CN113530523A - 一种煤层气钻探的随钻仪器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤层气钻探的随钻仪器及使用方法，包括地面上的提升系统、钻塔、动力系统、传动系统和控制系统，以及地面以下的钻杆、随钻仪器设备、柔性连接器和钻头；所述提升系统、动力系统、传动系统和控制系统安装在钻塔上；所述动力系统与钻杆一端连接，钻杆另一端通过柔性连接器连接钻头，所述钻杆底部设置有随钻仪器设备。本发明具有使钻井在有利的地层钻进，钻进效率提高，减少钻井的风险，提高工程质量并降低勘探开发成本等特点。

Description

一种煤层气钻探的随钻仪器

技术领域

本发明涉及煤层气钻探技术领域，特别涉及一种煤层气钻探的随钻仪器。

背景技术

当前的随钻测量技术，主要存在问题有：

(1)传输率较低，且误码率较高(约1/500)，不适应越来越高的数据采样率的要求；

(2)仪器容易偏心，增大了测井曲线的多解性；

(3)深度记录的精度受钻压随机变化的影响；

(4)孔隙度测井对井眼微小变化敏感；

(5)随钻测井以任意角度穿过地层甚至与地层层面平行，使轴对称物理模型失效；

(6)邻层的影响，尤其是当地层较薄时，地层界面的影响将导致复杂的测井响应。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种煤层气钻探的随钻仪器及使用方法，具有使钻井在有利的地层钻进，钻进效率提高，减少钻井的风险，提高工程质量并降低勘探开发成本等特点。

本发明采用的技术方案是：

一种煤层气钻探的随钻仪器，包括地面上的提升系统、钻塔、动力系统、传动系统和控制系统，以及地面以下的钻杆、随钻仪器设备、柔性连接器和钻头；

所述提升系统、动力系统、传动系统和控制系统安装在钻塔上；

所述动力系统与钻杆一端连接，钻杆另一端通过柔性连接器连接钻头，所述钻杆底部设置有随钻仪器设备。

所述提升系统用于起下钻、换钻头、均匀送钻；

所述动力系统用于驱动起升、旋转和循环；

所述传动系统用于联结动力机与工作机组，并将动力传递到各工作机组；

所述控制系统用于发动机的启动、停车、变速和并车等，绞车、转盘、泥浆泵等工作机组的启动、停车、调速和换向。

所述随钻仪器设备放置于钻头的前方位置，所述随钻仪器设备包括信息传输机构、随钻声波、中子伽马密度、测温度和压力机构、孔隙度测定、元素录井和随钻地震测量；

所述随钻仪器设备最顶端为信息传输设备，信息传输设备包括传感器、执行机构、处理器和信息存储、中控模块；

所述传感器用于传输井下各类信号；所述执行机构用于执行操作指令；所述处理器用于处理各种信号和操作指令；所述信息存储用于存储井下收集的各类信息数据；所述中控模块用于对各类信号进行集中控制。

信息传输设备下部连接随钻声波测量设备，所述随钻声波测量设备包括接收器和发射器；

所述接收器用于接收井下随钻信号；所述发射器用于发射井下随钻信号。

信息传输设备下部连接中子伽马密度测量设备，中子伽马密度测量设备包括中子源和探测器；

所述中子源用于发射高能中子；所述探测器用于进行放射的中子进行计数。

中子伽马密度测量设备下部连接中子孔隙度测量设备，中子孔隙度测量设备包括中子发生器、中子输出检测头、屏蔽器和测量器；

所述中子发生器用于向地层发射中子；所述中子输出检测头用于检测输出的中子数量；所述屏蔽器用于屏蔽反射回来的中子；所述检测器用于检测地层中中子的数量。

中子孔隙度测量设备下部连接测温度和压力设备，测温度和压力设备包括测温度元件、电子模块、测压力元件；

所述测温度元件用于测量井下温度；所述电子模块用于接受由交流电整合成的直流电；所述测压力元件用于测量井下压力。

温度和压力设备下部连接元素录井设备，元素录井设备包括高压电源、放大器和多道脉冲分析器；

所述高压电源用于提供高压电源来源；所述放大器用于对检查的信号进行放大处理；所述多道脉冲分析器用于有效分析岩石元素的差异性，从而有效识别地层。

最下端为随钻地震设备，随钻地震设备包括弹性档圈、导流体、叶轮、自激振荡腔室、喷嘴和上下接母头，上下接母头分别位于随钻地震设备两端，用于连接各部件与随钻设备；弹性挡圈位于随钻设备上端，下接导流体和叶轮，叶轮放置于叶轮座上；下部设有自激震荡腔室和自激震荡喷嘴，用于产生和释放震动力。

一种煤层气钻探的随钻仪器的使用方法，包括以下主要步骤和内容；

在使用过程中，随着钻探深度的不断进尺，同步传输井下各种信息数据到地表，在地面的仪器设备进行井下包括岩性、孔隙度、渗透率、温度、压力、元素和地层压力等各信息数据的处理和分析，从而进行实施钻井作业决策和处理；

信息传输系统为钻井过程中循环液井下发电机依靠钻井液的循环动力发电，整流模块把发电机产生的电流整流成直流电，再供给其它模块；其它部分把数据发送给井下微机构处理，以电脉冲信号驱动脉冲发生器的阀来产生钻柱内钻井液压力脉冲，将钻井液脉冲数据上传到地表；地面信息接收处理系统通过立压传感器采集钻井液脉冲信号，给过检波、滤波处理盒进行识别和处理，滤掉澡声和干扰，发送给解码电脑。解码软件以组合码的通信协议对上传的钻井液脉冲数据进行解码，并把解码后的数据按照特定串口的协议发送给数据还原盒，对数据进行还原；还原后的信号再通过压力计解码盒发送给能实时显示压力、温度的电脑，实现信息实时显示；

随钻声波测量采用远发射器和近发射器，二者在钻铤轴向有一定的间距，测井时，远发射器首先激发，发射幅度为A1，近发射器延时一段时间之后激发，发射极性与远发射器相反，发射幅度为A2。在双源发射的同时，对接收器阵列上的信号进行采集并记录，通过选择合适的参数A1、A2及间隔时间，使得在接收器的位置上远发射器和近发射器所激发的二外铤波同时到达，但极性相反、幅度相当，这样，接收波形中的钻铤波相互叠加后相消，即钻铤波得到压制，而对于接收波形中远发射器和近发射器产生的地层信号，只要地层波和钻铤波速度存在差异，其到达接收器时间就不一致，相互叠加后仍能保留，相对于钻铤波，地层波就得到了增强，可以实时测量地层的纵波、横波速度，预测地层孔隙压力；

中了伽马密度测量：脉冲中子源发射高能中子，在目标地层中激发次生伽马射线，携带地层信息的次生伽马射线被探测器探测到，从而求出地层密度，伽马探测器的计数主要来源于快中子衰减和次生伽马射线衰减，因为中子源到次生伽马射线激发点的距离以及伽马激发点到探测器的距离都比较远，快中子和伽马衰减(二者都是指数函数)的影响与伽马生产截面(线性函数)相比，对测量结果作用更大，通过对产生非弹性伽马射线的快中子进行补偿，就可以测量地层密度；

中子孔隙度:通过安装在无磁钻铤上的可控中子源向地层中发射中子，其发射的中子粒子进入地层，和地层中的氢原子发生碰撞产生热中子，通过与可控中子发射源相距不同的两个热中子测量探头测量经过地层减速后散射回来的热子，两个探测器测量到的热中子计数率的比值来反应地层孔隙度，并通过相应电路记录在井下存储器中，随着钻井钻进过程进行，随钻中子孔隙度测量装置也经过各个不同孔隙度的地层，这样可测量并记录下钻井过程中经过的所有地层的孔隙度情况，孔隙度是储层评价的重要参数之一，为油和气的开发方案的选择提供必要的依据；

测温度、压力:将仪器按钻具组合接在钻柱中,下入井内,井下发电机依靠钻井液的循环动力发电,整流模块把发电机产生的交流电整流成稳态直流电，再供给电子模块；压力温度测量模块实时测量井下钻柱内外的压力、温度，并把数据发送给井下编码模块,井下编码模块对数据进行处理后发送给中控模块。根据随钻钻井液循环当量密度变化，实现井下压力和地层压力差值的精确控制，为钻井液密度的设计和欠平衡钻井井下负压控制提供依据；

随钻地震:钻头随钻地震采用钻头破岩时产生的振动作为井下震源，通过安装在井架和钻杆顶部的传感器采集由钻杆传送上来的钻头振动信号，针对钻头随钻地震技术震源能量弱，信噪比低的问题，将水力脉冲钻井技术和冲击振动钻井技术结合，增强震源的冲击力和强度，在提高了破岩效率的同时，增加震源的能量，水力脉冲钻井技术在井底产生脉冲冲击和瞬时负压，局部瞬时欠平衡，改变岩石受力状态使岩石易破，提高破岩效率和机械钻速，同时作为随钻地震的震源，产生的地震波被检测器过滤筛选后，经过处理形成地震勘探图，用来查明地质构造；

元素录井:不同岩性的岩石所含的矿物成分及各矿物含量不同，即不同的矿物所含的物质不同，可通过相应的元素反映出来，元素录井是在钻井过程中，以井内返出的岩屑为试样，利用X射线荧光仪对样品进行分析，通过X射线荧光光谱分析获得元素信息，通过反推，有效利用岩石中元素的差异性，通过分析钻探过程中元素的变化，可以有效地指导钻探。

本发明的有益效果：

通过设计方法，通过对该地区地层的详细了解然后对钻探井身结构的确定、随钻的钻具的选择、钻井循环液的选择等，利用先进的随钻技术对煤层气资源进行开发。同时，通过精细分析研究，实时决策并指挥井场的作业，并实现井眼精确定位，提高钻井的效率，降低油气田开发的综合成本。

附图说明

图1为本发明井身结构设计示意图。

图2为本发明随钻设计组成示意图

图3为本发明随钻设计剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

随钻仪器设计：

(1)井身结构设计：

井身结构设计的主要包括套管层次和每层套管的下入深度以及套管和井眼尺寸的配合。井身结构设计的主要依据是地质目的、地质设计要求、地层结构及其特征、地层孔隙压力、地层水文条件、地层破裂压力、完井方法、增产措施、生产方式及生产工具等。

根据现场实地郑庄地区的地层情况，郑庄地区地层均为灰岩、泥岩、砂岩、页岩等较稳定地层，只要注意防孔斜，循环液配比，不需要换径和下套管。在0～330米地层需要下套管，用稍大口径的钻杆；超过330米的地层不需要下套管，需要换径，可用稍小口径的钻杆。

钻孔结构设计图如图1所示。

(2)钻具设计：

方钻杆、钻杆、钻铤及其他井下工具组成的管串称为钻柱。它是钻井的重要工具与手段，在钻井过程中，通过钻柱把钻头和地面连接起来。随着钻井深度的增加和钻井工艺的发展，对钻柱性能的要求越来越高。由于钻柱在井下工作的条件十分复杂与恶劣，它往往是钻井工具与装备的薄弱环节。钻具事故是最常见的钻井事故，并常导致井下复杂情况的发生，甚至造成井的报废。下部钻具组合是钻柱的重要部分，它与井斜问题和钻头的工作状况有着十分密切的关系，是影响井身质量和钻井速度的重要因素。

选择钻进方法的主要依据是依据被钻进地层的地质条件、孔深、孔径和钻孔剖面以及施工位置的自然地理条件，还根据已完工孔的统计资料的分析结果。若施工地区未曾钻过一个孔，则在选择钻进方法时，应考虑相近地质条件的其他地区的经验和情况，本次设计采用随钻进行钻探。

钻柱设计包括钻头、钻铤、钻杆以及井下钻具组合的选择和设计，根据煤层气井的特殊性，具体要求如下：

钻头：要在综合考虑地层类型、钻头成本、钻井成本、水力参数及钻机成本的基础上，合理选择和设计煤层气井钻进钻头，确保高质高效。一般采用三牙轮和PDC钻头，取心钻头应一次达到设计井径。

表1煤层气井常规钻井钻头尺寸表 单位：mm

在郑庄地区，存在泥岩、石灰岩、砂岩、煤层等，为了保证钻探效果，减少钻进过程中的换钻次数，该地区的钻进使用PDC钻头。因本地区地质条件相对简单，选用一开钻头φ311.1mm，二开钻头φ215.9mm。

钻铤：根据钻井设计的钻压来确定钻柱中钻铤的数量。一般情况下，以钻压不超过钻铤重量的80％为原则。可用下列公式计算所需钻铤长度：

L＝S_nW_b/W_c f Cosα (1)

式中：

L－钻铤长度，m。

W_b－设计的钻压，Kg。

W_c－空气中每米钻铤的重量，Kg/m。

Cosα－井斜角度数，直井时0°

f－浮力系数，无量纲，可用下式算得：

f＝1-ρ_c/ρ_m (2)

式中：ρ_c－钻铤的密度，g/cm³；

ρ_m－钻井液的密度，g/cm³。

注：考虑实际钻井摩擦力、反弹力、井斜等影响，实际设计钻铤长度计算值应加大l0％左右。

注意事项：

①确定钻压，要避免采用l～2次临界钻压之间的值。

②钻进时，轴向拉、压应力中和点必须位于钻铤全长的80％左右位置。

③根据防斜打直技术要求，选用钻铤直径时，视具体情况，可采用“满眼”钻具，也可采用“钟摆”钻具。必要时还可以采用变径稳定器甚至“随钻技术”。

结合郑庄地区的地层条件，经过计算选择合适的钻铤：给钻头施加钻压；保证压缩条件下的必要强度；减轻钻头的振动、摆动、和跳动等，使钻头工作平稳；控制井斜，从而保证钻井的质量。因井眼大于190.5mm所以采用复合塔式钻铤结构包括加重钻杆、相邻两段钻铤的外径差一般不应大于25.4mm，最上一段钻铤的外径不应小于所连接的钻杆接头外径每段钻铤长度不应小于一个立柱。

钻杆：常用Ф127mm钻杆，取心时选用钻杆内径应≥94mm以满足绳索式取心器内筒通过。若小井眼钻进可选用φ63mm或φ73mm钻杆小井眼取心选用φ89mm钻杆。

本地区地层相对简单，二开钻头φ215.9mm，按照常规的钻杆直径即可达到预期效果，故选用Ф127mm钻杆。

(3)随钻仪器设计：

本部分主要是是对随钻钻具的设计以便能及时收集、传递地质信息，为现场的作业人员提供实时数据，保证钻探的高效进行(如图2所示)。

岩性随钻判断：本次设计，选用能量色散型，量色散分析仪只有一个探测器，不受测量X射线能量范围的限制可同时测量所有能量的X射线，因此只需激发样品的X射线的能量和强度能满足激发所测样品的条件，一组分析的元素都能同时测量出来。每种岩石中的主要元素种类是一定的，通过反推，我们可以有效利用岩石中元素的差异性，通过分析钻探过程中元素的变化，可以有效地辨别钻探到了郑庄地区什么地层，从而有效地指导钻探。

温度和压力的随钻测量：通过压力判断地层中流体的密度，给钻探过程中的钻压，钻速等参数提供依据，预测异常底层压力，实现平衡钻井，通过异常的压力，指导找油找气，以及获取顶底板的压力，有效预防开发过程中的顶板垮落，底板鼓起等。温度是有机质向油气演化过程中最为重要、最有效的因素，对温度变化的研究能有效的寻找到有用的地质资源，并能通过研究地热梯度寻找地热资源。

孔隙度随钻测量：随钻中子孔隙度测量装置是通过安装在无磁钻铤上的可控中子源向地层中发射中子，并通过与可控中子发射源相距不同的两个热中子测量探头测量经过地层减速后散射回来的热子来反应地层孔隙度的。随着钻井钻进过程进行，随钻中子孔隙度测量装置也经过各个不同孔隙度的地层，这样可测量并记录下钻井过程中经过的所有地层的孔隙度情况。

地层压力的随钻测量：采用两个发射器，分别是远发射器和近发射器，二者在钻铤轴向有一定的间距。接收波形中的钻铤波相互叠加后相消，即钻铤波得到压制。在使用时，我们可以实时测量快速郑庄地区地层的纵波和横波速度，预测郑庄地区地层孔隙压力，从而为调整钻井速率和优化钻井轨迹提供服务。

地质构造随钻测量：钻头随钻地震采用钻头破岩时产生的振动作为井下震源，通过安装在井架和钻杆顶部的传感器采集由钻杆传送上来的钻头振动信号，在地表埋置的检波器采集经地层传播上来的钻头信号的直达波和反射波。随钻地震技术在辅助钻井决策中发挥了越来越重要的作用，可有效地降低钻井风险，提高效率；同时也为油气藏预测提供更加准确的成像和精细的解释资料，对于油气藏勘探开发具有非常重要的意义。

随钻仪器设备设计：综上对各部分需求参数的设计，以及对各种仪器设备的选择，经过合理的组合方式，随钻设备的综合图件如图3所示。

Claims (8)

1.一种煤层气钻探的随钻仪器，其特征在于，包括地面上的提升系统、钻塔、动力系统、传动系统和控制系统，以及地面以下的钻杆、随钻仪器设备、柔性连接器和钻头；

所述提升系统、动力系统、传动系统和控制系统安装在钻塔上；

所述动力系统与钻杆一端连接，钻杆另一端通过柔性连接器连接钻头，所述钻杆底部设置有随钻仪器设备。

所述提升系统用于起下钻、换钻头、均匀送钻；

所述动力系统用于驱动起升、旋转和循环；

所述传动系统用于联结动力机与工作机组，并将动力传递到各工作机组；

所述控制系统用于发动机的启动、停车、变速和并车等，绞车、转盘、泥浆泵等工作机组的启动、停车、调速和换向。

2.根据权利要求1所述的一种煤层气钻探的随钻仪器，其特征在于，所述随钻仪器设备放置于钻头的前方位置，所述随钻仪器设备包括信息传输机构、随钻声波、中子伽马密度、测温度和压力机构、孔隙度测定、元素录井和随钻地震测量；

所述随钻仪器设备最顶端为信息传输设备，信息传输设备包括传感器、执行机构、处理器和信息存储、中控模块；

所述传感器用于传输井下各类信号；所述执行机构用于执行操作指令；所述处理器用于处理各种信号和操作指令；所述信息存储用于存储井下收集的各类信息数据；所述中控模块用于对各类信号进行集中控制。

3.根据权利要求2所述的一种煤层气钻探的随钻仪器，其特征在于，所述信息传输设备下部连接随钻声波测量设备，所述随钻声波测量设备包括接收器和发射器；

所述接收器用于接收井下随钻信号；所述发射器用于发射井下随钻信号。

4.根据权利要求2所述的一种煤层气钻探的随钻仪器，其特征在于，所述信息传输设备下部连接中子伽马密度测量设备，中子伽马密度测量设备包括中子源和探测器；

所述中子源用于发射高能中子；所述探测器用于进行放射的中子进行计数。

5.根据权利要求4所述的一种煤层气钻探的随钻仪器，其特征在于，所述中子伽马密度测量设备下部连接中子孔隙度测量设备，中子孔隙度测量设备包括中子发生器、中子输出检测头、屏蔽器和测量器；

所述中子发生器用于向地层发射中子；所述中子输出检测头用于检测输出的中子数量；所述屏蔽器用于屏蔽反射回来的中子；所述检测器用于检测地层中中子的数量；

中子孔隙度测量设备下部连接测温度和压力设备，测温度和压力设备包括测温度元件、电子模块、测压力元件；

所述测温度元件用于测量井下温度；所述电子模块用于接受由交流电整合成的直流电；所述测压力元件用于测量井下压力。

6.根据权利要求2所述的一种煤层气钻探的随钻仪器，其特征在于，温度和压力设备下部连接元素录井设备，元素录井设备包括高压电源、放大器和多道脉冲分析器；

所述高压电源用于提供高压电源来源；所述放大器用于对检查的信号进行放大处理；所述多道脉冲分析器用于有效分析岩石元素的差异性，从而有效识别地层。

7.根据权利要求2所述的一种煤层气钻探的随钻仪器，其特征在于，所述随钻仪器设备最下端为随钻地震设备，随钻地震设备包括弹性档圈、导流体、叶轮、自激振荡腔室、喷嘴和上下接母头，上下接母头分别位于随钻地震设备两端，用于连接各部件与随钻设备；弹性挡圈位于随钻设备上端，下接导流体和叶轮，叶轮放置于叶轮座上；下部设有自激震荡腔室和自激震荡喷嘴，用于产生和释放震动力。

8.基于权利要求1-7任一项所述的一种煤层气钻探的随钻仪器的使用方法，其特征在于，包括以下主要步骤和内容；

在使用过程中，随着钻探深度的不断进尺，同步传输井下各种信息数据到地表，在地面的仪器设备进行井下包括岩性、孔隙度、渗透率、温度、压力、元素和地层压力等各信息数据的处理和分析，从而进行实施钻井作业决策和处理；

信息传输系统为钻井过程中循环液井下发电机依靠钻井液的循环动力发电，整流模块把发电机产生的电流整流成直流电，再供给其它模块；其它部分把数据发送给井下微机构处理，以电脉冲信号驱动脉冲发生器的阀来产生钻柱内钻井液压力脉冲，将钻井液脉冲数据上传到地表；地面信息接收处理系统通过立压传感器采集钻井液脉冲信号，给过检波、滤波处理盒进行识别和处理，滤掉澡声和干扰，发送给解码电脑。解码软件以组合码的通信协议对上传的钻井液脉冲数据进行解码，并把解码后的数据按照特定串口的协议发送给数据还原盒，对数据进行还原；还原后的信号再通过压力计解码盒发送给能实时显示压力、温度的电脑，实现信息实时显示；

随钻声波测量采用远发射器和近发射器，二者在钻铤轴向有一定的间距，测井时，远发射器首先激发，发射幅度为A1，近发射器延时一段时间之后激发，发射极性与远发射器相反，发射幅度为A2。在双源发射的同时，对接收器阵列上的信号进行采集并记录，通过选择合适的参数A1、A2及间隔时间，使得在接收器的位置上远发射器和近发射器所激发的二外铤波同时到达，但极性相反、幅度相当，这样，接收波形中的钻铤波相互叠加后相消，即钻铤波得到压制，而对于接收波形中远发射器和近发射器产生的地层信号，只要地层波和钻铤波速度存在差异，其到达接收器时间就不一致，相互叠加后仍能保留，相对于钻铤波，地层波就得到了增强，可以实时测量地层的纵波、横波速度，预测地层孔隙压力；

中了伽马密度测量：脉冲中子源发射高能中子，在目标地层中激发次生伽马射线，携带地层信息的次生伽马射线被探测器探测到，从而求出地层密度，伽马探测器的计数主要来源于快中子衰减和次生伽马射线衰减，因为中子源到次生伽马射线激发点的距离以及伽马激发点到探测器的距离都比较远，快中子和伽马衰减(二者都是指数函数)的影响与伽马生产截面(线性函数)相比，对测量结果作用更大，通过对产生非弹性伽马射线的快中子进行补偿，就可以测量地层密度；

中子孔隙度:通过安装在无磁钻铤上的可控中子源向地层中发射中子，其发射的中子粒子进入地层，和地层中的氢原子发生碰撞产生热中子，通过与可控中子发射源相距不同的两个热中子测量探头测量经过地层减速后散射回来的热子，两个探测器测量到的热中子计数率的比值来反应地层孔隙度，并通过相应电路记录在井下存储器中，随着钻井钻进过程进行，随钻中子孔隙度测量装置也经过各个不同孔隙度的地层，这样可测量并记录下钻井过程中经过的所有地层的孔隙度情况，孔隙度是储层评价的重要参数之一，为油和气的开发方案的选择提供必要的依据；

测温度、压力:将仪器按钻具组合接在钻柱中,下入井内,井下发电机依靠钻井液的循环动力发电,整流模块把发电机产生的交流电整流成稳态直流电，再供给电子模块；压力温度测量模块实时测量井下钻柱内外的压力、温度，并把数据发送给井下编码模块,井下编码模块对数据进行处理后发送给中控模块。根据随钻钻井液循环当量密度变化，实现井下压力和地层压力差值的精确控制，为钻井液密度的设计和欠平衡钻井井下负压控制提供依据；

随钻地震:钻头随钻地震采用钻头破岩时产生的振动作为井下震源，通过安装在井架和钻杆顶部的传感器采集由钻杆传送上来的钻头振动信号，针对钻头随钻地震技术震源能量弱，信噪比低的问题，将水力脉冲钻井技术和冲击振动钻井技术结合，增强震源的冲击力和强度，在提高了破岩效率的同时，增加震源的能量，水力脉冲钻井技术在井底产生脉冲冲击和瞬时负压，局部瞬时欠平衡，改变岩石受力状态使岩石易破，提高破岩效率和机械钻速，同时作为随钻地震的震源，产生的地震波被检测器过滤筛选后，经过处理形成地震勘探图，用来查明地质构造；

元素录井:不同岩性的岩石所含的矿物成分及各矿物含量不同，即不同的矿物所含的物质不同，可通过相应的元素反映出来，元素录井是在钻井过程中，以井内返出的岩屑为试样，利用X射线荧光仪对样品进行分析，通过X射线荧光光谱分析获得元素信息，通过反推，有效利用岩石中元素的差异性，通过分析钻探过程中元素的变化，可以有效地指导钻探。

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