部分），包括方位伽馬、電阻率、中子、密度、溫度、壓力、井徑和方向等測量，提供底部鉆具組合(BHA)的方向控制、動態監測與地層評價服務。2022/10/2323隨鉆測井系統（3）BakerHug2022/11/11052隨鉆地層評價測井方法

隨鉆電阻率測井隨鉆核/核磁測井隨鉆聲波測井2022/10/23242隨鉆地層評價測井方法隨鉆電2022/11/1106（1）隨鉆電阻率測井

基本原理與電纜電測井相同，以電磁波傳播電阻率測井方法為主儀器相對簡單，處理、解釋比較困難由于泥漿侵入、地層傾斜、各向異性、圍巖和井眼等影響，解釋處理相對復雜，尤其是傾斜地層和各向異性影響，使處理解釋復雜化、困難化需要考慮介電常數影響2022/10/2325（1）隨鉆電阻率測井基本原理與電纜2022/11/1107電測井基本原理地層電性參數2022/10/2326電測井基本原理地層電性參數2022/11/1108電測井測量方程直流電測井感應測井電磁波傳播測井Geolink公司已經開發出低頻（20kHz）隨鉆感應測井儀器；2022/10/2327電測井測量方程直流電測井感應測井電磁2022/11/1109電磁波傳播電阻率測井通過發射線圈激發電磁波，電磁波信號在地層中傳播，其相位和振幅發生改變，根據變化量判斷地層的電性參數特征主要特點：頻率以2MHz為主，單發雙收為基本結構，測量幅度比（衰減）和相位差數值，轉換得到深、淺電阻率曲線。2022/10/2328電磁波傳播電阻率測井通過發射線圈激發2022/11/11102MHz電法測井儀器

相位差電阻率有較好的軸向分辨率和較淺的徑向探測深度；適用地層：<200Ω.m

幅度比電阻率的軸向分辨率差，徑向探測深度較大；適用地層：<100Ω.m探測深度較深可在非導電井眼中應用能夠反映各向異性受井眼影響比較小垂向分辨率相對較差無方位測量信息受地層傾角影響明顯相位差幅度比Ω.m2022/10/23292MHz電法測井儀器相位差電阻2022/11/1111各向同性/各向異性地層模擬結果2022/10/2330各向同性/各向異性地層模擬結果2022/11/1112Halliburton公司CWRGM儀器地層電阻率范圍：0.15~200Ω.m

2MHz雙間距電阻率測量：CWR(6.75,8,9.5in.)、SCWR(4.75in.)相位差測量 R55P,R25P R35P,R15P衰減測量R55A,R25A R35A,R15AGR55in.發射探頭25in.55in.25in.發射器接收探頭（測量點）25in.發射探頭55in.發射探頭深度（ft）1010.2Rm=0.1

Ω.m

,dh=8.5in.010203040R55PR25PR55AR25AR55P和R25P分辨率匹配的相位測量可以識別6in.的地層6in.1ft2ft4ftRt電阻率(Ω.m)2022/10/2331Halliburton公司CWR2022/11/1113Schlumberger公司ARC5儀器及響應2022/10/2332Schlumberger公司ARC52022/11/1114儀器名稱頻率線圈排列數據(in.)CDR2MHzTRRT-28.0-3.0+3.0+28.0ARC52MHzTTRRTTT-28.0-16.0-3.0+3.0+10.0+22.0+34.0電磁波傳播

電阻率測井儀器儀器名稱頻率線圈排列數據(in.)DPR2MHzRRT-3.5+3.5+31.0Navigator400kHz2MHzTRRT-36.1-5.1+5.1+36.1-35.0-4.0+4.0+35.0SlimMPR400kHz2MHzTTRRTT-36.1-22.9-5.1+5.1+22.9+36.1-35.0-23.0-4.0+4.0+23.0+35.0MPR400kHz2MHzTTRRTT-35.625-22.375-4.0+4.0+22.375+35.625-35.625-22.375-4.0+4.0+22.375+35.625儀器名稱頻率線圈排列數據(in.)CWR2MHzTTRRTT-55.0-25.0-5.0+5.0+25.0+55.0SCWR2MHzTTRRTT-35.0-15.0-5.0+5.0+15.0+35.0EWR2MHz

RRT-3.0+3.0+27.0EWR-Phase42MHz1MHz

RRTTTT-3.0+3.0+9.0+15.0+27.0+39.0BakerHughesINTEQHalliburtonAnadrill2022/10/2333儀器名稱頻率線圈排列數據(in.)2022/11/1115直流電測井方法2022/10/2334直流電測井方法2022/11/1116下發射器/測量探頭紐扣電極上發射器環電極方位GRSchlumberger公司的GVR儀器在每個深度點，GVR測量56個電阻率數據

RAB(Resistivity-At-the-Bit)2022/10/2335下發射器/測量探頭紐扣電極上發射器環2022/11/1117RAB應用舉例

通過測量鉆頭處電阻率，可以在鉆頭剛鉆到標識層時確定其位置，為準確下套管和取心做準備，本例中鉆頭僅鉆入儲層9in.。2022/10/2336RAB應用舉例通過測量鉆頭2022/11/1118GVR/RAB特點

良好的垂向分辨率可以得到用于構造分析的圖像方位測量信息測量點靠近鉆頭受高傾角影響小不能在非導電井眼中工作探測深度較淺2022/10/2337GVR/RAB特點良好的垂向分辨2022/11/1119（2）隨鉆核/核磁測井幾乎所有的隨鉆測井系列中都包括自然伽馬測井各服務公司有隨鉆密度、中子測量儀器NPS（中子）,ADN（VDN）—SchlumbergerSLD（密度），CNP（中子），DNSC—Halliburton隨鉆核磁測量迅速發展，Schlumberger和Halliburton公司已經有商用儀器（2000）投放市場。2022/10/2338（2）隨鉆核/核磁測井幾乎所有的隨鉆2022/11/1120—在各個方位上進行密度、中子測量—提供密度、中子孔隙度、光電效應和超聲波井徑—方位數據可用于地質解釋和地質導向中子探測器LINC線圈中子源密度源密度探測器超聲波探頭電池組儀器總線方位密度—中子（ADN）

ADN:一個深度點測量16個密度數據ADN:AzimuthalDensityandNeutron2022/10/2339—在各個方位上進行密度、中子測量中子2022/11/1121根據圖像資料得到傾斜角/密度2022/10/2340根據圖像資料得到傾斜角/密度2022/11/1122ADN氣層應用舉例

平均密度測量值不能反映儲層的真實巖石物性，而方位密度測量效果明顯2022/10/2341ADN氣層應用舉例平均密度2022/11/1123隨鉆/電纜測井孔隙度交會圖LWDNeutron-DensityWirelineNeutron-DensityCrossplotPorosity2022/10/2342隨鉆/電纜測井孔隙度交會圖LWDN2022/11/1124隨鉆核磁測量2022/10/2343隨鉆核磁測量2022/11/1125隨鉆核磁測量

與CMR對比2022/10/2344隨鉆核磁測量

與CMR對比2022/11/1126（3）隨鉆聲波測井

主要功能和特點：提供可替代核測井孔隙度的聲波孔隙度通過使用實時孔隙壓力預測提高安全系數通過與地震資料的結合降低地球物理風險和提高地質導向效率隨鉆聲波逐漸陣列多極化

隨鉆聲波測井比其它方法要晚4年，原因在于：需要消除鉆井噪聲的影響需要解決聲波探頭的安裝和聲波信號處理問題2022/10/2345（3）隨鉆聲波測井主要功能和特點：2022/11/1127重要的隨鉆聲波測井儀器BakerHughes的隨鉆聲波儀器APX

一個寬頻帶聲源、24個接收器（6組，每組4個）BakerHughes的隨鉆多極子聲波儀能以單極子、偶極子、四極子模式獲取聲速Halliburton的雙模式聲波儀BAT9.5in.，適用于大井眼；2個發射器，多個頻率下工作；可在軟地層、強衰減地層獲得高信噪比Schlumberger的ISONIC儀器BakerHughes的全波列隨鉆聲波儀（試驗階段）2022/10/2346重要的隨鉆聲波測井儀器BakerH2022/11/1128電纜/隨鉆聲波測井對比

隨鉆聲波比常規電纜聲波結果可靠，原因在于后者易受泥巖膨脹和井眼變化的影響。2022/10/2347電纜/隨鉆聲波測井對比隨鉆2022/11/1129利用實時隨鉆聲波和密度測井數據計算得到合成地震記錄，可以準確確定鉆頭位置、判斷下套管位置和取心位置。ISONIC與地震的相關對比2022/10/2348利用實時隨鉆聲波和密度測井數據計算得輪古A井LWD隨鉆測井~常規測井對比兩種測井均能較好地反映地層的巖性和物性變化；常規測井明顯受侵入影響；未擴徑井段，常規測井與隨鉆測井密度與電阻率曲線形態及數值基本一致；擴徑井段，實時隨鉆比常規測井更更能反映巖性變化；未擴徑井段,自然伽瑪普遍高15~20API，為刻度源系統誤差所至。輪古A井LWD隨鉆測井~常規測井對比兩種測井均能較好地反映地2022/11/1131輪古A井隨鉆測井與常規測井處理成果對比2022/10/2350輪古A井隨鉆測井與常規測井處理成果對2022/11/11323地質導向儲層在哪里？最好的儲層在哪里？井在哪里？2022/10/23513地質導向儲層在哪里？最好的儲2022/11/1133幾何導向的主要任務是對鉆井井眼設計軌跡負責，使實鉆軌跡盡量靠近設計軌跡，以保證準確鉆入設計靶區（由于地質不確定性誤差，設計靶區可能并非為儲層）在地質導向技術問世之前，常規的井眼軌跡控制技術均應屬于幾何導向范疇幾何導向

“指哪兒打哪兒！”

—預定目標（靜態目標）2022/10/2352幾何導向的主要任務是對鉆井井眼設計軌2022/11/1134地質導向地質導向主要指隨鉆測井信息與方向/方位測量信息在控制井底鉆具組合方面的應用，根本目標是保證鉆具以最佳角度進入儲集層，并控制井眼在儲集層合理的范圍內。其主要任務是對準確鉆入油氣儲層負責。

“哪兒好打哪兒！”

—最佳目標（動態目標）中國工程院蘇義腦院士關于“地質導向”的定義：“用近鉆頭巖石物理參數、工程測量參數和隨鉆控制手段保證實際井眼穿過儲層并取得最佳位置。”2022/10/2353地質導向地質導向主要指隨鉆測井信息與2022/11/1135地質導向技術特征把鉆井技術、測井技術及油藏工程技術融合為一體，能夠完成近鉆頭地質參數（伽瑪、電阻率）、近鉆頭鉆井參數（井斜角、方位）及其他輔助參數的測量的系統；用無線信號(電磁波)短傳方式把上述近鉆頭參數傳至MWD，再傳至地面控制系統；用地面軟件系統（包括地層構造模型、參數解釋和鉆井設計控制三個主要模塊）做出解釋與決策，實時隨鉆控制。目的：提高對地質構造、儲層特性的判斷和鉆頭在儲層內軌跡