LWD操作培訓(xùn)總結(jié)

1、LWD操作培訓(xùn)總結(jié) 井下部分 概述 井下儀器串組成 Sensors的分類 井下探管的介紹 概述 LWD井下儀器部分主要作用為隨鉆實(shí)時(shí) 測(cè)量井眼軌跡參數(shù)和地層參數(shù)。 控制井下脈沖器傳送脈沖信號(hào)，供地面 儀器檢測(cè)并解碼。 井下存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)，起鉆至地面時(shí)可下 載數(shù)據(jù)至地面儀器以供處理。 井下儀器串組成 LWD井下儀器串（正脈沖系統(tǒng)）包括： MK6脈沖器、PCD探管、HCIM主控制器 SLD探管、EWR-P4探管、CNP探管、 DGR和DDS探管、PWD探管等。 PCD（Pressure Case Directional sensor)作 用為提供軌跡測(cè)量數(shù)據(jù)和控制SPERRY- SUN正脈沖器傳送脈

2、沖信號(hào)。 井下儀器串組成 HCIM為主控制器或總線控制器，其作用為檢 測(cè)并控制井下探管，存儲(chǔ)探管數(shù)據(jù)，設(shè)置并控 制實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)（real-time data)格式。 SLD(Stabilizer Litho Density)地層密度測(cè)量傳感 器。 EWR-P4（Electromagnetic Wave Resistivity）為 電磁波電阻測(cè)量傳感器。 CNP（Compensated Neutron Porosity）中子空 隙度傳感器。 SLD地層密度測(cè)量 傳感器。 EWR-P4為電磁波 電阻測(cè)量傳感器。 CNP中子空隙度傳感器。 井下儀器串組成 DGR（Dual Gamma Ray)地層自

3、然伽瑪測(cè) 量傳感器。 DDS（Drillstring Dynamic Sensor）鉆具 動(dòng)態(tài)檢測(cè)傳感器。 PWD（Pressure While Drilling)隨鉆井下 壓力測(cè)量傳感器。 DGR地層自 然伽瑪測(cè)量傳 感器。 PWD隨鉆井下壓力 測(cè)量傳感器。 井下儀器串組成 井下儀器串組合示意圖 井下儀器串的總體結(jié)構(gòu) 儀器串的總線結(jié)構(gòu) 儀器串總線分為Uper Bus和Lower Bus Uper Bus部分在HCIM主控制器以上，包括 PCD和與脈沖器接口部分 Uper Bus在LWD中的軌跡測(cè)量部分沿用了以 前MWD的總線結(jié)構(gòu)，并增加了與Low Bus部 分的接口 Lower Bus包括H

4、CIM及其以下的各探管 井下儀器串的總體結(jié)構(gòu) Lower Bus總線結(jié)構(gòu) Lower Bus總線上包含了除PCD以外LWD的 有探管 HCIM作為L(zhǎng)ower Bus的主控制器和與地面的 通訊接口 理論上在Lower Bus上的各探管可以任意順 序連接 同一探管只要扣型合適，也可以掉頭連接 井下儀器串的總體結(jié)構(gòu) 實(shí)際作業(yè)中井下探管的連接要求 作業(yè)中由于儀器測(cè)量原理上的限制，為了保 證最佳的測(cè)量精度，對(duì)各探管的連接順序作 出一些要求 DGR一般要求在最下面在離鉆頭最近的位置 CNP和SLD不能在DGR以下的位置，否則將 會(huì)對(duì)地層自然伽瑪測(cè)量產(chǎn)生干擾 同樣，CNP應(yīng)連接在SLD以上的位置 井下探管（

5、Sensors)的分類 按外形分類 中心型（Sonde Type) 探管位于鉆鋌水眼的中心 LWD探管中只有PCD探管為中心型 中心型探管 井下探管（Sensors)的分類 按外形分類 中空型（Insert Type) 探管位于鉆鋌內(nèi)壁 LWD位于Low Bus上的探管都屬于中空型 中空型探管 井下探管（Sensors)的分類 按內(nèi)部結(jié)構(gòu)分類 Smart Sensor 探管內(nèi)裝有時(shí)鐘、內(nèi)存，可自行控制數(shù)據(jù)的 采樣周期以及存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù) LWD儀器中Smart Sensor有SLD、PWD 與HCIM連接使用時(shí)，需定時(shí)與HCIM的時(shí)鐘 進(jìn)行同步 井下探管（Sensors)的分類 按內(nèi)部結(jié)構(gòu)分類 D

6、ump Sensor 探管內(nèi)只有傳感器和相關(guān)電路，沒有自己的 時(shí)鐘和存儲(chǔ)器 數(shù)據(jù)的采用周期由HCIM時(shí)鐘控制，測(cè)量的 數(shù)據(jù)也存入HCIM內(nèi)的存儲(chǔ)器中 LWD中屬于Dump Sensor的探管有DGR 井下探管（Sensors)的分類 按內(nèi)部結(jié)構(gòu)分類 Semi Smart Sensor 探管內(nèi)有自己的存儲(chǔ)器，但沒有時(shí)鐘，數(shù)據(jù) 采用周期由HCIM控制，測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于自 身的存儲(chǔ)器中 LWD儀器中屬于Semi Smart Sensor的探管有 EWR-P4、CNP 典型的LWD儀器測(cè)量組合 -Triple Combo 井下儀器的連接 Triple Combo儀器組合包括的井下工具有： 脈沖器+PCD

7、+HCIM+SLD+EWR- P4+CNP+DGR Triple Combo測(cè)量曲線圖包括數(shù)據(jù)曲線有： 機(jī)械鉆速（ 自然伽瑪曲線、電阻率曲線（4 條）、地層密度曲線、中子空隙度曲線 在Triple Combo測(cè)量曲線圖頭包括三條曲線 軌道、一條獨(dú)立變量（Independence Varible 深度或時(shí)間） Cs-137 Source window RWP Triple Combo 儀器組合 swro Wear bned CNP WER -P4 HCIM Neutron Source port Receivers Transmitters X/o SLD DGR Triple Combo組合曲

8、線圖實(shí)例組合曲線圖實(shí)例 PCD（Pressure Case Directional) 的介紹 PCD的功能 提供井眼軌跡測(cè)量數(shù)據(jù) 控制脈沖器傳送數(shù) 測(cè)量精度 井斜：0.2 (0 180 ) 方位：1.5 磁工具面： 2.8 高邊工具面： 2.8 PCD（Pressure Case Directional) 介紹 作業(yè)環(huán)境 最高溫度：302 （150 ） 最高壓力：18000psi(124.11MPa) PCD與脈沖器連接示 意圖 PCD（Pressure Case Directional) 介紹 PCD的工作模式 MEP模式（用于MWD測(cè)量） PCD模式（用于LWD測(cè)量） MEP模式的功能 常

9、規(guī)的井眼軌跡測(cè)量 控制脈沖器發(fā)送脈沖信號(hào) 幾種固定的測(cè)量模式和傳輸時(shí)序 測(cè)量模式的設(shè)置由軟件直接寫入PCD探管內(nèi) 存中（與以往的MEP探管不同） PCD（Pressure Case Directional) 介紹 PCD模式的功能 常規(guī)的井眼軌跡測(cè)量 控制脈沖器發(fā)送脈沖信號(hào) 傳輸時(shí)序可任意編排，與LWD其它測(cè)量數(shù)據(jù) 一起按一定的時(shí)序傳送到地面 測(cè)量模式和傳輸時(shí)序由地面軟件設(shè)置，并下 載至井下HCIM控制器的內(nèi)存中 PCD探管模式選擇及測(cè)試 PCD模式傳輸時(shí)序設(shè)置 PCD（Pressure Case Directional) 介紹 PCD與Lower Bus的通訊 Hard Connect 連接

10、PCD與HCIM PCD（Pressure Case Directional) 介紹 PCD與Lower Bus的通訊 PCD-to-Hard Connect適配器 連接PCD與Hard Connect PCD,PCD-to-hard connect adapter,hard connect連接圖 PCD（Pressure Case Directional) 介紹 Hard Mount墊片計(jì)算 PCD運(yùn)用于LWD系統(tǒng)中，其下部與HCIM連 接，對(duì)于脈沖器底部環(huán)的材料和墊片計(jì)算與 以往不同 墊片計(jì)算所允許的余量比使用MEP探管時(shí)要 小，如按源方法計(jì)算配置墊片有可能壓壞脈 沖器 Hard Moun

11、t和Soft(Standard)墊片計(jì)算 使用Hard Mount儀器組合 PCD（Pressure Case Directional) 介紹 PCD探管工具面偏差（Offset) PCD探管保護(hù)筒與傳感器為整體設(shè)計(jì)，儀器 總成組裝時(shí)探管與脈沖器工具面偏差能調(diào)整 脈沖器至PCD的工具面偏差為HSG(Highside Gravity) HSG值為自脈沖器刻度向PCD方向看，順時(shí) 針轉(zhuǎn)至PCD刻讀的角度 HSG與鉆臺(tái)上測(cè)量的Toolface Offset一起輸入 INSITE軟件系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算 HSG測(cè)量工具及方法 PCD（Pressure Case Directional) 介紹 有關(guān)PCD探管參

12、數(shù) 記錄探管自身信息 寫入探管內(nèi)存，用于控制探管工作模式 用于探管測(cè)試和標(biāo)定 測(cè)量參數(shù) 有關(guān)測(cè)量處理和計(jì)算的參數(shù) PCD探管Tool Parameter中的基本參數(shù) PCD探管Download參數(shù)設(shè)置 PCD探管井眼軌跡測(cè)量參數(shù)及有關(guān)信息 定向井測(cè)量及軌跡計(jì)算有關(guān)參數(shù) 軌跡計(jì)算有關(guān)參數(shù) PCD不同使用情況下的扶正器的安裝 SLD(Stabilized Litho Density) 介紹 SLD功能 測(cè)量地層密度 通過地層密度計(jì)算地層的空隙度 測(cè)量原理 探管向地層發(fā)射一定能量的伽瑪射線，射線 通過不同密度的地層所損失的能量不同，根 據(jù)探測(cè)器檢測(cè)到的能力分布（能譜）計(jì)算地 層密度 SLD(Stab

13、ilized Litho Density) 介紹 SLD探管結(jié)構(gòu) 三塊電路板(Analog、Power Supply、 Communications) 兩個(gè)伽瑪射線探測(cè)器(near detector、far detector） 專用鋰電池 伽瑪源 RAM備用電池 SLD(Stabilized Litho Density) 介紹 通訊電路板（Communications) HC11微處理器 2MB RAM（收集和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)） 32K EEPROM（軟件儲(chǔ)存） Real-time clock SLD(Stabilized Litho Density) 介紹 模擬電路板（Analog Board) 控

14、制提供給探測(cè)器的最高電壓 檢測(cè)由遠(yuǎn)、近探測(cè)器發(fā)送的模擬脈沖信號(hào) 把模擬脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換至數(shù)字信號(hào) 對(duì)遠(yuǎn)、近探測(cè)器進(jìn)行增益控制 緩存達(dá)32個(gè)數(shù)字脈沖 作為與微處理器的總線接口 SLD(Stabilized Litho Density) 介紹 伽瑪探測(cè)器(Gamma detectors) NaI晶體 光倍增管(Photomultiplier Tube PMT) 預(yù)放大電路(Pre Amp) 伽瑪源 2.0-居里(curie)銫-137 每束伽瑪射線能力為662Kev SLD結(jié)構(gòu)圖 SLD工具截面圖 SLD探測(cè)器部分 SLD伽瑪源 SPERRY-SUN SLD工具規(guī)格型號(hào) SLD(Stabilized

15、Litho Density) 介紹 SLD探管工作原理 伽瑪源Cs-137向地層放射出每束能量為 662Kev的伽瑪射線 NaI接收到經(jīng)過地層傳送過來的射線，并根 據(jù)每束射線的能量大小放射出不同亮度的光 脈沖 每個(gè)光脈沖經(jīng)過光倍增管（PMT）被轉(zhuǎn)化為 不同強(qiáng)度的電流脈沖 預(yù)放大器將電流脈沖轉(zhuǎn)化為電壓脈沖 SLD(Stabilized Litho Density) 介紹 SLD探管工作原理 在SLD內(nèi)存中可記錄到探測(cè)器接收到分布在 不同能量段的伽瑪射線的脈沖數(shù)（能譜） SLD內(nèi)部微處理器對(duì)能譜進(jìn)行分析，得出地 層的密度 SLD測(cè)量原理圖 地 層 伽瑪射 線 伽瑪 射線 （能 量損 失） 光脈 沖

16、 電流 脈沖 NaI 晶 體 光 倍 增 管 預(yù) 放 大 器 0255 0663Kev 內(nèi) 存 0 255 200 電壓 脈沖 Cs-137Tungsten shield Near DetectorFar Detector Low Density windows SLD工作示意圖 SLD(Stabilized Litho Density) 介紹 伽瑪與地層的作用 伽瑪與地層的作用實(shí)際上是與地層中的原子相互作 用 地層中原子的密度不同導(dǎo)致伽瑪損失的能量不同 處于不同能量段的伽瑪射線與原子的作用不同 Pair Production(能量1.02Mev) 康普頓(Compton Scattering

17、) 光電效應(yīng)（Photoelectric effect)(能量100Kev左右） e- e+ r r r Scattered photo e- 失去部分能量的r Pair ProductionCompton ScatteringPhotoelectric Effect 伽瑪射線與原子的作用 SLD(Stabilized Litho Density) 介紹 銫-137參考源能譜 銫參考源的作用 參考源能量峰（photopeak)及能量通道 (channel) 康普頓基值(Compton background)的形成 康普頓邊界(Compton edge) 參考源能譜圖 SLD(Stabilize

18、d Litho Density) 介紹 測(cè)量源能譜（Logging Source Spectrum) 什么是測(cè)量源能譜 參考源的影響與消除 測(cè)量計(jì)算能譜(Computed logging spectra) 能譜的能量范圍 密度窗口(Density Window 200400KeV) 窗口范圍優(yōu)化值(Optimum value) SLD(Stabilized Litho Density) 介紹 測(cè)量源能譜（ Logging Source Spectrum) 光電效應(yīng)窗口(Pe Window 50120KeV) 光電因子Pe(Photoelectic factor,Pe) 測(cè)量能譜圖 光電效應(yīng)對(duì)密

19、度測(cè)量的影響 SLD(Stabilized Litho Density) 介紹 峰值定位(Cs Peak Loc)與峰值解析度(Cs Peak Res) Cs Peak Loc與Cs Peak Res的定義 Cs Peak Loc與Cs Peak Res的作用 Cs Peak Loc與Cs Peak Res的設(shè)置 W H 峰值解析度的計(jì)算 Cs Peak Res=W/Hx100% SLD(Stabilized Litho Density) 介紹 SLD測(cè)量質(zhì)量保證 旋轉(zhuǎn)、滑動(dòng)和常規(guī)采樣 間隙校正（Standoff Correction）對(duì)測(cè)量的作用 非規(guī)則大井徑對(duì)測(cè)量的影響 滑動(dòng)鉆進(jìn)對(duì)測(cè)量的影

20、響 旋轉(zhuǎn)、滑動(dòng)和SLD快速采樣(Rapid Sampling) 快速采樣的概念 Bin Data(Best Bin與Worse Bin) 滑動(dòng)鉆進(jìn)對(duì)快速采樣的影響 Counts Time Worst Bin Best Bin Mud Borehole 快速采樣示意圖 SLD(Stabilized Litho Density) 介紹 SLD質(zhì)量控制曲線圖(QC Plots) 質(zhì)量控制曲線圖是選擇某個(gè)探管的一些工作 變量和測(cè)量變量作成曲線圖，對(duì)比各曲線之 間的關(guān)系或曲線的范圍，用以分析判斷該探 管是否工作正常 作為該探管所測(cè)量地層參數(shù)質(zhì)量保證的證明 SLD(Stabilized Litho Density) 介紹 有關(guān)SLD探管參數(shù) 記錄探管自身信息 寫入探管內(nèi)存，用于控制探管工作模式 用于探管測(cè)試和標(biāo)定 測(cè)量參數(shù) 有關(guān)測(cè)量處理和計(jì)算的參數(shù) 有關(guān)分析探管運(yùn)行狀態(tài)的參數(shù) SLD工作參數(shù)的設(shè)置 SLD(Stabilized Litho Density) 介紹 有關(guān)SLD下載參數(shù)類型 延時(shí)參數(shù)