GW-LWD(BWR) 随钻测井系统 - CNPC...2.3 电磁波电阻率测井仪器...
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GW-LWD(BWR) 随钻测井系统 中国石油天然气集团公司 科技管理部 2015 年
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G W- LW D ( B W R ) 随钻测井系统
中国石油天然气集团公司 科技管理部
2015 年
中国石油
GW-LWD(BWR) 随钻测井系统，精确追踪油层的方向盘！
目 录
1 简 介 3
2 特色技术 6
3 应用案例 11
4 科研装备 13
5 资质标准 14
6 专家团队 17
7 售后服务 19
中国石油天然气集团公司（简称“中国石
油集团”，英文缩写：CNPC）是根据国务院机
构改革方案，于 1998 年 7 月在原中国石油天然
气总公司的基础上组建的特大型石油石化企业
集团，系国家授权投资的机构和国家控股公司，
是实行上下游、内外贸、产销一体化、按照现
代企业制度运作，跨地区、跨行业、跨国经营
的综合性石油公司，主要业务包括油气业务、
石油工程技术服务、石油工程建设、石油装备
制造、金融服务、新能源开发等。中国石油天
然气集团公司 2014 年国内生产原油 1.1367 亿
吨，生产天然气 954.6 亿立方米，加工原油
1.502 亿吨，全年实现营业收入 2.73 万亿元，
实现利润 1734 亿元。
2014 年，中国石油在美国《石油情报周刊》
世界 50 家大石油公司综合排名中位居第 3 位，
在《财富》杂志全球 500 家大公司排名中位居
第 4位。
中国石油天然气集团公司履行资源、市场
和国际化战略，坚持“主营业务战略驱动，发
展目标导向，顶层设计”科技发展理念和“自
主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”的
指导方针，以国家科技重大专项为龙头、公司
重大科技专项为核心、重大现场试验为抓手、
重大装备、软件、产品、标准为载体，持续推
进科技进步，提升科技创新能力，取得一大批
具有自主知识产权的先进实用技术。
GW-LWD(BWR) 随钻测井系统就是具有代
表性的重大创新成果之一。
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1简 介
GW-LWD(BWR) 随钻测井系统集随钻信息测量、传输于一体，通过在钻井过程中对井下地质
参数与工程参数进行实时监测，为随时调整钻进方向、保持油层高钻遇率提供依据。它广泛应用
于水平井、大位移井等复杂结构井的地质导向和地层评价，大幅度提高钻井成功率、单井产量及
采收率，大大降低油田开发与生产成本，实现油田的高效开发。
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简 介
GW-LWD(BWR) 随钻测井系统，英文全称
Great Wall - Logging While Drilling (Broadband
Wave Resistivity)，具有φ120、φ172 和φ203
三种尺寸型号。系统能在 150℃、140MPa 的高
温高压环境下工作，实时测量 3个工程参数（井
斜、方位、工具面）和 3 个地质参数（地层深
浅电阻率、地层自然伽马）。中国石油集团具有
自主知识产权，拥有国家实用新型专利 7 件、
发明专利 1 件，是中国自主设计和制造的首套
随钻电磁波电阻率测井仪器，达到国际同类仪
器先进水平。
GW-LED(BWR)随钻测井系统
地面软件硬件平台
正脉冲随钻测量系统(MWD)
自然伽马测井仪
电磁波电阻率测井仪（BWR）伸缩连接器
井下存储器
驱动器
整流器
定向测量仪
井下涡轮发电机
脉冲发生器
地面数据采集及井深系统
地面数据处理器及系统软件
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◆◆◆6 大关键技术
Ø 精确的电磁波电阻率计算图版建模
——实现电磁波电阻率更宽的测量范围；
Ø 完善的电磁波电阻率测井仪刻度系统
——保证电阻率测量数据的真实性与可靠性；
Ø 独创高速稳定的 FS33 网络通讯协议
——实现了仪器的可扩展性；
Ø 先进的泥浆脉冲编码以及解码技术
——可实现在恶劣环境下的信号传输；
Ø 完整的数据处理算法
—— 能够在开泵状态下进行定向参数的精确
测量；
Ø 大功率发电机与高性能正脉冲系统
—— 满足后续仪器挂接供电，实现大数据量
信息上传。
◆◆◆3 项创新技术
Ø 自适应发射功率调整技术
—— 增大接收信号动态范围，提高测量
信噪比；
Ø 脉冲信号解码时间摄动技术
——提高高噪音环境下的解码率；
Ø 人机交互式智能解码技术
—— 避免二次开泵，节省作业时间。
◆◆◆3 项技术指标优于国际同类仪器
Ø 电阻率测井仪探测深度；
Ø 系统数据传输速率和存储量；
Ø 泥浆脉冲信号解码能力。
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G W - L W D ( B W R ) 随 钻 测 井 系 统
地面处理器信号电缆
压力传感器
钩载传感器
司钻显示器
绞车传感器
地面软件
井下仪器设置
自然伽马测井仪 电磁波电阻率测井仪 定向测量仪 井下发电机 脉冲发生器
2特色技术
GW-LWD(BWR) 随钻测井系统主要由地面软硬件平台、正脉冲随钻测量系统（MWD）、电磁
波电阻率测井仪与自然伽马测井仪四部分构成。
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2.1 地面软硬件平台
地面软硬件平台包括地面数据处理器、传感
器、信号传输电缆及地面软件系统等。地面系统
对井下泥浆脉冲信号、井深信号通过传感器进行
采集，通过 CAN 总线传到 PC 机由地面软件进行解
码和处理，并将井下信息实时显示和记录。
系统硬件具有可靠性高、防水、防爆等特点，
数字处理器具有独立系统软件，能够实现与司钻
显示器间的远程高速通讯。
2.2 正脉冲随钻测量系统（MWD）
正脉冲随钻测量系统（MWD）主要由正脉冲发生器、井下涡轮发电机、定向测量仪（井下中
央处理器）几部分构成，配套有驱动控制器、整流器和井下存储器等相关短节。它能够提供包括
井斜、方位、工具面等定向测量及辅助参数；能够同其他测量模块通讯，接收和储存其它测量数据；
实现脉冲信号编码（脉宽可调）及控制脉冲器发生信号。
GW-LWD（BWR）设计并采用了大功率井下
涡轮发电机，开发了基于排量调节的控制信号下
传技术，使正脉冲系统具有抗干扰能力强、工作
稳定可靠的特点，并能实现开泵状态下定向参数
的精确测量。
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G W - L W D ( B W R ) 随 钻 测 井 系 统
特色技术
2.3 电磁波电阻率测井仪器
GW-LWD（BWR）随钻电磁波电阻率测井仪采用四发双收六天线模式，利用电磁波在地层中
传播时，不同地层对电磁波的吸收差异，通过交替发射 2MHz 和 500kHz 的正弦电磁波，分别测量
两个接收线圈的幅度比和相位差并进一步转化得到地层的电阻率信息。它能在高温、高压、振动
和冲击等复杂的钻井环境中实现电磁信号的检测，并通过多频、多线圈信号采集、处理，消除各
种可能的干扰。
系统设计了井下双 64M 存储系统，在井下存储 32 个测量参数，提供 8 条不同探测深度的电
磁波电阻率测井曲线，并实时提供深浅电阻率测井曲线，可连续测量 300 小时 , 最大有效探测深
度达到 2.2m。
仪器天线结构
2.4 自然伽马测井仪器
随钻地层自然伽马测量井下工具，能够与 MWD 和其他测量模块连接通讯，提供地层自然伽
马测量数据。
GW-LWD（BWR）集成了高精度伽马射线检测传感器，并设计了与其相匹配的伽马接口电路、
独立高压电源和自适应滤波器，实现伽马精确测量。
伽马传感器
光电倍增管
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2.5 GW-随钻测井系统 (BWR) 技术指标
通用技术条件
含砂量 不高于 1%
钻井液类型 不限制
钻井泵 双缸或三缸泵
振动 加速度 196m/s2 ( 扫频范围 20 ～ 200)Hz
冲击 加速度 455m/s2（半正弦波形）
工具面更新时间 11、24 或许 35s
全测量时间 55s
通用技术指标
仪器外径 203mm 172mm 120mm
仪器总长 13.40m 13.48m 12.33m
井眼尺寸 311mm 215.9mm/ 241.3mm 149mm/172mm
连接扣型 630×630 410×411 311×310
全角变化率定向：8.2°/30m旋转：8.2°/30m
定向：16°/30m旋转：9°/30m
定向：30°/30m旋转：12°/30m
最高温度 150℃ 150℃ 150℃
最高压力 140MPa 140MPa 140MPa
排量 32L/s ～ 72L/s 28L/s ～ 46L/s 11 ～ 22 L/s
脉冲器类型 正脉冲 正脉冲 正脉冲
定向测量仪技术指标
测量精度 测量范围
井斜角 ±0.1° 0 ～ 180°
方位角 ±0.25° 0 ～ 360°
工具面 ±0.5° 0 ～ 360°
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G W - L W D ( B W R ) 随 钻 测 井 系 统
自然伽马测井仪技术指标
测量范围 0～ 500API
实时传输 是
井下存储 是
精度 ±3% 满量程
垂直分辨率 6英寸（153mm）
电磁波电阻率测井仪技术指标
频率 测量方法 源距 测量范围 精度
2MHz
相位
长 0.1 ～ 2,000 Ω·m±1% [0.1 ～ 50 Ω·m ]
±0.1mmho/m [above 50 Ω·m ]
短 0.1 ～ 2,000 Ω·m±1% [0.1 ～ 50 Ω·m ]
±0.1mmho/m [above 50 Ω·m ]
幅度
长 0.1 ～ 500 Ω·m±2% [0.1 ～ 25 Ω·m ]
±0.8mmho/m [above 25 Ω·m ]
短 0.1 ～ 300 Ω·m±2% [0.1 ～ 25 Ω·m ]
±1mmho/m [above 25 Ω·m ]
500kHz
相位
长 0.1 ～ 1,000 Ω·m±1% [0.1 ～ 25 Ω·m ]
±0.8 mmho/m [above 25 Ω·m ]
短 0.1 ～ 1,000 Ω·m±1% [0.1 ～ 25 Ω·m ]
±0.8 mmho/m [above 25Ω·m ]
幅度
长 0.1 ～ 300 Ω·m±2% [0.1 ～ 25 Ω·m ]
±2 mmho/m [above 25 Ω·m ]
短 0.1 ～ 200 Ω·m±2% [0.1 ～ 25 Ω·m ]
±2 mmho/m [above 25 Ω·m ]
特色技术
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3应用案例
（1）系统在海外高阻地层成功应用。
2014 年，GW-LWD（BWR-120）在哈萨克斯坦让那若尔地区应用，该区块为海相碳酸盐岩油田，
地层电阻率高，是业界公认的难施工层位。应用 GW-LWD 单井进尺 400 米，测量地层电阻率最
高值达到 433Ω，波形稳定、数据准确，连续工作 230 小时零故障，在油层厚度不足一米的情况
下钻遇率达到 90% 以上，取得了良好的效果，获得甲方的高度认可。
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（2） 系统在边际薄油层保持高钻遇率。
2012 年 5 月，GW- 随钻测井系统 (BWR)
在内蒙古海拉尔某区块成功应用。该井所在区
块为边际薄油层，油层厚度不到 2m，周边井平
均油层钻遇率不及 60%。GW-LWD（BWR）井
下工作 250h 无故障，数据采集准确率 100%，
油层情况反映及时准确，油层钻遇率达到 93%
以上。
（3） 系统适应油基钻井液，成功应用于页
岩气井。
2012 年底，GW- 随钻测井系统 (BWR) 在
重庆彭水区块成功应用。彭水区块为新登记区，
勘探程度较低，作业井是一口井眼开窗侧钻页
岩气水平井，属于一口非常重要的评价井。施
工过程采用油基泥浆，仪器工作稳定，连续测
试 436h 无故障，曲线反映清晰明显，钻遇率达
到 100%。
应用案例
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4科研装备
GW-LWD(BWR) 随钻测井系统采用国际化联合的研发模式，拥有集研发、制造、检测和标定
于一体的专业 LWD产业化基地，研发环境高端，设备条件先进。
仪器研发制造基地 中国石油重点实验室
高低温 &振动三综合测试机 LT0606 LWD 循环模拟测试台
国内首个电磁波电阻率校验池液压旋扣装置 THJY-CZJ356ZJ探管加热测试炉 R72-45-10
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5资质标准
5.1 资 质
通过 ISO9000 质量体系认证，具备从事石油天然气钻井工程技术研究及产品提供技术服务资
格。
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5.2 标 准
GW-随钻测井系统（BWR）严格执行相关的国家及行业标准，并自主编制了三套企业标准。
执行的相关标准（部分）
《随钻测量仪通用技术条件》 SY/T 6702
《定向井测量仪器测量及检验》 SY/T 5416
《石油勘探开发仪器基本环境试验方法》 SY/T 5102
《石油核测井仪刻度》 SY/T 6582.2—2003
《电子式井斜仪校准方法》 SY/T 6587
自主编制的标准
《GW-LWD随钻测井系统》 Q/SY-GWDC 0033—2011
《GW-LWD（BWR-172 型）随钻测井系统配置标准》 Q/SY-GWDC 0038—2011
《随钻电磁波电阻率测井仪刻度校验规范》 Q/SY-GWDC 0077—2013
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G W - L W D ( B W R ) 随 钻 测 井 系 统
5.3 专 利
发明专利 1项
一种随钻测井工具无磁耐磨套 ZL 2008 1 0228215.3。
实用新型专利 7项。
开槽内六角螺杆钉帽螺栓 ZL 2008 2 0218607.7 ；
水平井液压泵送软对接电缆输送器 ZL 2004 2 0113588.3 ；
一种随钻测量仪器用的内外六角螺栓 ZL 2008 2 0218606.2 ；
一种随钻测量仪器自锁螺栓 ZL 2008 2 0218605.8 ；
一种小井眼无线随钻测量仪器的配套工具 ZL 2011 2 0495387.4 ；
一种脉冲发生器充油机 ZL 2013 2 0266670.9 ；
一种雷达射频接头维修工具 ZL 2013 2 0263119.9。
资质标准
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6专家团队
李永和 高级技术专家，教授级高级工程师，长期从事钻井工程技
术研究与应用。获得中国石油天然气集团公司科技进步与
技术创新奖 5项，获国家专利 32 项，发表论文 15 篇。
电话：0427-7297505
Email ：[email protected]
王学俭 高级技术专家，高级工程师，长期从事钻井工程技术研究
与应用。获得中国石油天然气集团公司科技进步一等奖1项、
二等奖 2项，发表论文 8篇。
电话：0427-7297535
Email ：[email protected]
白 锐 高级技术专家，高级工程师，长期从事随钻测井技术研究
与现场应用，获国家专利 28 项，发表论文 6 篇，获得中国
石油天然气集团公司科技进步一等奖 1项。
电话：0427-7297585
Email ：[email protected]
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王海民 高级工程师，长期从事随钻测井技术现场应用，具有丰富的
仪器设计与改进经验。获得中国石油天然气集团公司科技进
步一等奖 1项，获国家专利 2项。
电话：0427-3250282
Email ：[email protected]
张 磊 工程师，多年从事钻井井下仪器电子电路研究与应用。获得
中国石油天然集团公司科技进步一等奖 1 项，获国家专利 7
项，发表论文 3篇。
电话：0427-3250200
Email ：[email protected]
张美君 工程师，多年从事随钻测井技术现场应用及随钻仪器相关软
件改进工作。获得中国石油天然气集团公司科技进步一等奖
1项，获国家专利 5项。
电话：0427-3250205
Email ：[email protected]
专家团队
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GW-LWD(BWR) 系统为客户提供全面的质量保障服务。
Ø 售后一年内免费仪器维修；
Ø 售后一年内免费软件升级维护；
Ø 为客户提供全方位的技术培训，实际生产测井作业指导；
Ø 为客户提供所需的技术支持和配件供应。
7售后服务
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中国石油科技管理部联系人：
刁 顺 先生
电 话： 86-10-59986059Email： [email protected]
中国石油经济技术研究院联系人：
张 丽 女士
电 话： 86-10-62065043Email： [email protected]
技术依托单位联系人：
董智伟 先生
电 话： 0427-3250200Email： [email protected]
Contact of Science & Technology Management Department,CNPC : Mr. Diao ShunTel: 86-10-59986059Email: [email protected]
Contact of CNPC Economics & Technology Research Institute：Ms. Zhang LiTel: 86-10-62065043Email: [email protected]
Contact of the Technical Support Unit : Mr. Dong ZhiweiTel: 0427-3250200Email: [email protected]
