随钻测量技术的研究与认识

曹 勇

中国石油长城钻探工程有限公司钻井技术服务公司，辽宁 盘锦 124010

1 随钻测量技术的发展

早在上个世纪30年代，世界上一些钻井技术发达国家就已经提出随钻测量的想法，但由于传输技术的相对滞后，在后续的几十年内，随钻测量技术发展相对滞后。 在上个世纪50年代后期，正脉冲泥浆传输系统的研制成功并得到应用，直到上个世纪70年代，随钻技术由于人们的再认识才得到了充分关注和发展。上个世纪80年代末，水平井钻井等一批先进的钻井技术和工艺得到跨越式发展，使随钻测量技术得到兴起。我国从上世纪90年代开始，水平井技术不断成熟与发展，也推动了随钻测量技术的迅速发展。

2 随钻测量技术的分类

随钻测量技术就是在钻井过程中利用相应的传感器及时探测钻井过程中所发现的信息，并实时传到地面反馈的有关一系列技术。需求可分为随钻测井（LWD）、随钻测量（MWD）、地质导向（GST）等，其中MWD的测量工程参数主要包括井斜、钻井方位方向和工具角度；LWD除提供工程参数外还需要地层参数，并且具有方向性判断的功能。

根据信息传输方式的不同，钻井的配套测量技术包括有线随钻、无线随钻和其他方式。有线随钻，信息传输率高，且可以给井下传感器供电，但给钻井施工带来不便；无线方式又可分为泥浆脉冲式、电磁波式和声波式，泥浆脉冲式最用，也最成熟，但其受泥浆特性的影响，信息延迟较大，电磁波式传输受钻井液特性的影响小，适用于欠平衡钻井，但其最大传输深度受地层电阻率影响较大，声波传输方式等目前的应用还不能形成规模。

3 当前钻井技术中随钻测量技术的研究现状

近年来，国内外相关企业在随钻测量技术的研究方面也做了大量的艰苦细致的工作，取得了一定的积极成果，特别是中国石油长城钻探工程有限公司作为国内最大的钻井技术施工企业，在国内外钻井市场中，采用定向探管（井斜、方位、工具面测量仪器）已达到国际先进水平。中国石油天然气集团公司随钻研究中心研发的地质导向工具，已成功试验。在传输方面，大多还在使用正脉冲方式的罗成熟技术。如在轨道设计方面，要充分利用MWD及LWD近钻头井斜测量的数据，控制造斜达到一个稳定的值需要大量的时间来不停的摆工具面滑动，只有把动态数据与随钻测量得到的数据进行有机结合，及时处理变化率，才能选择更佳的钻入轨迹。

4 随钻测量技术的需求分析

根据随钻测量技术的优点，可以分析其市场主要有以下几个方面：

1）海上钻井

海上钻井费用大，时间紧，且海上平台打得多是斜井和水平井，海上钻井使用随钻测量的已占到95%以上；

2）定向水平井

由于定向水平井要求更精确的井眼轨迹，需要随钻测量；

3）欠平衡井 由于欠平衡钻井，风险加大，需要检测井下压力。

随钻测量技术应用有以下几个优势：

1）安全

井下传感器采集相关信息后传到地面，工程师可以根据所得到的信息，及时做出判断，采取相应得措施，保证施工的安全；

2）精确钻井

可以根据信息，判断油水界面，地层岩性，近而可以实现钻头在最佳方向、位置钻进；

3）地层评价

有些特殊井况实现电缆测量比较困难，可以利用LWD所获得的信息实现地层评价。

5 今后主要研究方向

电磁随钻传输技术是随钻技术的一个重要瓶颈，是急需解决和突破的难题，特别是对于定向探管、司钻信息显示、地面系统和钻井深度、方向的精确性反馈技术等等；随钻测量和地质导向工具（如测量钻头的方位，地层评价与预测软件，井下传输设备研发等都是需要今后不断研究考虑的问题）。采用随钻测量方式，要充分利用测量施工技术参数，保证更准确的数据等。

随钻测量技术涉及的专业比较多，我国当前的随钻技术研究与应用还有一定的差距，在国内MWD仪器已有部分的面市，不过还有很大有待改进的地方，但我国的LWD仪器几乎全部依赖进口，并且还有所为“技术保密”的封锁，一般最高只能卖到具有方位、自然伽马、电阻率和钻铤振动等几个基本参数测量功能的产品。

随钻测量技术应用主要包括以下几个方面：

1）避免中途及完井电测，节约投资，提高施工效率；

2）分辨薄油气层，有效开发地下油气资源。判断地层变化，预测轨迹在油层中行进的情况；

3）分辨地层，确定地层岩性，砂泥岩含量评价；

4）分辨油气水以及油/气，油/水界面；

5）预测高压地层，实现无风险钻井；

6）缩短钻井周期，减少油气的浸泡时间，减少拥油层污染。

6 结论

随钻测量技术的出现，使得钻井技术参数得到了更加直接和便捷的获取渠道，使钻井的精确性和方向性、科学性更加完善，为钻井及地层评价提供了有效的数据支持，但只有把随钻测量所得到的数据与现场情况实现有机结合，充分考虑到可能发生的事件，才能更加科学地得到合理应用，并且，随钻测量的地面处理部分要不断增加系统性，集处理与分析于一体，并具有钻井轨道设计、地层评价，导向决策等功能，使钻井的效果更加理想。

[1]李克向 随钻测量压力数据能提高钻井效能[J].钻采工艺，2003(1).

[2]我国电磁随钻测量技术研究进展[J].石油钻采工艺，2008(5).