论文部分内容阅读
[摘 要]在最近一段时期以来，伴随着欠平衡钻井的推广使用，钻井设施的技术含量得到了越来越显著的提升。欠平衡钻井技术也开始走向全新的高速发展进步的时代。欠平衡钻井的优点是可以尽可能地避免对地层结构的破坏，避免造成自然环境破坏，提升原油开采量和开采速率。因为该项技术较为复杂先进，对开采技术的要求比较高，因此无线随钻技术在欠平衡钻井的开采过程中得到了广泛应用，并且获得了可喜的成果。
[关键词]无线随钻测量 技术 欠平衡 应用
中图分类号：TH377 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）32-0000-01
前言
无线随钻测量装置是当前世界范围内应用较为广泛的高新技术测量设备。这种设备可以在钻井的时候主动测量井下区域的相关参数，并且不断传送到地表的接受器中，运用电脑软件对这些参数进行处理，做出各类的参数曲线，并且进一步绘出钻井附近的地层地质图表，以利于接下来的钻井施工操。所谓的欠平衡钻井有别于主流的近平衡或者过平衡钻井，这项技术的研发目的是为了在自然或地质条件比较差的地方有效地勘探、开采油气田。国内的有关领域已经将欠平衡钻井技术划归到中短期着重发展的新技术。欠平衡钻井技术有着较高的技术要求与标准，在工程前期，应当做好充足的前期地质勘探工作，在钻井的时候应当时刻注意分析井下的有关参数，随时做好相应的调整措施。
1 MWD在欠平衡井中重要性
在主流的钻井操作过程中，钻井液起着夹带岩石碎屑、平稳井壁石层压力、降低钻头温度等功效。在欠平衡钻井工作进行的过程中，操作方应当下意识地变化井底的循环压力，让底部压力小于油气层的压力，如此一来，在钻头不断推进的过程中，产油层的流体就可以流进钻井内，还可以流到地表，这样一来就可以减少钻井液泄漏以及对地层的损坏，对储油层也没有较大的破坏。在欠平衡钻井的工程中，查清楚地层的应力状况、地层的结构强度以及地层的地质状况是非常有必要的。
在钻井开采的环节，应当时刻注意监控井下的参数改变情况，特别是地层压力参数的改变情况。
2 无线随钻测量技术应用方式
2.1 钻井液脉冲传输方式
钻井液的传送手段主要分为以下三种：连续波、正脉冲以及负脉冲手段。
2.1.1 连续波方式在钻井液的作用下，连续发生器的转动装置将会生成正弦状态的压力波曲线。依据井下勘探管线编排之后的量测参数经过调制系统掌控的定子相对转子的角位移，让类似的正/余弦曲线压力波发生相位移或者角位移，地表设施不断检测类似相位的改变，运用有关软件运算出有关数据。这种传送手段的长处在于传送速率快，得出的数据较为精确。
2.1.2 正脉冲、负脉冲方式
正脉冲方式的原理是运用正脉冲产生器的阀和小孔的相对方位可以改变此处钻井液流道的截面面积，进而引发钻井液的内压上升，地表监测设备监测到内压改变量。负脉冲方式的理论和正脉冲正好相对，这种方法的核心是引发钻井液的内压减少。
如图1所示，泥浆正脉冲发生器的针阀和小孔之间的相对方位可以让泥浆流道在这一区域的截面面积发生变化，进而引发钻柱内的泥浆压力上升，针阀的运动是经由探管编码的量测参數经过驱动管控电路来做到的。因为使用电磁铁直接发动针阀要耗用相当大的能量，一般要使用泥浆的推动力，使用小阀推动大阀的构造。先在地表持续不断地量测立管压力的改变，并且利用译码转为各种各样的量测数据。
2.2 声波传输方式
声波传送是利用声波在介质中的传播方式，而不经过钻井液。一旦钻头、钻柱和钻井底部互相发生接触或作用的时候，钻柱之中产生纵向的弹性波动，经由钻杆把声波或者震动信号传送到地表，地表的检测设备主要检测岩层破坏设施的回转频率。在钻头停止不动的时候，回传信号的幅值改变还可以体现岩层的力学特性。
2.3 电磁波传输方式
电磁波信号的传输非常依赖地层的介质，这种传输方式拥有参数传送速率快，受井内环境干扰小的优势。原理是：井下的量测设备把量测参数编成载波信号，经过电磁波发射装置朝周围发射，地表的接受器在接收信号之后，卸下载波信号，获得所需要的量测参数。这种传送方式的劣势在于，伴随着载波信号的接受，电磁波的强度将会慢慢降低，更有甚者还会直接消失。与此同时，电磁波的传播还很受复杂地层状况以及地层导电特性的影响或干扰。因此不适用于主流的液相欠平衡井，主要用在泡沫钻井液欠平衡钻井。
当前，传统的泥浆脉冲输送方式主要分成两种，一种是以连续波的形式进行传输，另一种是以声波的形式进行传输，这两种方式都有不同的个性特点，由于不同的欠平衡井的特点不同，因此根据每种钻井的地质和井柱井液特质进行筛选。比如说在气液两相钻井中，根据泥浆含气量的不同，按照压力波的实际川书院里进行选择，如果含气量高于20%，那么则不需要选择泥浆脉冲的输送方式进行选择。如果气流体在钻井中并不是处于平衡状态，那么则只能使用电磁波无限测量技术进行钻测。
3 认识与建议
3.1 引进国外先进经验
当前，与国际市场相比，我国的无线随钻测量技术仍与发达国家保持一定差距，而且，当前我国国内市场对无线随钻技术的需求量较大，这一块国内市场广大，为了进一步提升井下探测水平和技术，我国需要不断总结经验教训，提升技术水平，不断缩短我国与世界先进技术水平的距离，促进对相关仪器的研究和开发，提升我国在无线随钻测量技术方面的水平。
3.2 加大自主研制力度
不断提升我国在无线随钻测量仪器方面的自主研制的能力和水平，在科研过程中要求我国相关部门加大资金投入，从国外引进先进的技术和方法，提升自主创新和研发能力，提升风险防范和抵抗能力，促进我国钻井测量的自主创新能力，加强自主研发的力度。
4 结语
无线随钻测量技术的合理使用，可以最大限度地提升我国在钻井方面的研发速度，加强对井壁压力的稳定能力，不断促进钻井作业环境的安全稳定，避免施工过程中发生相关意外，还可以不断缩短施工工期，提高钻井成功率，使采油时间不断得以延长，提升油井的经济效益，为企业创造更多的经济效益，也为社会进一步提升社会效益，还可以对当地的地质环境和生态环境进行有效保护。企业工程人员也需要不断组织相关人员进行学习，提升当前的知识水平，提升创新能力，不断提高钻井技术的前进的方向。
参考文献
[1] 杨毅，宋瑞宏，姜玉芳.气体全过程欠平衡钻井压力控制技术探讨[J]西部探矿工程.2011（01）.
[2] 曹勇.隨钻测量技术的研究与认识[J].科技传播.2011（04）.
[3] 庄立.欠平衡钻井技术分析及其一些建议[J].中国石油和化工标准与质量.2011（01）.
[关键词]无线随钻测量 技术 欠平衡 应用
中图分类号：TH377 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）32-0000-01
前言
无线随钻测量装置是当前世界范围内应用较为广泛的高新技术测量设备。这种设备可以在钻井的时候主动测量井下区域的相关参数，并且不断传送到地表的接受器中，运用电脑软件对这些参数进行处理，做出各类的参数曲线，并且进一步绘出钻井附近的地层地质图表，以利于接下来的钻井施工操。所谓的欠平衡钻井有别于主流的近平衡或者过平衡钻井，这项技术的研发目的是为了在自然或地质条件比较差的地方有效地勘探、开采油气田。国内的有关领域已经将欠平衡钻井技术划归到中短期着重发展的新技术。欠平衡钻井技术有着较高的技术要求与标准，在工程前期，应当做好充足的前期地质勘探工作，在钻井的时候应当时刻注意分析井下的有关参数，随时做好相应的调整措施。
1 MWD在欠平衡井中重要性
在主流的钻井操作过程中，钻井液起着夹带岩石碎屑、平稳井壁石层压力、降低钻头温度等功效。在欠平衡钻井工作进行的过程中，操作方应当下意识地变化井底的循环压力，让底部压力小于油气层的压力，如此一来，在钻头不断推进的过程中，产油层的流体就可以流进钻井内，还可以流到地表，这样一来就可以减少钻井液泄漏以及对地层的损坏，对储油层也没有较大的破坏。在欠平衡钻井的工程中，查清楚地层的应力状况、地层的结构强度以及地层的地质状况是非常有必要的。
在钻井开采的环节，应当时刻注意监控井下的参数改变情况，特别是地层压力参数的改变情况。
2 无线随钻测量技术应用方式
2.1 钻井液脉冲传输方式
钻井液的传送手段主要分为以下三种：连续波、正脉冲以及负脉冲手段。
2.1.1 连续波方式在钻井液的作用下，连续发生器的转动装置将会生成正弦状态的压力波曲线。依据井下勘探管线编排之后的量测参数经过调制系统掌控的定子相对转子的角位移，让类似的正/余弦曲线压力波发生相位移或者角位移，地表设施不断检测类似相位的改变，运用有关软件运算出有关数据。这种传送手段的长处在于传送速率快，得出的数据较为精确。
2.1.2 正脉冲、负脉冲方式
正脉冲方式的原理是运用正脉冲产生器的阀和小孔的相对方位可以改变此处钻井液流道的截面面积，进而引发钻井液的内压上升，地表监测设备监测到内压改变量。负脉冲方式的理论和正脉冲正好相对，这种方法的核心是引发钻井液的内压减少。
如图1所示，泥浆正脉冲发生器的针阀和小孔之间的相对方位可以让泥浆流道在这一区域的截面面积发生变化，进而引发钻柱内的泥浆压力上升，针阀的运动是经由探管编码的量测参數经过驱动管控电路来做到的。因为使用电磁铁直接发动针阀要耗用相当大的能量，一般要使用泥浆的推动力，使用小阀推动大阀的构造。先在地表持续不断地量测立管压力的改变，并且利用译码转为各种各样的量测数据。
2.2 声波传输方式
声波传送是利用声波在介质中的传播方式，而不经过钻井液。一旦钻头、钻柱和钻井底部互相发生接触或作用的时候，钻柱之中产生纵向的弹性波动，经由钻杆把声波或者震动信号传送到地表，地表的检测设备主要检测岩层破坏设施的回转频率。在钻头停止不动的时候，回传信号的幅值改变还可以体现岩层的力学特性。
2.3 电磁波传输方式
电磁波信号的传输非常依赖地层的介质，这种传输方式拥有参数传送速率快，受井内环境干扰小的优势。原理是：井下的量测设备把量测参数编成载波信号，经过电磁波发射装置朝周围发射，地表的接受器在接收信号之后，卸下载波信号，获得所需要的量测参数。这种传送方式的劣势在于，伴随着载波信号的接受，电磁波的强度将会慢慢降低，更有甚者还会直接消失。与此同时，电磁波的传播还很受复杂地层状况以及地层导电特性的影响或干扰。因此不适用于主流的液相欠平衡井，主要用在泡沫钻井液欠平衡钻井。
当前，传统的泥浆脉冲输送方式主要分成两种，一种是以连续波的形式进行传输，另一种是以声波的形式进行传输，这两种方式都有不同的个性特点，由于不同的欠平衡井的特点不同，因此根据每种钻井的地质和井柱井液特质进行筛选。比如说在气液两相钻井中，根据泥浆含气量的不同，按照压力波的实际川书院里进行选择，如果含气量高于20%，那么则不需要选择泥浆脉冲的输送方式进行选择。如果气流体在钻井中并不是处于平衡状态，那么则只能使用电磁波无限测量技术进行钻测。
3 认识与建议
3.1 引进国外先进经验
当前，与国际市场相比，我国的无线随钻测量技术仍与发达国家保持一定差距，而且，当前我国国内市场对无线随钻技术的需求量较大，这一块国内市场广大，为了进一步提升井下探测水平和技术，我国需要不断总结经验教训，提升技术水平，不断缩短我国与世界先进技术水平的距离，促进对相关仪器的研究和开发，提升我国在无线随钻测量技术方面的水平。
3.2 加大自主研制力度
不断提升我国在无线随钻测量仪器方面的自主研制的能力和水平，在科研过程中要求我国相关部门加大资金投入，从国外引进先进的技术和方法，提升自主创新和研发能力，提升风险防范和抵抗能力，促进我国钻井测量的自主创新能力，加强自主研发的力度。
4 结语
无线随钻测量技术的合理使用，可以最大限度地提升我国在钻井方面的研发速度，加强对井壁压力的稳定能力，不断促进钻井作业环境的安全稳定，避免施工过程中发生相关意外，还可以不断缩短施工工期，提高钻井成功率，使采油时间不断得以延长，提升油井的经济效益，为企业创造更多的经济效益，也为社会进一步提升社会效益，还可以对当地的地质环境和生态环境进行有效保护。企业工程人员也需要不断组织相关人员进行学习，提升当前的知识水平，提升创新能力，不断提高钻井技术的前进的方向。
参考文献
[1] 杨毅，宋瑞宏，姜玉芳.气体全过程欠平衡钻井压力控制技术探讨[J]西部探矿工程.2011（01）.
[2] 曹勇.隨钻测量技术的研究与认识[J].科技传播.2011（04）.
[3] 庄立.欠平衡钻井技术分析及其一些建议[J].中国石油和化工标准与质量.2011（01）.