负脉冲MWD的原理及其在可泡沫钻井液中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2008年2月第30卷第1期J0umaIof0ilandGasTechnology(J．JPI)Feb．2008Vo1．30No·1负脉冲MWD的原理及其在可泡沫钻井液中的应用立新(薯裹4。3。0。04)挛涛，张艳梅<胜利石油管理局钻井工艺研究院，山东东营257017)宋远贵(四川石油管理局川西钻探公司，四JII成都610015)[摘要]简要介绍了负脉冲无线随钻测量仪MWD系统的基本结构和原理，提出负脉冲MWD系统能够在泡沫钻井液中使用的主要观点。通过在胜利油

2、田草古100一平5水平井中的使用，证明了在泡沫钻井液中使用负脉冲MWD系统是可行的。[美键词]无线随钻测量；负脉冲法；泡沫钻井液[中豳分类号]TE927[文献标识码]A[文章编号]1000—9752(2008)01—0362—02近年来，欠平衡钻井技术迅速发展，其主要优越性是：减轻地层伤害，提高油井的产能；增加钻逮，降低钻井成本；及时发现地质异常情况和识别产层；油气投放市场快。而采用可循环泡沫钻井液体袭是实施欠平衡钻井删-一-~-用．方法。另外，水平井技术已被实践证明，能有效提高油田的采收率。二者襁结合，欠平衡水平井钻井技术就应运而生。要实施欠平衡水平井钻井，如何保证目前使用

3、的无线随锚测斜仪在可循环泡沫钻井液中的正常使用，成为实施该项技术的一个关键。笔者就此展开讨论。1熊脉冲MWD的结构及原理负脉冲MWD无线随钻测量系统主要包括地面接收处理系统、井下仪器以及钻井液脉冲遥测系统。蜿面接收处理系统主要由立管压力传感器SPP、泵冲传感器立管压力PUMP、地面接口箱SIB、司钻阅读器RFD、便携计算机和应用执行机构软件等设备组成。井下仪器包括氓脉冲发生器TX，驱动短节APC，醴侧通阀她电池短节PSA，测量短节SEA。捌钻井液钻井液脉冲遥测系统为负脉冲系统。时间脉冲发生器由阀门组成，当阀打开时，一小部分钻井液从钻图1负脉冲系统柱内流向环形空间，因此，快速开

4、闭逮个阀就会引起立管中的压力下降，这可以由压力传感器检测出来(见图1)。为了将数据传到地面，多次操作阀门，产生一系列脉冲，由传感器检测出信号并由地面计算机译码，计算机首先识别出一组参考脉冲，随后是数据脉冲。通过在特定的时间帧内检测有没有脉冲来对信息进行泽码。然后将这个十六进制码转换为十进制的结果。脉冲顺序由一个图表记录仪来监视，同时，将信号传输给上位机译码系统，译码系统根据译码规则将信号转换成井斜(INC)，方位(AzI)，工具E帔璃翘期]2007一l2—2O[作学简介3匡新(1966一)，男，1989年大学毕业，高级工程师博士生，现主要从事钻井工程的生产与管瑶维普资讯htt

5、p://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com第30卷第1期’匡立新等：负脉冲MWD的原理及其在可泡沫钴井液中的应用’33。．一——————————————●————————————————■——————————————————————————一面(GTF或TTF)等数据，并在上位机及钻台司钻阅读器(RFD)上显示出来，给定向井工程师提供实时可靠的井身轨迹数据，以更好地指导钻井工作。当译码机构发生电误障时，可由技术人员根据图表记录仪上的脉冲顺序进行人工译码。2负脉冲MWD在泡沫钻井液中使用应解决的问题1)泡沫钻井液中泡沫的含量及其均质程度对信号传输的影

6、响程度泡沫流体是气液两相的稳定均相流，其结构、尺寸和泡沫质量数随压力和温度有一定变化，通用的表述固、液两相流体密度的方法和气体密度的方法，已无法描述其密度变化情况。在一定的压力下，如果钻井液通道中气泡含量大于2O，气泡对钻井液脉冲信号产生的衰减将导致地面压力传感器无法检测到压力波动，限制钻井液脉冲传输方式MWD的使用。’如果气泡含量小于20％，由于压力的作用，钻井液中气泡在钴拄内部比较均匀，并随深度、温度呈线形分布。根据波传导的特性，钻井液脉冲不会受到影响，只要保证MWD下部总压耗大于2．5MPa，也就保证了信号幅度满足泽码要求，信号经衰减后仍能被地面压力传感器检测到，这样为

7、负脉冲传输方式MWD系统在泡沫钻井液中的正常使用创造了条件。2)探管选用新的程序芯片，解决因并下压耗的变化而改变工作方式的问题为适合在泡沫钻井液中使用MWD，引进测量短节SEA中的167~*芯片，这种工作方式比较适合于负压钻井，不会因井下压耗的变化而改变工作方式，并且在发完一组静态测量数据后，过15min再重发一组，避免了由于气泡导致泵压在短期内无法正常稳定而影响MWD正常使用的问题。3实例分析草古100一平5水平井位于胜利油田草桥地区，造斜点井深529．01m，完钻井深1427m，靶点垂深862．80