无线随钻测量技术的应用现状与发展趋势 - 图文

第六届全国石油钻井院所长会议论文集

（5）美国PathFinder能源服务公司最近研究出一种新的MWD测量方法，即采用两套加速度计-传感器组而不是采用磁通门来测量方位，利用在相隔100ft的两组加速度计之间的底部钻具组合的固有弯曲来测量方位的相对变化。并以此方法为基础，开发出一种不受磁干扰、名为Gravity的重力MWD系统[6]。该系统是一纵抗干扰测量系统，对测量时的井下移动很不敏感，允许用于陀螺测量不能正常工作的环境。该系统设计用于套管钻井、钻穿套管鞋与套管开窗、重入作业、具有强磁干扰的地热井、钻救险井、防撞情况下钻井、钻分支井以及绕障井。该系统采用了高速泥浆-脉冲遥测技术传输数据并可用于28000ft以深的井。

（6）2005年3月15日，美国科学钻井公司将一种高精度的陀螺定向系统集成到MWD中，系统摒弃电缆的设计，研制出了gMWD系统[7]，大大提高了安全性能，并在得克萨斯的一台陆地钻机上使用gMWD系统创造了第一个测量总进尺达到1000000ft的随钻陀螺测量技术纪录。

（7）北京海蓝科技发展有限公司着眼选型国外90年代的新产品，自行设计开发出的泥浆脉冲随钻测斜仪（YST-48X）系统，具有外径小，重量轻，易损件少，可打捞，价格低等优点，其测量探管采用了磁液悬浮加速度计，具有抗冲击性强，结构小巧等特点，但这种加速度计精度一般只能保证1‰左右，应用范围受到限制。经过几年的改进完善，YST-48X已经投入商业化运营，占据国内市场相当的份额。目前正在进行随钻伽马测井仪器的研制工作。

（8）1999年6月，CNPC科技发展部和中油技服总公司联合投资，组织由科研单位、生产制造厂、技术应用单位共同组成课题组，由中国石油勘探开发研究院钻井所牵头，进行攻关，研制CGDS-1(China Geosteering Drilling System-1)地质导向钻井系统。新型正脉冲无线随钻测量系统CGMWD[8]，由中国石油天然气集团公司“地质导向钻井技术研究与应用”课题组研制开发，是地质导向钻井系统CGDS-1的一个测量传输子系统，该系统于2003年10～12月在大港和冀东油田进行了现场试验，获得重大阶段性成果。

（9）北京普力门科技发展有限公司的PMWD系统，采用旋转阀式脉冲发射系统、采用了高精度、耐震的石英加速度计和磁通门，保证了高测量精度、高可靠性。采用了上悬挂方式，仪器吊装简单。不会脱键，适用于定向井和水平井。仪器有多种模式可供选择，可以通过“短停”来切换模式，在不需要测量数据时，关闭工具面，从而达到节电、延长电池寿命和减少仪器磨损的目的。

（10）胜利石油管理局钻井工艺研究院从1997年开始研究无线随钻测量技术，经过几年的努力，目前已经成功地研制出了MWD无线随钻测量仪，并有效开展了MWD的推广应用工作，逐渐摸索和总结出一套MWD现场应用的实践经验，同时成功研制了随钻伽马、随钻方位电阻率测量仪，积累了丰富的经验，掌握了井下工具的硬件电路设计、信号处理方法、信号采集、机械结构设计及加工工艺等多项关键技术，对于无线随钻测量仪器、双向通讯系统、地面监控系统的研究开发等方面取得了突破性进展。目前，正在开展近钻头测量及方位伽马测井仪、随钻中子密度测井仪的研制工作。

（11）目前，HALLIBURTON公司的MWD仪器主要是HDS1（High-Speed Directional Survey）系统，即新一代“探路者” MWD 系统，采用正脉冲传输方式，能适用于φ149.23mm以上的井眼施工。采用组合脉冲编码方案减少了脉冲发射数量，数据传输率达到最大化，双电池筒可使仪器工作更长的时间，最大测量深度可达到8500m。

（12）胜利定向井公司引进的SPERRY-SUN公司（现在属于HALLIBURTON公司）的DWD

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无线随钻测量技术的应用现状与发展趋势

系统，采用正脉冲泥浆压力传输系统进行数据传输；采用涡轮发电机为井下仪器供电，使井下仪器的连续工作时间长、费用低；工作温度可达150℃，工作压力可达15000Psi。 4 发展趋势

仍然存在且对世界石油开发局势有巨大影响的主要有HALLIBURTON公司（包括NL SPERRY-SUN 公司）、SCHLUMBERGER公司（包括ANADRILL 公司）和BAKER-HUGHES INTEQ公司。在激烈的竞争中这三家公司不断开发和完善自己赖以生存的品牌，共同促进了无线随钻测量技术的繁荣和发展。从介绍的国外公司的各类仪器来看，国外已经致力于开发适应恶劣环境下（高温、高压、剧烈振动，磁干扰等）的MWD仪器，国内目前还没有此类仪器的使用报道。国内只有几家公司、科研院所正处于研究开发MWD仪器的初级阶段，与国外相比，在技术上仍然存在一定的差距。

随着钻井工程技术的日益发展，大力发展无线随钻测量技术是当前的一个主要方向。目前MWD无线随钻测量技术在解决仪器的可靠性、数据传输技术等方面，将会朝以下几个方面发展：

（1）需要开发满足不同条件的各种尺寸的MWD仪器以适应钻井工程实用井眼尺寸的客观需求；

（2）近钻头测量的设计。随钻测量越靠近钻头，测量结果越有利于轨迹测量，提高目的层中靶率；

（3）MWD仪器可靠性增强。随着巨量存储芯片和抗高温高压电子元器件的出现，将能制造出更能适应钻井环境强振动、高温和高压的MWD仪器，以适应不同钻井环境下的随钻测量施工；

（4）数据传输率进一步提高。提高数据传输率是日益增多的井下信息量的客观需求。泥浆脉冲传输、声波传输、电磁波传输、光纤传输技术的改进，还有许多技术上的难点要突破。

（5）目的层的复杂性对仪器测量精度的要求越来越高，因此只有致力于高精度测量传感器的开发应用，才能满足钻井工程的要求。 5 结论与建议

（1）国内仍须借鉴国外先进的无线随钻测量技术，走引进、消化、吸收的产业化道路，同时加大研发投入，大力发展具有自主知识产权的MWD/LWD仪器，不断缩短与国际先进水平的差距，这对于提升技术服务的整体水平和核心竞争力，满足国内技术服务市场，以致于进一步拓展国外油田技术服务市场，都具有重大战略意义。

（2）虽然无线随钻测量仪器是一系列集钻井、机械、自动控制、材料等多学科为一体的高新技术产品。研发投入大，风险也很大。但就我国目前的整体工业制造和工艺水平，完全有能力自行研究，并取得进一步的成功。

（3）要充分利用国内已有的无线随钻测量技术和仪器研发能力，求竞争也要进行合作，共同研究，共同发展，在认真总结研究过程中的经验教训的基础上，使目前的研究工作有一个较高的起点，实现跨越式发展。 参考文献

[1] 胜利定向井公司MWD测量施工手册

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第六届全国石油钻井院所长会议论文集

[2] 张辛耘，王敬农，郭彦军.随钻测井技术进展和发展趋势[J].测井技术，2006（4）

[3] 张涛，鄢泰宁，卢春华.无线随钻测量系统的工作原理与应用现状[J].西部探矿工程，2005（2） [4] 张进双，赵小祥，刘修善.ZTS 电磁波随钻测量系统及其现场试验[J].钻采工艺，2005（3） [5]《World Oil》APRIL 2004、《E&P》APRIL 2004 [6] www.pathfinderlwd.com [7] www.hc360.com

[8] 新型正脉冲随钻测量系统CGMWD研制与现场实验 作者简介：

马哲，高级工程师，1994年毕业于江汉石油学院电子仪器及测量技术专业，现在胜利油田钻井工艺研究院钻井测量仪器研究所工作，主要从事MWD/LWD随钻测量仪器的现场应用和研究开发工作。

联系地址：胜利石油管理局钻井工艺研究院钻井测量仪器研究所 邮编：257017 E-Mail：mazhe@slof.com 手机：13345066809

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