井下测试数据无线传输技术探讨

2022-09-11

随着社会的不断发展, 油气勘探开发也随之不断深入, 对试油资料的采集和录取质量要求也越来越高。在当前的常规试井测试当中, 无法实现对井底压力、温度变化的实时监测, 在压力计起出井底之前, 也不能对井底的情况进行确切的掌握, 从而会给现场测试施工造成很多困扰。而采用无线传输技术, 能够实时将数据传输到地面, 让施工人员及时了解井底情况, 从而提高测试成功率。

1 跨DST测试阀井下直读无线传输技术

该技术的实施是由井下存储式压力计和数据接收器共同实现的。先将压力计安装在压力计托筒中, 随着测试管柱下井。利用电缆将接收器下放到测试阀上游, 进行定位对接。然后通过电磁耦合等方式, 建立DST测试阀接收器和压力计的无线通讯, 对井下数据进行读取, 最后通过电缆传输到地面。这样就能够对井下情况进行实时监测, 确保施工顺利进行。但是, 由于该技术的应用需要对井下测试工具进行改造, 因此在实际施工过程中, 其应用和普及受到了一定的限制。

2 井下远程无线传输技术

2.1 低频电测波远程无线传输技术

该技术是由法国地质服务公司研究开发的, 它能够支持在137.92MPa和150℃的环境之下进行工作[1]。但是在地层当中, 电磁波容易产生十分严重的衰减现象, 同时也会受到低频噪声和冲击随机噪声的影响。因此, 其传输距离通常是能达到1000m, 因而只能应用在浅井测试当中。

2.2 井下声传输远程遥测技术

该项技术是利用钻杆和油管的声传播特性而实现的。早在1948年, 美国太阳石油公司就对其进行了研究试验, 但是受到严重的衰减影响而被迫中止。经过多年的研究, 发现了对该项技术的应用效果产生影响的因素主要有色散特性、多重反射和散射、波形转换、声换能器的设计与安装等方面。因此, 在声传输技术当中存在的主要缺陷为窄带频移、非线性、回波振铃、以及信号微弱和信号衰减等方面的问题。在气井当中, 由于对声波传输的影响较大, 因此目前该项技术仅应用于油井测试中。

2.3 智能钻杆技术

目前, 智能钻杆技术能够有效实现井下仪器和井上系统的告诉传输, 最快可达5700B/s, 能够承受1724MPa的高压和150℃的高温。不但能够起到普通钻柱的作用, 还能够实现数据的传输和电力的输送等功能。不过该技术也存在着加工困难、密封要求高等缺陷, 在进行钻柱装卸时容易使结构损坏, 而且操作难度较大, 数据传输的可靠性较低[2]。

2.4 电磁随钻测量技术

该项技术在诞生之初, 并没有得到十分广泛的应用。这是由于其遥测深度只能达到3000m以内, 同时可靠性和稳定性较低。此后为了解决这些问题, 研发出了扩展线程EM-MWD工具, 主要可分为发射天线延伸型和信号中继转发型。该项新型技术能够有效的降低信号衰弱现象, 从而实现更深度的测试。但是, 该项技术目前仍处于研究和发展阶段, 还有很多问题需要解决。随着科技的发展, 这项技术必将得到进一步的优化与完善, 从而更好的进行井下测试工作。

3 井下测试数据无线传输技术的比较

井下测试数据无线传输技术具有支持实时监测、无需中断施工等优势, 成为了未来油气井测试重要的发展方向[3]。在对油井进行井下测试的过程中, 无论测试地点如何改变, 钻杆的位置都不会随之变化, 因此不需要对测试套管进行绝缘处理。在众多无线传输技术当中, 声传输技术可以应用于海上测试、套管井、裸眼井等测试要求。但是由于会受到井下信道衰减的影响, 其传输速率小于10bit/s, 传输距离也在2000m以内。

而利用中继器的方式, 能够提高无线传输的距离。但是其具有成本高、时效性低、维护风险大等缺陷。而以井下声传输为基础的存储直读式远程无线传输技术能够提高原有的传输距离, 也可以解决无线传输深度不足等方面的问题, 因而对于实现不同深度的油井测试具有很大的意义。

4 结语

对于井下测试数据无线传输的各项技术来说, 普遍具有着简单、实时、安全、操作方便等方面的优势, 因此具备十分广阔的发展前景。其中, 相比于低频电测波地层遥测技术来说, 钻杆声遥测能够应用于更多的场合, 不会受到地层特性的影响, 但是会受到信号衰减的影响。而EM-MWD又会受到地层特性的影响。同时由于其发射的电测功率较大, 耗费能量也较多。综合以上这些情况, 对于井下测试数据无线传输技术还需要进行进一步的研究。

摘要：在油气田的开采过程中, 井下测试数据无线传输技术具有十分重要的意义。本文对目前应用较为广泛的几种技术的的特点进行了讨论, 同时对其优缺点进行了比较。

关键词：井下测试数据,无线传输技术,探讨