EM-LWD随钻测量仪器的应用(吴).ppt

前 言 在钻井工程中，随钻测量是井眼轨迹监测和控制的一项关键技术。目前，国内外的无线随钻测量系统（mwd）普遍采用钻井液脉冲来传递测量数据。然而，对气体或充气钻井液，由于其可压缩性强，无法正常工作。此外，钻井液脉冲mwd的信号传输速率低，实现双向通信的难度大，脉冲阀易损，而且价格昂贵。 电磁波随钻测量（em-mwd）是20世纪80年代进入工业化应用的一项新技术，具有信号传输速率高不需要钻井液便可以传输信号测量时间短成本低等特点，特别是：em-mwd 系统不受钻井液介质的影响，它不仅使用于常规钻井液中的随钻测量，还适合于在气体泡沫雾化空气充气等钻井液中使用。同时，随着电磁波技术和信号处理技术的不断进步及对复合式传输技术的不断完善，em-mwd系统的测量深度及可靠性不断提高。 因而，其良好的市场需求和应用前景，已成为国内外很多石油公司和技术服务公司的研究热点，em-mwd技术必将对随钻测量技术的发展产生重要影响。,一.em-mwd仪器的特点,不受泥浆泵的工况影响，可实现欠平衡钻井、发生井漏时的随钻测量。 在下钻和提钻过程中，可以不间断发送信号，这样在我们钻分支井时对过分叉的判断特别有利。 仪器自身没有相对机械运动的部件，仪器自身的保养少。 仪器之间使用软扶正器连接，可以在曲率半径为30米的超短半径井使用。,地面设备连接简便。仪器与地面设备，司显与仪器房连接均为无线传输。仪器之间采用锥柱形导向键，使仪器组装安全快速。 在井下发生复杂和事故是仪器可打捞。 hdm(近钻头)短接可在距井底0.5 m测量井斜、gama、钻头转数、电阻率值。,二.em-lwd仪器的结构和工作原理,工作原理是：电磁波的传输是通过钻柱与接地线之间的形成电势回路，通过地层传输到地面后被接收。具体过程如下：用专用的绝缘短节把钻具分为上下两极，仪器、绝缘短节的下端与绝缘短节下部钻具连接；仪器的发射天线通过绝缘短节的上端与上部钻具连接到钻台线，地面钻台连接线与处理器连接。这样形成电磁波传输的电势回路。仪器测量的参数转换成电磁波信号，当仪器天线发射信号时，电磁波透过地层传输到地面后被接受装置的接地线接收到，完成信号的传输。,zts-42em 随钻遥测系统,em为泥浆推动涡轮发电,井下的连接组合,钻杆,钻杆接头,无磁钻铤,外壳绝缘体,造斜器,工具面轴,钻头,地质导向短节hdm,无线电磁波传输,测量井斜,振动水平,钻头转速,wob,钻杆内外压力,gr,电阻率等参数,无线电磁波传输至地面,1 井斜角,转数,振动水平; 2 钻杆内外压力,wob,转数; 3 也适用于复合传输方式; 4 定向伽玛和电阻率; 5 对于地质导向:gr,电阻率,转数,井斜角; 6 存储式方案(正在研发): 转数,wob,压 力。,地质导向短节(hdm),类型:,测量范围: -井斜角(度) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0 - 180 - gr, 毫伦琴/h. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 250 - 钻头转数(转/分) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .0 300 - wob(kn): - 对于小井眼. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0 100 - 对于大井眼 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0 400 测量误差: - 井斜(度). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,2 - gr, % . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 -钻头转数, % . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 -wob, %. . . . . . . . . . . . . .10 -钻压, % . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 最高工作温度( ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100 - 耐压(mpa) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 连续工作时间(h). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .250,地质导向短节技术指标,四.影响仪器信号的因素,受地层电阻率影响，地层电阻率越大信号越强。 受钻具材质和粗细影响，铝制钻具传输时信号衰减小，钢制钻具信号衰减大，钻具越粗、壁厚越大，衰减越大。 受井场钻机和电器设备的干扰大，特别是电动钻机和井场周围焊接作业，同时受井场周围采油井的影响，电潜泵采油井对信号的影响尤其严重。 电池能量的大小。,五.现场应用情况,井下复杂情况下的使用 1）在hw6020井施工时，从造斜点270米开始到井深345米，在钻进过程中多次发生井漏，从10月31日到11月8日历时9天先后注灰4次（共50吨），但在继续钻进时还是发生渗漏。如果使用泥浆脉冲式mwd仪器，就必须彻底堵住井漏，筛干净堵漏材料，才能进行定向钻进，这必将耗费大量的时间，人力，和财力。而采用电磁波随钻测斜仪并用堵漏泥浆钻进的施工方案后，很好的解决了这一难题，只用了21小时就打完了中完造斜段（井斜94度，井深485米。）,彩南油田的chw05井在钻到井深2451米时发生井漏。斯伦贝谢公司因复杂情况而退出施工。我公司使用电磁波仪器不仅顺利完成了该井水平段的施工。,地质导向中的应用,2007年9月21日在hwt6010井720米时钻遇泥岩 ，利用近钻头 （hdm）调整井眼轨迹找油层 。在720-757米井段，电阻率在2.0左