随钻测井技术

随钻测井技术,宋延杰,在钻井过程中同时进行的测井称之为随钻测井。随钻测井由于是实时测量,地层暴露时间短,其测量的信息比电缆测井更接近原始条件下的地层,不但可以为钻井提供精确的地质导向功能,而且可以避免电缆测井在油气识别中受钻井液侵入影响的错误,获取正确的储层地球物理参数和准确的孔隙度、饱和度等评价参数,在油气层评价中有非常独特的作用。,随钻测井定义,与电缆测井相比，随钻测井具有准确性、实时性和适用性广等优势。具体表现为：LWD是在钻头破岩后不久、泥浆侵入较浅、井眼平滑与尚未明显垮塌的条件下测量的，测井曲线受泥浆侵入影响比常规测井小得多，更能反映原状地层的电性、物性和孔隙流体性质。其不同测量方式获得的时间推移测井资料，也易于识别油气层和分析储层渗透性；人们可根据实时记录测量的近钻头的地质参数，判释易于造成井涌的高压层、造成井漏的裂缝、破碎带(断层)以及地层岩性和油气水界面，结合井眼几何参数，确定钻头在地层中的空间位置并做出迅速反应，采取适当的工程措施，引导钻头沿着设计的井眼轨迹或实际地质目标层(油气藏中)钻进，提高钻井效率;复杂条件下不能进行电缆测井时，利用LWD可采集井眼和地层物理信息。与钻杆传输测井(PCL一WL)相比，LWD更为安全可靠，它适合在各种恶劣的井下环境中作业，在大斜度井、水平井和小井眼中测量更是见其特长。,随钻测井的优点,1927年,Schlumberger兄弟第一次成功地在法国实施了电缆测井开始，人们就有了将其用于“随钻”中的想法。,1929年,Jakosky先生申请了泥浆脉冲发生器概念的专利技术。,1.早期随钻测井技术的发展与技术特征,随钻测井技术发展史,3040年代,工程师们试图将电缆测井的导电电极捆绑在钻杆上进行尝试性的测量，Stanolind油气公司也尝试采用将电缆测井的电缆穿在钻杆内进行“随钻”测井。,50年代初期,随着泥浆录井和电缆测井成为地层评价的主流概念，以及当时钻井器具机械性能的限制，随钻技术尤其是早期的遥测/遥传技术被放弃而停止发展。,50年代后期到60年代初期,Arp先生发明了正脉冲的泥浆遥传系统，并由Arps公司和LaneWalls共同进行了开发和发展，这套系统在60年代初期曾进行了几次成功的自然伽马测井和电阻率测井。,60年代后期,Redwine和Osborne开发出一套“随钻单电极电阻率测井”仪器，遥测仪器也运应而生并开发出正泥浆脉冲的机械式倾角计，来测量井斜角和方位角。,Godbey公司也开发出简单的正弦波的泥浆传输系统。,更具有化时代意义的是由于ELF石油公司积极推广使用正脉冲泥浆遥传系统，直接促成了Teleco公司的创立，也正是Teleco发展了随钻测量的工业化基准的服务标准和系统可靠性与性能标准。从此随钻的概念正式以一项成功技术全面浮出水面。然而，也是在这个时期，由于随钻系统在设计上的缺陷和缺乏经济利益的驱使，降低了人们对随钻技术的兴趣和技术研究，这种情况一直持续到70年代初。,70年代,1971年，正弦波泥浆遥传系统第一次由MobilREXLOG推出带内存记录的NPT型多传感器MWD系统。,1983年,Teleco首先推出2MHzRGD型电阻率测量与定向参数测量于一体的仪器。,1984年,NLBaroid开发出RLL(岩性记录测井仪)，是一种电磁传播电阻率和自然伽马仪器;EXLDG首次引人井下震动测量概念的仪器DHVM;同时在这重要的一年里，Teleco、EXLOG、Anadrill、Gearthart公司都相继推出了RGD类型的商业服务。,1985年,Teleco与Anadrill同时给业界引人了随钻钻头机械性能测量的概念和仪器;EXLOG公司则进一步推出了可回收式定向探管仪器DMWD,1986年,NLBariod首次引入随钻中子孔隙度测井仪器，而Gearhart公司首次推出侧向与钻头电阻率测井仪器。,1987年,EXLOG公司推出聚焦电流电阻率仪器。,1988年,Gearhart公司推出聚焦自然伽马仪器。,1989年,ENSCO进人了MWD服务市场，他给随钻仪器家族带来了小尺寸的仪器种类；同年，NLSperry首次开发出第一套三组合井下仪器，这是随钻测井技术新的里程碑!,三组合仪器意味着随钻测井技术可以对地层的物性和孔隙度、渗透率、饱和度特性进行全面的评估。,SchlumbergerAnadrill公司也推出了自己的三组合仪器和相应的配套软件MEL/SPIN;此时，随钻电阻率仪器也进行了新的理论更新，其结果是更符合随钻测量的特点，这就是Teleco公司开发的双极电磁波传播电阻率仪器。,(2)90年代阶段,随钻测井技术在90年代经历了快速的发展。并形成三大公司：,Schlumberger、Halliburton和BakerHughes,1991年,NLSperry公司首次研究出EPRPhase4型多探测深度的电阻率随钻测井仪器;WesternAtlas引人了1MHz的RGD型电阻率仪器概念;Anadrill公司购买了加拿大Positech的专利技术推出Sliml型可回收式随钻测井仪器。,1992年，Anadrill公司首次推出IDEAL（综合钻井评价和测井软件包）并引入了近钻头电阻率仪器RAB和声波井径仪器；NLSperry则首次推出近钻头倾角仪；BakerHughes公司推出小井眼的NaviTrak定向/自然伽马井下仪器。,1994年BakerHughesINTEQ首次推出第一套NaviTrak短曲率MWD系统和NaviGator储层导向系统。,90年代后期,在这几年里，以上“三大家族”努力推陈出新，开发新品，目标向着随钻核磁共振，随钻地震，随钻声波成像，随钻电阻率成像仪器发展，并取得了一定的成绩。Anadrill公司已经将随钻成像仪器投人了商业使用，同时，在2000年新推出ARC一6，ARC一8等来取代现有的系列仪器。,仪器种类更多，体积更小，数据传输更快，信息量更大，可靠性更高，地面解释软件功能更强等六个显著的特点。,3.随钻测井技术现状,斯伦贝谢、贝克休斯、哈里伯顿、威得福等大的油田技术服务公司都已开发出成套随钻测井装备,Geolink、GE能源等公司开发了随钻测量和随钻电阻率测井仪器。迄今为止,随钻测井能提供地层评价需要的所有测量,如比较完整的随钻电、声、核测井系列,随钻地层压力、随钻核磁共振测井以及随钻地震等等。有些LWD探头的测量质量已经达到或超过同类电缆测井仪器的水平。,随钻测井数据传输技术,多年来,数据传输是制约随钻测井技术发展的“瓶颈”。泥浆脉冲遥测是当前随钻测量和随钻测井系统普遍使用的一种数据传输方式。泥浆脉冲遥测技术数据传输速率较低,为410bit/s,远低于电缆测井的传输速率,这种方法不适合欠平衡水平井钻井。电磁波传输数据的方法也用于现场测井,但仅在较浅的井使用才有效。哈里伯顿公司的电磁波传输使用的频率为10Hz,在无中继器的情况下传输距离约10000ft。此外,声波传输和光纤传输方法还处于研究和实验阶段。,随钻电阻率测井,与电缆测井技术一样,随钻电阻率测井技术也分为侧向类和感应类2类。侧向类适合于在导电泥浆、高电阻率地层和高电阻率侵入的环境使用,目前的侧向类随钻电阻率测井仪器能商业化的只有斯伦贝谢公司的钻头电阻率仪RAB及新一代仪器GVR。GVR使用56个方位数据点进行成像,图像分辨率比RAB有较大提高。感应类在导电性地层测量效果好,适合于导电或非导电泥浆。新型随钻电磁波电阻率的仪器结构相似,使用多个发射器和多个接收器,测量2个接收器之间的相移和衰减,工作频率相近,只能使用有限的几种频率才能消除钻铤等背景影响而测量到地层信号,如低频20、250、400、500kHz,高频一般都使用2MHz。,随钻声波测井,现场服役的随钻声波测井仪器使用的声源有单极子、偶极子和四极子,如贝克休斯INTEQ公司的APX既使用单极子也使用四极子声源,斯伦贝谢公司的SonicVision使用单极子声源,哈里伯Sperry公司的BAT是偶极子仪器。这些仪器可测量软/硬地层纵/横波速度和幅度,测量数据一般保存在井下存储器内,起钻后回放使用。随钻声波测井数据可用于岩性识别、孔隙度计算、岩石力学参数计算、井眼稳定性预测、泥浆比重优化、下套管位置选择等。,随钻核测井,随钻中子测井仪器使用5.010Ci的AmBe源或脉冲中子发生器,探测器使用3He闪烁计数器或6Li玻璃闪烁体,通过远/近探测器计数率比值计算孔隙度。随钻密度仪器使用1.52Ci的137Cs源,探测器使用NaI晶体,大部分仪器使用脊肋图计算地层密度和Pe值。目前的随钻核测井一般具有方向性,如方位伽马、方位密度等。由于数据是在仪器旋转的过程中采集的,方位的加入,使得这些测量可用图像显示出来,形象直观。可进行成像测井的有伽马、密度、中子和PEF等测量。例如斯伦贝谢公司的随钻中子仪adnVision使用GVR的遥测技术,尽管只使用16个方位数据点进行成像,分辨率有所下降,仍可用于地质导向和构造分析。,随钻地震,目前仅斯伦贝谢公司提供随钻地震服务,其SeismicVISION系统在钻井的过程中提供时间、深度、速度信息,帮助优化钻井决策,减少成本,降低事故风险。该系统独特的“前视”能力提供钻头前面8000ft之内地层的信息,数据的质量足以对钻头前面和侧面的地层进行成像。系统的应用包括:预测孔隙压力、预测目的层或灾害层深度、帮助选择最佳的下套管和取心深度、优化泥浆比重、识别盐层、使井眼轨迹保持最佳。,随钻测井的特点,测速和采样率不同WL测速相对固定，一般501000m/h。除了成像测井外，WL都是深度驱动，采样间距为一常数，一般为0.1或0.125m。而LWD为时间驱动，采样率不均匀，钻速大时采样率低。数据记录方式不同WL通过电缆将数据传输到地面，传输率高达250kB/s一500kB/S。LWD数据一般都是通过泥浆编码脉冲实时传输到地面，传输率很低，目前最大传输率仅为巧15bps。Sperry-Sun井下存储器可以记录8MB数据量，若为随钻全波测井，则可记录256MB，但这种数据须等到起钻后才能获得。测井环境响应不同LWD探测深度较饯，受井眼和侵入影响小，但由于钻杆本身重量特别大，大多是在偏心条件下采集数据的，尤其是中子密度测井受仪器偏心影响较大。此外，在大斜度井或水平井中，随钻电阻率测井不再象直井那样测量水平电阻率，其测量值介于水平电阻率和垂直电阻率之间，即随钻电阻率测量结果受井斜、围岩和地层各向异性的影响较为明显。,随钻测井系统中随钻测井的井下仪器的安装与常规测井的仪器基本相同，所不同的是各仪器单元均安装在钻铤中，这些钻铤必须能够适应正常的泥浆循环。用随钻测井系统进行随钻测井作业比电缆测井作业简单。首先在地面把各种随钻测井仪器刻度好,然后把他们对接起来进行整体检验，再把随钻测井仪接在钻杆的底部,最后接上底部钻具总成和钻头，至此，就可以进行钻井和随钻测井作业了。随钻测井有2种记录方式,一是地面记录,即将井下实时测得的数据信号通过钻井液脉冲传送到地面进行处理记录；二是井下存储，待起钻时将数据体起出。,随钻测量原理,随钻伽马测量随钻自然伽马测井是较早应用于随钻测井中的一种技术。目前，几乎所有的随钻测井系列中都包括自然伽马测井。对于所有的随钻自然伽马测井仪器，其测量原理及测量技术基本上类似。随钻自然伽马探测器一般采用闪烁探测器测量地层伽马射线，其响应主要与探测器的性能、测速、耐压容器的几何形状/密度、伽马射线吸收系数、采样密度、泥浆密度、井径及钻铤的厚度等因素有关。伽马射线探测器一般都安装在离钻头不远的钻铤内部，同钻杆相比，钻铤能够给电子组件提供更多的空间。伽马射线必须穿过钻铤才能进入到探测器。测井速度和钻铤对伽马射线的衰减是主要影响因素，可影响到测量精度、地层分辨率和由谱线偏移造成的幅度变化。钻铤能够使减小伽马射线强度约5-10倍，影响测量精度，并间接影响了地层分辨率，因为二者都为给定深度间隔内探测器总计数的函数。由于钻铤的影响，探测器对高能的钾的伽马射线较敏感，对低能的铀和钍的伽马射线灵敏度低。但是，随钻自然伽马测井速度通常要低于电缆测井速度，所以可以补偿钻铤引起的强度衰减的影响。同电缆测井相比，由于测速低，测量时间长，其统计精度并未受到影响。,随钻电阻率测量系列随钻电阻率测量是随钻测井技术的核心之一，是及时评价油气层的关键技术。与电缆测井技术一样，随钻电阻率测井技术也分为两类：侧向类和感应类。侧向类适合于在导电钻井液、高阻地层和高阻侵入的环境使用；感应类在导电性地层测量效果好，适合于导电或非导电钻井液。,钻头电阻率(RAB)：将频率为1500Hz的电流通过环形线圈发射。该线圈距仪器底部仅12in，电流通过钻头流入地层，返回到远离钻头的节箍处，并在钻头附近建立恒定电场，如图2.1。已知电压，测量流过钻头的轴向电流，就可用欧姆定律计算钻头处地层的电阻率。利用该测量可精确地指示钻头所穿过的地层的位置，分辨率为26in。RAB为多探测深度聚焦电阻率测量仪器，在仪器侧面设置3个1in间隔的电极，其探测深度分别为1in、3in、5in（从井壁进入地层），测量电极的径向电阻率。当钻具在井中旋转时，可采集到井周电阻率图像，从方位扫描得到的数据可存储在井下，按象限平均后，实时发送到地面。这些成像资料能很好反映地层特征，但分辨率低于微电阻率扫描成像。此外，RAB还有一个环形电极，因其接触面积大于侧面电极，故测量精度较高，探测的层厚为2in。,侧向类电阻率测井系列,RAB电阻率测量仪器的特点是具有良好的垂向分辨率，可以得到用于构造分析的图像，方位测量信息等；由于其测量点靠近钻头，因此受高倾角影响小；缺点为不能在非导电井眼中工作，探测深度较浅。在国内实际使用RAB测量较少。,感应类电阻率测井系列是通过发射线圈激发电磁波，电磁波信号在地层中传播，其相位和振幅发生改变，根据变化量判断地层的电性参数特征。早期的随钻测井感应类仪器使用一个2MHz的发射器和两个接收器，通过比较两个接收器之间地层信号相位，进而确定地层电阻率。新的仪器使用多个发射器、两个接收器，测量两个接收器之间的相移和衰减，并进行平均处理。采用多个发射器的目的是为了探测不同深度的地层，并对井眼进行补偿。表2-1为目前常用的几种主要感应类电阻率测井系列参数对比表。,感应类电阻率测井系列,ARC共使用5个发射器（3个位于接收器上面，2个位于接收器下面）向地层发射两种工作频率（2MHz、400KHz）的电磁波，提供10个原始的相移测量和10个原始的衰减测量。,MPR共使用4个发射器（2个位于接收器上面，2个位于接收器下面）向地层发射两种工作频率（2MHz、400KHz）的电磁波，提供32条原始的相移测量和幅度测量曲线。,随钻中子-密度测井系列随钻密度和中子孔隙度测井已出现许多年，但是早期的核测井仪器在设计时主要是根据电缆仪器改进的，测量精度常常低于电缆仪器。随钻密度测井随钻密度测井仪器与电缆密度测井仪器有许多共同之处，如设计原理基本相同，大多采用双源距探测器。但也有不同的仪器设计，适用于不同的测井环境和储层条件。早期的随钻密度仪器的测量精度常常低于电缆测井结果，这主要是由于电缆仪器的探头装在极板上并推靠井壁以此消除偏离间隙的影响，而随钻仪器由于旋转而偏离井壁产生间隙，其测量受到影响。虽然仪器有泥饼校正系统，但是当泥饼厚度在钻杆转动期间发生变化时，随钻测量值对间隙中的泥浆很敏感；特别是在水平井中，由于重力的原因使探测器趋于滑向井眼的下侧，未被冲洗的岩屑堆积在水平井的下侧，这时密度测量受聚集的岩屑的影响较严重。随钻测井仪器刻度也有不同于电缆测井仪，虽然随钻仪器设计上采用了稳定器或耐磨带以减轻地层对仪器的磨损，但是在大斜度井，特别是在水平井中，地层对井下钻具组舍的磨损仍然存在，随钻仪器刻度时要考虑到仪器磨损的影响。,随钻中子测井中子测井的环境影响包括井眼大小、仪器间隙、泥浆比重(含氢量)、泥质含量、岩性和孔隙流体等。由于中子探测器对称地分布在仪器周围，中子响应受偏心影响较小。钻铤对其有显著的影响，这种影响与电缆中子仪器相比，能产生一种明显不同的电子分布。制造钻铤的材料铁也具有相对大的热中子俘获截面，每次俘获总能放射多个伽马射线，引起高俘获伽马计数率。结合中子测井和电阻率测井资料，结合随钻测井和钻后测井之间侵入的变化，可以成功地识别流体界面。随钻中子测井中的算法与电缆测井类似，输出每个探测器计算的中子后得到短长源距计数比，再用与岩性、井径和间隙等有关的算法将比值转换为孔隙度。,随钻方位密度中子测井仪,SLB,孔隙度测井仪,BHA,随钻声波测井系列随钻声波测井的实现比随钻电阻率测井、随钻密度、随钻中子测井要晚4年左右。随钻声波测井取得成功，要解决四个方面的困难：消除来自钻铤的信号影响；如何在钻铤上安装声波发射器与接收器；消除钻井噪声的影响；井下声波信号处理。以APX为例，介绍随钻声波测井仪器结构原理。APX随钻声波测井仪由贝克休斯公司生产，其井下仪器的整体结构如图2.10所示，从右至左由上部短节、声源电子线路部分(SEM)、全向声源、声波隔离器、接收器阵列、接收器电子线路部分(REM)、下部短节等组成，全长9.82m，其中声波测量点距底部短节的距离为2.83m，最大源距为3.26m。,侵入影响程度对比分析（1）电缆测井不同侵入阶段电阻率与随钻及时电阻率测井资料对比图3.2为BH8井在不同浸泡时间阶段，高分辨率阵列感应、双侧向、斯伦贝谢ARC随钻电阻率测井对比试验实例，该井钻井所使用的钻井液类型为麦克巴钻井液（水基），钻井液比重为1.43g/cm3，粘度为60S、18时钻井液电阻率为0.16ohm.m，地层温度环境下钻井液电阻率为0.021ohm.m。其中随钻电阻率测井是在钻头揭开地层的同时进行实时测量，高分辨率阵列感应、双侧向测井在完钻时进行测量。由图不同井段高分辨率阵列感应不同径向探测深度电阻率曲线差异程度可知，受钻井液滤液侵入的储层，其电性将会发生改变；钻井液侵入影响储层电性变化的程度主要受储层物性和钻井液浸泡时间相关，储层物性越好、浸泡时间越长，影响程度越大。,随钻电阻率ARC,双侧向电阻率,GR,SP,CAL,阵列感应,相位,衰减,MLL,LLS,LLD,LLD,相位,衰减,阵列感应120in,DEN,CNL,AC,当钻井液浸泡时间为4天时，高分辨率阵列感应的深探测电阻率数值明显高于随钻电阻率和深侧向数值，深侧向与随钻电阻率基本一致。当钻井液浸泡时间达到6天后，深侧向数值明显低于高分辨率阵列感应深探测电阻率和随钻电阻率测井的数值，表明双侧向测量信息已经明显受到了钻井液侵入的影响；在岩性非常纯、物性相对较好的储层段，高分辨率阵列感应深探测电阻率数值也稍有降低的趋势，在岩性、物性稍微差一些的储层段，其数值与随钻电阻率基本一致。当储层浸泡时间达到11天后，在物性相对较差的井段，高分辨率阵列感应深探测电阻率、深侧向与随钻电阻率基本一致，在好物性储层段表现为深侧向电阻率数值低于高分辨率阵列感应深探测电阻率，高分辨率阵列感应深探测电阻率数值低于随钻电阻率；不同电阻率测井系列的差异程度比浸泡6天时更为明显。,重合不受侵入影响,分离受侵入影响,MPR,（2）相同浸泡时间下随钻电阻率与电缆电阻率测井对比图3.4为歧口凹陷一口重点探井完钻以后进行的划眼随钻电阻率测量和电缆测井的阵列感应测井资料对比图，图中第3道为电缆阵列感应测井道，第4道为斯伦贝谢ARC系列划眼后测量曲线，目的层段泥浆浸泡在20天以上。由图对比可见随钻相位电阻率低于随钻衰减电阻率低于阵列感应M2RX探测深度电阻率，说明只要有侵入存在的情况下，随钻电阻率测井系列同电缆电阻率测井系列一样，受到侵入环境的影响。侵入越深，影响越明显。,相位,衰减,阵列感应120in,一般情况下，随钻测井主要应用于大斜度井、水平井以及复杂环境井。下面是电缆测井资料和随钻测井资料在不同井斜情况下进行对比分析。（1）低斜度井在低斜度井和直井中，随钻测井资料和电缆测井资料均能够较好地反映储层性质，两种测井曲线的一致性较好（见图3.9）。,不同井斜情况下随钻电阻率与电缆电阻率对比分析,相位,衰减,（2）大斜度、水平井在大斜度、水平井中，双感应测井曲线的变化相对比较简单，深、浅感应曲线比较一致，偶尔可能出现一定正差异。MPR电阻率曲线变化比较复杂，主要体现为以下三种情况：1)2MHz相位曲线与400KHz衰减曲线基本重合（见图3.10），该种情况主要出现在大段泥岩井段或储层电阻率较低（小于10ohm.m），此时双感应测井资料的一致性也很好。,2)2MHz相位曲线明显高于400KHz衰减曲线（见图3.11），该种情况主要出现在储层段（砂岩层），此时双感应曲线出现一定的正差异，但差异程度远低于随钻曲线的差异。,3）2MHz相位曲线明显低于400KHz衰减曲线（见图3.12），该种情况主要出现在高电阻率储层段（大于10ohm.m），且电阻率越高，差异越大，此时双感应曲线出现一定的正差异，但差异程度低于随钻曲线的差异。,1、井径测井响应对比通常LWD的井径曲线值要低于电缆测井的井径曲线值，尤其是在泥质层段，但在一些高渗透层段，由于泥饼的形成可能导致电缆井径曲线值小于随钻井径曲线值。另外，LWD测量“垂直井径VERD”和“水平井径HORD”的垂向分辨率较高。例如，WN1-2井25072580米随钻测井的井径曲线反映仅有6米井段出现不大于1英寸的扩径，而常规测井25072570米显示普遍扩径近3英寸(见图2.2)。,随钻测井与电缆测井资料对比分析,随钻测井的体积密度一般比WL密度值高，约高0.040.119/mg3，并且准确性好。在井眼光滑处和水层条件下，两者曲线形态基本一致。随钻测井仪用一个与井眼直径大小相同的稳定器来阻止泥浆到达探测器前面，并且在仪器工作良好时，其测量精度主要取决于数据的采集，而在一般条件下井眼影响通常是比较小的(受偏心影响明显)，所以测量精度高，而电缆测井是使用一个活动引向导板系统来阻止泥浆到达探测器的前面，但如果井眼不规则或者井眼扩大，可能会导致测量值偏低。另外，随钻测井的岩性密度Pe值要低于电缆测井所测的Pe值，反映岩性较为准确。LWD密度曲线与电缆测井密度曲线对比分析可知，在砂岩段两者基本一致，但在泥岩段电缆测井受扩径影响，数据严重失真。受到严重影响的还有岩性密度(EPF)曲线，LWD在砂岩段测量值为1.71.9，与石英砂岩的理论值(1.81)非常接近，而电缆测井值为2.252.8。LWD密度的补偿值()一般为0或很小的正值，这表明LWD密度测量受泥饼及扩径的影响几乎可以忽略不计。,2、体积密度(含岩性密度)测井响应对比,随钻测井的体积密度一般比WL密度值高(见下图）,随钻测井的中子孔隙度曲线形态与常规测井一致，但数值上比常规测井高2-5%(图2.4)。LWD的中子、密度和自然伽马可以较准确地确定岩石的骨架参数，弥补了电缆测井值受扩径影响的缺陷，其差异是孔隙流体密度改变的结果。LWD的中子、密度识别岩性更加清楚，在交会图中砂岩和泥岩非常明显地分布在上下两个区域，而受到井眼影响的电缆测井常将砂岩、泥岩几乎混为一团，难以区分(图2.5)。,3、中子孔隙度测井响应对比,随钻测井的自然伽马测井仪器的测量原理与电缆测井的自然伽马测井仪器的测量原理基本一致。从多口井的自然伽马测井资料对比分析发现，随钻测井的自然伽马测井资料与电缆测井的自然伽马测井资料的形状基本一致，只是数值整体高低的不同（见图3.1）。在利用自然伽马测井资料进行储层评价时，主要利用伽马值的相对大小，与绝对值的关系不大。因此随钻的伽马测井资料完全可应用于储层评价，不需做校正工作。,4、自然伽马测井响应对比,随钻,电缆,随钻声波测井发展相对滞后，除斯伦贝谢公司的仪器测有随钻声波时差资料外，一般随钻仪器没有随钻声波测量。井眼未扩径时，两者在非油气层的声波时差形态和数值大小基本一致。在油层井段，随钻声波时差在地层基本未受泥浆侵入影响条件下测量，其时差受油气影响比常规测井稍大。但扩径时，LWD声波曲线值要低于WL值。,5、声波时差测井响应对比,电缆,随钻,一般来说，渗透层处的电缆测井深、浅电阻率值明显低于随钻测井的衰减电阻率与相位电阻率值;在压实程度高、致密性非渗透岩层段，不存在侵入的情况，两者的电阻率值基本无差异。为此可用两种测井曲线是否重合来判断泥岩层段是否压实;判断非渗透性地层是否存在。地层泥质含量越低、泥浆侵入程度越高，随钻测井与电缆测井的电阻率值差别越大，利用这一特点可以判断地层含油饱和度的高低。目前，根据LWD电阻率测井资料定量评价大斜度井的地层水饱和度以及地层的相对渗透性存在一定的难度。这是因为:有时仅测“幅度衰减深电阻率”和“相位差浅电阻率”这两条曲线(例如CRD仪器)，而且这两条电阻率曲线或其它仪器所测的八条电阻率曲线都明显受地层各向异性和相对地层倾角的综合影响，油层有时出现浅电阻率高于深电阻率的“反常”现象。此外，通常用于估算地层含水饱和度的岩石物理模型仅适用于直井常规测井测得的水平电阻率，目前尚无针对大斜度井地层水饱和度的理想解释模型。解决这一问题的关键就是对随钻测井资料进行必要的环境影响校正。总之，就曲线形状变化特征来看，两者变化幅度和分辨率基本一致;就曲线读值来看，随钻电阻率测井曲线值总是高于电缆电阻率测井曲线值。综上所述，随钻测井与电缆测井相比，测井曲线具有高电阻，高声波时差，略高密度和自然伽马等特点。,6、电阻率测井响应对比,随钻测井解释方法,利用测井资料计算的地层含水饱和度的精度极大程度上取决于电阻率值。然而，在大斜度井和水平井的砂泥岩薄交互层中，电阻率都呈现不同程度的各向异性，为此很有必要探讨这种地层中砂岩电阻率的计算问题。在水平井钻井过程中，由于井斜角逐渐增大的影响，地层的视厚度增大(理想状态下，直井中的一点，水平井中可以视为无限长)，因而很难将其测井数据与直井相应层段测井数据作细致的、逐层逐点的对比，这给水平井测井曲线变化规律的认识带来了相当的难度。随钻测井解释步骤如下：（1）首先将水平井所有测井曲线作垂深校正，将垂深校正曲线与邻井直井测井曲线进行对比(因储层厚度在横向上可能有较大的变化，对比效果可能不理想)；并将垂深校正曲线参照直井测井曲线进行深度匹配，使垂深校正曲线在相同层段与直井保持一致；（2）用交会图等方法研究测井曲线在水平井条件下的变化规律；（3）按直井的储层参数解释方法进行解释与处理。,（1）泥质含量计算,（2）孔隙度计算,（3）渗透率计算,（4）饱和度计算,随钻测井资料主要用于优化钻井作业和地层评价。在钻井过程中,随钻测井数据可以用于早期探测高压层,将井眼精确地导向目标地层,确定压力梯度及流体界面,实时调整泥浆比重以便有效地增加机械钻速,优化下套管位置,更加安全地钻入高压层段。随钻测井资料的应用,使得钻井作业更加快速、安全和有效,减少了钻井时间和成本。随钻测井是在钻井泥浆未侵入或侵入地层浅的情况下进行的,测量资料更接近原始地层。用这些资料进行油水层划分和地层评价准确性高,效果好。在深井、大斜度井、钻机日费用高、钻速高(松软地层)的情況下,使用LWD的地层评价总成本低于使用电缆测井的地层评价总成本。,随钻测井资料应用,随钻测井业务现状,据统计,每口井获得LWD四组合测井资料所需费用约为电缆测井的2倍。但国外油公司在海上作业时一般选用随钻测井的主要原因是LWD能节省钻机占用时间,减少因卡钻导致的井下工具丢失的风险,有利于实时决策。在许多地区,尤其是在钻井成本适中、井眼斜度小、井况好的情况下,电缆测井仍然是要优先考虑的。服务公司在LWD方面投入的资金比电缆测井高35倍,根据不同的设计井眼尺寸要准备相应规格的随钻测井仪器,但是,油公司的需要仍然是随钻测井业务发展的主要动力。,在国际测井市场,随钻测井正取代电缆测井,成为测井服务市场的主体技术。在探井测井中,除了测常规的随钻三组合或四组合项目外,还要根据需要加测随钻核磁共振、随钻成像、随钻压力测试等项目,摸清地层岩石物理性质。在开发井随钻测井中,根据用户的需要,一般使用2种组合测井:MWD+伽马+电阻率,探测油气层和提供地质导向服务,结合邻近地层孔隙度资料还可用于地层评价;MWD+伽马+电阻率+密度+中子(有时还测声波),提供地质导向和基本地层评价服务。,随着石油工业向海上转移,作为陆上油田提高采收率的一种有效方式,大斜度井、水平井等复杂井钻井将更加普遍。实时传输、处理和解释这些巨量的随钻测井数据是一个大的技术挑战。为了提高钻井作业效率,钻这些井一般使用旋转导向系统(RSS)来提高机械钻速(ROP),这些系统都在底部钻具组合中安装了先进的LWD测量设备。解决钻速高对LWD测量结果的影响也是一个难题。,从长远看,随钻测井将取代电缆测井。新一代随钻测井技术正在快速发展之中,当前的随钻测井技术仍有许多需要改进和完善的方面。,随钻测井技术发展趋势,（1）功能齐全的地面数据采集、处理和控制系统,这是随钻地质导向和地层评价系统的控制中心,系统的功能综合化和数据管理的网络化是地面数据采集、处理和控制系统的发展趋势。功能的综合化主要体现在钻井、录井和测井作业功能方面系统集成,即：,钻井安全与优化管理地层化学和气体分析井中孔隙压力变化监测早期井涌监测钻井智能导向控制软件井眼轨迹监测各向异性测井解释评价随钻测井(LWD)综合地层评价,数据管理的网络化,主要是以井场采集的数据为中心,以网络