随钻测量技术

随钻测量（Measurement While Drilling）简称MWD，是定向钻进中一种先进的技术手段，可以不间断定向钻进而测量近钻头孔底某些信息，并将信息即刻传送到地表的过程。随着技术的进步，现代随钻测量已发展为随钻测井（Logging While Drilling），简称LWD，不仅可以监控定向钻进，还可以进行综合测井，获取信息的种类有：

（1）定向数据(井斜角，方位角，工具面角)；

（2）地层特性(伽马射线，电阻率测井记录)；

（3）钻井参数(井底钻压，扭矩，每分钟转数)。

传感器是装在作为下部钻具组合整体的一部分的特殊井下仪器中。井下仪器中还有一个发射器，通过某种遥测信道将信号发送到地面。目前使用的最普通的遥测信道是钻柱内的钻井液柱。信号在地面上被检测到后，经过译码和处理，就按方便和可用的方式提供所需的信息。图7-1示出了MWD系统的主要部分。MWD的最大优点是它使司钻和地质工作者实时地“看”到井下正在发生的情况，从井底测量参数到地面接收到数据只延误几分钟，所以可以改善决策过程。

尽管MWD的概念不是新的，但只是在近几年钻井技术的进步才使之成为现实。30年代出现的电测技术对鉴别和评价地层起了很大作用。但是，它的主要缺点是必须在起出钻柱后才能使用电缆下井。等到实际测井时，由于钻井液浸入的影响，妨碍了地层真实特性的测量。当钻头钻穿不同地层时，由于没有确定的方法辨别出岩性的变化，—些重要的层位可能没有检测到。有时，后来的电测显示出错过了油层段顶部的取心点，或是钻头钻得过深钻到了产油层下部的水层中。钻井液测井和监测钻速虽可指供一些井底情况，但由于要等到岩屑循环到地面的时间延误使这一过程效率太低。所以，需要一种能够在钻井时瞬时而连续地监测地层的系统。对这一系统有如下要求：

(1)坚固可靠的传感器，可在钻进动态条件下在钻头处或钻头附近测量需要的数据；

(2)将资料传送到地面的方法简单有效；

(3)可以方便地在任何钻机上安装并操作的系统，对正常钻进作业影响不大；

(4)成本合理，并能给作业者带来效益。

为开发满足这些要求的系统，人们作过多次尝试。主要问题是井下和地面之间的遥测传输系统。从1930年到1960年，人们研究了4种不同的遥测系统：

(1)电传导(硬导线系统)

(2)电磁发射；

(3)地震(声)波；

(4)钻井液压力脉冲。

直到1960年，这些遥测系统的研究主要是为了随钻测井。定向井的日益增加，特别是花费高昂的近海地区，刺激了人们去开发既能处理定向测量数据又能处理地层评价数据的随钻测量系统。由于在海上平台中利用传统测量工具费用很高，人们不久就认识到使用定向随钻测量仪器更具有商业潜力。起初的MWD系统就只提供定向数据，紧接着就有了可以附加测量钻井参数和地层数据的另外—些工具。尽管有关其它3种遥测方法的研究还在继续着，但迄今为止却只有这些依靠钻井液压力脉冲的MWD系统在技术上和经济上是成熟的。

自1979年以来，MWD系统有了很多的改进，可以提供更多的传感器和更高的可靠性。随着更多的MWD公司进入市场，可利用的工具种类越来越多，竞争也使价格不断降低。在国外一些地区，使用MWD已成为定向钻进的准标工艺。在其它应用中MWD的使用也带来了效益，尤其是测井。在多种传感器工具的发展中，为了提供实时数据，人们已认识到数据传输率(井底数据送到地面上的速度)也须改进。

上述4种遥测通道在习惯上一般分为两大类，电传导硬导线属于有线随钻MWD系统，电磁波法、地震(声)波、钻井液压力脉冲传输属于无线随钻MWD系统。