LWD基礎理論培訓

LWD公司簡介LWD簡介井下系統(tǒng)介紹地面系統(tǒng)及軟件說明數(shù)據(jù)管理器公司簡介1929–Sperry-sun公司建立1978–

開始研究MWD1981–NL工業(yè)公司購買Sperry-sun1994–

與Dresser工業(yè)公司合并1987–

成為Dresser有限公司的一個部門1999–Dresser公司與Halliburton合并1999–

成為Halliburton能源公司的一個部門LWD功能簡介LWD井下儀器部分為隨鉆實時測量井眼軌跡參數(shù)和地層參數(shù)?？刂凭旅}沖器傳送脈沖信號，供地面儀器檢測并解碼，提供實時監(jiān)測以利于調(diào)整作業(yè)參數(shù)、作業(yè)程序。井下存儲測量數(shù)據(jù)，起鉆至地面時可下載數(shù)據(jù)至地面儀器以供處理，提供作業(yè)者所需的各種準確報告及數(shù)據(jù)。LWD作業(yè)優(yōu)勢滿足各種定向井測量、地層評價和隨鉆錄井在地層沒有受到進一步的污染前，提供更準確的地層數(shù)據(jù)，以利于對地層進行準確的判定及評估。大大提高了鉆井時效，降低了建井周期。避免了因電纜測井而引起的各種潛在的作業(yè)危險性。LWD系統(tǒng)LWD的五個組成部分:井下計算機系統(tǒng)-BusMaster脈沖器定向傳感器地層評價傳感器地面計算機系統(tǒng)井下傳感器按構造分為：Sonde型Insert型InsertSonde儀器部件泥漿儀器部件泥漿井下儀器總成井下計算機系統(tǒng)

BusMaster什么是BusMaster?控制井下的傳感器所有功能控制井下脈沖器及傳感器的所需電源儲存數(shù)據(jù)、傳輸、交換數(shù)據(jù)及信息井下計算機系統(tǒng)

BusMaster

當前工具可以作為BusMaster：HCIM （H是指處理器的類型，CIM是

CentralInterfaceModule)PCD PressureCaseDirectionalHCIM（H-CentralInterfaceModule)工具說明HCIM的功能與位于UpperBus上的PCD通訊，通過PCD控制脈沖器傳送各探管的實時數(shù)據(jù)為井下探管提供電能，并具有過電電路保護功能HCIM（H-CentralInterfaceModule)工具說明HCIM的結(jié)構HCIM內(nèi)部包含5Mb閃存（FlashRAM)HCIM控制的總線地址可達到256，具有掛接256個探管的能力HCIM鋰電池提供LowerBus探管的工作電源內(nèi)部時鐘電流控制電路（HighCurrentArbitration)井下脈沖器正脈沖發(fā)生器：減小泥漿流道面積

增加鉆具內(nèi)鉆井液壓力

定向傳感器Sonde型正脈沖-MEP Mud-pulseElectronicProbe(hardwareswitch)DEP DirectionalElectronicProbe(softwareswitch)DEPIIDirectionalElectronicProbeII(softwareswitch)PCDPressureCaseDirectional(softwareeditswitch)-提供井眼軌跡測量數(shù)據(jù)控制脈沖器傳送數(shù)

定向傳感器(PCD)測量參數(shù)及精度

最高溫度:150℃

最高壓力:18000PSI(125MPa)

井斜范圍：0-180℃

井斜精度:±0.2℃

方位范圍:0-360℃

方位精度:±1.5℃

工具面精度:±2.8℃地層評價傳感器的分類按功能分類SmartSensor探管內(nèi)裝有時鐘、內(nèi)存，可自行控制數(shù)據(jù)的采樣周期以及存儲測量數(shù)據(jù)LWD儀器中SmartSensor有SLD、PWD、DDS與HCIM連接使用時，需定時與HCIM的時鐘進行同步地層評價傳感器的分類按功能分類DumpSensor探管內(nèi)只有傳感器和相關電路，沒有自己的時鐘和存儲器數(shù)據(jù)的采用周期由HCIM時鐘控制，測量的數(shù)據(jù)也存入HCIM內(nèi)的存儲器中LWD中屬于DumpSensor的探管有DGR、CN?地層評價傳感器的分類按功能分類SemiSmartSensor探管內(nèi)有自己的存儲器，但沒有時鐘，數(shù)據(jù)采用周期由HCIM控制，測量數(shù)據(jù)存儲于自身的存儲器中LWD儀器中屬于SemiSmartSensor的探管有EWR-P4地層評價傳感器–DGRDumpsensor、Insert型DualGammaRay(DGR)-測量來自地層的自然gamma射線

-使用兩塊9“長的Geiger-muller電離接受器

-BankA和BankB為獨立工作

-如果有一塊工作不正常，地面軟件可利用另一塊接受器數(shù)據(jù)繪制準確的曲線圖。地層評價傳感器–DGR工作參數(shù)

-最小采樣率：8秒

-測量范圍：0–380API-測量精度：±3API-垂直測量：9英寸地層評價傳感器–EWRSemiSmartSensor、Insert型ElectromagneticWaveResistivity(EWR)

-電磁波可以在地層中進行傳播。

-接受器測量的確為相移及信號強度。

-相移是因為電磁波長改變單位：度

-信號強度是指電磁波在地層中傳播時強度的改變，單位：分貝DB地層評價傳感器–EWR

地層評價傳感器–EWR工作參數(shù)

-最小采樣率：4秒

-測量范圍：0.05–2000ohm-m-測量精度：±1%-垂直測量：6英寸

-探測范圍:0.2歐米100歐米

XS15”35”S18”48”M24”70”

D30”95”地層評價傳感器–CN?DumpSensor、Insert型CompensatedNeutronPorosity(CN?)-Am241_Be中子源放出快中子

-快中子與地層和空隙中的液體的原子核相碰撞

-損失能量后，快中子變?yōu)闊嶂凶?/p>

-不穩(wěn)定的熱中子被捕獲放出gamma射線達到穩(wěn)定狀態(tài)

-從快中子到捕獲的過程主要與氫原子量有關地層評價傳感器–CN?工作參數(shù)

-最小采樣率：10秒

-測量范圍：0–70pu-測量精度：0.5–1pu-垂直測量：24英寸

地層評價傳感器-SLD

SmartSensor、Insert型

StabilizedLithologyDensity(SLD)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光脈沖經(jīng)過光電倍增管（PMT）被轉(zhuǎn)化為不同強度的電流脈沖預放大器將電流脈沖轉(zhuǎn)化為電壓脈沖地層評價傳感器-SLD在SLD內(nèi)存中可記錄到探測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)部微處理器對能譜進行分析，得出地層的密度鉆井效率傳感器-DDSSmartSensor、Insert型DrillstringDynamicsSensor(DDS)

-提供實時井下振動數(shù)據(jù)（X、Y、Z）

-判斷井下鉆具工作情況

BitbounceLateralshockBitwhirlStickslip鉆井效率傳感器-PWDSmartSensor、Insert型PressureWhileDrilling(PWD)-提供精確的環(huán)空、鉆具內(nèi)壓力

-進行realtime、recorded、semi-realtime數(shù)據(jù)傳輸

-主要用于井的控制（監(jiān)測泥漿性能、井漏實驗、用于欠平衡鉆井、觀測井噴、井涌等）和監(jiān)測井眼清潔情況數(shù)據(jù)匹配井下系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù):

時間------井下實測井眼數(shù)據(jù)地面系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù):

時間------深度數(shù)據(jù)匹配:

深度------井下實測井眼數(shù)據(jù)地面計算機系統(tǒng)INSITE系統(tǒng)仍然在研發(fā)改進中(引進版本4.0505,現(xiàn)最高5.2.3)WindowsNT支持MWD、LWD等

什么是INSITE?INSITE是基于技術和工程信息集成系統(tǒng),其全為IntegratedSystemforInformationTechnologyandEngineering.

-使用WindowNT操作系統(tǒng)

-支持所有由Sperry-sun研發(fā)的鉆井儀器

-支持單獨及網(wǎng)絡工作

-集成井場所有的數(shù)據(jù)到一個支持ODBC標準的數(shù)據(jù)庫中

ODBC–

（OpenDataBaseConnectivity)是由微軟發(fā)展的一種標準數(shù)據(jù)庫,可接收來自EXCEL,Access等支持ODBC的數(shù)據(jù)。什么是INSITE?

-處理及儲存已有的數(shù)據(jù)

-進行實時數(shù)據(jù)監(jiān)測

Real-timeplotting,Real-timeTableReal-timeDisplay,Real-timeAlarm等

-利用實測、處理數(shù)據(jù)及收集的數(shù)據(jù)提供所需要的各類功能強大的數(shù)據(jù)計算及分析功能

Windows98程序129MBINSITE程序152MB

-提供客戶所需的數(shù)據(jù)報告和地層曲線圖Real-timeapplication用于顯示鉆井參數(shù)和MWD工作的R-T模板

網(wǎng)絡工作Caculation應用程序Caculation應用程序INSITE現(xiàn)場操作流程LogHeadersINSITE現(xiàn)場操作流程SurveyReportTripleCombo組合曲線圖實例INSITE菜單顯示INSITE菜單顯示INSITE菜單顯示

INSITE菜單顯示INSITEDataBase

INSITEdatabase(數(shù)據(jù)庫)是地面軟件系統(tǒng)的核心，主要是為了存儲數(shù)據(jù)和從井下儀器進行數(shù)據(jù)交換。

-儲存多口井的數(shù)據(jù)

-處理鉆井參數(shù)，鉆具組合的變化

-處理實時數(shù)據(jù)（Real-time)和記錄數(shù)據(jù)(recorded)-來自不同傳感器的數(shù)據(jù)信息

-由于ROP導致的數(shù)據(jù)密度問題INSITEDataBaseINSITEdatabase同時與INSITE其他的應用程序保持通訊，用以確認整個系統(tǒng)的狀態(tài)，并可自動接收實時數(shù)據(jù)，并以特定的格式及單位傳輸給相應的應用程序，同時也為數(shù)據(jù)的處理提供必要的數(shù)據(jù)及信息。例如深度補償值，數(shù)據(jù)的校正因數(shù)，所測的地層GAMMA數(shù)值等。INSITEDatabase結(jié)構Database

通常在第一次安裝INSITE情況下，Database是空的，但已被設定知道怎樣存儲及何種數(shù)據(jù)。其主要數(shù)據(jù)分為：

-BagData儲存在工具參數(shù)（toolparameters)

井況數(shù)據(jù)（welldata)等菜單下，主要存儲工工具系列號、校正因數(shù)、數(shù)據(jù)讀取日期、井眼數(shù)據(jù)等。

-PrivateData以一種INSITE不能顯示的格式儲存，主要是工具的映像數(shù)據(jù)文件，如HCIMImageFileINSITEDatabase-RecordData

儲存在Dataset中，主要包含來自工具和傳感器的實時數(shù)據(jù)（Real-time)和井下記錄數(shù)據(jù)（Recordeddata),環(huán)境數(shù)據(jù)等

Real-timedata是指由井下儀器測量并由脈沖器發(fā)送到地面系統(tǒng)的井下數(shù)據(jù)。

Recordeddata是指由井下儀器測量但存儲在井下儀器的內(nèi)存中，起鉆后由井口讀出的數(shù)據(jù)。DATABASEINSITEDatabaseDataset

是儲存在Database下的一組數(shù)據(jù)信息,每組Dataset

是根據(jù)四個基本鍵(primarykeys)來區(qū)分的。Fourprimarykey

是指井名、運行號、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)描述（WellID,RunNumber,RecordType,Description)Variable

是在description目錄下的數(shù)據(jù)組。一些數(shù)據(jù)組與所有其他數(shù)據(jù)相關，如TVDDepth等；一些數(shù)據(jù)組只與這個類型數(shù)據(jù)相關，如DGR數(shù)據(jù)類型下的DGRA,DGRB等。

DATASETDrillingActivity-鉆井狀態(tài)在INSITE軟件中共分為：drilling,tripin,tripout,circulating,none等幾種狀態(tài)。作為一個variable存在于任何一個dataset中。一些dataset利用drillingactivity作為標識找尋數(shù)據(jù)位置?？梢允褂胐rillingactivity激發(fā)實時應用程序（real-timeapplication)。例如：應用從下鉆到鉆進狀態(tài)的改變來激發(fā)real-timeplotting等的實時顯示。INSITEDatabaseDescriptor

作為一種dataset貯存在INSITEdatabase中的well-based目錄中。它是現(xiàn)場工程師建立的，主要用于產(chǎn)生整井的測量報告及曲線圖。主要分為：

--Rundescriptor--Recordescriptor--Surveydescriptor--Variabledescriptor

RunDescriptor使用多個dataset從每一趟鉆中。分為：

-基于深度數(shù)據(jù)

DescRunDepth-基于時間數(shù)據(jù)

DescTimeDepthRecordDescriptor使用一個dataset從每一趟鉆中。分為：

-基于深度數(shù)據(jù)

DescRunDepth-基于時間數(shù)據(jù)

DescTimeDepth-帶有特殊Description

如DrillmodleLithologyTime/depthSurveyDescriptor使用一個dataset

從每一趟鉆中。只有一個SurveyDescriptorVariableDescriptor使用一個dataset

從每一趟鉆中。根據(jù)Varible

的不同產(chǎn)生不同的Descriptor

RecordedData處理流程圖RecordedData處理流程圖說明儀器下井前，使用tooldataeditor輸入不同的工具參數(shù)，如校正因數(shù)、鉆頭到測點距離。使用CIMdownload應用程序，同時將CIM的配置數(shù)據(jù)傳輸給井下的CIM短節(jié)及地面的INSITEDatabase。鉆進時，深度監(jiān)測系統(tǒng)(depth-monitoringsystem)將時間-深度數(shù)據(jù)儲存在Database中。儀器出井后，使用CIMRead應用程序?qū)⒃嫉腃IMimagefile存貯在Database中，同時按順序激發(fā)processingmanager和mini-processor,產(chǎn)生相應的miniimagefile。Mini-processor處理