国外井下无线传输技术

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三、无线传输技术

无线传输技术近年来在石油行业试井、完井监测、随钻测井方面应用较多。国际上知名公司哈里伯顿、斯伦贝谢、EXPRO、贝克等公司都有此项技术的广泛应用。主要有两种类型无线传输方式:以哈里伯顿为代表的声波无线遥测系统ATS和以斯伦贝谢为代表的电磁波无线遥测系统ENACT。

(一)哈里伯顿ATS声波遥测系统

1、系统简介

该系统主要用于和5in外径的DST工具连接,该系统最大作业深度12000ft(3650m)。系统参数见表3-1。

表3-1 ATS声波遥测系统参数表

系统使用了模块的概念,中继器是系统的核心,负责工具之间的系统通讯,增加系统间的通讯距离。中继器一般相隔1500英尺,也根据井况而变化。系统最多可安装6个中继器。

多用途压力计可以测量不同深度处的温度和压力,实时传输到了地面,该系统装有双蓝宝石/单/双石英压力计,存储能力达1MM数据组。

无线实时声波遥测系统的优点:

●安全:不需要电缆,明显地减少了人员面临井口高压和潜在的H2S和有害流体

带来的健康安全伤害。

●作业:通过使用声波遥测系统,代替环空压力触发井下工具,减少了套管压力

的限制,也避免了高压井的压井泥浆对环空压力控制工具的影响。

●质量:在DST测试期间,基于油藏响应,根据井下数据,可以及时地改变测试

程序,增加了DST测试期间数据获取的质量,确保达到测试目标。

2、三个声波无线遥测应用管柱图

(1)某高压井上应用的ATS测试管柱

2009年,哈里伯顿进行了非常规测试技术试验,作业的目标就是研究取代常规DST 测试技术的可行性,该井用注入测试,适应作业安全和环境限制的情况。图3-1是测试

管柱图,包括井下压力计和声波中继器。在测试期间,来自井下压力计的数据用声波实时传送,可以恒定控制注入参数,维持在破裂压力以下。进行实时数据传送,在测试期间可以调节原程序,不需要起出工具,等待数据解释。在作业中使用无线系统起到了重要作用。因为在测试期间没有预料到产砂,妨碍了使用电缆系统下到目标深度回收数据。

(2)FasTest™ System

FasTest™快速测试系统(图3-2)具有有限的散发、零生产烃类流体取样,利用了密闭试井理论和方法,采集数据和流体样品,做出合理的开发和评估决策。使用哈里伯顿ATS™声波遥测系统进行井下监测,能够进行实时的测试分析和控制。它是一个非燃

测试树

中继器2-0m

2 7/8油管

中继器3-577m

中继器4-1195m

中继器5-1804m

中继器6-1959m

RD 安全循环阀

OMNI 循环阀

压力传感器-2080m 选择测试阀-2089 m RD 循环阀 压力传感器

封隔器-2633m

目的层-2648m

图3-1高压井声波无线传输测试管柱图

图3-2 FasTest System 管柱结构

放射性标志短接

RD 循环阀

ATS 发送器

选择测试阀

PVT 取样筒

压力计托筒

OMNI 循环阀 震击器

安全短接

CHAMP IV 封隔器

封隔器下安全接头

延时点火头

VanGun

延时点火头

排气孔

烧系统,解决了测试中健康安全环保问题。

特点:

●动态的油藏性质,孔隙度,表皮因子和初始油藏压力。FasTest分析技术可以

从采集的瞬态压力数据中快速容易地计算油藏性质。

●三个600 cc取样,达到最新取样技术。在测试任何时间,取样可以独立地在地

面启动,可用三种控制机构之一控制:声波遥测、环空压力、定时器。

●不需要燃烧或处理大量的油藏流体

●实时的井下数据采集和传输

●实时的地面控制井下采样

(3)SmarTest™ 系统

SmarTest™ 系统是最先进的遥测作业的测试装置,它综合了现有的DST技术和当前的DST工具和采样工具的发展,应用于裸眼井测试,但修改后也能应用于套管井测试。该系统比常规裸眼测试能够低风险地采集油藏数据和流体样品(如图3-3)。其中NR封隔器是非旋转的膨胀式封隔器,管柱下压坐封,上提解封。

功能:

●能够计算渗透率、表皮、产能指数、油藏压力;

●记录实时的压力和温度、测量流体流量

●一次下入,测试多层

新特点:

与以往管柱相比,图3-3管柱中多个工具采用了遥测技术,如从上到下依次为:遥测循环阀、遥测测试阀、遥测FasTest取样筒。实现了无线传输温度压力等数据,同时实现了无线遥测开关井、循环阀、PVT取样,发展成为一种无线遥测综合技术SmarTest™,是最先进的遥测测试装置。

(二)斯伦贝谢EnACT无线井下油藏测试系统

1、系统简介

斯伦贝谢开发的EnACT无线遥测传输系统基于低频的电磁信号,系统总的设计如图3-4所示。在系统中,将无线传输和原有的IRDV技术相结合,形成一个综合技术。系统的通讯是双向的,地面-井底和井底-地面。遥测性能取决于地层电阻率、完井结构和井筒流体。现场测试从HUB到地面传输范围达到1828.8~3200m。安装中继器能够扩展

封隔器

HUB (含压力计4个)

IRDV 测试阀和循环阀 1 11/16-in 中继器 和绝缘接头

地面采集

和传输

图3-4 EnACT 无线遥测系统图

深度范围。对于典型的油藏测试环境,只需要一个中继器,对于深井可能需要更多的中继器。

在地面,系统有连接到井口的电缆,离井口大约300ft ,连接着地面传送和接收盒,地面这两点能够传送和接收信号。系统参数见表3-2。

该无线系统可以和无线激发点火头一起使用,可用于多层选择射孔。

1)HUB

ATS 中继器

ATS 大孔径

接收器

钻杆 钻铤 钻杆 遥测循环阀 IPO 循环阀

ATS 发送器

遥测测试阀

FasTest 取样筒1

FasTest 取样筒2

钻杆

大容量取样器 上NR 封隔器

压力计托筒

下NR 封隔器

压力计托筒 震击器

图3-3 SmarTest™系统管柱图