带轨迹测量功能的PWD系统研制.pdfVIP

第6卷 第4期 新疆石油天然气 Vo1．6No．4 2010年 12月 XinjiangOilGas Dec．20lO 文章编号 ：1673—_2677(2010)04—038—04 带轨迹测量功能的PWD系统研制 周 强 、赵宝忠 、徐新纽 、罗 维 、唐 亮 、‘孙 鹏 (I．西部钻探克拉玛依钻井工艺研 究院，新疆 克拉玛依 834000；2．新疆油 田公司) 摘 要：泥浆脉冲随钻井底压力监测系统是指在钻井过程中，将真实的井底压力这一关键钻井参 数 ．进行动态采集并利用水力脉冲方式实时传输 ，经地面接收还原成并底压力数值的一套钻井实 时监测系统 ，业界简称 “PWD”系统。MWD无线随钻测量仪是对定向井、水平井井眼轨迹 实时监 测并指导完成井眼轨迹控制的测量仪器。本文叙述一种可以动态采集井底压力、温度、井斜、方 位、工具面数据，并实时传输至地面的系统 (PWD+MWD)，以实现对井底压力、井眼轨迹精确控 制 的 目的。 关键词 ：井底压力；温度；井斜角；方位角；工具面；采集；实时传输；脉冲；解码 中图分类号：TE271 文献标识码：A 目前随着勘探开发钻井技术 的完善及地质_[ 等)变化，地层流体进入环空后，压力关系 比较复 程的需要 ，越来越多的区块开始采用欠平衡钻井技 杂 。多数模型不考虑钻屑 的影响，也基本建立在假 术与水平井、定向井钻井技术相结合进行勘探与开 设钻井过程中泥浆泵的排量、钻井液的密度流变性 发 ，并且 MPD技术也逐渐开始在定 向井 、水平井当 能不变，理论体系与数学模型相结合，运用公式近 中应用 ，而 MWD仪器 只能监测井眼轨迹 ，PWD只 似的求出井底压力值，而这个在设计、施T 中非常 能监测井底压力和温度 ，将我 院现有 PWD系统与 重要，尤其是窄密度窗口。应用井底压力实时采集 成熟的MWD测斜组件相结合集成为一体，形成监 传输技术能够准确采集真实的井底压力并实时集 测环空井底压力 、温度 、并斜角 、方位 、工具面的随 传输的系统，从而对井底压力进行准确科学 的控制 钻测量传输系统 ，使得现场只使用一套仪器同时监 非常有必要 ，目前PWD仪器已能实现此功能。 测井底压力、温度、井斜角、方位角等井眼轨迹数 数据的上传受整个井筒的影响，包括泥浆泵的 据，将使欠平衡与水平井钻井技术控制更加精确。 稳定性、泥浆的不稳定流动、钻具与井壁及套管 问 1 带轨迹测量功能的PWD系统的关 的摩擦碰撞 、钻头破碎地层所产生的震动以及泵排 量和仪器对压降的要求等r大1素均对传输有不同程 键技术 度的干扰 ，因此选择既能避免干扰 ，又能准确地将 井底压力是钻井介质作用于环空井底所产生 数据上传至地面的传输方式 ，是系统研制的关键 的压力，是关系着整个钻井过程安全的一项重要参 技术。 数，井底压力的设计需要考虑地层坍塌压力、地层 压力和温度传感器的种类和形状很多，在井下 孑L隙压力 、地层破裂压力 以及地面处理设备的能力 ]二作也有各种限定条件。在精度和量程符合要求 和井控设备的控制能力。在欠平衡钻进过程中，环 的情况下，首先要考虑井下狭小的空问、体积和形 空多相流状态下 ，尤其是在钻遇储层性质 (包括原 状 ，其次是井下高温 ，第三个是井下高压条件 ，另外 始孑L隙压力、含油、气、水情况、油水界面、裂缝分布 是传感器的抗震性及经济性 。综合考虑以上因素， 收稿 日期 ：2010一l0～04 作者简介：周强，工程师 ，西部钴探克拉玛依钻井工艺研 究院科研 中心 38 第6卷第4期 周强等 ：带轨迹测量功能的PWD系统研制 确定 了井底压力传感器选用 了硅应变式压力一温 确性与稳定性 ，还要考虑整套系统的节电性能。 度一体化传感器 。 本系统将井底采集到的数