mwd测量基础解析
MWD工作原理?
MWD工作原理?MWD(Measurement While Drilling)是一种在钻井过程中实时测量井下参数的技术。
它通过在钻头或底部测量井下方向、倾角、温度、压力等参数,帮助钻井工程师更好地了解井下情况,指导钻井作业。
本文将详细介绍MWD的工作原理。
一、传感器测量1.1 MWD系统中包含各种传感器,如倾角传感器、方向传感器、温度传感器等。
1.2 这些传感器安装在钻头或钻柱上,实时测量井下各种参数。
1.3 传感器通过无线或有线方式将测量数据传输到地面系统,供工程师分析和处理。
二、数据处理2.1 地面系统接收到传感器传来的数据后,进行实时处理和分析。
2.2 地面系统会根据传感器测量的数据,计算出井的倾角、方向、井底温度等参数。
2.3 工程师可以通过地面系统实时监测井下情况,及时调整钻井方案。
三、数据传输3.1 MWD系统采用无线或有线方式将测量数据传输到地面系统。
3.2 无线传输方式通常采用电磁波或声波,有线传输方式则通过钻柱内的电缆传输数据。
3.3 数据传输的稳定性和实时性对于钻井作业至关重要,因此MWD系统的传输技术必须具备高可靠性。
四、实时监测4.1 MWD系统可以实时监测井下的倾角、方向、温度等参数,帮助工程师及时调整钻井作业。
4.2 实时监测可以避免钻井事故的发生,提高钻井作业的效率和安全性。
4.3 通过MWD系统实时监测,工程师可以更好地掌握井下情况,做出更准确的决策。
五、应用范围5.1 MWD技术广泛应用于油田、天然气开采等领域,为钻井作业提供了重要的技术支持。
5.2 MWD系统的工作原理和技术不断创新和发展,为钻井工程师提供了更多的数据和信息。
5.3 MWD技术的应用将进一步提高钻井作业的效率和安全性,推动油气勘探开发领域的发展。
总结:MWD技术通过传感器测量、数据处理、数据传输、实时监测和应用范围等方面的工作原理,为钻井作业提供了重要的技术支持,帮助工程师更好地了解井下情况,提高钻井作业的效率和安全性。
MWD工作原理?
MWD工作原理?MWD工作原理引言概述:MWD(测井定向钻探)是一种在钻探过程中测量井孔方向、倾角和位置的技术。
它通过使用测量传感器和无线传输技术,为钻井工程师提供实时的地下测量数据,从而帮助他们更好地控制钻井过程。
本文将详细介绍MWD的工作原理。
一、传感器测量原理1.1 方向传感器方向传感器是MWD系统中的关键组件之一。
它通常采用磁传感器或陀螺仪来测量井孔的方向。
磁传感器通过测量地磁场的变化来确定井孔方向,而陀螺仪则通过测量角速度来确定井孔方向。
这些传感器可以准确地测量井孔在水平和垂直方向上的方向。
1.2 倾角传感器倾角传感器用于测量井孔的倾角。
它通常采用加速度计来测量重力加速度的变化,从而确定井孔的倾角。
倾角传感器可以提供井孔在垂直方向上的倾角信息,帮助钻井工程师了解井孔的形状和位置。
1.3 位置传感器位置传感器用于测量井孔的位置。
它通常采用全球卫星导航系统(GNSS)或惯性导航系统(INS)来确定井孔的经纬度和海拔高度。
位置传感器可以提供井孔在地理坐标系中的准确位置,帮助钻井工程师进行地下定位和导航。
二、数据传输原理2.1 无线传输技术MWD系统使用无线传输技术将测量数据传输到地面。
无线传输技术通常采用电磁波或声波来传输数据。
在井孔中,MWD系统将测量数据转换为数字信号,并使用无线电或声纳设备将信号发送到地面接收站。
地面接收站接收到信号后,将其转换为可读的数据,并进行实时显示和记录。
2.2 数据压缩与处理由于井孔中的传输带宽有限,MWD系统通常会对测量数据进行压缩和处理。
数据压缩可以减少传输所需的带宽,从而提高数据传输的效率。
数据处理可以对原始数据进行滤波、校正和插值,从而提高数据的准确性和可靠性。
2.3 数据安全与实时性MWD系统需要保证数据的安全性和实时性。
为了保证数据的安全性,MWD 系统通常会采用加密技术和数据完整性校验机制。
为了保证数据的实时性,MWD 系统需要具备高速数据传输和实时数据处理的能力。
MWD工作原理?
MWD工作原理?MWD(测井定向钻探)工作原理引言概述:MWD(测井定向钻探)是一项重要的技术,用于测量井下的地层信息和井眼轨迹,以帮助油田工程师进行钻井操作和油气勘探。
本文将详细介绍MWD的工作原理,包括传感器测量、数据传输、数据解析和应用等方面。
正文内容:1. 传感器测量1.1 方位传感器方位传感器用于测量钻头的方向,通常采用磁性传感器或陀螺仪。
磁性传感器通过检测地球磁场的变化来确定方向,而陀螺仪则利用陀螺效应来测量方位。
1.2 倾角传感器倾角传感器用于测量钻井工具的倾斜度和偏离角度。
常见的倾角传感器包括加速度计和倾斜计,通过测量物体的加速度和倾斜角度来获取相关数据。
2. 数据传输2.1 电缆传输MWD系统通常使用电缆将传感器测量的数据传输到地面。
电缆通过井下的测井工具和地面的数据采集设备相连,实时传输各种测量参数。
2.2 无线传输为了避免电缆的限制,一些MWD系统采用无线传输技术。
通过无线电波或声波,井下的测井工具可以将数据传输到地面设备,实现远程监测和控制。
3. 数据解析3.1 数据处理传感器测量的原始数据需要进行处理和校正,以获得准确的地层信息和井眼轨迹。
数据处理算法包括滤波、校正和插值等步骤,以提高数据的精确性和可靠性。
3.2 数据解释处理后的数据可以被解释为地层属性和井眼轨迹。
地层属性包括地层类型、岩性、含油气层等信息,井眼轨迹则显示了钻井工具的运动路径和井眼的几何形状。
4. 应用4.1 钻井导向MWD技术可以提供钻井导向服务,帮助工程师控制钻头的方向和位置。
通过实时监测井眼轨迹,工程师可以调整钻井参数,以避免钻头偏离目标层位。
4.2 地层评价MWD数据可以用于地层评价,包括测量地层厚度、岩性、孔隙度等参数。
这些数据对于油气勘探和储层评估非常重要。
4.3 油井管理MWD技术还可以用于油井管理,包括监测井底动态、检测井下设备的状态和健康状况。
这对于油井的安全和生产效率至关重要。
总结:MWD技术在油田工程中起着重要作用,通过传感器测量、数据传输、数据解析和应用等步骤,可以提供准确的地层信息和井眼轨迹。
MWD操作提纲
Sperry-Sun MWD操作培训提纲定向井徐飙2003-7-17学习目的:通过学习使定向井仪器人员能够对MWD结构组成及原理有一个较深层次的认识,要求操作人员能够掌握该仪器的操作规程,能够独立工作。
第一部分:MWD仪器简介工作原理:1.脉冲器工作原理严格地说脉冲器应该称为泥浆压力脉冲器。
其主要功能是使泥浆产生压力脉冲是井下仪器的关键部件,主要由两个部分:发电机+液压泵①发电机:依靠钻井液的流动为动力产生电能,供井下探管使用。
②液压泵:也是以钻井液的流动为动力产生液压动力,来推动蘑菇头的伸缩产生了泥浆压力脉冲,将探管测量的信号传送到地面。
2.探管测量方式①关泵测量:井下BHA在钻进中需要在某点测斜时,将BHA在某点处静只稳定循环2分钟(确保井下探管稳定)后,停泵1分钟(测量),再开泵到稳定排量至到测斜数据完全返出。
②开泵测量:井下BHA在开泵后(泵压稳定),开始测量并自动将测斜数据返出。
3.探管数据传送频率①0.5HZ :使用该频率传送时的缺点是速度慢,但抗干扰能力强,脉冲器井下使用寿命增大。
②0.8HZ :使用该频率的条件是井下稳度必须>40℃,否则地面计算机检测信号将非常困难,有时不能提供完整的测斜数据。
用该频率时速度快,抗干扰能力弱。
4.探管测量类型测量类型可以分为长测量和短测量。
长测量方式是将探管测量得到的各种原始数据,通过脉冲器传送到地面。
(传送一组数据的时间3.5分钟)短测量方式是探管测量出的原始数据经过微处理器的处理后,在通过脉冲器的发送到地面。
(传送时间为2分钟)①长测量(SURVEY)它将提供全程的测量数据(Gx,Gy,Gz,Gtotal,Bx,By,Bz和Btotal,温度,转速,Inc,Az,DMT,Goxy,Boxy)来分析井下的情况。
②短测量(survey)只提供基本的测量数据(Inc,Az,DMT,)。
③测量结果的分析Gtotal: 仪器在井下相对静止时Gtotal=1。
MWD原理及规范ppt课件
60°/30m 30°/30m
30°/30m 14°/30m
21°/30m 10°/30m
14°/30m 8°/30m
14°/30m 8°/30m
4
SuperSlim 89mm 5.33m
Special
350 121 mm 5.33 m
NC38
650 171.45 mm
4.54 m
NC50
950 171.45. 241 mm 4.54 m
7-5/8" REG
1950-2150 9900 - 10900 53000-58000 53000-58000 89000-91000
1
井下钻具规范
1、井下仪器无磁短节
类型 外径 长度 接头
超小系统 89mm 5.33m
特殊方扣
350系统 121 mm 5.33 m
NC38
650 系统 171.45 mm
4.54 m
1200系统 241 mm
4.54 m
NC50
6-5/8" REG
1、所有4-3/4“、钻具的扣型为3-1/2"IF (311*310)---NC38。 所有8”的钻具的扣型为 6-5/8"REG (631*630)。
18.3~63.2升/秒 22.1~75.7 升/秒
水基泥浆 (清水或盐水)
油基泥浆 (原油或矿物油)
小于2.17 克/立方厘米 小于 1%
小于50 cp
15000Psi/225000Psi
125℃ /150℃
不允许使用
三缸或双缸
3
仪器类型和规范
DWD类型 钻铤外径 一般长度
连接扣型 上扣扭矩
ft-lb 最大狗腿度 滑动 转动
MWD无线随钻测斜仪在钻井中的应用
MWD无线随钻测斜仪在钻井中的应用【摘要】在地质钻探、石油钻井中,随钻测量系统是连续监测钻井轨迹、对井眼轨迹进行及时调整必不可少的测量工具。
特别是定向井、水平井工程中,随钻测量系统的应用更为广泛。
【关键词】MWD无线随钻测斜仪;钻井;正脉冲;钻井液;监测一、MWD无线随钻测斜仪概述(一)MWD无线随钻测仪结构及工作原理海蓝YST-48R型MWD无线随钻测斜仪由地面设备和井下仪器两部分组成。
地面设备包括压力传感器、专用数据处理仪、远程数据处理器、电缆盘等。
井下测量仪器主要由定向探管、伽玛探管、电池、脉发生器、打捞头、扶正器等。
该仪器以钻井液作为信号传输通道,通过定向探管中的磁通门传感器和重力加速度传感器来测量井眼状态(井斜、方位、工具面等参数),并由探管内的编码电路进行编码,将数码转换成与之对应的电脉冲信号。
这一信号通过功率放大,并驱动电磁机构控制主阀头与限流环之间的泥浆过流面积,由此产生钻柱内泥浆压力的变化。
在主阀头提起时,钻柱内泥浆可以顺利通过限流环;在主阀头压下时,泥浆流通面积减小,从而在钻柱内产生了一个正的泥浆压力脉冲。
主阀头提起或压下的时间取决于脉冲信号,从而控制了泥浆脉冲的宽度和间隔。
安装在立管上的压力传感器可以检测到这个脉冲序列,再由远程数据处理器完成对泥浆脉冲的采样、滤波、识别、编码和显示,并将相关数据传送给专用数据处理仪进行解码处理。
(二)MWD仪器的精确度1、井斜测量精度:±0.1°;2、方位测量精度:±1°(井斜大于5°);3、重力工具面测量精度:±1°;4、磁性工具面测量精度:±1°;5、工作温度范围:0℃~90℃;二、MWD无线随钻测仪的优点1、YST-48R以钻井液为信号载体,能在不间断钻井作业的情况下,及时获得井眼轨迹的各种监测参数,从而有效控制井眼轨迹的走向。
2、克服有线随钻不能应用于转盘钻进的缺点,而能有效地应用于深井、大位移井、导向钻井、水平井和侧钻水平井。
负脉冲MWD演示
标准工具面平均30秒更新一组。
工作方式1:当井斜大于3度的默认工作方式, 可通过“短停“功能进入工作方式为9。 工作方式5:当井斜小于3度的工作方式。 工作方式9:当进入纯静态测量无工具面工作 方式。 工作方式7:在此工作方式下,无法通过“短 停”功能进入工作方式为9 工作方式8:当进入工具面发HS….HS节能模 式时工作方式为8。(当工具面后出现两个S例 如:S1023SS便说明进入节能模式)。
MWD无线WD简介 MWD组成 MWD工作原理 MWD技术指标 负脉冲发生器的工作原理 SEA的工作方式 井下仪器的连接及测试 服务中注意的几个问题
一、MWD无线随钻测量仪简介
MWD(Measurement While Drilling) 无线随钻测量仪,是对定向井、水平井 井眼轨迹随钻监测并指导完成井眼轨迹 控制的测量仪器。
S 1 0 1 HH=0 HM=1 工具面为三位十六进制数 转换 018(十六) 同步-参考码:S 状态码:1 表示重力工具面
24(十)
工具面:24 8 HL=8
6 S 0 0 1
尾码:6 同步-参考码:S 状态码:0 为磁工具面
HH=0 HM=1
工具面为三位十六进制数 转换 019(十六) 25(十)
接口箱,处理电路进行数模转换,降躁,滤波等处理。然 后,将处理结果传输给计算机系统,计算机根据译码规则 将信号转换成井斜,方位,工具面等数据,并在计算机及 钻台司钻阅读器上显示.给定向工程师提供实时可靠的井 下数据,以更好的指导钻井工作。
MWD及随钻测量仪
MWD脉冲波形
页岩 砂岩
盐水 淡水 盐水
油
1、钻头水眼的选用: ρ ×Q2 Pt=0.82× ━━━━━ C2×de4 Pt:钻头水眼压差 ρ :泥浆比重 Q:泥浆排量
无线随钻MWD培训
技术规范
1.井下工具技术规范: DWD 类型
SuperSlim
350
钻铤外径
3-1/2" 89mm
4-1/2" 121 mm
内径
2.125" 53.96mm
2.815" 71.44mm
一般长度
系统的组成
六、 MEP/PCD 探管 探管是装有磁性和重力测量元件和电子组件的井下测量仪 器,它可以测量与井斜角、方位角和工具面角有关的磁性 和重力分量,经过放大和A-D转换后,由微处理器处理, 通过调制电路传送到脉冲发生器。
七、脉冲发生器
八、钻杆滤清器 钻杆滤清器用来滤除大颗粒钻屑、手套、木块等杂物,这 些物质可能流入脉冲发生器内,造成事故。
三、系统测量精度
方位角 井斜角 磁性工具面
高边工具面
±1.5°(Inc.>10°,Dip<70°) ±0.2°(在 0--180°范围内) ±2.8° ±2.8°
系统的组成
MWD 无线随钻测量仪器是由地面部分(地面数据处理系 统、防爆箱、DDU 司钻阅读器、泥浆压力传感器、泵冲 传感器)、井下部分(MEP/PCD 探管、下井外筒总成、 涡轮发电机总成、无磁短节)及辅助工具、设备组成。
有三类: 1。MPSR,是老式的单片机处理系统 ,已淘汰。 2。带地面测试盒DIB的PCDWD系统 ,目前国内使用普遍。 3。INSITE系统,只在进行地质导向施工时使用。
系统的组成
二、DDU 司钻阅读器 司钻阅读器主要用来在钻台面实时显示井下工具数据及测 量数据。
三、防爆箱 防爆箱是 DWD 无线随钻测斜仪系统的保护装置 ,它是限 制与它连接的其它设备的电压和电流,防止出现电火花, 保证仪器设备在现场使用的安全。通过防爆箱与地面数据 处理系统连接的地面仪器装置有:泥浆压力传感器、泵冲 传感器和 DDU 司钻阅读器 ,并为这些仪器装置提供电源。
石油钻井MWD随钻自然伽玛测量操作手册
目录1 准备工作(1) 1.1安装井深传感器。
1.2大钩悬垂传感器的安装。
1.3井深仪(DTU)的安装。
1.4井深仪(DTU)操作规程。
2 井下伽玛仪现场安装(3) 2.1 室内组装启动伽玛仪。
2.2 再确定一次仪器是否正常工作。
2.3 钻台联接。
3 随钻自然伽玛仪测试作业(5) 3.1 测前准备。
3.2 测试操作。
3.3 地面读出数据。
4 编辑伽玛曲线图(6) 4.1 数据准备。
4.2 产生九个文件中的前四个文件。
4.3 产生九个文件中的后五个(DBF)文件。
4.4 伽玛曲线图形编辑。
5 确定打印轨迹并打印出曲线(9) 5.1 选中一个文件。
5.2 关键设置。
5.3 打印预览。
5.4 打印曲线。
1.准备工作1.1安装井深传感器A.把井深传感器中空轴的公扣端缠绕特夫龙带,将位于绞车滚筒的一侧的气刹轴接头卸下装上井深传感器,用扳手上紧,用力不要过大,取下气刹空心接头,缠上特夫龙带拧到井深传感器的母扣端,用扳手上紧,用力不要过大。
B.井深传感器的导线与井深信号电缆联接好,信号电缆另一端联到井深十大钩负荷的接线盒上。
1.2大钩悬重传感器的安装A.找到指重表注油三通的注油口,把大钩悬重传感器的快速接头插到注油孔上,观察接口处不漏油即可。
B.大钩负荷传感器另一端的接线盒是联着的。
把接线盒与主信号电缆联接好,用胶带封好,用扎条或绳子把电缆固定好,引到值班室里。
1.3井深仪(DTU)的安装井深仪(以下简称DTU)的SERIAL(串)口用RS-232九芯电缆联到地面接口箱后面的DTU口上,从外面引入的井深主信号电缆联到DTU 的信号接口上,地面接口箱的接线与定向测试作业接法一样。
1.4井深仪(DTU)操作规程1.4.1确定传感器类型A.打开DTU电源显示主参数屏。
B.按A键:出主菜单,共五项。
C.按“5”键,按“CR”键:出传感器类型屏。
D.按“1”键,再按“CR”键。
即选中ROTRAY(旋转)型。
1.4.2 用方钻杆(或钻杆)长度标定DTUA.按“A”键,出主菜单。
mwd测量基础
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地磁场理论
• 基本特性—由地磁学可知有四个特点 •
地球表面的地磁南极和北极极性相反 。 • 地磁场是一个弱磁场,其表面的平均磁
• 感应强度为 0.05 mt。
• 地磁场是随时间变化的,他要由内部的稳定磁场和外部的变化磁场组合成的。
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测量计算公式 1
• • • • • • 井斜角= Arc tan Gxy/Gz Gxy=( Gx² +Gy² )½ Gtotal= (Gx² + Gy² + Gz² )½ Btotal= (Bx² + By² + Bz² )½ 高边工具面=Arc tan Gy/ -Gx 磁工具面=Arc tan Bx/By
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无磁钻铤长度的选择
• 定向井;水平井的钻井施工中,NMDC长度选择非常重要,直
接影响井眼轨迹数据的测量精度。
• 地区选择 – 施工井所处于地理位置 – 根据国际地磁图,确认我们施工的区域,A;B;C – 中国境内应为:A 区 • 仪器在NMDC中的位置
– 每一个区都分为:转盘钻进(稳斜)和动力钻井(带马达) – 目前使用情况:使用转盘钻进(稳斜)用1根NMDC(9米), 使用动力钻井(带马达),在井斜较大时(60度)或方位接 近东西时要用2根NMDC。 – 仪器在NMDC中的位置为:下1/3
中海石油技术服务—定向井公司
MWD 测量技术培训
徐飙
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钻井领域新技术
• • • • • PDC 钻头 油基泥浆 线性震动筛 LWD地质导向 顶部驱动
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随钻仪器MWD、LWD测量信息编解码技术
随钻仪器MWD、LWD测量信息编解码技术车卫勤;李瑾【摘要】在钻井钻进过程中,我们需随时关注井眼轨迹参数、地层和井底环境等随钻测量信息。
而将这些信息传输至地面的关键技术在于信号编解码。
本文将重点介绍MWD和LWD仪器在传递随钻测量信息时常用的三种信号编解码技术。
【期刊名称】《科技风》【年(卷),期】2012(000)016【总页数】1页(P14-14)【关键词】随钻测量;信号传输;曼彻斯特码;脉冲位置调制编码;优化组合码【作者】车卫勤;李瑾【作者单位】渤海钻探定向井技术服务分公司,河北沧州 062552;渤海钻探定向井技术服务分公司,河北沧州 062552【正文语种】中文在钻井钻进过程中,工程师需随时了解井下仪器工作状况、井眼轨迹参数等信息。
这些信息的传输是无线随钻测量系统的关键之一。
目前,鉴于钻井液脉冲信号传输方式具有可靠性高、稳定性强、传输距离远等优点,国内外大多MWD和LWD 仪器采用这种方式将井下测量数据传送至地面。
而此方式实现的关键在于钻井液脉冲信号编解码技术,下面笔者将介绍几种常用的脉冲信号编解码技术。
脉冲位置调制编码是以时间间隔作为数据流传输信息的方法。
通常,1个脉冲代表1个十六进制数(0~F),其具体数取决于它的位置,即取决于它与上一脉冲之间的时间间隔。
规则为:上一脉冲结束,在经过2倍标准脉宽恢复时间后出现脉冲,它表示“0”;延迟1个标准脉宽出现,表示“1”;依此类推,如果延迟15个脉宽出现脉冲,那么此脉冲表示“F”。
我们需首先确定标准脉冲宽度T;其次,确定表示每种轨迹参数的脉冲个数。
例如:井斜用三个脉冲表示,工具面用两个脉冲表示等。
最后,按转换公式将传输至地面的十六进制数转换为真实物理测量值。
如上图所示:S表示同步脉冲,时间间隔为定值;M表示数据脉冲间隔:M=2T+N×T(秒);其中N为0~F的十六进制数,T为标准脉冲宽度,2T表示脉冲的恢复时间。
此种方法的劣势在于:传输时间会随测量数值的增大而增加。
MWD工作原理?
MWD工作原理?MWD工作原理引言概述:MWD(测井定向钻进)是一种在钻井过程中用于测量井下参数的技术。
它通过测量井内的方位、倾角以及其他相关参数,为工程师提供实时数据,以便更好地掌握井下情况。
本文将详细介绍MWD的工作原理。
一、传感器技术1.1 方位传感器方位传感器是MWD系统中的关键组件之一。
它通过使用磁场传感器,测量井下工具相对于地球磁场的方位。
这些传感器通常采用三轴磁强计技术,能够提供井下工具在三个方向上的方位信息。
1.2 倾角传感器倾角传感器用于测量井下工具的倾斜度。
它通常采用MEMS(微机电系统)技术,通过测量微小变形或加速度来确定倾角。
这种传感器能够提供井下工具在垂直和水平方向上的倾角信息。
1.3 温度和压力传感器除了方位和倾角,MWD系统还需要测量井下的温度和压力。
温度传感器通常使用热电偶或热敏电阻来测量井内温度的变化。
压力传感器则通过测量井内气体或液体的压力来提供井下压力信息。
二、数据传输技术2.1 无线传输MWD系统通常采用无线传输技术将测量数据传输到地面。
这种技术可以通过电磁波或声波来传输数据。
无线传输具有实时性好、传输距离远等优点,能够满足工程师对井下数据的实时监测需求。
2.2 有线传输有些情况下,由于井深或井壁条件限制,无线传输可能无法实现。
此时,MWD系统可以采用有线传输技术。
有线传输通常通过电缆将井下数据传输到地面。
尽管有线传输受到距离限制,但其传输稳定可靠,不受外界干扰。
2.3 数据处理与显示无论是无线传输还是有线传输,井下传输的数据都需要在地面进行处理和显示。
通常,地面的数据处理系统会接收和解码井下传输的数据,并将其显示为工程师可以理解的形式,如图表或曲线。
三、井下工具控制3.1 井下工具定向控制MWD系统不仅可以提供井下参数的测量数据,还可以用于控制井下工具的定向。
通过在井下工具中集成陀螺仪或其他定向传感器,工程师可以根据实时数据调整井下工具的方位和倾角,从而实现井下工具的定向控制。
随钻测井技术介绍
随钻测井
收入(百万美元)
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
2004年随钻测井9.6亿美 元,比1999年增长42%
中国需要发展随钻测井(LWD)
BP-Amoco公司:MWD是指随钻压力之类的钻井测量和各类定向测 量,而LWD专指地层评价测井服务。
Baker Hughes公司:将MWD用于一般的井下平台,包括脉冲发射 器、通讯和方位系统,而LWD专门用于地层评价仪器,如电阻 率、声波和中子探头。
Halliburton公司:MWD泛指钻井时所有的井下测量,特指与方向/ 方位及钻井有关的测量;LWD指钻井时的岩石物理参数测量。
MWD /LWD发展简史– LWD的诞生
• 1984: – NL Baroid 引入 岩性记录测井 (RLL) – 电磁波电阻率和自然伽马测井 – Teleco, Anadrill, Exlog和Gearhart 提供电阻率和自然伽马 测井服务
• 1986: NL Baroid 引入三组合 LWD • 1989:
❖ 通常意义的MWD仪器系统,主要限于对工程参数(井斜、方 位和工具面等)的测量,它只是一种测量仪器,无直接导向钻 进的功能。
经典随钻测井(LWD)概念
❖ 随钻测井(Logging While Drilling)是在随钻测量(MWD)基础 上发展起来的一种功能更齐全、结构更复杂的随钻测量系统,主要 是在常规MWD基础上增加电阻率、中子、密度和声波等测量短节, 用以获取测井信息;
经典随钻测量(MWD)概念
❖ 随钻测量(Measurement While Drilling)是在钻井过程中进 行井下信息的实时测量和上传的技术的简称;
❖ 由井下部分(脉冲发生器,驱动电路,定向测量探管,井下控制 器,电源等)和地面部分(地面传感器,地面信息处理和控制 系统)组成,以钻井液作为信息传输介质;
定向仪器MWD原理
MWD脉冲器原理
开泵状态
循环套 限流环 主阀头 泥浆 推力 主弹簧 泥浆 伺服阀 电磁机构
MWD脉冲器原理
开泵,发送信号状态
循环套 限流环 主阀头 泥浆 推力 主弹簧 泥浆 伺服阀 电磁机构
MWD组成
地面部分
地面主机提供司钻显示器、立管压力、悬重、井深传 感器的供电、压力信号处理、通讯。
使用80-260伏宽电压范围交流供电。
MWD优点
合理的价格,高性价比的MWD/LWD; 钻头、马达、MWD/LWD一体化服务; 灵活的服务方式:
销售、租赁、技术服务; 及时、专业的售后服务。
主要业绩
2013年10月12日至11月12日 山西省吉县柏山寺村中石化华东分公司
30017钻井队 延6-54-32井 延6-32-54井 延6-54-34井 服务井深:二开8½”井眼,70m-1700m 泥浆排量34L/s,密度1.05g/cm3,温度30℃
MWD原理
MWD原理
井斜
Gz
井斜
arcc
os
Gz G
Gxy
G
方位 arctan
Hx cosa Hzsina
H x cos b sin a H y cos b H z sin b cos a
MWD原理
探管结构框图
加速度传感器 A/B/C
磁通门传感器 X/Y/Z
温度传感器
多路开关
模/数转换
MWD组成
地面部分
分线盒是地面主机至各传感器的各电缆的中间部件, 从MWD电缆分离压力传感器、司钻显示器、深度传感 器、悬重传感器。
MWD组成
地面部分
司钻显示器(RFD)从电缆接收地面主机端发送来的 电源与信号,实时显示地面解码数据、时间、简短文 字消息等。司钻显示器使用36V安全电压供电,485通 讯协议。
MWD工作原理?
MWD工作原理?引言概述MWD(Measurement While Drilling)是一种在钻井过程中实时测量井底参数的技术,它可以帮助钻井工程师更准确地了解井底情况,指导钻井作业。
本文将介绍MWD的工作原理,以及其在钻井中的应用。
一、MWD的传感器1.1 MWD传感器的种类MWD传感器包括测斜仪、加速度计、磁力计等,用于测量井底的方位、倾角和磁场信息。
1.2 传感器的工作原理测斜仪通过测量井底工具的倾角来确定井眼的方向,加速度计用于测量工具的加速度,磁力计则用于确定工具在地球磁场中的方向。
1.3 传感器的精度和稳定性MWD传感器需要具有高精度和稳定性,以确保测量结果的准确性,避免因误差导致的钻井事故。
二、MWD的数据传输2.1 无线传输技术MWD数据通过无线传输技术实时传输到地面控制中心,包括电磁波传输和声波传输两种方式。
2.2 数据传输的速度和稳定性无线传输技术需要具有高速传输和稳定性,以确保实时监测数据的及时性和准确性。
2.3 数据传输的安全性MWD数据传输需要具有一定的安全性,以防止数据泄露和被恶意攻击。
三、MWD的数据处理3.1 数据解析和校正MWD数据需要经过解析和校正处理,将原始数据转化为可读的信息,并进行误差修正。
3.2 数据处理算法MWD数据处理算法包括滤波、插值、拟合等方法,用于提取有用的地质信息和钻井参数。
3.3 数据可视化和报告MWD数据处理结果可以通过可视化软件展示,并生成报告,帮助钻井工程师做出钻井决策。
四、MWD的应用领域4.1 钻井导向MWD可以帮助钻井工程师实时监测井眼方向,指导钻井方向和井眼轨迹设计。
4.2 钻井优化MWD数据可以用于优化钻井参数,提高钻井效率和降低成本。
4.3 地质解释MWD数据可以提供地质信息,帮助地质工程师进行地质解释和勘探。
五、MWD的发展趋势5.1 智能化技术MWD技术将越来越智能化,包括人工智能、大数据分析等技术的应用。
5.2 高精度测量MWD传感器将实现更高精度的测量,提高数据的准确性和可靠性。
MWD现场操作手册(暂用)20060416解读
一、无线随钻测量仪器介绍MWD 无线随钻测斜仪是在有线随钻测斜仪的基础上发展起来的一种新型的随钻测量仪器。
它与有线随钻测斜仪的主要区别在于井下测量数据的传输方式不同,目前胜利钻井院使用的MWD 施工主要包括下面两种方式实现信号的传输:1、负脉冲方式泥浆负脉冲发生器需要组装在专用的无磁钻铤中使用,开启泥浆负脉冲发生器的泄流阀,可使钻柱内的泥浆经泄流阀与无磁钻铤上的泄流孔流到井眼环空,从而引起钻柱内部的泥浆压力降低,泄流阀的动作是由探管编码的测量数据通过调制器控制电路来实现。
在地面通过连续地检测立管压力的变化,并通过译码转换成不同的测量数据。
图1、 泥浆负脉冲方法工作原理示意图这种方法的优点是:数据传输速度较快,适合传输定向和地质资料参数。
缺点是:下井仪器的结构较复杂,组装、操作和维修不便,需要专用的无磁钻铤。
2、正脉冲方式图2泥浆正脉冲方式工作原理示意图泥 浆浆针阀不动针阀上升泥浆泥浆阀门关阀门开时间如图2所示,泥浆正脉冲发生器的针阀与小孔的相对位置能够改变泥浆流道在此的截面积,从而引起钻柱内部的泥浆压力的升高,针阀的运动是由探管编码的测量数据通过调制器控制电路来实现。
在地面通过连续地检测立管压力的变化,并通过译码转换成不同的测量数据。
这种方法的优点是:下井仪器结构简单、尺寸小,使用操作和维修方便,不需要专门的无磁钻铤。
缺点是:数据传输速度慢,不适合传输地质资料参数。
3、电磁波传输方式因空气钻井的项目,将引进两套电磁波信号传输MWD。
电磁波信号传输主要是依靠地层介质来实现的。
井下仪器将测量的数据加载到载波信号上,测量信号随载波信号由电磁波发射器向四周发射,如图4所示。
地面检波器在地面将检测到的电磁波中的测量信号卸载并解码、计算,得到实际的测量数据。
图4 电磁波信号传输示意图这种方法的优点是:数据传输速度较快,适合于普通泥浆、泡沫泥浆、空气钻井、激光钻井等钻井施工中传输定向和地质资料参数。
缺点是:地层介质对信号的影响较大,低电阻率的地层电磁波不能穿过,电磁波传输的距离也有限,不适合超深井施工。
MWD原理
MWD是一种由井下涡轮发电机供电的无线随钻测量系统
MWD是一种由井下涡轮发电机供电的无线随钻测量系统。
该仪器是将探管传感器测得的井下参数按照一定的编码,产生脉冲信号,该脉冲信号控制脉冲发生器蘑菇头伸缩,从而控制蘑菇头与限流环之间的泥浆流通面积。
在蘑菇头缩回时,钻柱内的泥浆可以顺利地从限流环通过;在蘑菇头升起时,泥浆流通面积减少,从而在钻柱内产生了一个正的泥浆压力脉冲。
接在立管上的压力传感器,将接收到的压力信号转换为电信号,经过防爆箱、接口箱传给计算机,进行信号滤波、解码、计算,得出井下测量参数。
蘑菇头与限流环之间的泥浆流通面积决定着信号的强弱,选用不同尺寸的限流环能够使该仪器在不同的井眼、不同排量、不同井深的工作环境中,均能得到理想幅值的压力信号。
结论:综上所述常规MWD需在停止旋转的状态下进行井斜和方位的测量,但对于地质导向中使用的MWD+LWD,应具备旋转测量的功能,但精度应该没有在静止状态下测量的结果高,一般都是静止测量为准,动态测量只是钻进中参考。
对于利用泥浆传输测量的数据的MWD,则必须在开泵的情况下传输数据。
MWD无线随钻测斜仪
MWD无线随钻测斜仪一、作用及功能美国SPERRY-SUN公司生产的定向MWD随钻测量仪器(简称“DWD”),DWD无线随钻测斜仪是在有线随钻测斜仪的基础上发展起来的一种新型的随钻测量仪器。
它与有线随钻测斜仪的主要区别在于井下测量数据的传输方式不同,普遍用于高难度定向井的井眼轨迹测量施工,特别适用于大斜度井和水平井中,配合导向动力钻具组成导向钻井系统,以及海洋石油钻井,目前使用的MWD无线随钻测斜仪主要有三种传输方法:1. 连续波方法:连续发生器的的转子在泥浆的作用下产生正弦或余弦压力波,由井下探管编码的测量数据通过调制器系统控制的定子相对于转子的角位移使这种正弦或余弦压力波在时间上出现相位移,在地面连续地检测这些相位移的变化,并通过译码转换成不同的测量数据。
2.正脉冲方法:泥浆正脉冲发生器的针阀与小孔的相对位置能够改变泥浆流道在此的截面积,从而引起钻柱内部的泥浆压力的升高,针阀的运动是由探管编码的测量数据通过调制器控制电路来实现。
在地面通过连续地检测立管压力的变化,并通过译码转换成不同的测量数据。
3.负脉冲方法:泥浆负脉冲发生器需要组装在专用的无磁钻铤中使用,开启泥浆负脉冲发生器的泄流阀,可使钻柱内的泥浆经泄流阀与无磁钻铤上的泄流孔流到井眼环空,从而引起钻柱内部的泥浆压力降低,泄流阀的动作是由探管编码的测量数据通过调制器控制电路来实现。
在地面通过连续地检测立管压力的变化,并通过译码转换成不同的测量数据。
二、主要组成部分及功能DWD 无线随钻测量仪器是由地面部分(MPSR 计算机、TI•终端、波形记录仪、防爆箱、DDU 司钻阅读器、泥浆压力传感器、泵冲传感器)、井下部分(MEP 探管、下井外筒总成、脉冲发生器和涡轮发电机总成、无磁短节)及辅助工具、设备组成。
(1)MPSR计算机和磁卡软件包MPSR 计算机是 DWD 随钻测量仪器的地面数据处理设备,它接受来自泥浆压力传感器的测量信息,进行数据的处理、储存、显示、输出。
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MWD 测量技术培训
徐飙
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钻井领域新技术
• • • • • PDC 钻头 油基泥浆 线性震动筛 LWD地质导向 顶部驱动
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勘探开发领域
• • • • 油气井产能预测技术:对储层进行油气产能预测 测井沉积相研究技术 泥浆储层保护技术 核磁共震测井技术:测量层动中流动体孔隙度
• 数据集成与传输技术:
– – – – 地面测试 防砂数据 随钻数据 信息发布
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介绍目录
测量技术基础的介绍 地磁场的理论 测量数据的比较 作业中存在的问题 仪器的静态测试
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测 量 技 术 基 础 简 介
• 在现代钻井工程中,定向钻井技术的发展相当 快,从钻小斜度小位移的普通定向井发展到能钻 大斜度大位移的高难度定向井,进而发展到钻水 平井等特殊工艺井。
• 稳定磁场是地磁场的主要部分,是来描述地球表面的地磁场 • 分布规律的。
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电子类的磁性测量仪器(ESS,MWD)
•都是以地磁北极为测量基准。 •目前现场使用的较先进的电子类磁性 测 •量仪器,在进行测量前必须输入当地的 •磁场强度值和磁偏角值,做为测量结果
地磁场与测量仪器的关系
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坐标校正
• 坐标系: 井斜角方位角井下测量是以地磁北为基 础,在最终输出结果是以地理北为测量基准。关键 词---地理北;地磁北;网格北 • 相互关系:Grid North= True North + 收敛角 • North= 地磁北 + 磁偏角 • 校正以下参数: 收敛角—在高斯坐标系中的纵线 与地理坐标的纵线之间的夹角。磁偏角—地理坐标 纵线与地磁坐标纵线的夹角。
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方位校正
•
校正方位角是根据磁场校正理论计算出来的井斜 角和方位角。 • 磁干扰主要作用在钻柱轴向Bz上,所以采用开始 测量前人工输入当地磁场强度和地磁偏角来计算出Bz 理论值代替Bz实际值,并与实际测量得出的Bx和By值 一起可以计算出井斜和方位角。 • 研究表明,在大斜度井和水平井的井斜角方位角 的测量中,当井眼朝向接近正东或正西的方位钻井时, 只能采用短钻铤方法,才能保证测量精度。
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油田生产领域
• • • • • • 氮气泡沫修井技术 化学堵水技术 储层动态监测技术:水油界面的推移规律 井眼稳定性分析技术:防止泥浆漏失和井壁垮塌 低密高强固井技术:松软地层的固井 泥浆侵入深度预测技术:对测井射孔提供参考
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数字集成方面
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测量计算公式 1
• • • • • • 井斜角= Arc tan Gxy/Gz Gxy=( Gx² +Gy² )½ Gtotal= (Gx² + Gy² + Gz² )½ Btotal= (Bx² + By² + Bz² )½ 高边工具面=Arc tan Gy/ -Gx 磁工具面=Arc tan Bx/By
•的计算依据。
•我们所钻井眼的井斜角方位角的测量基
•准是地理北极。而井下仪器测量是以地
•磁北极为基准的。
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磁场参数影响测量精度
•
目前现场使用的较先进的电子类磁性测量 仪器,在进行测量前都必须输入当地的磁场强 度值和磁偏角值,来作为测量结果的计算依据。 • 我们知道测量仪器本身的设计参数允许误 差作为检测点是否受地磁异常和钻柱轴磁干扰 影响的依据。(磁偏角± 3度,Btotal ± 0.3uT) • 测量值超过出该范围,该方位测量值是不 能用的。---由地磁异常或邻井套管造成的
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测量计算理论
井眼轨迹是由井斜角,工具面角,和方位角的测量值 来描述的.这些值是由磁通们+重力计提供.. • 方法1(标准法)—用测得的Bx,By,Bz,工具面角,井斜角来 计算得出Az1(由于Bz受到干扰而引起误差,方位角会有 最大的误差) • .方法2(短钻铤法)---在方位角中的Bz分量不参加计算所 得出的值为Az2。(不用有误差的Bz来代入公式,而用 Bz1代替Bz.它是由地磁场感应强度Be,地磁倾角Dip,和 实测值Bx,By四个数据计算得到.)
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测量的计算理论
井眼轨迹是由井斜角,工具面角,和方位角的测量值 来描述的.这些值是由磁通们+重力计提供.. • 方法1(标准法)—用测得的Bx,By,Bz,工具面角,井斜角来 计算得出Azi-1(由于Bz受到干扰而引起误差,方位角会 有最大的误差) • .方法2(短钻铤法)---在方位角中的Bz分量不参加计算所 得出的值为Azi-2(不用有误差的Bz来代入公式,而用Bz1 代替Bz.它是由地磁场感应强度Be,地磁倾角Dip,和实测 值Bx,By四个数据计算得到.)
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地磁场理论
• 基本特性—由地磁学可知有四个特点 •
地球表面的地磁南极和北极极性相反 。 • 地磁场是一个弱磁场,其表面的平均磁
• 感应强度为 0.05 mt。
• 地磁场是随时间变化的,他的变化来源 • 于地球内部的物质运动。
• 地磁场B主要由内部的稳定磁场和外部的变化磁场组合成的。
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测量计算公式 2
磁通门传感器(Bx,By,Bz),重力加速度计(GxGyGz)。 (井斜角θ,方位角Azi,工具面角ω)
Azi= tg-1[(-BxSinω+ByCosω)/Cosθ(BxCosωBySinω)+BzSinθ 一般来讲:Bz 的值较大,但在无磁干扰时较稳定。
•测量设备也随着工业技术的发展也在不断地更新。 从磁性单点多点的照相测斜仪发展到电子多点测 斜仪 ESS,进而发展到有线随钻测斜仪 SST 和无 线随钻测斜仪 MWD。
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测 • 他们测量的基准都没有改变—与大地有关 量 技 •电子类测量仪器的传感器主要是大地重力场的重 力加速度计和敏感大地磁力场的磁通们。 术 具备定向井测量技术基础才能钻出高精度的定向 基• 井。 础 •测量技术基础包括有:磁场理论 地磁参数的应 简 用 测量数据比较。 介