ZTS电磁波随钻测量系统及其现场试验
第五节 随钻测量系统
3.实时检测钻头钻压、转数或扭矩
(3)钻井参数测量 在很多情况下,地面指重表显示的钻压存在误差 (如在大斜度井眼
中,由于井壁摩阻,井底钻压可能低于地面指示的20%)。而随钻测量系 统是近钻头的钻井参数测量,数据实时可靠。
三、随钻测量系统井下钻具组合
钻杆
钻铤
随钻测井 定向参数测量 钻井参数测量 井底马达 钻头第五节Biblioteka 随钻测量系统一、概述 1前言
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测井。等到实际测井时, 由于钻井液侵入的影响,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,一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提供一 些井底情况,但由于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。
图5.5.2随钻测量系统钻具组合示意
随钻测量系统(Measurement-While-Drilling ,简称MWD)是指在钻 头附近测得某些信息,不需中断正常钻进操作而将信息实时传送到地面上 来过程。与随钻测斜仪(传统意义上的MWD)不同,随钻测量系统包含的信 息更多,信息(图5.5.1)的种类有: (1)定向数据 (井斜角,方位角,工具面角); (2)地层特性 (伽玛射线,电阻率测井)(LWD); (3)钻井参数 (井底钻压、扭矩、转数)。
地层参数
定向参数
钻井参数
图5.5.1 随钻测量系统测量的信息
二、MWD的用途
MWD用途主要有三种: 1.定向测量 井眼轨迹参数。此种用途占全部MWD工作的70% 。 2.随钻测井(Logging-While-Drilling) (1)利用伽玛射线确定页岩层来选择套管下人深度; (2)选定储层顶部开始取心作业; (3)钻进过程中与邻井对比; (4)识别易发生复杂情况的地层; (5)对电缆测井不太适合的大斜度井进行测井; (6)电阻率测井可发现薄气层; (7)在钻进时评估地层压力。
随钻测量数据传输方式的现状和发展趋势
( 3 ) 负脉冲信号传输方式 。其机械部分 由泄流阀 、 泄 流孑 L 和井 眼环空 构 成 , 采集 编 码后 的数据 , 驱动 泄 流 阀运 动 , 使 得钻 井 液进 入 环空 井 眼 , 引起 钻 柱 内压 力 降 低, 从而产生一 系列负脉 冲压力 波 , 将数据传输 到地 面, 参见图3 。
阀门关 阀 门开
硝
抑 1 - t
时 间
图3 负脉冲信号传输方式原 理示意图
信号。 ( 2 ) 正脉 冲信号传Байду номын сангаас方式 。井下信号发生器 的机
2 . 2 . 2 声 波 传输 方式
2 0 1 4 年第4 期
西部 探 矿工 程
6 9
声波传输方式利用声波传输原理 , 利用声 波或地
( 4 ) 湿 接 头 法 。1 二 作 原 理是 直 井段 有 湿 接 头 接 受
厂 ^ 、厂 ^ \厂 、 U U U U
图1连续波信号传 输方式原理示意 图
械 部 分 由一 个 针 阀和 z l ,  ̄ L 构成 , 根 据 采 集 编 码 后 的 数
据, 通过 钻 井液 驱 动针 阀运动 , 从 而 改 变针 阀 和小 孑 L 的 相对 位 置 , 改 变 了钻井 液 流道 在 此处 的截 面积 , 引 起 钻
传 输 技 术 的 不 成熟 , 在 后 续 的几 十 年 内随钻 测 量 技 术
线的方式 , 进行数据 的传输 。由于井下高温 、 高压等特 殊环境 , 在电缆随钻测量 中, 一般采用铠装电缆传输信 号。铠装 电缆是 由不同材料的导体装在有绝缘材料的 金属套管 中, 被加工成可弯曲的坚实组合体 , 因为其具 有抗机械破坏 、 抗腐 蚀性 的特点 , 被石 油工业广泛采
煤矿井下水平定向钻进技术与装备的新进展
煤矿井下水平定向钻进技术与装备的新进展石智军;李泉新;姚克【摘要】煤矿井下定向钻进技术作为一项工程领域的新技术,已经广泛应用于煤矿井下瓦斯抽采、防治水、地质勘探和精确工程钻孔施工等领域.经过在国内30多个矿区推广应用,煤矿井下定向钻进技术和装备逐渐完善并取得新进展,形成了ZDY12000LD型大功率定向钻机、无线随钻测量系统、地质导向钻进装置及复合定向钻进工艺.结合现场试验完成了主孔深度1881 m的煤层定向长钻孔和1026 m岩层定向长钻孔,充分说明了ZDY12000LD型钻机功率大、钻进及事故处理能力强,无线随钻测量系统测量精度高,配套复合定向钻进技术形成的钻孔孔壁光滑、沉渣少、钻孔曲率小,钻进效率高.【期刊名称】《探矿工程-岩土钻掘工程》【年(卷),期】2015(042)001【总页数】5页(P12-16)【关键词】煤矿井下;定向钻孔;无线随钻测量;地质导向;大功率定向钻机;复合定向钻进【作者】石智军;李泉新;姚克【作者单位】中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077;中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077;中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077【正文语种】中文【中图分类】P634.7煤矿井下定向钻进技术可以实现钻孔轨迹的精确控制,保证钻孔轨迹在预定层位中的有效延伸,增长钻孔有效抽采距离,增加钻孔瓦斯抽采量,提高瓦斯抽采率;另外定向钻进技术可进行多分支孔施工,施工的钻孔能均匀覆盖整个工作面,具有钻进效率高、一孔多用、集中抽采等优点,能显著提高煤层瓦斯治理效果,现已成为我国煤矿区瓦斯高效抽采的主要技术途径[1-2]。
定向钻进技术自2008年开始在我国煤矿井下应用以来,据统计已在30多个矿区进行了广泛的推广应用[3-4],不断改进完善并取得了新的重要进展,在国内煤矿井下完成了最大孔深1881 m,终孔直径98 mm和孔深1209 m,终孔直径120 mm的集束型瓦斯抽采水平定向长钻孔;完成了最大孔深1026 m,终孔直径153 mm的顶板岩石高位定向长钻孔。
随钻方位电磁波电阻率仪器性能指标检测方法
第44卷第5期2020年10月测井技术WELL LOGGING TECHNOLOGYVol.44No.5Oct22文章编号:1004-1338(2020)05-0448-05随钻方位电磁波电阻率仪器性能指标检测方法杨震,肖红兵,张智勇(中石化胜利石油工程有限公司测控技术研究院,山东东营2570640摘要:为提高油藏采收率,大斜度井、水平井被广泛采用,对井眼轨迹提出了更高要求。
地质导向技术能根据实时测调整井,多地应用于水平井钻井过程。
随钻方位率仪器作为目前地质导向的核心仪器,电阻率测量范围、精度及测距离是其最重要的指标,目前没有井验证或测试仪器性。
从电阻率测测原理出发,利用分析测率以及离指标的。
通过实验室测指定位率仪器的相位差为士0.02。
,测信号有效动态为70dB,以此代体测试试验,简仪器指标测试流程,为随钻方位率仪器行地层评价地质导向提供了保障。
关键词:测井仪器;随钻方位电磁波电阻率仪器;测量精度;探测距离;指标验证中图分类号:P631.84文献标识码:ADoi:10.16489/j.issn.1004133&2020.05.005Main Specifications Test Method of Azimuthal Electromagnetic Logging While Drilling ToolYANG Zhen,XIAO Hongbing,ZHANG Zhiyong(Measurement and Control Technology Institute,SINOPEC Shengii Oilfield Service Corporation,Dongying,Shandong257064,China) Abstract:Highly deviated and horizontal wells are wildly used to improve reservoir recovery rate,which propose higher requirements to well trajectory.Geosteering technology can adjust we l6rajec6orybyrealimemeasuremen6'soiismoreandmorecommonusedinhorizon6alwe l drilling.AZmuthal e lectromagnetic logging while drilling tool is kernel tool of geosteering.Resistivity range'accuracy and depth of detection are main specifications of azimuthal electromagnetic logging while drilling tool.But there are lack of clear test methods and test ins6rumen6s6o6hesespecificaions.Therelaionshipbe6weenmeasuredsignalsandresisiviyand dep6h of de6ec ion are analyzed by numerical simula ion based on principles of resis ivi y and boundary detection measurements.The phase shift accuracy of士0.02°and geosteering voltage dynamicrangeof70dBcanbetestedorconfirmedbylaboratorycircuitspecifications.Thereal environment test can be avoided by this method,which facilitates the test process and ensures the application of formation evaluation and geosteering.Keyw"rds:l2gginginstrument)azimuthalelectr2magneticl2gging whiledri l ingt22l)measure-mentaccuracy)depth2fdetecti2n)specificati2ntest0引言钻地层的仪器之一。
随钻仪器概述及现场HSE(CPL培训)
俄罗斯EM-MWD系统
2.3 声波传输方式
通过钻杆来传输声波或地震信号是另一种传输方法。声波遥 测能显著提高数据传输率,使随钻数据传输率提高一个数量级, 达到100bps。声波遥测和电磁波遥测一样,不需要通过泥浆循环, 该系统利用声波传播机理来工作。由于信号在钻杆柱中传播衰减 很快,所以在钻杆柱内每隔 400~500m要装一个中继站。声学信 息通道的缺点:井眼产生的低强度信号和由钻井设备产生的声波
三.DSTL正脉冲随钻仪器
DSTL(Direction Surveying & Telemetry Logging Tool)正脉冲无 线随钻测量仪属于EILog FELWD地层评价随钻测井系统的一部分, 用于地层评价数据的传输和MWD测量功能。
DSTL是机械、电子和泥浆脉冲技术融合为一体的综合测量系 统,它利用惯性导航原理来测量井眼姿态,井下通过正泥浆脉冲将 信息传输到地面。
第一个脉冲位于第三个脉宽槽代表十六进制的2,第二个 脉冲位于第五个脉宽槽代表十六进制的4, 第三个脉冲位于第1 个脉宽槽代表十六进制的0。所以三个脉冲表示的十六进制是 240,也就是十进制的576。
3.2.4 定向短节 定向短节完成井眼姿态的测量。定向短节内安装了三个电
路模块和一个探管,它们分别是微处理器模块、电源模块和模 数转换模块以及定向探管。
当前,国内油田水平井数快速增长,2005年完成201口, 2006年完成522口,2007年完成806口。2008年集团公司实施水平 井1000口以上,力争达到1100口。各油田定向井公司对普通随钻 测量仪器的应用已经普及,随钻测井仪器的应用已逐步展开。
二. 随钻测量仪器数据传输
MWD在井底钻头附近测得某些信息,不需中断正常钻进操作 而将信息传送到地面上来。信息的种类:
饱175 mm 电磁随钻测量系统的研制及试验研究
随钻方位电磁波电阻率测量系统发展进展
随钻方位电磁波电阻率测量系统发展进展张晓彬;戴永寿;倪卫宁;孙伟峰;李立刚;李荷鑫【摘要】随钻电磁波电阻率测量系统采用多线圈、多角度及多补偿的线圈系结构,实现不同径向深度及方位地层电阻率的测量,其在地质导向钻井和油田地层评价中占据着至关重要的地位.在常规随钻电磁波电阻率测量系统的基础上,斯伦贝谢、贝克休斯、哈里伯顿及长城钻探分别研制和推出了具有方位特性的随钻电磁波电阻率测量系统并广泛地应用于水平井和大斜度井的开发与探测.介绍了随钻电磁波电阻率测量系统的结构组成及电磁波信号的处理方法,并通过对比和分析国内外主流随钻电磁波电阻率测量系统的优缺点,对其发展趋势进行了展望,为中国随钻电磁波电阻率测量系统的进一步发展提供借鉴经验.【期刊名称】《测井技术》【年(卷),期】2016(040)001【总页数】6页(P12-17)【关键词】测井仪器;随钻测量;电磁波;电阻率;测量系统【作者】张晓彬;戴永寿;倪卫宁;孙伟峰;李立刚;李荷鑫【作者单位】中国石油大学(华东),山东青岛266580;中国石油大学(华东),山东青岛266580;中石化石油工程技术研究院,北京100101;中国石油大学(华东),山东青岛266580;中国石油大学(华东),山东青岛266580;中国石油大学(华东),山东青岛266580【正文语种】中文【中图分类】P631.83;TE2420 引言地层电阻率是开展地层含油、含气、含水或是油水同层定性评价的依据,同时也是进行地质导向钻井[1]和定量评价储层含油气饱和度的重要参数之一。
准确可靠地获得地层电阻率参数是随钻测井研究中的一项重要内容[2]。
国内外主流的随钻电阻率测量技术主要可以分为3类,即随钻侧向电阻率测量、随钻感应电阻率测量和随钻电磁波电阻率测量。
随钻电磁波电阻率测量系统利用电磁感应基本原理,通过采用多发射-接收线圈系结构以及不同的工作频率,可得到不同径向深度的地层电阻率参数,且随钻电磁波电阻率测量系统不受钻井液的限制,可以对复杂钻井液侵入的测井剖面进行油气解释和渗透层划分。
ZTS-42 AP型电磁波随钻测量系统在泡沫钻井中的试验
护产 层 。水 平 井钻井 技术 与气 体钻 井技 术 的有机 结 合, 是提高 水平 井钻 井速 度 、 护 产层 的理想 技术 手 保
En ne r n Co po ato , a ng 6 13, gi e i g r r in D qi 1 34 Chi a) n
Ab t a t T h s r c : e pule sg lo o e to a W D y t m st a f r e n t ud m e i m , hih s i na fc nv n i n lM s s e i r ns e r d i he m du w c
d s no pp y i as f m , s rli ic l to e a oe ta l n g ,oa mi td i ng cr u a i n m di.Thi o p ii n l s c m oston a d wor i i i k ng prnc— pl f e o Rus i s a ZTS AP一 一 y ee t oma 42 t pe l c r gne i M W D s t m i d s rbe tc ys e s e c i d.I qi Oi n Da ng l ed Fi l f a drli g e t ,t s t m h s u c s f l r c i d o m iln t s s he ys e a s c e s uly e eve 1,5 0 1 m de p e wel ee t oma ne i ls l c r g tc
8 O年代 进入 工业 化应 用 的一项 新 技 术 , 有 信 号 传 具 输速 率高 、 不需 要循 环钻 井液 便可传 送 数据 、 测量 时 间短、 成本 低 等 特 点 。特 别 是 E MWD 系 统 基本 M— 不受 循环 介质 影 响 , 仅 适 用 于 常 规 钻井 液 中的 随 不
电磁波随钻测量系统
发射机连接图
第三部分 现场操作
施工准备 仪器连接 开机测试 井口安装 入井测试 出井测试 注意事项
施工准备
在到达井场后,将接收机及计算机放进仪器房,确认仪 器房与钻机的距离,距离太远不能进行安装; 在钻机上找一个接触比较良好的地方安装接收天线连钳; 以井口为中心,便于连接接收机方向找一个湿润的地方, 将地锚砸入地中,在接线口安装上连接线缆; 将连接线缆安全高架,注意防碰、防损,连接线不允许 打直角弯,以防折断;
电 磁 波 随 钻 测 量 系 统
今后发展方向
1.高数据传输率随钻测量系统 采用数据压缩技术、高效编码技术的EM-MWD系统。 2.地质导向技术 大量的测井技术转化为随钻测井工具,实现随钻实时地 质评价,通过测井信息与井眼轨迹信息结合,使得钻井轨迹 能够准确行进在储层中最佳位置。 3.提高综合井控能力 随钻测量系统携带大量的地质信息、工程参数、井眼轨 迹信息,更多的工程信息井下化对于安全井控意义重大,利 于工程事故早期准确预报。
e)
f)
仪器主体外径:Φ48mm;电路骨架直径:Φ35mm;
测量范围和精度: 井斜角: 0~180° ±0.2° 方位角: 0~360° ±3.0°(井斜角 <5°) ±2.0°(5°≤井斜角≤9°) ±1.5°(井斜角>9°) 工具面角: 0~360° ±1.5°
下密封盖帽
下密封盖帽安装在仪器测量串的最下端,其材料为优质钛 合金,其外径为: Φ48mm,有效长度为:175mm。
第二部分
电磁波随钻测量系统原理和组成
一.系统概述
电磁波随钻测量系统是以电磁波形式将井下随钻测 量参数通过地层向地面传输的随钻测量系统。 测量参数:井斜、方位、工具面、温度
随钻测量系统前沿技术浅析及发展思考
随钻测量系统前沿技术浅析及发展思考陈晓晖中石化石油工程技术研究院钻井工艺所,北京100101摘要:如何丰富随钻测量参数、提高信号传输性能以及开展近钻头测量是目前随钻测量领域研究的重点。
本文着重介绍了随钻测量领域在参数测量、传输等方面的一些先进技术,分析了目前国内随钻测量技术存在的不足,并提出了对中石化石油工程技术研究院随钻测量技术发展的认识和建议关键词:随钻测量;测量参数;近钻头;传输性能;发展趋势Brief Analysis and Thinking for Development of Measurement While Drilling TechniqueChen Xiaohui(Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering, Beijing, China, 100101Abstract: Presently the study keystone of measurement while drilling is how to increase the variety of measure parameters, improve the transmission performance and short hop communicate in downhole. In this paper, firstly some advanced techniques in measurement while drilling are detailed introduced. Secondly, the shortage of measurement while drilling technique in existence in the native is analyzed. Finally, suggestions for the development of measurement while drilling technique in Sinopec research institute of petroleum engineering are put forward.Key Words: Measurement While Drilling; measure parameter;, At-Bit measurement; transmission performance; development trend。
煤矿井下随钻测量系统的设计与实现
煤矿井下随钻测量系统的设计与实现摘要:自古以来,我国的能源资源十分丰富,随着科学技术水平的提升,自然资源的勘探技术得到了显著的进步和发展。
在我国的能源结构当中,煤炭资源占据主要地位,在煤矿的日常开采过程中钻探技术扮演者不可或缺的角色,这不仅能够对生产过程中的地质条件进行深入的探测,并且在解决煤矿煤矿安全生产问题上发挥出了重要的作用。
然而伴随着煤矿生产机械技术的不断发展和进步,为了能够有效提高日常生产过程中的采煤效率和钻探获得相应资料的准确性,必须要求对钻孔空间的运动轨迹进行更加直观的表达。
关键词:煤矿;钻探技术;测量系统;运动轨迹;电磁波无线;1.引言近年来,伴随着科学技术水平的提高,经过多年的操作和实践,我国也掌握了一定的煤矿井下的钻探技术,由于煤矿井下的环境十分复杂,这给随钻测量带来了极大的困难,例如工作空间十分狭小、电磁干扰情况十分严重以及极易产生爆炸现象等等,这样在实际测量的过程中必定会导致测量数据不准确。
另外,现阶段煤矿的生产施工中的钻孔大多数不进行钻孔轨迹测量,这会造成地质资料的误判、安全措施在客观方面得不到保障的情况随时发生。
为了能够更好的解决以上问题,本文以煤矿井下电磁波无线随钻轨迹测量系统的设计为例展开深入的研究和分析,根据相关的实验数据证明可得,这个系统具有投入成本较低、快捷方便的特点,最为重要的是能够满足无线随钻测量的要求。
1.煤矿井下随钻轨迹测量的主要类型和主要原理煤矿井下的随钻测量实质上是对地下岩层组织结构和组合方式的了解,为了能够让钻孔施工成果符合期初的设计要求,大多数煤矿企业规定针对钻孔施工进行抽样测斜。
目前轨迹测量产品主要有两种类型,即适用于非定向孔的测斜设备和定向孔的测斜设备。
非定向孔测斜一般有两种工作模式,非随钻二次复孔测量和存储式随钻测量。
二次复孔模式的轨迹测量设备,不适用于极易塌孔的软弱煤层,而存储式的随钻测量设备则不能实时看到钻孔轨迹,对于已经偏离设计轨迹的钻孔不能马上终止钻进工程。
无线随钻原理说明
WMD产品介绍一,概述在地质钻探、石油钻井中,特别是受控定向斜井和大位移水平井中,随钻测量系统是连续监测钻井轨迹、及时纠偏必不可少的工具。
MWD无线随钻测斜仪是一种正脉冲的测斜仪,利用泥浆压力变化将测量参数传输到地面,不需要电缆连接,无需缆车等专用设备,具有活动部件少,使用方便,维修简单等优点。
井下部分是模块状组成并具有柔性,可以满足短半径造斜需要,其外径为48毫米,适用于各种尺寸的井眼,而且整套井下仪器可以打捞。
MWD无线随钻系统创造了多项钻井指标,钻井提速效果明显。
近年来,随钻测量及其相关技术发展迅速,应用领域不断扩大,总体趋势是从有线随钻逐渐过渡到无线随钻测量,并且随钻测量的参数不断增多,大力发展无线随钻测量技术是当前石油工程技术发展的一个主要关注方向。
在新型MWD仪器方面,国外各大公司厂家近几年也推出了更具特色、能满足更高要求的仪器,如:美国NL Sperry-Sun 公司、Scientific Drilling 公司和法国Geoservice等公司为了满足欠平衡钻井施工的需要,各自开发出了电磁波无线随钻测量系统,可以加挂自然伽马测井仪器进行简单地层评价。
Sperry-Sun公司的Solar175TM高温测量系统,能在175℃的高温环境下可靠地测量定向参数和伽马值,耐温能力高达200℃,耐压能力高达22000psi。
Anadrill公司推出了具有创历史意义的新型无线随钻测量仪器PowerPulserTM。
采用全新的综合设计方案,简化了维修程序,现场操作简单,可以实现平均无故障时间1000h的目标;采用连续波方式传送脉冲信号,压缩编码技术使数据传输的速度提高了近10倍。
国内多家公司及研究院所正在致力于无线随钻测量技术的研究,开发出了有限的几种无线随钻测量仪器,并投入到商业化运营,从石油工程的市场需求来看,无线随钻测量技术仍然具有较大的发展空间。
本文全面介绍了国内外无线随钻测量技术的主要进展和应用现状,并指出了各类仪器的应用特点,针对各类仪器的使用情况,提出了无线随钻测量技术的发展思路,对提高国内无线随钻测量技术水平具有重要的意义。
电磁波随钻测量系统(EMWD)现状分析
电磁波随钻测量系统(EMWD)现状分析
陈兴祥;刘虎;冉富强
【期刊名称】《中国石油和化工标准与质量》
【年(卷),期】2017(037)019
【摘要】相比于常规随钻测量系统(MWD),电磁波随钻测量系统(EMWD)依靠地层介质进行数据传输,拥有相当明显的优势,既能满足不同钻井液体系的钻进,又能减少钻井时间,降低钻井成本.本文介绍了国内外现有的电磁波随钻测量系统的设备组成、工作原理和基本参数,特别对俄罗斯的ZTS-MWD系列、美国斯伦贝谢公司的XEM电磁波MWD系统、英国的E-link系列及国产CEM-1型MWD进行了现场试验分析.基于长期现场实践,对EMWD系统现场试验情况进行了总结分析.
【总页数】3页(P133-135)
【作者】陈兴祥;刘虎;冉富强
【作者单位】六盘水能源投资开发有限公司,贵州六盘水 553000;贵州省天然气工程技术研究院有限公司,贵州贵阳 550000;贵州天然气能源投资股份有限公司,贵州贵阳 550000;贵州省天然气工程技术研究院有限公司,贵州贵阳 550000;贵州天然气能源投资股份有限公司,贵州贵阳 550000
【正文语种】中文
【中图分类】TE927
【相关文献】
1.煤矿井下电磁波无线随钻轨迹测量系统设计与应用
2.YSDC矿用电磁波随钻测量系统及在煤矿井下空气钻进中的应用
3.煤矿井下电磁波无线随钻测量系统的设计与实现
4.无线电磁波随钻测量系统姿态精度的影响因素分析
5.CQ-EMWD电磁波随钻测量系统
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
SEMWD-2000电磁波随钻测量系统及现场试验
21 0 0年 1 2月 8日至 1 0日, 大牛地 气 田D 6 — 在 1 2 井 进行 了 S MWD一0 0实际作 业试 验 。在井 段 7 E 20
3 4 ~3 0 I 0 9 41 钻进 过 程 中 , 号 传输 稳 定 、 3 T 信 系统 工 作正 常 、 面系统 接收 信号 可靠并 可 以正确解 码 , 地 深 度 系统稳 定 , 可准 确地 跟踪 钻头深 度 , 能够在 钻井 并 状态 下 或起下 钻 过程 中测得 井斜方 位信 息 。与普 利 门公 司的 电子多 点测斜 仪 测得井 斜方 位信息 进行 对
・
6 ・ 4
录 井 工 程
21 0 2年 6月
・
装
备 ・
S MWD一 0 0电磁 波 随 钻 测 量 系 统 E 20 及 现 场 试 验
中国 电 子科 技 集 团 第 二 十 二 研 究 所 )
李 天 禄 , 业 活 ,杨 志 强 .s Mw D~O O电磁 波 随 钻 测 量 系统 及 现 场 试 验 .录 井工 程 。 0 2 2 ( ) 6 — 7 范 E 2O 2 1 。 3 2 :4 6
导 向提供 技术 支撑 , 为 电磁 波 随 钻测 量 技 术 的 另 成
一
个 发展 趋势 。 目前 国外 几 家大公 司 的产 品已具备 通过 增加 随钻 测 量 的工 程参 数 , 钻 压 、 速 、 如 钻
了此 功能 。
完钻 井 深 1 7 其 中水 平 段 3 7 m, 器 工 作 稳 0 m, 7 0 仪 定, 顺利 实现 中靶 , 出现 因仪 器故 障 引起 的起 下钻 未
中 图 分 类 号 : 2 + . TE 9 7 6 文献标识码 : A
自主研制的电磁波随钻测量系统工业化应用再创新纪录
钻 采院高度 重视 C Q E MWD— I 型 电磁 波接 力传 输随钻测量 系统科技成果 向生产力的转 变。2 0 1 2年 6月在集 团公 司完成 产 品发 布以来 , 已推广应 用 6口井, 并持续对该 系统进行 改进和完善 , 先后在 高精度测量探管 、 大功 率低 频电磁 波 自适应发射 、 微 弱信 号识 别及 处理 、 高强度 绝缘短 节等方面取得重要进展 , 该 系统升级改进后发射 功率增加 了3倍 , 微弱信号处理能力提 高
作 业至垂深 3 7 3 2 m, 遥测深度大大超越 了国内外大公 司 同类产品在 中国区域创造 的最大遥 测深度 纪录( 原纪 录为 2 4 0 0 m) 。
目前 , 电磁波 随钻测量 系 统 工作 正常 , 测 量数 据准确详 实, 能 够满足 定向施 工要 求, 随着该 并不 断钻 进深入 , 该 系统将创 造更
1 5 0 0 1 3 " 1 长水 平 段井 身结 构 由 三 开优 化 为 二 开井 身 结构 , 提 高 了机械 钻 速 , 缩 短 了钻井 周 期 , 降 低 了钻
完井 成本
1 00
2 0 0
30 0
4 00
50 0
6 00
1 00 0
ห้องสมุดไป่ตู้
赚2 0 0 0
钻采工艺 , 2 0 0 7 , 2 9 ( S 1 ) i 2 0— 2 3 . [ 8 ] 刘兆利.陕北 横山区块水平井钻井液技 术 [ J ] . 钻井液
与完井液 , 2 0 1 1 , 2 8 ( 4 ) : 8 8— 9 0 .
四、 认 识 与 结 论
( 1 ) 形成的强抑制 、 低摩阻复合盐钻井液体系 ,
完善随钻测量技术 促进钻井工程健康发展论文
完善随钻测量技术促进钻井工程健康发展【摘要】大庆油田是我国目前最大的油田,也是世界上为数不多的特大型砂岩油田之一。
由萨尔图、喇嘛甸、朝阳沟等52个油气田组成,含油面积6000多平方公里,十年来,大庆油田走过了不平凡的历程,不仅创造了中国石油工业史上的辉煌,也创造了世界同类油田开发史上的奇迹。
【关键词】大庆油田;随钻测量1.在石油钻井技术日益发展的今天,井下工作状况的随钻测量发挥着越来越重要的作用随钻测量是一项非常复杂的技术,指导钻井和定向并把井下信息实时上传至地面,在钻进过程中高效制定方案和改善决策过程。
从20世纪80年代中期随钻测量(mwd)技术首次在钻定向井中使用至今,mwd得到长足发展并逐步走向成熟,其测量参数范围已经包括了井斜、方位、工具面、钻压、扭矩、异常地层压力、伽马射线、地层电阻率、地层密度和中子孔隙度等,并且具备了随钻测井和地质导向能力。
1.1随钻井下测量技术随钻测量是将测量工具安装在靠近钻头的井底组合钻具中从而贴近钻头附近测得某些信息,不需要中断正常钻进工作而将信息传送至地面并在钻进过程中进行测量的一门技术简称为mwd。
当今用于石油钻井中的mwd系统种类繁多,结构与功能也各有不同,但一般的mwd系统主要五部分:(1)信号遥测通道。
(2)信号或脉冲发生器。
(3)井下电源。
(4)工程参数传感器。
(5)mwd地面系统。
所测量信息的种类也主要有四大类:a定向参数;b.钻进参数;c也层评价参数;d.安全钻井参数。
1.2国内外随钻测量研究及应用情况(1)国外mwd研究发展现状。
国际上的mwd制造公司主要有八家,生产约20个系列的8种产品,可测量30多种参数,基本能满足各种定向井类型需要。
下面以斯伦贝谢(schlumberger)、贝克休斯(baker hughes)、哈里波顿(halliburton)、康普乐、斯佩里—太阳钻井服务、geolink等具有代表性的钻井服务公司为例介绍mwd 核心技术的发展现状。
电磁波随钻测量技术在煤层气钻井中的应用
电磁波随钻测量技术在煤层气钻井中的应用由于电磁波随钻测量系统(EM-MWD)的技术特点适合煤层气定向井作业,因此在国内近几年煤层气开发中得到认可,且广泛应用。
文中对煤层气钻井的作业特点和使用电磁波传输的优势进行了阐述,并对SEMWD-2000B电磁波随钻测量系统及在煤层气钻井中的应用情况进行了介绍。
标签:电磁波随钻测量;煤层气;定向井;多分支井一、煤层气钻井和EM-MWD技术的特点1.煤层气钻井特点目前开采的煤层气一般埋藏在浅层,垂深在1000米以浅。
煤层气开发与油田开发相似,也主要有直井、一般定向井、水平井(含多分枝井)几种井型,其中长水平段井和多分枝井技术的应用,可以有效增加井眼与煤层的接触,提高单井的产气量,因此煤层气井一般垂深浅,水平段长,水垂比较大[1]。
由于煤层较脆,钻井过程中机械钻速较快,且井眼容易垮塌。
钻速快,单位时间内进尺长,如果每米井深需要传输的参数一定,则钻速越快单位时间内需要传输的数据量越大,对随钻测量仪器的傳输率要求越高。
井眼易垮塌,钻井过程中容易发生复杂情况,一旦井下发生复杂情况,将井下仪器起出,然后处理井下复杂情况,可有效减少井下工具落井的损失,因此煤层气钻井使用的随钻测量仪器要求可打捞。
2、EM-MWD技术的特点EM-MWD技术以电磁波方式传输信号,与泥浆脉冲传输方式相比,由于传输不依赖于泥浆循环,其信号传输受泥浆性能影响小,在接单根期间可以传输数据,测斜不额外占用钻井时间的优势也越明显,尤其对于机械钻速越高,建井时间越短的作业。
电磁波方式与国内常用泥浆脉冲相比传输率较高,国内常用泥浆脉冲的传输率一般不到1bps,电磁波传输方式可以达到几bps。
传输率越高在实际作业中参考数据更新越快,信息延迟时间越短。
对于煤层气浅井作业,电磁波方式的传输率,能够更好的满足钻速快对传输率要求高的需求。
二、电磁波随钻测量系统这里以中国电子科技集团公司第二十二研究所研制了SEMWD-2000B电磁波随钻测量系统为例介绍电磁波随钻测量系统。
矿用电磁波随钻测量系统在定向钻进中的姿态校准
上无磁钻杆组成%核心部分电磁波随钻测量探管由 两根电池组&电源智能管理单元&姿态测量和数据传 输等9部分组成#如图#所示%
图!无线电磁波测量系统 #67>!E6-+*+==+*+24-/0(71+4628(C+0+(=:-+0+14=;=4+0
电池组主要给姿态测量单元和孔中测量信号发 射供电%通过监测钻杆振动来识别钻机是工作状态 还是停机状态#用以控制数据采集#实现电源智能管 理%测量单元主要用来测量钻进姿态#即倾角和方 位角&工具面向角%数据传输单元主要是将姿态等 信息通过调制转换为低频电磁波信号#经内部放大 后#由绝缘短节辐射到地层)#!*%
$钻孔轨迹测量原理 钻孔轨迹即钻头在钻进过程中形成的空间钻孔
路径%钻探工程中常用空间一条线来描述钻孔特 征#其空间形态代表钻孔的空间形态%钻进姿态包
收稿日期!"!# "D "3 作者简介王小波"#3J16$#男#陕西咸阳人#副研究员#研究方向(矿用物探仪器技术开发#YG-EKZ(WEL:[KEOFO"77TQ:[G KEL27O-%
表$不同工具面姿态补偿数据 '()*+$N4464:A+2/03+1=(46/1A(4(/.A6..+-+144//*.(2+=K
工具面向角
倾角补偿值
方位角补偿值
!"
"])
6"])
9"
"]$
6"])
$"
"]1
6"]D
1"
"]J
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
其中 ,电缆随钻系统传输速度快 ,很容易实现地 表和井下的双向通讯 。缺点是在旋转钻井时比较麻 烦 :如果使用高压循环头 ,接单根时耗时较长 ,容易 引起卡钻 ;而如果用旁通接头 ,井斜大或井眼较深时 电缆容易受损 。水力脉冲 MWD 是目前国内用得比 较多的随钻测量方式 ,传输信息借助于钻井液压力 的正脉冲 、负脉冲或连续压力波 。该方式在钻井实 践中的不足之处是对钻井液的含砂量和含气量有严 格的要求 。在充气钻井 、泡沫钻井和空气钻井时 ,水 力通道难以解决井下信息的有效传输问题[2] 。
测量 井深 250 250 1200 1200 1600 2250
垂直 采集信 涡轮发电机 深度 号幅值 工作状态
237. 67 45
n800
237. 67 45
1187. 7 69
n600
1187. 7 69
1589 54
n800
2239 21
St2
注 :F1 、F2 、F3 、F4 为重复测量的工具面角 ;空格为相应接收数据的可信程度 。
相对
F1
F2
F3
F4
电阻率
221 9 209 9 23 9 209 9
209 9 211 9 209 9 209 9 86 9
163 8 163 8 163 7 163 8
163 9 163 9 163 9 163 7 66 7
274 8 274 7 272 7 272 6
146 4 144 3 240 3 150 3 108 3
关键词 : 石油 ; 钻井工程 ; 电磁波随钻测量 中图分类号 : TE 24915 文献标识码 : A 文章编号 : 1006 - 768X(2005) 03 - 0025 - 03
一 、随钻测量技术介绍
为实时 、连续 、准确地监测和控制井眼轨迹 ,井 下随钻测量仪器必不可少 ,其性能特点取决于信息 通道的选择 。目前 ,井下信息向地面传输的主要方 式有 :电缆 、水力脉冲 、电磁波 、声波等几种 。声学通 道传输干扰大 、随井深衰减很快 、携带信息量小 ,通 常采用前三种方法[1] 。
二 、EM - MWD 系统的技术特点
1. 不受可压缩钻井液介质的影响 在地层压力比较低或者存在漏失的情况下 ,进
行欠平衡井钻井是最佳选择 。通常靠加入气体来减 轻钻井液的密度 ,井眼环空液柱的不连续和多相介 质会抑制泥浆脉冲的传递 ,导致无法在地面进行可 靠解码 。EM - MWD 不受可压缩钻井流体介质的影 响 ,适合在欠平衡井 、充气钻井和环空压耗比较大的 水平井中使用[3、4 ] 。 2. 井下信息传输速度快
定向造斜后起钻对 ZTS 系统进行地面检查 ,用 可调速手电钻测试 。模拟转速为 800 r/ min 时 ,仪器 信号正常 ;转速小于 600 r/ min 时 ,电磁波发射器信 号异常 ,但可以直接读取测量探管数据 ,表明之前判 断正确 。
© 1995-2007 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
· 2 6 · D R IL L I钻NG & PR OD采UC TIO N T工ECH NO LO G艺Y 2 0M05ay年,20505月
EM - MWD 可以在钻进 、循环及起下钻过程中 随时接收数据 ,不必停钻进行测量 ;常规的钻井液脉 冲随钻测量工具的数据传输速率在 8 位/ 秒左右 ,而 电磁随传输可以达到 100 位/ 秒以上 。所以 ,电磁波 随钻测量系统可以大大提高传输数据量和速度 ,为 精确控制井眼轨迹创造条件 。 3. 可以实现地面与井下的双向通讯
© 1995-2007 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
第 28 卷 Vol . 28
第 No
3期
.3
钻 采 工 艺
DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGY
虽然电磁随钻测量工具具有适用钻井液类型广 泛 、数据传输速率快等优点 ,但由于电磁波要经过地 层进行传输 ,受地层电阻率的影响很大 。通常情况 下 ,地层电阻率越小 ,信号的衰减就越严重 ,当达到 一定深度时 ,在地面将难以检测到有效的电磁波信 号 。接收天线通过地面电极间的电场检进行检测 , 而接收到的信号一般只有几十微伏 。为解决这一问 题 ,采用的技术措施有 :提高发射功率 、降低载波频 率 、利用高效检波降噪技术和使用扩展天线 。本次 试验的 ZTS 系列电磁波随钻测量仪器由俄罗斯沙玛 拉地平线公司生产制造 ,是前独联体国家主要的随 钻测量方式 。
三 、ZTS 系统结构及其工作原理
经中国石化集团总公司科技部安排 ,对俄罗斯 “沙玛拉地平线”科技生产股份公司研制的 ZTS 系列 电磁波随钻测量系统进行了现场试验测试 。该系统 包括 :井下测量仪器 、电磁发送设备以及由信号接收 装置 、计算机 、打印机等组成的地面解码显示部分 , 采用钻柱/ 大地电磁波传输方案 。其中 ,测量仪器构 成井下钻具组合的一部分 ,地面装置用来实时接收 、 分离 、转换和记录有用信号 。
四 、辛 110 - 斜 8 井现场试验情况
1. 试验井基础数据 辛 110 - 斜 8 井位于胜利油田东营凹陷中央断
裂背斜带 ,地层电阻率 2~4Ω. m。该井为老油区加 密 生 产 井 , 一 开 44415 井 眼 钻 进 至 203 m , 下
33917 技术套管 ;二开 21519 钻头钻至完钻井深 , 13917 油层套管下深 2 817 m。该井于 1 900 m 处 定向造斜井眼为直 —增 —稳型剖面 。
在井深 2 250 m 处测试 ,地面接收信号异常 ,从 地面发送指令将井下 ZTS 系统的电磁波发射频率设 置为 5Hz ,仍然无法得到可靠数据 。 3. 试验结果分析
ZTS 电磁波随钻测量仪器下井后 ,1 600 m 之前 测试表明系统工作正常 ,在较低的电阻率地层中有 效发送和接收数据 ,测量数据可信度高 、重复性强 、 传输速率快 ,得到的井眼几何空间参数与水力脉冲 式 MWD 数据一致 。2 250 m 处测试 ,信号不正常 ,现
收稿日期 : 2004 - 10 - 28 ; 修回日期 : 2005 - 04 - 02 作者简介 : 张进双 (1973 - ) ,2003 年毕业于石油大学 (北京) 石油工程系 ,目前从事中石化西部新区钻井技术跟踪与项目研究 。地址 : (830011) 新疆乌鲁木齐高新技术开发区钻石城 11 号银通大厦二楼中石化西部分院 ,电话 :0991 - 3673081 ,13999105017 , E - Mail :zhjinsh @263. net ,zhangjs @pepris. com
随着油气田生产开发的需要 ,欠平衡井开始大 量应用 。但在可压缩钻井介质中 ,钻井液脉冲信号 无法正常接收井下随钻测量信息 ,限制了欠平衡钻 井技术的发展应用 。电磁波通道对钻井液性能和泵 排量稳定性要求低 ,发送信息的可能性和可靠性与 钻井液的非均质性无关 。主要缺点是钻井设备的电 气干扰和低电阻率地层的信号衰减对电磁波传输的 质量有负面影响 。
摘 要 : 俄罗斯定向钻井主要采用的是电磁波随钻测量方式 ,相关研究较早 ,技术也比较成熟 。经中国石化 集团总公司科技部安排 ,在胜利油田对俄罗斯 ZTS - 172M 电磁波无线随钻测量系统进行了性能测试 。通过现场应 用 ,对俄制电磁波随钻测量仪器的基本结构 、工作原理 、系统优点以及待改进问题等有了基本了解 。并对俄罗斯 EM - MWD 电磁波无线随钻测量系统进行基本介绍和现场试验情况总结 。
用于现场试验的 ZTS - 172M 电磁波随钻测量 系统利用涡轮电机供电 ,可以连续监测井底井斜角 、 方位角和工具面装置角 、地层电阻率以及发电机转 子转 速 和 井 底 温 度 等 参 数 。测 量 仪 器 外 径 : 172 mm ,总长度 (含无磁钻铤) :5 100 mm ,井斜角精度 : ±0. 1°,方位角和工具面向角精度 : ±1°,最大工作 温度 :120 ℃,抗拉载荷 :100 t ,抗压载荷 :50 t ,循环排
测量 时间
19∶51 19∶52 21∶40 21∶41 22∶ 9 0 0
9 2. 7 9 0 9
7 2. 0 8 0 7
8 2. 0 8 0 8
8 1. 1 8 0 7
3 7. 5 4 54 3
表 1 辛 110 - 斜 8 井 ZTS 系统测试结果
15818 水力脉冲 MWD + 15818 钻铤 + 127 钻杆 。 2. 现场试验过程
下钻过程中 ,分别在井深 250 m、1 200 m、1 600 m 等处开泵测试 (系统发射频率 10Hz) ,信号传输正 常 ,每分钟显示一组数据 ,测试结果与定向井公司泥 浆脉冲 MWD 系统数据基本吻合 ,地面接收信号解 码如表 1 。
对钻井液脉冲 MWD ,所有操作参数都要预先在 地面设定好 ,工具一旦入井这些参数就不能再改变 。 虽然已开始进行常规泥浆脉冲 MWD 工具双向通讯 能力的研究 ,但到目前还没有商业化的产品 。EM MWD 可以比较容易地实现地面与井下的双向通讯 , 实现对井下仪器的直接控制 ,大大提高井眼轨迹控 制精度 ,节约钻井时间 。 4. 地层中的信号衰减