矿用随钻动态方位伽马仪器的研制与应用

顺煤层瓦斯抽采钻孔是目前最直接最有效的瓦斯治理方法,自然伽马作为含煤地层识别常用的判识依据,可以根据地层放射性判断钻孔轨迹是否在目标层中。但现有的矿用伽马测井仪器只能进行滑动钻进测量,不适用于复合钻进及旋转导向钻进,无法满足伽马动态连续测量的工况。针对以上问题,在分析了煤矿井下随钻测量工况特点和伽马测井原理的基础上,通过低压直流载波双向通信技术进行孔底多扇区方位伽马数据的实时传输;采用屏蔽开窗的结构设计,实现单伽马晶体的8扇区分区测量;基于三轴MEMS加速度传感器和三轴MEMS陀螺仪不同的频率特性,采用互补滤波的动态测量方法,克服了回转钻进过程中振动和旋转对工具面向角测量的影响。通过地面性能测试和井下的工业性试验,验证了仪器在不同放射性地层分界面能正确反映出地层放射性变化规律。试验结果表明,仪器可以满足复合回转定向钻进时的地质导向测量要求,为煤矿井下顺煤层定向钻进提供了技术保障。      

矿用电磁波随钻方位伽马测井系统的研究与实现

煤矿井下定向钻进是在螺杆马达和随钻测斜仪的配合下,按照预先设计轨迹进行钻进,不能根据实际的地层情况进行实时调整钻孔轨迹。矿用随钻方位伽马测井仪可实时测量地层放射性,实时依据地层放射性的变化判断钻孔轨迹是否在目的层中,为实时调整钻孔轨迹提供依据。从矿用电磁波随钻方位伽马测井系统（安标名称为YSDGC）的基本原理、关键技术设计、研制、试验设计等几个方面论述了该系统的研究与实现。该系统在煤矿井下的实际应用显示,系统在地层分界面处具有很好的方位伽马方位特性,为煤矿井下定向钻进根据地质情况调整钻进轨迹提供了依据。     

煤层水平井中随钻电磁波仪器影响因素分析及电阻率模拟计算

为掌握煤层水平井中随钻电磁波仪器探测影响因素,通过有限元数值模拟研究顶底板围岩电阻率、仪器偏心、煤层井眼垮塌和煤层厚度等因素对电阻率测量值的影响,分析高阻煤岩地层条件下幅度比和相位差计算的电阻率响应规律。在此基础上,建立三层地质数学模型,模拟不同发射频率情况下随钻电磁波仪器钻进煤层时,幅度比和相位差电阻率计算解析解和数值解的差异,以及煤层相对介电常数对幅度比和相位差计算的影响。模拟结果表明:幅度比和相位差计算的电阻率解析解和数值解符合度很高,但当电阻率大于100 Ω·m时,幅度比电阻率已经不能反映煤层的真实电阻率,所以在实际处理解释过程中用相位差电阻率要好些;高阻煤层不同发射频率情况下,电阻率数据主要对煤层电阻率敏感,对介电常数不敏感,只有在超高频时,介电常数才会对电磁波传播造成较大影响。      

水平井随钻电磁波响应特征分析及应用实例

随着致密油气非常规油气的大规模勘探开发,水平井数量增长较快,但仪器的响应方式与直井存在较大差别,尤其是电阻率,因此必须弄清楚水平井中随钻电阻率仪器的响应规律才能较好地进行水平井资料解释。通过数值模拟分析,系统模拟了随钻电阻率受层界面、围岩、各向异性以及相对井斜角变化的响应特征,总结了水平井中随钻电阻率的响应规律。结果表明,随钻电阻率受围岩层厚及各向异性影响最为严重,频率越高,各向异性和围岩影响越大。根据这些特征结合实际资料,依托交互式正反演技术,精细确定井眼轨迹与地层空间关系,从而对射孔试采方案的设计进行指导。     

随钻判断煤层气方法探讨

结合石油录井技术，阐述了利用岩性组合特征及气测异常预测煤层位置、利用工程参数卡准煤层位置的技术方法。在此基础上探讨了运用常规技术进行地质导向方法和现场计算煤层气量方法。文中还介绍了现场钻遇煤岩的基本特征和现场判断煤层气气层厚度的方法。     

水平井中随钻电阻率实时确定地层界面方法

实时确定地层界面是水平井地质导向钻井中的重要问题之一。考虑到泥浆电阻率、井眼在一定范围内对随钻电磁波影响较小,把三维地层模型简化为一维地层模型,大大减少了正演计算量。利用马奎特方法对其进行了实时反演计算,获得了仪器与地层界面之间的距离。实验表明,所确定的地层界面位置与实际相吻合,能够控制仪器的运行轨迹,使井眼保持在期望的地层内,有效提高了水平井的随钻地质导向能力。     

基于直接数字合成技术的随钻电阻率测井仪器的设计与实现

介绍直接数字频率合成技术的基本原理,提出了应用直接数字频率合成芯片设计随钻电阻率测井仪器混频电路的硬件实现,通过Pspice仿真分析,证明了该系统实现简单,控制精度高。     

区域地质探井的随钻地层对比及预测方法研究

提出以地震剖面控制地层对比的总体框架 ;以附近的野外露头剖面控制层组划分 ,利用野外剖面的岩性组合特征来进行地层层序对比 ;未钻井前在野外剖面上寻找可能的特征标志层 ,与钻井剖面进行细致的地层对比 ,确定标志层后再进行层组划分及小段对比的地层对比方法。即地震控制大框架 ,组合层序控制大套层位 ,标志层控制层组及小层的对比方法。较好地解决了区域探井或参数井地层的划分和层位的预测。     

LFMCW随钻雷达信号模拟分析

线性调频连续波信号是随钻雷达常采用的信号形式。从理论上分析了线性调频连续波随钻雷达的工作原理及实现方法;利用快速傅立叶变换(FFT)处理技术对线性调频连续波随钻雷达的回波信号进行了信息提取。仿真结果验证了理论分析的正确性和实现方法的可行性。     

随钻中子孔隙度测井响应特性数值模拟

随钻中子孔隙度测井在随钻地层评价中发挥重要作用, 对其响应特性研究具有重要意义.利用蒙特卡罗方法建立随钻条件下地层模型, 模拟研究随钻中子孔隙度测井响应特性.模拟结果表明: 随钻和电缆测井相同条件下中子孔隙度响应变化趋势相同, 随钻中子孔隙度曲线反映孔隙度灵敏程度高于电缆测井, 但其测井响应受钻铤影响较大; 探测深度与地层孔隙度有关, 文中条件下探测深度和纵向分辨率分别为28 cm和19 cm; 在水平井和大斜度井中, 测量方位对中子孔隙度曲线影响较大; 相对倾角α越小, 中子孔隙度曲线过渡区域中点越接近地层界面; α小于60°时, 中子孔隙度曲线受围岩影响可忽略.      

电磁随钻测量技术及其在固体矿床勘探中应用的可行性分析

电磁随钻测量（简称EM-MWD）是现代石油钻井中的一项新技术,在国内各大油田的定向钻井中正在推广应用,但使用过程中仍存在石油地层电阻率低,电磁波信号衰减严重、测量深度受限等问题。据此特点,提出了研究设计小直径化EM-MWD系统,将其用于地层电阻率高,钻深浅的固体矿床钻探的设想,以便扬长避短,为电磁随钻测量开辟新的应用领域。分析了电磁随钻测量技术应用于固体矿床勘探的技术要求及可行性,提出了进一步研究工作的建议。     

中国大陆科学深钻井下参数随钻记录与回放系统

阐述了中国大陆科学深钻工程中实现井内井斜角、压力、温度等参数测试的重要意义;结合大陆科学深钻预研究项目的各项指标要求,对井下仪器设计的技术难点进行了分析,确定了该测试系统的总体设计思路.在大陆科学深钻现场的试验表明,随钻测量系统能满足井下高温、高压和强振动等恶劣工作环境下的高精度测试,获取了钻井轨迹的连续参数.与国外相关仪器对比结果表明,不仅检测结果正确、精度高,而且还具有起钻和下钻过程中的双重测试效果,另外该仪器在测试井斜的同时,还可监视泥浆温度、压力的变化,由于实现了随钻检测,因而无需为测斜而停钻,大大减少了辅助作业时间和钻井费用.     

φ175 mm电磁随钻测量系统的研制及试验研究

在深孔、定向孔钻进过程中,对钻孔轨迹的控制十分重要。电磁随钻测量系统能够监测钻孔状态参数并通过无线电磁波实时传输至地面,具有信号传输速率高、不受钻井液影响等优势。详细阐述了一种自主研发的电磁随钻测量系统及试验情况,试验最大孔深为609 m,此时地面接收信号高达200 mV。试验研究表明：该系统性能可靠,完全能够满足随钻测量近钻头处钻孔状态及环空压力、温度等参数的需求。     

试解页岩气储层随钻评价关键参数

基于致密砂岩、碳酸盐岩油气层录井随钻评价方法,以及最新页岩气录井研究成果,给出了页岩气储层随钻评价关键参数的测量方法与评价标准、解释交会图,并结合在中上扬子地台川东褶皱带石柱复向斜钻探成功的J111井实钻资料进行了分析和探讨,为大家进行页岩气、致密砂岩气、致密碳酸盐岩气解释研究提供了有益的参考。     

试论欠平衡钻井中应用电磁波随钻测量技术的若干问题

在简介欠平衡钻井技术应用现状的基础上,论述了电磁波随钻测量技术(EM-MWD)的特点及其在欠平衡钻井中的适应性,认为把电磁波随钻测量系统用于欠平衡钻井中还需解决诸如加大井下信号频率的可调范围、井下仪器电源问题、接收信号的灵敏度、地面接收系统的抗干扰性、增加钻井测量参数等关键技术.     

高密度电法在石材矿探测中的应用

针对石材矿勘探和开发中存在的矿体边界确定、石材完整性判别等实际难题,首次将高密度电法技术引入到石材矿探测中,在新疆哈密黄山南黑冰花型石材矿开展了探测研究。通过改造测线布置方法、优选装置,获取了高分辨率的测量数据;进行二维反演和三维电阻率成像反演,实现了三维电阻率数据体在三维可视化环境下的交互式显示和操作;结合地质资料,完成了对石材矿的探测解释及评价。结果表明:高密度电法能清晰地刻画出具有高电阻率特征的石材矿矿体三维空间形态,对影响石材矿质量的风化层、裂隙构造等不利因素有较强的识别能力。     

定向钻进技术的发展与应用

定向钻进技术已有近百年的历史,随着的资源钻采井孔深度的不断增加,近几年该技术发展很快。讨论定向钻进技术包括基本内涵与最新拓展,对于更好的理解与推广应用这项技术具有重要意义。论文讨论了定向钻进的定义,概述了钻孔设计、测斜技术、测斜数据计算、测斜数据传输,特别是纠斜新技术的发展如自动垂直与自动导向钻进新技术等。简要介绍了目前定向钻进技术的应用领域与钻孔类型。提出了适用于深部地质钻探的定向钻进全孔轨迹主动控制的概念与实施措施。     

高密度电法在宝兴县草坪鞋石膏矿勘查中的应用

通过对四川宝兴县草坪鞋石膏矿区开展高密度电法工作,经采对数据的处理及地质解释,发现了石膏工业矿层及分布状态,取得了较好的地质效果。     

电阻率测深法在云南省玉溪市抗旱找水定井中的应用

介绍了在云南玉溪抗旱找水定井的工作实例,在地质、水文地质调查工作的基础上,采用电阻率测深法在重点地段开展工作,在充分分析、研究含水层电性特征的基础上,对实测电阻率测深曲线进行对比解释,最后确定井位,通过所施工钻孔验证了物探推断成果符合实际,并且单井涌水量均大大超出当地所需水量,取得了良好的水文地质效果,得到了当地政府及群众的一致好评。同时,也为在高原地区基岩及“红层”找水积累了一定经验。