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电磁随钻测量技术现状及发展趋势-刘修善

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电磁 测量 技术 现状 发展趋势 刘修善
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© 1994 、 奋钻 探‘ 二,教 授 专 家 专 栏 卜电 磁 随 钻 测 量 技 术 现 状 及 发 展 趋 势刘 修 善 侯 绪 田 涂 玉 林 杨 春 国中 阅 石 化 石 八 助 探 , 发 研 究 院 德 州 石 钻 仁 研 究 所 东 德 州 、 、摘 要 随 钻 测 量 是 井 眼 执 迹 监 浏 与 控 制 中 的 一 项 关 健 技 术 。 气 体 钻 井 技 术 的 推 广 应 用 为 电 磁 随 钻 测 量技 术 带 来 了 有 利 的 发 展 契 机 和 空 间 。 此 外 由 于 一 系 统 的 投 资 和 服 务 费 用 低 康 所 以 在 浅 层 油 气 资源 开 发 方 面 也 具 有 良 好 的 应 用 前 景 。 系 统 地 介 绍 一 技 术 的 国 内 外 现 状 、 现 场 试 验 及 应 用 情 况 、 应 用 前 景 及发 展 趋 势 提 出 了 未 来 一 技 术 的 主 要 攻 关 方 向 增 加 一 系 统 的 有 效 测 量 深 度 、 稳 定 性 、 可 靠 性 和 井下 连 续 工 作 时 间 进 一 步 拓 展 浏 量 功 能 并 实 现 地 面 与 井 下 以 及 井 下 短 程 的 双 向 通 信 , 进 而 形 成 基 于 电 磁 信 号 通 信 的 导向 钻 井 系 统 口关 健 词 气 体 钻 井 随 钻 测 井 定 向 控 制 导 向 钻 井中 图 分 类 号 文 献 标 识 码 文 童 编 号 一 一 一在 钻 井 工 程 中 , 随 钻 测 量 是 井 眼 轨 迹 监 测 与 控 制中 的 一 项 关 键 技 术 。 目 前 , 国 内 外 的 随 钻 测 量 系 统普 遍 采 用 钻 井 液 脉 冲 来 传 送 测 量 数 据 这种 随 钻 测 量 技 术 在 液 体 钻 井 液 中 能 够 稳 定 、 可 靠 地 一 二作 , 在 钻 井 工 程 中 被 广 泛 应 用 并 发 挥 了 重 要 作 用 。 然而 , 对 于 气 体 或 充 气 钻 井 液 , 由 于 其 可 版 缩 性 强 , 钻井 液 脉 冲 信 号 很 弱 甚 至 不 能 产 生 脉 冲 信 号 , 因 此 钻 井液 脉 冲 将 无 法 正 常 工 作 。 此 外 钻 井 液 脉 冲的 信 号 传 输 速 率 低 实 现 双 向 通 信 的 难 度 大而 且 其 核 心 部 件 — 一 脉 冲 阀 为 易 损 件 , 昆 价 格 昂 贵 ,因 此 使 用 成 本 高 。电 磁 随 钻 测 量, 简 称 一 是 纪 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 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 , 一 系 统 基 本 不 受 钻井 液 介 质 影 响 , 它 不 仅 适 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 , 从 而 解 决 了 目 前 国 内 外 普 遍 采 用 的 钻 并液 脉 冲 系 统 无 法 解 决 的 难 题 ’ 。 同 时 随 着 电磁 技 术 和 信 号 处 理 技 术 的 不 断 进 步 一 系 统的 测 量 深 度 及 可 靠 性 不 断 提 高 。 一 技 术 因 其良 好 的 市 场 需 求 和 应 用 前 景 , 已 成 为 国 内 外 各 大 石 油公 司 和 技 术 服 务 公 司 的 研 究 热 点 , 而 且 国 外 很 多 公 司已 经 推 出 了 一 系 列 的 商 业 化 产 品 , 并 进 行 了 推 广 应用 。 一 技 术 必 将 对 随 钻 测 量 技 术 的 发 展 产 生重 要 影 响 。国 外 一 技 术 现 状电 磁 随 钻 测 量 技 术 的 研 究 可 追 溯 到 世 纪 年代 , 并 于 世 纪 年 代 初 研 制 出 了 实 用 型 的系 统 , 世 纪 年 代 中 期 实 现 了 商 业 化 生 产和 应 用 吕 。 特 别 是 世 纪 年 代 以 来 ,、 、 、匹 、 等 公 司 推 出 了 一 系 列 的商 业 化 产 品 见 表 , 使 该 项 技 术 迅 速 在 欧洲 、 力 几 拿 大 、 南 美 洲 和 俄 罗 斯 等 国 家 和 地 区 推 广 应用 。加 拿 大一 技 术 在 加 拿 大 应 用 广 泛 , 有 多 个一 生 产 厂 家 。 笔 者 主 要 介 绍 、和 , 公 司 的 产 品 情 况 。公 司 一 的 最 小 外 径 为 ,长 度 为 , 质 量 为 , 要 求 的 排 量 为一 , 适 用 于 井 径 为 的 井收 稿 日 期 一 改 回 日 期 一 一落 金 项 目 中 国 石 油 化 工 股 份 有 限 公 司 科 技 攻 关 项 目 “ 电 磁 随钻 剥 系 统 研 制 ” 编 号 。 部 分 研 究 成 果作 者 简 介 刘 修 善 一 , 男 , 黑 龙 江 牡 丹 江 人 , 年毕 业 于 大 庆 石 油 学 院 钻 井 工 程 专 业 。 。 年 于 清 华 大 学 博 士 后 流动 站 出 站 , 剑 所 长 教 授 级 高 级 工 程 师 。 系 本 刊 编 委 。联 系 电 话 一© 1994 · 、 ‘ 耐 温 耐 压 连 续 工 作 时 间 最 小 外 径一 ,、一工岔 几涡 轮 供 电别眼 最 大 外 径 为 , 长 度 为 , 质 量为 , 要 求 的 排 量 为 , 适 用于 井 径 一 的 井 眼 。 这 两 种 一系 统 的 工 作 温 度 为 一 一 ‘ 、 , 最 大 耐 压 为, 最 高 传 输 速 率 为 。 其 标 准 配 置 可 测 量 井斜 角 、 方 位 角 、 工 具 面 角 、 井 下 温 度 、 磁 场 强 度 和 电池 电 压 , 另 外 可 选 配 伽 马 、 环 空 压 力 、 钻 柱 内 压 力 等参 数 的 测 量 。 年 月 日 , 公 司 成 功 开 发出 了 外 径 为 的 小 尺 寸 一 , 据 称 可在 井 眼 曲 率 为 。 “ 的 水 平 井 中 使 用 。公 司 一 系 统 的 外 径 为一 , 工 作 温 度 为 一 一 , 可 耐压 。 对 钻 井 液 密 度 没 有 限 制 , 但 要 求 含 砂 量必 须 小 于 。 在 排 量 为 的 条 件 下 , 压耗 为 。 井 斜 角 的 测 量 精 度 为 士 “ , 方 位 角和 工 具 面 角 的 测 量 精 度 为 士 。 。 一 系统 已 经 在 多 口 井 中 累 计 使 用 了 , 累 计 进尺 达 ·能 源 技 术 服 务 公 司 的 一系 统 使 用 铿 电 池 供 电 , 可 连 续 工 作 , 系 统耐 压 为 。 根 据 井 底 环 境 和 发 射 功 率 , 可 分别 选 用 低 温 电 池 和 高 温 电 池 , 它 们 的 工 作 温 度 分 别 为一 。 一 和 一 一 。 可 测 量 井 斜 角 、 方 位角 、 工 具 面 角 、 伽 马 、 环 空 压 耗 、 振 动 参 数 、 井 下 温度 等 参 数 。 工 作 频 率 为 一 , 可 根 据 地 层 情 况进 行 设 置 。 传 输 速 率 有 , 、 、 、 、 · 、和 、 供 选 择 , 最 小 排 量 为 一 , 能够 在 一 · 的 地 层 电 阻 率 条 件 下 工 作 。 系统 的 抗 震 能 力 为 , 抗 冲 击 能 力 为 。美 国。 的 一 、 传 输 速 率 是钻 井 液 脉 冲 的 倍 以 上 。 一 一 的长 度 为 一 , 外 径 为 , 可 在付 一 小 的 钻 挺 中 使 用 。 测 量 探 头 距 仪 器底 部 叭 一 , 可 测 量 井 斜 角 、 方 位 角 、 工 具面 角 、 振 动 强 度 、 伽 马 、 环 空 压 力 和 钻 柱 内 压 力 。刀 可 用 延 伸 天 线 技 术 , 使 信 号 的 传 输 距离 达 到 。 新 一 代 的 一 才 不 需 要延 伸 天 线 就 可 以 达 到 更 大 的 测 量 深 度 , 目 前 正 处 于 试验 阶 段 。一 年 , 公 司 研 究 开 发 了一 系 统 的 中 继 转 发 器 、 气 体 钻 井 用 马 达 和 随钻 压 力 测 量 传 感 器 , 实 现 了 一 系 统与 空 气 马 达 的 配 套 使 用 。 公 司 的系 统 , 有 小 、 小 、 小 冲 、 小种 尺 寸 。 最 大 传 输 速 率 可 达 , 耐 温 , 耐压 。 使 用 中 继 转 发 器 , 信 号 的 传 输 深 度 达 到。公 司 的 一 系 统 , 最 高 工 作 温度 为 、 最 高 工 作 压 力 为 , 可 通 过。 。 曲 率 的 井 眼 , 在 。 。 的 井 眼 中 可 进 行 旋转 钻 进 。 井 斜 角 数 据 的 更 新 周 期 为 一 , 方 位 角数 据 的 更 新 周 期 为 、 , 仪 器 尺 寸 为 。公 司 开 发 的 系统 , 耐 温 、 耐 压 , 传 输 速 率 高 达。 仪 器 有 小 、 小 和 争 种规 格 , 可 通 过 的 最 大 井 眼 曲 率 分 别 为 、和 “ 。 的 抗 震 性 能达 , 与 其 它 的 一 系 统 相 比 , 具 有 更 好 的抗 冲 击 和 抗 震 性 能 其 它 的 一 系 统 最 高 为· 月 。 系 统 自 年 投 人 商 业 化生 产 以 来 , 已 有 套 在 加 拿 大 和 美 国 应 用 。俄 罗 斯俄 罗 斯 有 关 一 技 术 的 研 究 工 作 开 展 得 较早 , 技 术 上 也 相 对 比 较 成 熟 , 到 年 ,、 和 三 家公 司 就 生 产 了 近 百 套 一 系 统 。 俄 罗 斯 的一 系 统 经 过 不 断 地 改 进 , 其 稳 定 性 和 可 靠 性已 接 近 于 钻 井 液 脉 冲 , 但 价 格 却 远 远 低 于 钻 井液 脉 冲 。 一 系 统 的 规 格 以 争 、 小和 们 。 为 主 , 采 用 涡 轮 发 电 机 供 电 , 信号 发 射 频 率 为 、 、 和 。 在 一 。 ·的 地 层 电 阻 率 条 件 下 , 测 量 深 度 可 达 。 俄 罗斯 一 系 统 的 主 要 技 术 参 数 见 表 。© 1994 〔 ’生 产年 份仪 器 型 号 其 它 测 敏 参 数 供 电 方 式 耐 温 ℃ 耐 压 仪 器 外 径,定 向 参 数 的 测 量 范 围 及 梢 度 广 《 。井 斜 角 方 位 角 万 几 几 面 角士 士 士士 士 土士 士 士士 〔 士 〔 士 〔土 士 士士 士 士〕士 士 士士 士 士涡 轮 发 电 机,一涡 轮 发 电 机加 白振 动 、 伽 马 、 双侧 向 测 井 等电 池涡 轮 发 电 机,一振 动 、 伽 马 、 电 阻 率 等 涡 轮 发 电 机振 动 、 伽 马 等 涡 轮 发 电 机一振 动 、 伽 马 、 压 力 、溢 度 、 侧 向 测 井 等涡 轮 发 电 机,﹄乙︵朽一了月矛” 犯 ” 句 ·详 ” “ 刃 了 二电 阻 率 测 井电 限 率 测 井 等涡 轮 发 电 机 。涡 轮 发 电 机日 本日 本 国 家 石 油 公 司, 简 称 于 年 开 发 了 一 套 一样 机 , 并 进 行 了 室 内 测 试 。 年 月 在油 田 进 行 了 信 号 传 输 和 消 噪 试 验 , 在 争井 眼 中 成 功 地 从 井 深 处 将 信 号 传 送 到 地 面 。年 月 , 在 油 田 井 深 处 以的 频 率 发 射 信 号 , 地 面 探 测 到 了 拌 的 电 磁 信号 , 与 模 拟 结 果 一 致 。 年 月 , 在 县油 田 的 一 口 井 上 进 行 了 机 械 强 度 和 消 噪性 能 试 验 , 仪 器 在 井 下 连 续 工 作 , 其 中 钻 进 时间 为 , 但 是 暴 露 于 钻 井 液 中 的 仪 器 部 分 出 现 了故 障 。 年 月 , 在 县 的 一 油田 进 行 调 制 解 调 系 统 试 验 , 试 验 井 深 为 和。 年 月 , 在 油 田 又 进 行了 系 统 传 输 能 力 试 验 , 在 小 井 眼 中 钻 至 井深 , 井 下 仪 器 的 机 械 强 度 和 天 线 的 绝 缘 性 能 是令 人 满 意 的 。 年 月 , 在 油田 进 行 了 整 套 一 系 统 的 性 能 测 试 试 验 , 在争 井 眼 中 从 井 深 钻 至 , 仪器 在 井 下 工 作 了 , 纯 钻 进 时 间 为 , 和信 号 的 传 输 深 度 为 。英 国英 国 有 和 两 家 公 司 生 产产 品 。 其 中 公 司 的 一 传 输 速率 为 , 每 更 新 一 次 工 具 面 角 数 据 , 采 用一 的 铿 电 池 供 电 , 电 池 寿 命 可 达 巧 。公 司 的 一 采 用 高 能 专 用 电 池 , 工 作 寿命 达 。 信 号 频 率 为 , 可 进 行 双 向 通 信 。 仪器 工 作 温 度 为 一 ℃ , 目 前 正 在 研 制 耐 温 可 达℃ 的 一 系 统 。国 内 一 技 术 现 状。 世 纪 年 代 末 到 年 代 初 , 伴 随 着 钻 井 液脉 冲 的 研 究 与 国 产 化 , 国 内 曾 对 一 技术 的 可 行 性 进 行 了 积 极 探 索 , 主 要 以 理 论 研 究 和 功 能性 试 验 为 主 。“ 七 五 ” 期 间 , 原 石 油 工 业 部 设 立 了 “ 随 钻 测 量电 磁 波 传 输 信 道 可 行 性 研 究 ” 课 题 , 对 随 钻 测 量 中 的电 磁 传 输 信 道 、 激 励 方 式 进 行 了 研 究 , 建 立 了 电 磁 信号 传 输 特 性 的 理 论 模 型 , 并 分 析 了 不 同 信 号 频 率 和 地层 电 阻 率 条 件 下 的 信 号 衰 减 规 律 。 所 研 制 的 功 能 性 样机 采 用 的 正 弦 波 为 载 波 , 发 射 机 输 出 功 率为 。 通 过 余 井 次 的 现 场 试 验 , 信 号 的 有 效传 输 深 度 从 几 百 米 到 三 千 余 米 不 等 。 其 中 , 一 口 试 验井 的 套 管 下 深 , 地 层 电 阻 率 一 · ,电 磁 信 号 的 传 输 深 度 达 到 了 。 其 研 究 结 论为 在 地 层 电 阻 率 大 于 · 、 信 号 频 率 一、 零 分 贝 信 噪 比 的 条 件 下 , 电 磁 信 号 传 输是 可 行 的 ’ ‘ ” 」 。从 世 纪 末 开 始 , 中 国 石 油 勘 探 开 发 研 究 院 对井 下 电 磁 信 号 短 传 技 术 进 行 了 深 入 系 统 的 研 究 , 成 功© 1994 , 用 于 测 量 近 钻 头 的 井斜 角 、 地 层 电 阻 率 和 自 然 伽 马 。 该 短 节 长 约 , 耐温 , 信 号 传 输 速 率 大 于 , 使 用 时 与 螺杆 马 达 组 装 为 一 体 构 成 测 传 马 达 。 这 种 电 磁 信 号 短 传技 术 解 决 了 近 钻 头 参 数 测 量 中 的 技 术 关 键 和 难 点 问题 , 可 将 近 钻 头 测 量 数 据 传 送 到 马 达 以 上 的或 , 从 而 达 到 了 把 近 钻 头 测 量 数 据 传 送 到 地 面的 目 的 。 在 此 基 础 上 , 由 型 正 脉 冲 随 钻 测斜 仪 、 型 测 传 马 达 和 型 地 面 应 用 软 件系 统 构 成 了 具 有 我 国 独 立 知 识 产 权 的 近 钻头 地 质 导 向 钻 井 系 统 〔 ’ ‘ 一 ’ 〕 。 该 系 统 在 室 内 和 油 田 现 场进 行 了 大 量 的 单 元 试 验 和 系 统 集 成 试 验 , 已 于年 初 研 制 成 功 并 交 付 用 户 使 用 。 据 称 , 年 计 划生 产 套 一 近 钻 头 地 质 导 向 钻 井 系 统 , 投 入工 业 化 应 用 。哈 尔 滨 工 业 大 学 建 立 了 可 以 测 试 电 磁 信 号 传 输 能力 的 功 能 性 试 验 系 统 。 该 系 统 由 信 号 发 射 装 置 、 信 号接 收 装 置 和 控 制 计 算 机 三 部 分 构 成 , 控 制 计 算 机 分 别采 用 和 通 讯 接 口 与 发 射 装 置 和 接 收 装置 用 电 缆 连 接 。 通 过 控 制 计 算 机 可 以 控 制 发 射 装 置 的载 波 频 率 、 发 射 功 率 、 数 据 码 率 等 参 数 , 同 时 根 据 这些 参 数 值 来 调 整 接 收 装 置 的 带 通 滤 波 器 中 心 频 率 、 带宽 、 解 调 电 路 参 数 等 。 该 系 统 采 用 调 制 解 调方 式 , 通 过 对 系 统 功 耗 和 噪 声 干 扰 的 分 析 试 验 , 证 明电 磁 信 号 能 有 效 地 传 输 数 据 , 关 键 是 如 何 降 低 发 射 装置 的 功 耗 、 提 高 接 收 装 置 的 灵 敏 度 和 抗 噪 声 能 力 ‘ 了 」 。此 外 , 我 国 煤 矿 普 遍 装 备 了 矿 井 安 全 监 测 系 统 、瓦 斯 断 电 仪 、 携 带 式 报 警 仪 、 自 救 器 等 , 但 是 传 输 线有 时 会 发 生 短 路 、 断 路 及 丢 失 现 象 。 为 了 提 高 监 控 系统 的 可 靠 性 和 矿 井 抗 灾 变 能 力 , 已 开 始 研 究 应 用 电 磁信 号 穿 透 地 层 、 实 现 与 地 面 中 心 站 的 无 线 通 信 系统 ’ ” , 」 。现 场 试 验 及 应 用 情 况一 技 术 先 后 在 加 拿 大 、 欧 洲 、 南 美 洲 和西 西 伯 利 亚 等 国 家 和 地 区 进 行 了 多 口 井 的 现 场试 验 和 应 用 , 其 中 加 拿 大 至 少 应 用 了 口 井 。 与 欠平 衡 钻 井 、 海 上 钻 井 、 连 续 管 钻 井 、 大 位 移 井 钻 井 和短 半 径 水 平 井 钻 井 等 工 艺 技 术 相 结 合 , 使 一技 术 不 断 地 得 到 改 进 和 完 善 。公 司 的一 系 统 已 经 在 多 口 井 中 应 用 。 在 加 拿 大 的阿 尔 伯 达 , 没 有 延 伸 天 线 和 中 继 器 的 一 系 统 测量 深 度 达 到 , 垂 深 为 。 在 另 一 口 井中 , 使 用 气 体 和 丫 水 的 混 和 钻 井液 , 一 系 统 在 争 井 眼 中 的 测 量 深 度 达到 , 垂 深 为 。 在 美 国 的 科 罗 拉 多 州 ,一 系 统 在 套 管 内 的 传 输 速 率 达 到 , 在裸 眼 井 内 的 测 传 深 度 都 超 过 了 。 在 俄 克 拉 何马 的 气 体 钻 井 中 , 采 用 。 气 体 , 在 一井 段 使 用 一 系 统 没 有 出 现 故 障 。 在 弗 吉 尼 亚 的一 口 充 气 钻 井 中 , 一 井 段 分 别 采 用泡 沫 与 气 体 的 混 合 钻 井 液 和气 体 的 钻 井 液 , 一 系 统 的 传 输 速 率 达 到 了。 在 德 克 萨 斯 , 没 有 使 用 延 伸 天 线 和 中 继 器 ,一 系 统 的 测 量 深 度 达 到 , 垂 深 为, 创 造 了 标 准 配 置 一 系 统 的 测 传 深 度的 世 界 纪 录 。 在 阿 曼 的 油 田 , 使 用 一使 每 口 井 的 钻 井 成 本 降 低 了 〕 。公 司 从 年 开 始 在 北 海 南 部 应 用 欠 平 衡钻 井 技 术 , 起 初 由 于 地 层 特 性 等 方 面 的 原 因 限 制 了一 的 应 用 。 随 着 一 技 术 的 发 展 , 测量 井 深 达 到 了 垂 深 为 一 笋 ’ 口 。此 后 , 从 年 开 始 推 广 使 用 一 系 统 , 拓展 了 欠 平 衡 钻 井 技 术 在 该 地 区 的 应 用 范 围 ’ 」 。在 德 克 萨 斯 的 严 重 漏 失 地 层 , 为 了 克 服 泥 页 岩 盖层 所 引 起 的 信 号 大 幅 衰 减 , 采 用 延 伸 天 线 的 增 程一 系 统 , 测 量 深 度 达 到 。 在 该 地 区完 钻 的 口 井 , 比 使 用 钻 井 液 脉 冲 的 井 平 均节 约 的 钻 井 费 用 和 的 钻 井 时 间 ‘ 〕 。加 拿 大 阿 尔 伯 达 南 部 一 口 争 的 油 井 , 井深 为 、 垂 深 为 、 最 大 井 斜 角 为 。 , 造斜 率 为 , 采 用 的 是 连 续 管 钻 井 。丁 一 在 该 井 的 试 验 表 明 电 池的 连 续 工 作 时 间 超 过 了 , 没 发 生 过 一系 统 失 效 的 情 况 。 此 后 , 该 系 统 在 加 拿 大 得 到 了 迅 速推 广 , 现 在 已 经 有 套 在 加 拿 大 和 美 国 应 用 。俄 罗 斯 在 年 以 前 就 在 多 口 井 中 进 行 了多 次 一 系 统 现 场 试 验 , 试 验 深 度 为 一, 主 要 应 用 于 西 西 伯 利 亚 地 区 。 玖公 司 研 制 的 一 型 一 系 统 于 年 开 始在 现 场 应 用 , 已 经 在 多 口 水 平 井 中 使 用 。。 公 司 的 一 系 统 于年 开 始 推 广 应 用 , 在 低 电 阻 率 地 层 中 , 信 号 的 传 输 深度 达 到 了 。 年 月 , 在 中 国 石 化 石 油勘 探 开 发 研 究 院 的 主 持 下 , 在 胜 利 油 田 口 定 向 井 中对 中 国 地 质 大 学 武 汉 引 进 的 一 型系 统 进 行 了 现 场 试 验 。 试 验 井 的 地 层 电 阻 率 为© 1994 · , 将 钻 井 液 脉 冲 和 一 两 套仪 器 串 接 下 井 。 分 别 在 井 深 、 、 等处 进 行 测 试 , 一 系 统 测 传 正 常 , 并 与 钻 井 液脉 冲 的 数 据 基 本 吻 合 。 在 井 深 处 地 面信 号 异 常 , 其 后 由 于 涡 轮 发 电 机 出 现 机 械 损 坏 没 有继 续 试 验 ‘ ” 。年 , 在 印 尼 海 油 的 井 , 首次 使 用 了 增 程 一 系 统 一 。 。 一一 ‘ 〕 。 选 用 该 系 统 是 由于 欠 平 衡 钻 井 中 的 钻 井 液 为 两 相 流 , 但 是 在 海 底 铺 设接 收 天 线 很 困 难 。 虽 然 该 井 海 底 垂 深 只 有 ,但 地 层 电 阻 率 非 常 低 , 标 准 的 一 系 统 不 能 满足 要 求 , 所 以 使 用 了 增 程 一 系 统 以 提 高 测 深能 力 。 在 这 口 井 上 , 一 系 统 主 要 用 于 提 供 定向 参 数 和 环 空 压 力 , 实 测 最 大 井 斜 角 达 到 。 。应 用 前 景 及 发 展 趋 势我 国 拥 有 大 面 积 的 低 孔 、 低 渗 、 低 庄 、 低 仁 度 油气 藏 , 其 中 低 渗 透 储 层 油 气 资 源 、 煤 层 甲 烷 资 源 、 深层 油 气 资 源 、 复 杂 油 气 资 源 等 约 有 亿 油 当 量 。同 时 , 随 着 油 气 勘 探 开 发 的 不 断 深 人 , 钻 遇 易 漏 失 、高 研 磨 性 、 极 坚 硬 的 地 层 越 来 越 多 。 气 体 钻 井 技 术 是解 决 上 述 钻 井 技 术 难 题 、 提 高 钻 井 速 度 的 有 效 技 术 手段 。 有 些 国 家 的 气 体 钻 井 进 尺 已 ’ 钻 井 总 进 尺 的而 我 国 还 不 到 , 因 此 气 体 钻 井 的 份 额 还 有很 大 的 增 长 空 间 和 潜 力 。无 论 是 对 于 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 地 监 测 和 控 制 井 斜 。 由 于一 系 统 基 本 上 不 受 钻 井 液 介 质 的 影 响 , 所 以能 够 解 决 气 体 钻 井 中 的 随 钻 测 量 问 题 , 并 被 世 界 各 国普 遍 采 用 和 推 广 。 此 外 , 近 年 来 我 国 浅 层 油 气 资 源 开发 呈 现 出 快 速 发 展 的 态 势 , 在 克 拉 玛 依 油 田 、 吉 林 油田 以 及 滩 海 地 区 都 收 到 了 良 好 的 效 果 了 。 由 于一 的 费 用 远 低 于 钻 井 液 脉 冲 , 所 以 在浅 层 油 气 资 源 开 发 中 用 一 取 代 钻 井 液 脉 冲将 会 带 来 良 好 的 经 济 效 益 。然 而 , 一 技 术 也 有 其 自 身 的 弱 点 。 电 磁信 号 在 地 层 中 传 播 会 受 到 地 层 特 性 的 影 响 , 特 别 是 对于 低 电 阻 率 地 层 信 号 衰 减 严 重 , 因 此 其 有 效 测 量 深 度会 受 到 一 定 的 限 制 。 由 于 地 层 特 性 是 不 可 控 因 素 , 所以 一 技 术 的 适 用 性 往 往 具 有 区 域 性 特征 。在 一 技 术 进 人 商 业 化 应 用 的 余 年 间 ,一 直 都 在 不 断 地 改 进 和 完 善 厂 , 。 未 来 的 一技 术 需 要 在 以 下 几 个 方 面 继 续 攻 关 并 有 望 取 得 重 要 进展通 过 采 用 延 伸 天 线 、 信 号 中 继 器 、 提 高 信 号收 发 机 的 灵 敏 度 、 深 化 弱 信 号 检 测 及 处 理 技 术 研 究 等方 式 , 进 一 步 增 加 电 磁 信 号 的 有 效 传 输 深 度研 制 适 用 于 气 体 钻 井 的 井 下 发 电 机 和 高 能 耐高 温 电 池 , 提 高 信 号 的 发 射 功 率 和 一 系 统 的连 续 工 作 时 间优 化 系 统 结 构 和 天 线 设 计 , 进 一 步 提 高 系 统的 稳 定 性 和 可 靠 性 , 并 便 于 在 复 杂 地 表 条 件 下 如 海钻 井 铺 设 天 线在 已 配 置 的 井 斜 角 、 方 位 角 、 工 具 面 角 、 自然 伽 马 、 电 阻 率 等 测 量 参 数 的 基 础 上 , 继 续 拓 展 其 测量 功 能 , 实 现 地 面 与 井 下 以 及 井 下 短 程 的 双 向 通 信 ,配 合 井 下 工 具 和 工 程 控 制 技 术 形 成 基 于 电 磁 信 号 通信 的 导 向 钻 井 系 统 。总 之 , 一 技 术 的 研 究 和 应 用 已 经 取 得 了很 大 进 展 , 但 仍 处 于 发 展 和 完 善 阶 段 。 复 杂 地 质 条 件所 带 来 的 钻 井 技 术 难 题 以 及 气 体 钻 井 等 特 殊 工 艺 技 术的 推 广 应 用 , 为 一 技 术 提 供 了 有 利 的 契 机 和发 展 空 间 。 随 着 一 技 术 的 发 展 , 其 适 应 性 问题 将 会 逐 步 得 到 改 善 或 克 服 , 一 技 术 的 诸 多优 势 将 会 更 加 明 显 , 必 将 成 为 未 来 随 钻 测 量 领 域 中 的一 项 重 要 技 术 。参 考 文 献一 一〔 」 ‘ 咎 ·一〔 》 〕」 一 一 ·〕 、‘ , ,‘ , 、 ,、 〔 」 一 一「 一 〕 、仁 〕 书 一」 ’ 。一 」,〕 〔 、 〔 〕尽 , 一〔 」 , 、。 【 二, 一, 一〔 〕 ,〔 〕 , 一、 。 、 。 认 , 认 定 , 斜 井 ‘ 水 平 井 钻 井 的 地 质 导 向 技 术© 1994 · ·焉 体 泰 宁,郭 湘 芬,吴 翔,等 译 匕 京 石 油 工 业 出 版。 。 、社,仁 口, ,熊 浩,胡 斌 杰 随 钻 测 量 电 磁 信 道 分 析 的 等 效 传 输 法 电 习尸 、 , 一 、 卜波 科 学 学 报, 一通、 。仁 口 潘 锦,聂 在 平 地 下 钻 杆 透 层 天 线 〔 地 球 物 理 学 报· , , 一 , 一 ‘ ·增 刊一口 张 进 双,赵 小 祥,刘 修 善 电 磁 波 随 钻 测 量 系 统 及 其 现 场熊 浩,胡 斌 杰 随 钻 测 量 电 磁 传 输 信 道 研 究 「 〕 地 球 物 理 学 试 验 钻 采 工 艺, 。 。 ,报, 一「 习 王 荣 憬 焉 卜 泰‘ , ,张 涛一电 磁 波 随 钻 测 量 系 统 及 其〕 苏 义 脑 地 质 导 向 钻 井 技 术 概 况 及 其 在 我 国 的 研 究 进 展 「 〕 在 胜 利 油 田 的 应 用 仁 口 地 质 科 技 情 报, 。 。 ,增 刊石 油 勘 探 与 卜 发, ,一 ·苏 义 脑 井 下 控 制 工 程 学 研 究 进 展 二 口 北 京 石 油 工 业 出 「 习, ,〔、 飞版 丰二 , 一 一 , ‘仁 」 李 林 电 磁 随 钻 量 技 术 现 状 及 关 键 技 术 分 析 仁 」 石 油 机 〕, ·械, , 一 ,〕 张 和 茂,赵 子 仁 浅 层 水 平 井 井 眼 轨 迹 控 制 技 术 口 石 油 钻赵 永 平 侯 珍 秀 油 井 下 数 据 无 线 传 输 试 验 系 统 的 方 案 设 计 采一「 艺, , 一 ·仁 引 哈 尔 滨 商 业 大 学 学 报 自 然 科 学 版, 。 。 ,「 〕 胡 文 滩 海 浅 层 大 位 移 水 平 井 钻 井 〔 艺 技 术 〕 西 部 探 矿 工月 一 ,程, , 一 ,〔 陶 晋 宜 穿 透 地 层 的 矿 井 地 下 无 线 通 信 系 统 设 计 方 案 探 析 仁 口· 」 , · 一击,太 原 理 二 大 学 学 报, , 一 , 飞 只 · 、 ‘之 〕〕门口 陶 晋 宜 甚 低 频 电 磁 波 穿 透 地 层 无 线 通 信 系 统 若 干 问 题 的 探 讨。 ,仁 」 太 原 理一〕 大 学 学 报,一,〕,一 、 、口, 。 一习厂、 , ’ 、、 。 、仁 〕。 、〕〔、「, ,,、‘ 〔咎,弓 一 , ,〕仁 〕〕 , 。玉一 ,人 尸, ,,人。 ,尸, 二 ,, 二 , 。 尸 、 己。 ‘五, , 。 , ‘, 〔 、 ,人。 。 ,, ,以一一 , 一、 一、 一 , ,, ,, , , ,一习 气 屯 边 郊 飞 蚝 卜 习 气 矽 七 吊 不 廷匀 萨 年 习匀 产 愈 示 边 吊 业 示 习 北 声 业 年 巡 匀 砰 之场 声 纽润 水 业 布 之 仑 尔 乏, 吊 边 气 矽 业 尔 巴 布 业 年 乏蚝 不 习 匀 砰 之扮 不 必 郊 年 愈 不 不 迎匀 乔 经 北 示 巡杂 矛 业 年 业 示 迎 气 矽 业 ‘ 次 纷 邪 它 年 逆 摘 公 生年 、琳赵 已 年 宫 示 亡 示 业 示 尔 之 绣 卜 习拓 价 蛛 砂考 可 古 油 用 石 葬 生 申 空 斤 开 石 含 可 息 , 卜 文 “, 川 荆 国 因 叨 丁 巾 山 科 已 刊 又 子 , 争 刁 、 万河 南 油 田 为 解 决 地 面 集 输 系 统 中 污 水 处 理 量 大、处 理 难 度 大 的 问 题,成 功 研 制 出 了 新 型 破 乳 净 水 剂。室 内 试 验 及 现 场 应 用 表 明,该 处 理 剂 具 有 脱 水 速 度 快、破 乳 能 力 强、残 水 低、脱 出 污 水 清 等 优 点,既 有 破 乳 脱水 功 能 又 有 净 水 作 用,减 小 了 后 续 污 水 处 理 难 度,减 少 了 污 泥 量。与 应 用 前 相 比,每 个 联 合 站 每 天 可 节 约 资 金多 元,经 济 效 益 明 显。
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本文标题:电磁随钻测量技术现状及发展趋势-刘修善
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