有线传输式近钻头地质导向钻井系统应用.pdf

2 O l 4年 第 6期 第 4 3卷 第 7 7页 石油矿 o I L FI ELD 场机 械 EQUI P ME NT 2 0 l 4， 4 3 6 7 7 7 9 文 章 编 号 1 0 0 1 - 3 4 8 2 2 0 1 4 0 6 0 0 7 7 0 3 有线传输 式近 钻头地质导 向钻井 系统应用 杨文景 ， 周 智勇 ， 闰国兴 ， 黄衍福 ， 张春华 ， 潘兴 明 北京石油机械厂 ， 北京 1 0 0 0 8 3 摘 要 在 C G DS 1 7 2 NB近钻 头地 质 导 向钻 井 系统 中， 近 钻 头的地 质参数 和 工程参 数通 过无 线 电磁 短 传方式传输至 MWD 系统。无线短传容易受井底复杂工况干扰 ， 在有 些地层介质的干扰下， 信号 衰减 严 重 ， 导 致信 号传 输 失败 。为 了使 MW D 系统得 到 高质 量的 信 号 ， 采 用 有 线传 输 的 方 式 ， 通 过 在测传短节、 下过渡接头、 上过渡接头、 螺杆马达、 旁通 阀总成之 间建立有缆通道 ， 研制 出了有线传 输 式 近钻 头地 质 导向钻 井 系统 。介 绍 了有 线 传输 式 测传 马 达 的 结构 特征 。 实践 证 明 ， 有 线传 输 方 式不仅 节 约成 本 ， 而且 使信 号传 输更加 稳 定 ， 抗 干扰 能力更 强 ， 可靠性 更 高。 关 键词 导 向钻 井； 随钻 测 井 ； 有 线传 输 中图分 类号 TE 9 2 7 ． 6 0 7 文 献标 识码 B Ap p l i c a t i o n o f Ne a r b i t Ge o s t e e r i n g Dr i l l i ng S y s t e m t h r o u g h W i r e Tr a n s mi s s i o n YANG we n j i n g， Z HoU Z h i y o n g， YAN Gu o x i n g ， HUANG Ya n f u， ZHANG Chun hu a。 PAN Xi n g mi ng B e i j i n g Pe t r o l e u m Ma c h i n e r y Fa c t o r y， Be i j i n g 1 0 0 0 8 3， C h i n a Ab s t r a c t N e a r b i t ge o l o gi c a l a nd e ng i ne e r i ng pa r a me t e r s a r e t r a ns m i t t e d t o M W D s y s t e m t hr o ug h wi r e l e s s e l e c t r o ma gn e t i c s ho r t di s t a n c e t r a n s mi s s i o n i n t h e CGDS1 7 2 NB Ne a r b i t Ge o s t e e r i n g Dr i l l i ng Sy s t e m ． W i r e l e s s s ho r t di s t a n c e t r a ns m i s s i on i s e a s i l y i n t e r f e r e d b y do wnh ol e c o mpl i c a t e d c on di t i on s。 s i gn a l i S ba dl y a t t e nu a t e d i n s o m e s t r a t u m a n d wi r e l e s s t r a ns mi s s i o n f a i l e d ． I n o r de r t o r e c e i v e hi g h q u a l i t y s i gn a l s f o r M W D s ys t e m ， wi r e t r a ns mi s s i on i s us e d ．The c a b l e c ha n ne l i s e s t a b l i s he d i n t he m e a s u r i ng s ub， l owe r t r a ns i t i o n s u b， u pp e r t r a ns i t i on s ub， po we r s e c t i o n b y a n d p a s s v a l v e a nd ne a r bi t Ge o s t e e r i n g Dr i l l i ng Sy s t e m t h r ou gh W i r e Tr a ns m i s s i on i s de v e l o pe d． Th i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e s l r u c t u r e o f wi r e CAI MS Ch i n a Ad j u s t a b l e I n s t r u me n t e d Mo t o r S y s t e m ． I t h a s b e e n s ho wn t ha t wi r e t r a ns mi s s i o n n ot on l y c a n c ut do wn c o s t ， b ut a l s o ha ve t he a d v a nt a ge s of mo r e s t a bl e s i gn a l t r a n s m i s s i on， s t r on ge r a n t i i nt e r f e r e n c e c a pa b i l i t y a nd h i gh e r r e l i a bi l i t y． Ke y wo r d s na vi g a t i on a l d r i l l i ng； l o g gi n g whi l e dr i l l i n g； wi r e t r a n s mi s s i on 地质 导 向钻 井技 术是 近年 来 国 内外 钻井 工程 界 的一项高新技术 ， 集钻井、 测井及油藏工程技术为一 体， 在随钻过程中既可 以测量工程和地质参数 ， 又具 有导向功能口 ] 。它在提高油气探井的发现率和在水 平井 、 大位移井 、 多分支井中提高钻遇率 、 采收率 ， 从 而最终 降低吨油成本方面发挥重要作用 。国外高度 垄断此项技术 ， 只提供高价技术服务而不出售产品。 2 0 0 5年底 ， 中 国石 油集 团钻井 工 程 技术 研 究 院研 制 成 功 国 内首套 C GD S 1 7 2 NB近钻 头地 质导 向钻井 系 统 。为 了尽 快实 现批 量生 产 ， 形 成研 发 、 制造 、 销 售 、 服务 的完整 体 系 ， 中 国石 油集 团决 定 在 中 石油 钻 井 工程技术研究院北京石油机械厂进行近钻头地质导 收 稿 日期 2 0 1 3 - 1 1 - 0 5 作 者简介 杨文景 1 9 7 9 一 ， 女 ， 河北 藁城 人 ， 工程 师 ， 硕士 ， 2 0 0 6年毕业 于燕 山大学机 械设计及 理论专 业 ， 现 从事井下 随钻 仪器研究 ， E - ma i l y a n g we n j i n g 6 1 8 5 2 0 1 2 6 ． c o rn。 第 4 3卷第 6期 杨文景 ， 等 有线传输式近钻头地质导 向钻井 系统应用 导 向服 务 ， 以 随钻 电阻率 、 自然 伽 马作 为油 层判 断参 数 ， 如 图 3 ， 实 时调 整井 眼轨 迹并 跟踪 油层 。 伽马／ A P I 电阻率／ n n 1 1 0 l 0 0 2 0 0 1 1 0 1 O 0 i j { ； l j 餮 } } I 々 图 3 某井随钻伽马 、 电阻率测井曲线 仪 器 在 井 口测 试 正 常 后 开 始 下 钻 ， 复 测 井 段 1 6 3 5 ～ 1 6 6 8 m， 信 号 正 常 ， 数 据 准 确 。复 测 完 毕 ， 开始定 向钻进。仪器工作正常， 脉冲信号 良好 ， 数据 传输准确 。当钻进 至 1 7 】 0 m， 井斜 8 9 ． 1 4 。 ， 方位 1 7 9 ． 6 3 。 。 测井 曲线 显示 1 6 8 9 ～1 6 9 6 m 井 段近 钻头 电阻率 由 4 5 Q m 下 降 至 1 5 Q m， 伽 马值 由 8 0 AP 1 上 升 至 1 0 0 AP I 。地 质 导 向人 员 要 求 伽 马 以 上 、 下方 向分 两 次 复 测 1 6 8 5 ～ 1 7 0 8 m 井 段 ， 判 定 好油层位置 。复测 1 6 8 5 ～1 7 0 8 m井段 ， 结果显示 上伽 马 方 向 ， 1 6 9 0 m 处 伽 马值 为 8 0 AP I ， 1 6 9 3 m 处升 至 9 5 A P I 左 右 ； 下 伽 马方 向 ， 1 6 9 5 m 处 时 伽 马值 8 0 AP I ， 1 6 9 9 m 处 升 至 9 5 AP I 左 右 。判定 油 层位 置在 下方 。工程人 员 接地 质 指令 要求 在 2 ～3 个单根内将井斜 降至 8 9 。 ， 进入好 油层后将井斜 控 制在 8 9 ． 5～ 9 0 ． 0 。 。 当 井 深 由 1 7 1 0 r f l 钻 进 至 1 7 2 0 m， 测井 曲线 显示 1 7 1 2 m 的伽 马值 1 0 5 AP I ， 1 7 1 8 m伽 马 值 降 至 8 0 AP I ， 完 全 进 入 好 油 层 。当 钻进至井深2 0 0 9 m， 井斜 8 8 ． 5 7 。 ， 方位 1 7 9 ． 2 9 。 ， 近 钻头电阻率 1 1 Q r fl ， 伽马值 9 5 A P I 左右， 岩屑中 深 灰 色 泥 岩 增 加 。 这 时 ， 地 质 导 向 人 员 要 求 复 测 2 0 0 4 2 0 0 9 m井 段 ， 判 定 好 油 层 位 置。当 复测 2 0 0 4 2 0 0 9 I l l 井段， 结果显 示上伽 马方 向， 伽马值 为 7 8 A P I ； 下伽马方向， 伽马值 9 5 A P I 左右。这时工 程人 员 接 地 质 指 令 井 深 2 0 0 7 I n ， 井 斜 8 8 ． 5 7 。 ， 方 位 1 7 9 ． 2 9 。 ， 岩 屑中深灰色 泥岩增加 ， 要求工 程人 员 3 ～4 个 单根 内增斜 至 9 1 。 后稳 斜钻进 。当仪器钻进 至井深 2 0 8 7 m， 井斜 9 0 ． 6 8 。 ， 方 位 1 8 1 ． 6 8 。 。 在 仪 器钻 进 至井 深 2 0 1 0 2 0 8 7 I T I 井段 ， 近钻头 电阻率 由 1 1 Q m升 至 2 1 Q I T I ， 伽马值 由 9 5 A P I 降至 7 5 A P I 左右， 并 且呈现出电阻率继续上升 ， 伽马值继续下降的趋势， 进 入好 油层 。钻进 至井 深2 4 2 3 i n， 完 钻 。图 3为仪 器在 工作 过程 中随钻伽 马 、 电阻率 测井 曲线 图 。 整个 施 工 期 间 ， 地 质 导 向人 员 2次通 过 方 位伽 马判断油层位置， 使井眼轨迹始终保持在好油层中， 达 到了 1 0 0 钻遇 率 。 此次应用 ， 仪 器连续使 用 1 4 8 h ， 使 用井 段为 1 6 6 8 2 4 2 3 m， 累计 进尺 7 5 5 m， 提供 了 7 8 8 m 的 地质导向服务工作 ， 仪器工作正 常， 性能稳定 ， 脉冲 信号 良好 ， 数据 传输 准 确， 一 趟钻 完成 钻 井服 务 任 务 。 在 使 用 有线 传 输 的 C GD S 1 7 2 NB系 统 过 程 中 ， 实 时 电阻率 和伽 马 曲线 图与 地质捞 砂地 层解 析 图匹 配 良好。通过调整仪器的姿态以及分析方位电阻率 与伽 马 的变 化 ， 及 时 准 确 地 判 断 出好 油 层 的位 置 。 钻进过程 中充分发挥 了仪器有线传输的优势 ， 信号 稳定 、 抗 干扰 能力强 及仪 器本 身离钻 头 近的优 点 ， 在 “ 多 、 广 、 薄” 的储 层 中发挥 重要 作用 。 3 结 论 1 通过 将 此 前 用 MWD 系统 和 无 线 接 收 短 节对接来进行数据传递 ， 改进为“ 有线传输” 的测传 马达后 ， 测传马达与 MWD系统直接对接 ， 省去昂 贵 的无 线接 收短 节 ， 节 约大 量制造 成本 。 2 测传马达的无线短传方式改进为“ 有线传 输” 的测传马达 ， 信号传输更加稳定 ， 抗 干扰能力更 强 ， 可靠性更高， 岩性适用性更好， 特别是对高阻岩 性 ， 大幅提高了钻井效率， 同时降低 了钻井成本。 参考文献 [ 1 ] 苏义脑 ． 地质导 向钻井技 术概况及 其在我 国的研 究进 展 [ J ] ． 石油勘探 与开发 ， 2 0 0 5 ， 3 2 1 9 2 9 5 ． [ 2 ] 王伟． C GD S 1 7 2 NB近 钻头 地质 导 向钻井技 术 在 江汉 油 田的应用 I- j ] ． 钻采 工艺 ， 2 0 1 1 ， 3 4 5 3 4 3 6 ． [ 3 ] 李林． 随钻测量数 据的井下 短距离 无线传输 技术研 究 [ J ] ． 石油钻探技术． 2 0 0 7 ， 3 5 1 4 5 4 8 ． [ 4 ] 张返立． 有线传输技 术特点 分析和 发展方 向 [ J ] ． 信 息 通信 ， 2 O l 2 4 2 0 4 ． E 5 ] 肖仕红 ， 梁政． 智能钻井电缆信号传输的研究现状及难 点E J ] ． 石油矿场机械 ， 2 0 0 7 ， 3 6 2 1 5 1 8 ．