SEMWD-2000电磁波随钻测量系统及现场试验
摘要:欠平衡钻井与气体钻井技术的快速发展,使电磁随钻测量技术成为研究的热点。中国电波传播研究所推出的SEMWD-2000是自主研发的,具有独立知识产权的,国内首套工程化的电磁波随钻测量系统。简述了电磁随钻测量技术的工作原理和发展趋势;介绍了SEMWD-2000的系统构成和试验情况,试验表明该系统已能满足实际作业需求,达到国际同类产品水平。
关键词:欠平衡钻井;电磁随钻测量;地质导向;现场试验
中图分类号:TE249.5
0
1
1.1 工作原理
1.2 主要技术特点
(1)信息以电磁波的形式传输,受钻井介质影响小;
1.3 主要应用领域
2
2.1 SEMWD-2000的系统构成
2. 2
表1 SEMWD-2000电磁波随钻测量系统技术指标
井斜 |
0~180°,±0.2° |
工作温度 |
-25℃~125℃ |
方位 |
0~360°,±1.0° |
最大工作压力 |
105MPa |
工具面 |
0~360°,±1.5° |
抗震动 |
20g rms 30~300Hz随机 |
伽马 |
0~500API,±7% |
抗冲击 |
1000g/0.5ms |
波特率 |
0.5~6.25bit/s |
电池工作时间 |
>200h |
适用地层 |
2~1000Ω•m |
绝缘天线强度 |
抗拉载荷120t 抗压载荷 50 t |
3 现场试验
3.1 传输深度对比试验
3.2 绝缘天线强度实用性试验
3.3 实际作业试验
表2 SEMWD-2000测量结果与电子多点测量结果比较表
SEMWD-2000测量结果 |
电子多点测量结果 |
||||
测量点井深m |
井斜° |
方位° |
测量点井深m |
井斜° |
方位° |
1917.06 |
34 |
97.7 |
1912.59 |
34.11 |
98.87 |
2207.25 |
38.4 |
99.2 |
2203.05 |
38.26 |
100.39 |
2497.21 |
38.8 |
98.8 |
2493.80 |
38.42 |
99.96 |
2787.55 |
38.9 |
99.6 |
2783.92 |
39.13 |
100.63 |
3047.34 |
34.1 |
104.6 |
3044.10 |
33.91 |
105.67 |
3084.89 |
32.8 |
104.2 |
3073.03 |
32.95 |
105.42 |
3134.16 |
31.5 |
103.8 |
3130.93 |
31.55 |
104.89 |
3250.23 |
25.4 |
101.6 |
3246.78 |
25.42 |
102.25 |
3277.76 |
24.8 |
100.7 |
3275.90 |
24.86 |
101.84 |
表3 保5-10向4井设计和中靶数据表
地理位置 |
山西省忻州市保德县 |
井号 |
保5-10向4 |
||
靶 点: 设 计 数 据 |
靶点:实 钻 数 据 |
||||
设计造斜点(米) |
110 |
实钻造斜点(米) |
110 |
||
靶点设计垂深(米) |
630 |
中靶垂深(米) |
633.6 |
||
靶点设计位移(米) |
301.79 |
闭合位移(米) |
303.51 |
||
靶点设计方位(度) |
153 |
闭合方位(度) |
152.83 |
||
靶半径(米) |
20 |
靶心距(米) |
1.94 |
||
靶点设计斜深(米) |
725.53 |
中靶实际斜深(米) |
725.34 |
||
设计中靶坐标 |
X: |
4301682.10 |
实钻中靶 |
X: |
4301680.99 |
Y: |
19508624.90 |
Y: |
19508626.50 |
图4 保5-10向4井实钻水平投影图
图6 西平1井随钻与电测自然伽马曲线比较图
4 电磁波随钻测量技术的发展趋势
地质导向技术让钻头长上了“眼睛”,推动了钻井技术的发展。如何拓展电磁随钻测量系统使其具有近钻头测量和方位测量功能,为地质导向提供技术支撑,成为电磁波随钻测量技术的另一个发展趋势。目前国外几家大公司的产品已具备了此功能。
通过增加工程参数的随钻测量,如:钻压、钻速、环空压力、扭力/反扭力等,可以实时监控了解钻具的实际工况,帮助钻井工程师指导现场施工, 降低作业风险,实现优快钻井,这也是电磁波随钻传输测量技术的一个发展趋势。
5 结论
(1)电磁波随钻测量技术具有结构简单、可靠性高、受钻井介质及开关泵的影响小、节省钻井时间等特点,欠平衡钻井技术与气体钻井技术的推广,为电磁随钻测量技术的发展提供了广阔的空间。
(2)SEMWD-2000电磁波随钻测量系统传输能力已达到国际同类产品水平,绝缘天线强度已满足现场施工要求,测量精度能够满足工程需要,具备了工业化的条件。目前,环空压力与电阻率测量短节的仍在研制之中。
(3)提高传输深度,增加信息传输速度,拓展测量功能等是电磁波随钻测量技术的主要发展趋势。
(4)国内技术瓶颈的突破,将会加快电磁波随钻测量技术在浅层油气资源、煤层气、适合电磁信息传输的油气田开发中的推广速度。