电磁波随钻测量系统在煤层气钻井中的应用

BlackStar电磁波随钻测量系统具有不受钻井液影响、信号传输速度高、测量时间短等特点。论述了电磁波随钻测量系统在延平1井中的应用情况。介绍了随钻聚焦伽马在钻井中的作用和意义。结果表明,随钻环空压力能够在钻进过程中准确测量钻具与井壁问的压力;与常规无线随钻测量系统相比,电磁波无线随钻测量系统在煤层气等浅层水平井施工中具有较大优势。     

ZTS-42 AP型电磁波随钻测量系统在泡沫钻井中的试验

常规随钻测量系统的脉冲信号是在泥浆介质中传递,不适用于气体、泡沫、雾化钻井循环介质。简述了俄罗斯的ZTS AP-42型电磁波随钻测量系统的组成和工作原理。在大庆油田的泡沫钻井中试验,该系统成功地接收到1 510 m井深处发射的电磁波信号,测试的伽玛和电阻率数据与测井曲线吻合,可以应用到2 000 m井深气体钻井中。     

电磁波接力传输随钻测量系统研制与应用

无论是气体钻井的防斜打快还是定向井和水平井钻井,都必须有效监测和控制井斜,但目前采用的电磁波随钻测量系统却因传输深度受地层电阻率影响较大,特别是低电阻率地层信号衰减快,限制了其推广应用,如何提高传输深度则是问题的关键所在。为此,在国内首先提出"测量总成+中继电缆+发射总成"模块化的EM-MWD接力传输技术方案,并研制了一套电磁波接力传输随钻测量系统(CQEMWD-I型)。该系统电磁波发射总成位于钻柱中部,接收测量总成经中继电缆向上传输的测量数据,再以电磁波信号向地面发射,实现了电磁波接力传输,从而提高了测量传输深度。CQEMWD-I系统分别在气体介质条件下推广应用了6口井,钻井液介质条件下推广应用了4口井,遥测垂深达到3 841m,均获得了有效的测量数据。该系统研制和试验成功,突破了气体钻定向井、水平井轨迹测量的技术瓶颈,填补了该项技术的国内空白,达到国外同类技术的先进水平。     

电磁随钻测量技术在泡沫定向钻井中的应用

常规的钻井液脉冲随钻测量仪器是以发射钻井液脉冲产生的压力波传输信号,无法在空气和泡沫等钻井液体系中传输,而电磁随钻测量系统为解决可压缩介质中信息传递提供了可能。分析了地层电阻率、表层金属套管、信号发射频率、环空钻井介质及地面环境对电磁信号的影响。CEM-1型EM-MWD在泡沫定向钻井中的应用结果表明:该系统传输性能基本不受钻井液性质的影响,在泡沫钻井过程中能很好地传输数据,且测试数据与测井数据相差很小。该技术在泡沫定向钻井中的成功应用可为类似可压缩钻井液体系中钻井提供参考。     

DREMWD电磁波随钻测量系统及现场应用

电磁波随钻测量传输技术作为石油勘探开发领域的一项新技术,具有信号传输速率高、不受钻井液介质影响、成本低等特点。文中简要地介绍了电磁波传输技术的特点并提出了构成电磁波随钻测量系统的关键模块,描述了钻井工程技术研究院自主研发的无线电磁波随钻测量工具DREMWD的工作原理及系统组成,同时为检验DREMWD系统工具的工作性能,分别在定向井与水平井进行了现场应用,在使用中,DREMWD较高的数据传输速率及传输稳定性节约了随钻时间,配置有动态方位伽马钻铤短节的工具在煤层气水平导向应用中对于判断煤层边界优势显著。     

E-LINK电磁波无线随钻测量系统的分析及应用

为了及时掌握和应用电磁波井下传输技术,引进了E-LINK带随钻伽马的电磁波无线随钻测量系统,并将其应用到DP5井进行生产试验。E-LINK电磁波无线随钻测量系统主要由井下仪器和地面仪器组成,井下仪器主要由井下发射部分、流量开关及井下测量部分组成,井下发射部分将井下测量部分传来的数据信号变为低频电磁波信号,并通过上下绝缘中间导通的偶极子发射到地层中。现场应用表明,该系统能够适应国内的钻井设备环境及大牛区的地层特性。     

ZTS电磁波随钻测量系统及其现场试验

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。     

一种下座键式近钻头测量系统的研发与应用

目前国内外主流近钻头测量系统的井下系统大多采用上悬挂连接方式和涡轮发动机供电方式,其组成结构相对复杂,连接较为稳固不易脱键,但在钻井作业中发生地层坍塌掩埋钻具的情况下,易导致整串仪器无法打捞,给作业方造成较大损失。为此,设计研发了一种下座键式近钻头随钻测量系统,采用下座键式的连接方式和电池组供电模式,应用电磁波无线短传技术将近钻头测量的方位伽马、井斜等数据跨越螺杆传输至近钻头接收短节,通过近钻头接收短节与MWD井下系统相连,并以总线方式将数据发送给MWD主控单元,最后通过钻井液脉冲传输技术,将MWD测量数据与近钻头测量数据发送至地面处理系统指导后续钻井作业。现场应用表明,下座键式近钻头随钻测量系统测量准确,同时克服了主流近钻头测量系统作业中不易脱键的弊端,切实降低了定向钻井作业风险。     

国内电磁波随钻测量系统（EM—MWD）研制获得成功

2008年年底,由中国石化石油勘探开发研究院德州石油钻井研究所研制的电磁波随钻测量系统（EM-MWD）工程样机分别在胜利油田P40-X833井和鄂北大牛地气田D66—55井进行了现场试验,均获得成功,电磁波传输深度分别达到了2100和2715m,两口井的试验都取得了成功,这标志着国产第一套电磁波随钻测量系统正式研制成功。     

近钻头随钻测量系统的研制与应用

常规随钻测井系统测量点距离钻头较远，测量盲区大，无法及时准确判断钻头处倾角和地层岩性，为此，文章设计了一种具有自主知识产权的近钻头随钻测量系统，可以实时测量距离钻头1 m范围内的方位伽马和动态井斜角，同时采用了电磁波短传技术将测量数据跨螺杆传输给随钻测井系统，实现钻头在储层内的精确控制。现场应用表明，该仪器传输数据稳定、连续工作时间长，在煤层气井、页岩气井、薄油层井的水平段开采中，有效提高了目的层钻遇率及钻井速度，在水平井应用中具有较好的推广应用前景。     

ADIS16006加速度计在电磁波测量系统的应用

随着钻井技术的发展,需要了解的井下信息越来越多,常规随钻信息传输难以满足智能化钻井的要求。近年来,电磁波随钻测量技术作为一种替代技术发展很快,但是该系统的功耗大,电池使用寿命短。为了提高电池的使用寿命,采用ADIS双轴加速度计控制电池的工作时间,减少仪器非工作状态下的能耗。室内试验和现场试验证明,通过使用ADIS双轴加速度计可以正确控制电池的工作状态,满足设计要求。     

SEMWD-2000电磁波随钻测量系统及现场试验

为了解决石油钻探过程中井下随钻信息的传输难题,电子科技集团第二十二研究所开发了SEMWD-2000电磁波随钻测量系统,它是国内首套此类装置。简述了电磁波随钻测量技术的工作原理和发展趋势;介绍了系统构成和试验情况,从试验数据上看,系统的数据采集、信号传输是可靠的,电磁波信号发射天线的绝缘性能良好;井斜、方位及随钻自然伽马等参数与其他仪器的对比试验数据吻合较理想。试验表明,该系统能够满足实际作业需求,初步实现了设计目标。     

基于载波通信原理的电磁波随钻测量技术

为了提高电磁波随钻测量中数据传输速率,增加信号遥测深度,解决钻杆寿命低、可靠性差和电磁信号散射严重等问题,提出了基于载波通信原理的随钻测量技术.该技术利用载波原理,通过耦合变压器将电磁波信号耦合到钻杆上,利用钻杆和大地构成导波系统,从而实现井上与井下的数据传输.通过分析电磁波在地层和钻杆中的传输特性,得到钻杆中的传输线波动方程,并给出系统的总体构成及设计方案.采用 LM1893作为载波模块,研制出井下发射机和井上接收机系统,并对系统进行了优化设计.结果表明,利用载波技术将电磁波加载至钻杆,通过钻杆-大地构成的传输信道,能够把井下测量参数传输到地面,同时还可把地面设置参数及指令发送到井下,实现地面与井下的双向通信.图7参11     

近钻头方位伽马随钻测量系统的研制与应用

近钻头方位伽马随钻测量系统采用了伽马探测传感器和角度探测器实现了更为精确的方位伽马随钻测量;在电磁波传输系统中采用了高斯最小频移键控调制技术,提高了通讯信号的抗地层干扰和抗衰减能力,使得仪器具有更好的稳定性;地面信息处理系统采用了集成电路技术,增强了电路系统的稳定性;信号信息处理软件各个功能模块集成度高,操作更为便捷....     

无线随钻测量信息传输的现状与问题

为了及时获得钻井作业时的随钻测量信息,准确建立地面与井底之间的闭环信息流通,对无线随钻测量信息的传输方式进行了研究。介绍了钻井液脉冲、电磁波、声波三种无线随钻测量信息传输的工作原理,对比了三种传输方式的优缺点,并对三种传输方式存在的问题进行了详细分析。最后,指出了无线随钻测量信息传输方面的研究重点:钻井液脉冲传输方式应研发连续波信号发生器,实现更高的数据传输速率、工作可靠性以及环境适应能力;电磁传输方式应优化信号发生器的工作频率和效率,研究微弱信号检测及处理,增加信号中继器等技术,提高电磁传输信号的距离;声波传输方式应在码间干扰、噪音、声波能量的衰减等方面予以研究。     

自动垂直钻进系统的液压系统设计

研制的自动垂直钻进系统由随钻测量系统、信号传输系统、信号采集与处理系统、钻具纠斜系统等组成 ,其中具有 3个可伸缩支撑滑块的钻具纠斜系统的液压部分是设计的重点。根据液压系统的特点和纠斜工作要求 ,优选了主要由柱塞泵和电磁压力比例控制阀组成的压力调节回路 ,对纠斜系统 3个油缸的输出压力进行了测试 ,并对出现的压力不稳和高压泄漏问题做了调整和改进 ,结果表明 ,液压系统的设计是合理可行的。     

井下压力温度测试工具的开发应用

由于深层勘探钻井中井底压力温度的不确定性，以及井内油、气、水和岩屑等多相流的复杂特性，很难在井底保持某一确定的压力范围，经常出现各种复杂的钻井工程事故。另外，常规的MWD或LWD在多相流条件下难以测量井内压力，虽然国外开发的电磁随钻测量系统(EMWD)可以解决问题，但成本很高。介绍了一种用以测量深层气探井井底压力、温度的新型测试系统，起钻后对测试数据进行分析处理，能够解决井底压力控制问题。大庆油田应用该系统为深层钻井完井设计施工提供了准确的井下数据，同时建立了一种新的随钻气层解释方法。该系统结构简单，成本低，应用该系统完成了达深2井和徐深6井深层气探井的钻井作业，在徐深6井完井压裂后获得工业气流，取得较好的勘探效果。