摘 要:近年来,随着欠平衡钻井的普遍应用,钻井技术水平不断提高。欠平衡钻井进入一个高新发展时期。它的优势在于减少地层地质破坏,减少环境伤害,提高采油量与采油速度等。由于欠平衡钻井技术水平要求高,人们将无线随钻技术应用于欠平衡钻井中,并取得了一定的成效。
关键词:无线随钻测量 技术 欠平衡 应用
中图分类号:TE24文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)07(b)-0120-01
无线随钻测量（measurement while drilling 简称MWD）系统是目前国际上钻井中普遍采用的一种先进测量仪器。它能在钻井过程中自动的将井底附近的有关参数连续测量并传输到井上的接收仪器。通过计算机对一系列的数据进行加工处理,绘制成各种曲线,并绘制地层地质图,为下一步施工设计提供依据。欠平衡钻井是相对常规的近平衡压力钻井或过平衡钻井而言的。欠平衡钻井技术是为适应恶劣勘探开发条件的油气田的勘探开发而研制的一项技术。我国钻井界已把欠平衡钻井技术定为近期需要重点发展的技术。欠平衡钻井要技术高。钻井前,需要做好充分的地质勘查准备,钻井过程中需要实时分析井下传上来的数据,做出相应判断。
1 MWD在欠平衡井中重要性
在常规钻井作业中,钻井液有携带岩屑、稳定井壁压力、冷却钻头温度、平衡井底层压力等作用。进行欠平衡钻井作业时,需要有意识地改变井底循环压力,使井底压力低于产层压力,在这样的压力环境下,当钻头继续钻进时,产层流体可流入井体,也可流至地面,避免了钻井液的泄露和地层环境破坏,对储层危害性也小。查清地应力状态,地层强度,地层地质分布等是欠平和钻井的要素。
欠平衡井钻探过程中,需要实时监测数据变化,注意作业参数变化,尤其是地层压力数值变化。无线随钻测量技术在欠平衡钻井中,使用较为普遍。两者都是石油开采的先进技术。
2 无线随钻测量技术应用方式
2.1 钻井液脉冲传输方式
钻井液传输方式大致有三种,连续波方式、正脉冲方式、负脉冲方式,适合于充气钻井液欠平衡井和钻柱内连续稳定液相的常规液相欠平衡井。
2.1.1 连续波方式
在钻井液的影响下,连续发生器的转子,会产生正弦压力波。由井下探管编码后的测量数据通过调制系统控制的定子相对于转子的角位转移使这种正弦或余弦压力波在时间上出现相位移或角位移,地面设备连续监测到这些相位的变化,通过计算得出实际测量数据。此种传输方式的优点是传输速度快,数据精准。
2.1.2 正脉冲、负脉冲方式
正脉冲方式原理是通过正脉冲发生器针阀与小孔的相对位置能改变钻井液流道在此的截面积,从而引起钻井液内部压力升高,地面检测仪器检测到压力变化数据。负脉冲方式原理与正脉冲相反,它主要是引起钻井液内部压力降低。
2.2 声波传输方式
声波传输是利用声波传播原理,不通过钻井液的循环。当钻头、钻柱与井底相互作用时,钻柱中出现纵向弹性波,通过钻杆将声波或地震信号传输到地面。监测参数主要是岩石破碎工具的回转频率。当钻头保持不动时,信号的幅值变化还能反映岩石的力学性质。
2.3 电磁波传输方式
电磁波信号的传送依赖于地质介质,具有数据传输速度快,不受井下环境影响的优点。其原理是:井下测量仪器将测量数据通过载波信号,由电磁波发射器向四周发射信号。地面接收仪器,探测到信号后,将载波信号卸除,得到实际测量数据。电磁波传输的缺点是,随着信号的接收,无线电磁波会逐渐减弱,甚至消失。同时也受地质复杂情况和地层导电性的影响。所以并不适于常规液相欠平衡井。而适用于泡沫钻井液欠平衡钻井。
连续波方式和声波传输方式可以统称为泥浆脉冲传输方式。每种欠平衡钻井都有自己的地质和井柱井液特性,选用的无线随钻测量技术也不尽相同。选择正确的无线随钻测量技术也是非常重要的。例如,在气液两相钻井液钻井中,如果泥浆含气量低于20%,参照压力波在泥浆中的传输原理,也可以在钻井作业中使用泥浆脉冲传输方式。如果泥浆含气量高于20%,则不可以选用泥浆脉冲传输方式。在气流体欠平衡钻井中,只能运用电磁波无线随钻测量技术。
3 结语
无线随钻测量技术在提高钻井速度,稳定井壁压力,确保安全的钻井作业环境,缩短工程周期,提高采油率,延长采油时间,提高油井经济效益,保护地质环境,可持续采油等方面,发挥了不可估量的作用。无线随钻测量技术对施工人员技术水平要求也较高。在无线随钻测量技术与欠平衡钻井技术不断进步发展的今天,企业也要组织工程人员不断学习新技术,巩固基础知识,提高自身素质水平和技能水平,提高创新能力。笔者坚信可持续采油是钻井技术前进的方向。
参考文献
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