1996年随钻测井和地层评价的新进展

１９９６年的新进展包括改进的电缆测井，多用途随钻测井，取芯和岩心分析新技术以及有效地的训练和学习方法，在地层评价，特别是随钻数据采集方面的最新进展是成本降低，操作高效，同时，地层数据质量提高，数量增多，在电缆测井方面，有短小又便宜的组合测井仪；增加了核磁测井，新型多频道阵列感应电阻测率测井仪，高分辨率方位测向侧井仪；改进的套管电阻率测井仪，新型套管井密度测井仪，高分辨率管脉冲中了孔隙率测井，增强井     

随钻测井技术的发展

随钻测井是在钻开地层的同时实时测量地层信息的一种测井技术。随钻测井自1989年成功投入商业应用以来，得到了快速的发展。本文主要介绍了电阻率测井中的补偿双电阻率测井仪(CDR)、钻头电阻率仪(RAB)、放射性测井中的补偿密度中子仪(CDN)、方位密度中子仪(AND)、声波测井中的新型声波测井仪(ISONIC)和偶极声波测井仪(BATLWD)及核磁共振测井仪(MRIL-WD)等几种目前世界上较新且应用广泛的随钻测井仪器的结构、测量原理及应用。结合电缆测井，对随钻测井的优点进行了总结。通过对随钻测井发展趋势的分析，得出了随钻测井技术应用会越来越广，但不会替代电缆测井技术的结论。     

钻孔随钻三维轨迹测量技术研究

煤矿井下钻孔施工中,在缺少控制钻孔轨迹偏移测量技术的情况下,施工钻孔轨迹与钻孔设计轨迹偏差较大,无法满足煤矿瓦斯抽采的设计需求。阐述了随钻钻孔三维轨迹测量技术,目的是通过对随钻三维轨迹测量技术的研究,精确控制瓦斯钻孔轨迹,解决瓦斯突出煤层快速掘进及安全高效回采问题。钻孔随钻三维轨迹测量技术是通过对钻机开孔角度和钻孔轨迹的精确测量,使用三维轨迹成图方法显示。通过大量的数据采集与施工验证证明,该方法成为预抽钻孔煤层保安全、促生产过程中的重要环节,避免了钻孔设计及施工的盲目性,提高了抽采钻孔的利用率及施工速度。     

随钻测井中岩性识别方法的对比及应用

岩性识别是对地层认识及储层参数求解的基础,受沉积环境复杂性和非均质性影响,传统岩性识别方法已不能满足实际生产需要。针对传统识别方法容错能力差、自动化程度低和解释精度低的问题,通过应用神经网络自主学习预测分析手段,对比分析当下几种流行的岩性识别方法,选出更为适合现场实用的方法应用到随钻测井系统中。经研究发现,在预测方法及测井曲线相同的情况下,获得标准层段训练样本越多,准确率越高。通过对比得出结果：PNN概率神经网络方法在生产应用中效果更佳、识别准确率高、训练识别用时最短,在获取较少测井资料信息时,仍能保持较高的识别水平。     

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.      

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。     

PNN在煤田随钻测井岩性判识应用研究

介绍了PNN方法原理及其算法训练学习过程,详细阐述了网络识别岩性参数的选取、岩性识别模型的建立过程.通过对比研究PNN与其他6种岩性识别方法,分析相同条件下预测结果,得到不同识别方法的优劣性.经研究发现,PNN概率神经网络方法在生产应用中效果更佳、训练识别用时最短.利用人工智能神经网络对测井数据进行自动解释分析,可满足随钻测井时效性及快速解释处理的地质导向需求.     

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。     

基于随机树嵌入的随钻测井岩性识别方法

岩性识别是储层评价中的一项重要工作。随着机器学习方法的不断发展,岩性的智能识别也成为热门研究方向。随钻测井技术目前已经得到了广泛的应用,但是受限于高温高压的钻井作业条件,随钻测井仪器只能测得少量测井参数。由于随钻测井参数较少,直接输入机器学习模型无法充分挖掘其中的信息。对此,本文将随机树嵌入引入随钻测井资料的岩性识别。该方法将低维随钻测井数据通过二叉树编码并转化为高维稀疏特征,利用升维后的数据进行训练从而提升机器学习模型的判别能力。对比实验结果表明,使用随机树嵌入的随机森林方法具有最佳的识别效果,准确率和F₁值较直接使用随机森林分别提升了3.16%和3.25%,且优于梯度提升树、极随机树和粒子群优化支持向量机算法。     

基于钻孔形态分析的地应力测量方法研究

地应力作用下的钻孔孔壁会发生一定程度的变形,导致钻孔横截面形状会发生变化,变形后的钻孔几何形态也反映了钻孔受力状态。在经典岩石力学理论的基础上,研究钻孔在平面二维应力作用下的几何形态,建立应力与变形后圆孔几何参数的关系,实现基于钻孔椭圆参数的应力解算,并提出钻孔椭圆参数的测量方法和测量技术,形成一种新的基于钻孔形态分析的地应力测量方法。结果表明,（1）在平面二维应力作用下圆孔变形后的几何形态为椭圆,推导了椭圆参数与应力的关系表达式;（2）利用3个不同方向的孔径值可以实现椭圆参数的解算,研发触头式显微光学孔径测量技术,实现了钻孔形态的测量,从原理上分析了技术实现的可行性,并就该技术进行地应力测量过程中可能存在的问题进行了探讨;（3）通过室内模拟试验,验证了技术原理的可行性,并通过误差分析和实例计算对该方法测量结果的准确性进行了讨论。     

各向异性岩石钻进用钻头和孔底装置的分析研究与探讨

钻探工程中可以遇到各种岩石。按物理力学性质来说,岩石可是均质（各向同性）和非均质（各向异性）的。多数情况下,在深孔钻进时,岩石可能受地质条件的影响,是各向异性的。各向异性岩石的特点之一是,不同受力方向上的强度不同,因此钻孔容易弯曲,直接影响钻探效率和质量。俄罗斯科研人员对各向异性岩石中钻进时使用的钻头和孔底装置进行了大量研究,取得了较好的效果,值得我们参考。     

地—井TEM典型特征分析与异常解释——以新疆白石泉铜镍矿zk506孔为例

地-井TEM法（瞬变电磁法）是一种寻找深部隐伏良导体的有效方法。以新疆白石泉铜镍矿区zk506孔三分量井中瞬变电磁测量为例,结合钻孔已知信息,通过分析曲线特征,从上至下共划定了3个异常,并推测第2个异常为主要异常,确定其方位为东南,同时根据z分量响应在晚期还有较强的幅值,判断异常在东南方向上具有相对长的延展,最后通过与zk506孔以及后期施工的zk507、zk508孔的地质编录对比,验证了地-井TEM解译推断,修正了之前zk506孔单孔编录的地质认识,证明了井中瞬变电磁法在良导硫化物矿勘探中的有效性和重要性。     

高速泥浆脉冲传输技术在随钻测井系统的应用研究

中海油服自主研发的Drilog?随钻测井系统由MWD系统、DSM参数仪,以及ACPR电阻率伽马组成,该系统已成功作业上百井次。为提高机械钻速ROP,挂接更多高端成像仪器,中海油服自主研发了HSVP?高速泥浆脉冲遥传系统,包括井下仪器及地面解码系统,经过水循环测试及实钻测试,可实现12 bps实时解码。在油气田勘探开发中,高速泥浆脉冲器可提高井地传输效率,有助于及时调整井眼轨迹,对提高油气田单井产量,提高采收率发挥重要作用。文章介绍了高速泥浆脉冲器在山西页岩气田某井81/2 in井段的使用过程,根据MWD系统上传数据,分析轨迹控制、动态轨迹测量、随钻测井质量等效果。结果显示HSVP?系统的钻进效率高,上传速率快,定向及时准确,证明了系统在钻进过程中测井质量优良,为系统的扩大使用积累了作业经验。     

地面磁测和井中磁测在芦草滩磁铁矿勘查中的应用

通过地质普查工作,推断芦草滩矿区深部有较多盲矿体存在,有必要开展进一步的勘查找矿工作.利用 1:1万地面高精度磁测工作圈定磁异常、推断划分地质构造,对磁异常进行解释和研究,发现了隐伏磁铁矿.采用2.5D人机交互拟合对磁测剖面进行反演,进一步推断在深部存在隐伏磁性矿体.利用井中磁测预测井下、井旁盲矿体,有效指导了钻探工作.实践证明,地面磁测和井中磁测的有机结合,在芦草滩磁铁矿勘查中取得了显著的找矿效果.     

钻孔雷达在高放废物处置库场址评价中的应用--以北山1号孔为例

在甘肃北山1号孔中使用钻孔雷达系统进行“单孔反射法”测量,首次获得深达500 m的钻孔雷达数据。采用频率100 MHz的天线在该孔中探测到22个岩石裂隙面,侧向探测半径达20m。北山1号孔钻孔雷达测试的实践表明:钻孔雷达测量是了解岩体内部裂隙延伸和岩体完整性的有效手段,对高放废物处置库场址评价有重要意义。     

大口径工程井井身结构和成孔方法探讨

近年来,国家对矿井安全、职工健康、环境保护等方面越来越高度重视,大口径工程井已广泛应用于矿山企业瓦斯抽排、注浆堵水、输氮灭火、送冰降温、排水通风、抢险救援等领域。大口径工程井直径一般在?500~1500 mm、深度1000 m以浅。科学选择和设计井身结构和成孔方法,能最大限度地降低施工成本,提高钻进效率和钻孔的安全程度。     

底板梳状长钻孔替代穿层钻孔瓦斯抽采技术可行性

底板岩巷穿层钻孔抽采技术和本煤层定向长钻孔抽采技术是目前高瓦斯和突出矿井回采工作面最为主要的瓦斯治理措施。晋城矿区赵庄矿煤层具松软低透气性特点,主要采用岩巷穿层钻孔消突为主,本煤层顺层钻孔消突为辅的瓦斯治理方法。但底板岩巷穿层钻孔存在工程量大、施工周期长及成本高等缺点,本煤层钻孔存在钻孔抽采不均匀、钻孔覆盖密度不足等技术缺陷。为对比考察底板梳状长钻孔与底板岩巷穿层钻孔的抽采效果,在赵庄矿1307采面开展了2种瓦斯治理方法。结果表明：抽采条件和抽采范围相同条件下,5个底板梳状长钻孔的瓦斯抽采总量占到底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽采总量的75.4%,而底板梳状长钻孔的经济投入仅占底板岩巷穿层钻孔经济投入的29.2%。由此得出,研究区梳状长钻孔替代穿层钻孔的瓦斯抽采技术是可行的。该研究为底板梳状长钻孔替代底板岩巷的技术可行性提供了实践参考,为松软低透的高瓦斯和突出矿井的瓦斯治理提供了更为经济可行的治理方案。     

井中与钻孔岩芯磁化率测量效果的对比分析

为了解岩(矿)石磁化率测定法(磁化率仪)在反映钻孔中岩层磁性变化规律方面的效果,对同一钻孔分别运用岩(矿)石磁化率测定法和井中磁化率测量法进行了对比分析研究。结果表明,岩(矿)石磁化率仪测定法具有成本低、速度快、灵敏度高等特点,可以作为井中磁化率测量的一部分,起到井中磁化率测量在准确确定矿层厚度、位置、矿层品位等方面的作用,避免测井设备的笨重所带来的麻烦,特别是能够弥补井中磁化率测量在有套管存在井段的严重数据不足之缺陷。