电磁波随钻测量系统在煤层气钻井中的应用

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1、石油机械CHINAPETROLEUMMACHINERY2011年第39卷增刊●应用技术电磁波随钻测量系统在煤层气钻井中的应用沈建中张斌李红伟(华东石油局工程技术设计研究院)摘要BlackStar电磁波随钻测量系统具有不受钻井液影响、信号传输速度高、测量时间短等特点。论述了电磁波随钻测量系统在延平1井中的应用情况。介绍了随钻聚焦伽马在钻井中的作用和意义。结果表明，随钻环空压力能够在钻进过程中准确测量钻具与井壁间的压力；与常规无线随钻测量系统相比，电磁波无线随钻测量系统在煤层气等浅层水平井施工中具有较大优势。关键词电磁波随钻测量煤层气伽马环空压力角、方位角、环空压力、井下温度及地层伽马值等。0

2、引言1．1延平1井概况延平1井是部署于鄂尔多斯盆地东缘延川南区当前水平井多采用脉冲随钻测量系统，该系统块东部平台区的1口水平井，目的是为了增加煤层主要通过钻杆内流动钻井液压力产生的变化实现信气降压范围，提高单井产量，探索水平井在延川南号传输，因此对钻井液、净化设备、钻井泵要求较区块煤层气开发中的适用性，为延JiI南区块规模建高。在进行全测量时须停泵并静止钻具，易增加井产提供基础数据和丰富开发手段。该井主要目的层下风险⋯。电磁波无线随钻测量技术是20世纪80为二叠系山西组得2号煤层。该煤层煤体结构复年代进入工业化应用的，以电磁波传输方式上传数杂，中部发育有夹矸．其中上部以块煤为主，厚度据，不

3、受钻井循环介质影响，具有信号传输速率为2．40m，煤层胶结程度及含气量高，伽马特征高、不需要循环钻井液便可传送数据、测量时间响应明显，为主要开发层段；下部以碎裂煤为主，短、成本低等特点。电磁波随钻测量系统包括井下厚度为2．20m，煤层胶结程度差，含气量低，不测量部分和地面仪器，其中井下测量部分将井斜具有开采价值；中间夹矸厚度为0．30m左右。角、方位角、伽马、环空压耗及井下温度等参数由1．2仪器的安装调试发射部分利用低频电磁波信号传送到地面，由地面延平1井施工过程中BlackStar电磁波随钻测接收装置采集数据，经过放大器分析进行数据处量系统通过在井口至连通井方向上选择一定距离插理，然后利

4、用处理后的参数进行井眼轨迹控制。入地下的专用天线，与井口防喷器上的井口接收天随着电磁波技术和信号处理技术的进步，该技线实施信号通信。在安装井口天线时需要将防术正逐步得到推广应用．2J。目前，华东石油局配合喷器表层打磨干净，去除锈漆。中石化煤层气水平连通井先导试验项目，首次采用延平1井三开钻具组合：~152．4mmPDC钻头引进的BlackStar电磁波无线随钻测量系统在鄂尔多+~120mm强磁接头+~120IllTl单弯螺杆(1．25。)斯盆地延川南煤层气区块进行第1口煤层气水平井+~120mmEMWD+~120mm无磁钻铤+~89mm应用，取得了良好的应用效果。现场应用表明，该斜坡钻杆x

5、5+~89mlll加重钻杆×8+~89mm斜坡系统能够完全满足煤层气水平井的施工需要。钻杆×70+~89mm钻杆。仪器组合：打捞头+发射器电池+发射器+测1BlackStar电磁波无线随钻测量系量探管+伽马电池+伽马探管+环空压力探管，如统在延平1井的应用图1所示。施工方案：根据仪器操作手册，选择适合的位BlackStar电磁波无线随钻测量系统可测量井斜置安装接收天线，合理布置信号传输线；对延平12011年第39卷增刊沈建中等：电磁波随钻测量系统在煤层气钻井中的应用～55一井井场环境进行频谱分析，选择适合的频率和波特数值降低速率，钻时明显降低，全烃明显上升至率，根据该井钻井环境分析出适合的

6、频率为6．03．58。此时现场地质工程师和定向工程师确认钻至Hz、波特率2．0。标定聚焦伽马参数：首先根据伽煤层，当钻进至1144．00nl时见2号煤层顶板，马标定毯的API数值输入设置校正比值175c／s；钻进在煤层中的伽马总值为30～50c／s。钻进至井然后在自然环境中对伽马探管进行标定，设置背景深1484．45—1494．21m伽马平均总数由33c／s增伽马数值19c／s；最后利用伽马标定毯对伽马探管加至70e／s；高边伽马平均数值由35c／s增加至进行标定，设置校正增加伽马数值119c／s；将伽85c／s；低边伽马平均数值由40e／s增加至60c／s。马探管内部测量窗口设置为120

7、。；在无磁尺寸窗说明高边伽马平均数值增长速率高于低边伽马平均口选择外径120．00mm，仪器软件自动算出正确的数值增长速率。此时定向工程师需要调整工具面，伽马系数值为4．161。仪器串组装好后运用水平尺降斜确保钻头一直在煤层中穿行。对其内部进行工具面校正，设置校正工具面，最后1．4环空压力的应用在地面多次测试整套仪器确保其工作正常。钻井中环空压力测量是在钻具与井壁之间进行的。在仪器下井前先载压，当载压l0．34MPa时设