海蓝MWD仪器及软件现场应用常见问题解析
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海蓝MWD仪器及软件现场应用常见问题解析
作者:马涛
来源:《中国化工贸易·下旬刊》2019年第02期
摘要:本文结合多年的现场定向技术服务经验,对运用海蓝MWD仪器、软件在现场提供轨迹控制技术服务中常见的问题进行了解析,对入门级定向技术人员具有参考、指导意义,对专业技能的巩固、提高可起到抛砖引玉的作用。
关键词:MWD仪器;轨迹控制;常见问题;解析
1 误差IMO和DAO的测量
MWD仪器入井测量的系统误差会直接反应在测得的工具面数值上,而系统误差是由仪器误差(IMO)和钻具误差(DAO)两部分组成,其算法为:系统误差=IMO+DAO-360,在软件显示出的工具面值为仪器测量的实际工具面+系统误差。
仪器误差IMO是探管测量的原始工具面与仪器鼻尖之间的差值,此误差的确认方法为将MWD仪器各连接处紧固完毕,在鼻尖高边处用水平尺找水平,将软件中默认保存的IAO和DAO清零,然后连接探管测试线进行探管测试,测得的重力工具面值就为IMO。
钻具误差DAO是螺杆高边与定向接头定位键(仪器笔尖)之间的顺时针方向差值(C),其算法为DAO=C/螺杆周长*360。
在测量过程中要确认螺杆高边的唯一性及准确性。
因此,只要正确的测量IMO和DAO,输入监控软件中就可以得出准确的工具面值,从而实现轨迹的精确控制。
2 MWD仪器的测试
MWD仪器入井前要进行必不可少的地面测试和井口测试。
地面测试(探管脉冲测试)主要对MWD仪器基本工作情况及序列设置内容、序列解码等情况进行测试,若解码输出情况与期望相同则进行下步井口测试。
井口测试(泥浆循环测试)主要对开、停泵状态下序列的解码输出情况进行测试,一般情况下将开泵、停泵序列全部进行测试。
若解码输出情况与期望相同则可下钻。
3 磁偏角与地磁倾角的设置
磁偏角与地磁倾角一般由设计给出,也可由软件计算得出。
磁偏角及地磁倾角主要会对MWD仪器测得的方位角产生影响,因此必须要对方位角进行磁偏角及地磁倾角校正。
在设置磁偏角时,一般在监测软件中输入设计给定的磁偏角,然后在轨迹监控软件中输出方位角使经过磁偏角校正的真方位角。
设置地磁倾角时在轨迹设计时输入区块的地磁倾角即可。
在轨迹监控软件中输入的方位角为该点的真实方位。
4 仪器滞后距的测量
仪器滞后距为探管中心距井底的距离,计算方法为:L(滞后距)=探管中心至笔尖长度+笔尖至钻头的钻具长度+钻头提离井底的距离。
5 异常脉冲信号的判断
在钻进过程中经常会发生脉冲信号异常、不能正常解码的问题,导致无法进行随钻监测。
其异常的原因主要可分为仪器本身原因、解码传输设备损坏和循环系统原因。
仪器原因一般为电池缺电、仪器密封失效、连接短路、脉冲发生器系统损坏、探管损坏等原因,这类情况下脉冲波形会逐渐失效,有其变化规律。
解码传输设备损坏,主要包括解码器、数据传输线、司显、压力传感器,这类情况下脉冲波形不会产生。
循环系统原因一般为循环套密封失效、钻具密封失效、泥浆性能异常、泥浆泵工作异常,这些情况下脉冲波形还会形成,但波形具有各自的特点,可根据具体波形进行判断。
工作人员可以根据现场实际掌握的情况及脉冲波形进行优先判断,查找原因,排除故障。
6 钻进堵漏
钻进过程中,若发生渗漏,则可以优先选用1-3mm的细颗粒随钻堵漏材料进行循环堵漏,例如,蛭石、云母片、核桃粉等都是良好的随钻堵漏材料。
隨钻堵漏时,当堵漏材料到达脉冲发生器时,MWD仪器信号会有明显的异常、很难同步解码,一般情况下循环洗井堵漏材料均匀分布后,信号将恢复正常。
此过程中,若随钻堵漏材料的配比不均匀则有可能堆积在脉冲发生器中,则很难再恢复正常,因此,加入随钻堵漏材料时一定要混合均匀。
若发生失返性漏失,随钻堵漏无效需要用综合堵漏剂堵漏时,必须将MWD仪器及螺杆钻具提出井内,更换常规钻具及堵漏工具(例如:梨磨、水眼均大于13mm的PDC钻头)进行堵漏。
堵漏成功后,下入MWD仪器循环前,必须将泥浆罐中的堵漏材料彻底清理干净,否则,循环时堵漏剂颗粒会影响脉冲发生器正常工作,导致随钻测量失败。
7 轨迹控制
轨迹控制是通过选用合适造斜率的螺杆,在合适的工具面方向钻进,使井底达到设计井深节点的井斜角及方位角,从而实现设计井眼轨迹。
螺杆造斜率的选择一般以设计给定的井眼变化率为重要依据,一般在施工现场还要储备1根高一级别造斜率的螺杆,以防止造斜率不足时的补救使用。
现场使用的德石95mm螺杆的造斜率,螺杆的造斜率还会不可避免的受到地层可钻性、地层倾角、钻具组合、钻进参数等其他因素的影响。
因此,螺杆入井钻进后一定要及时掌握该螺杆在钻遇地层的实际造斜率。
工具面为螺杆高边在度盘中所处的角度,其在四个象限中对井斜和方位角有不同的作用:在造斜率已知的情况下,每个象限中的不同工具面其井斜方位变化不同,以第一象限0°-90°增井斜增方位为例:工具面在0°-30°主增井斜次增方位,30°-60度井斜方位同增,60°-90°主增方位次增井斜,其他象限以此类推。
8 结论与认识
本文解析归纳的内容为定向技术服务人员必须掌握的实用技能知识。
充分掌握这些知识对现场技术服务工作会有很大的帮助,希望入门级定向技术人员能从中有所收获、取得进步,不断壮大定向技术服务力量。
本文内容中还有不全之处,还望定向技术人员进行后续的补充。
参考文献:
[1]葛承河.CAST方位测试及校准方法[J].测井技术,2004(02).。