用方位角随钻测量表征非均质地层

非均质地层中岩性、孔隙度、裂缝及胶结物等的横向、纵向分布都不一致，常规电缆测井及LWD仪只能测出岩性的大致特征；电缆密度仪探测源及接收器前面附近地层；而LWD密度常被看成是井眼四周的最高密度读数。在非均质地层中上述这两种常规密度仪只能给出不全面的岩性及不确切的孔隙度。当应用方位角随钻测量密度仪测量井眼周围四个方位角象限内岩性及孔隙度时，则可更精确地表征储层特征。新型密度仪以及高分辨率侧向电阻率仪，可提供探测小规模区域及垂直储层特征分布的垂直分辨率，使测量结果更接近岩心数据。正如现场实例所示，我们比较并评价了高分辨率LWD测井仪响应与高分辨率电缆测井仪以及电缆密度仪的响应与岩心数据。通过比较得出由于三种不同设计仪器探测的岩石体积不同，因而所测得的体积密度差异高于0．22g／cc。高分辨率电阻率上显示出了富铁矿区范围并划出了具体位置(团块)。应用此新型LWD测量所得出的非均质性可用来提高储层模拟质量以便更好估算储层产出量。     

1997年随钻测量（MWD）和地层评价新进展

新进展包括打捞测井、改进的电缆测井、更加多样化的随钻测量(MWD)、新的取心和分析方法以及升级的岩石样本目录．     

影响日益扩大中国热衷MEMS产品

MEMS已进入我们的生活,从技术到医药到健康无所不在,未来几年这种趋势必将增强。例如,地震检波器用于勘探石油和天然气,惯性传感器用于随钻测量,通过改善工业流程、高效住宅取暖和精确计费系统来充分利用当前的能源。     

深水表层钻井随钻压力与温度监测装置设计

深水表层钻井随钻压力与温度监测装置是监测深水表层钻井过程中井底当量循环密度（ECD）和循环温度的重要工具。通过深水表层钻井随钻压力与温度监测装置,现场技术人员可以实时掌握井下环空压力、钻柱内压和温度等工程参数,进而了解和分析井下工况,为深水表层钻井作业和动态压井钻井技术提供指导。设计的深水表层钻井随钻压力与温度监测装置以ARM为核心,利用数据采集技术和通信技术,实现了随钻压力与温度的采集传输。完成的深水表层钻井随钻压力与温度监测装置具有体积小、功耗低、抗振动和抗高温和低温的优点。监测装置已经在我国南海第一口深水井LW6—1—1井的领眼井中成功进行应用试验,验证了其在深水无隔水管钻井条件下的机械强度、稳定性、可靠性,测量得的数据能真实反映钻井工况。     

随钻测量系统故障诊断装置

为了提高千米定向钻机随钻测量系统的稳定性,探讨了随钻测量系统的故障机理,并开发了一套基于嵌入式系统的故障诊断装置。该装置以单片机为控制核心,以UCOS-Ⅱ为软件构架,通过实时采集系统中关键参数来诊断故障所在。并通过图形和文本的方式显示在上位机上。结果表明该装置可以有效诊断系统故障所在。     

基于STM32F103的随钻测量系统

本文在仔细分析了随钻测量系统的工作原理之后,给出了随钻姿态测量的具体方法. 并使用STM32F103RET7和LSM303完成核心电路的设计. 完成数据采集和处理的工作. 最后给出上位机Labview程序实现数据的实时显示. 实验表明本文设计的嵌入式随钻测量系具有集成度高,精度高等特点.     

MEMS陀螺仪的稀疏冗余去噪

为了提高随钻测量过程中MEMS陀螺仪的测量精度,抑制振动信号等对陀螺仪漂移造成测量精度的影响,采用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和压缩感知(compressed sensing,CS)的算法进行降噪.首先对MEMS陀螺信号进行EMD分解,利用连续均方误差(CMSE)计算两个连续重构陀螺仪信号的欧式距离,以此将分解得到的模态函数(IMFs)以高、低频的形式分离,剔除高频噪声模态的影响;构建冗余字典,使低频IMFs分量在该字典上稀疏表示,利用贝叶斯理论对优化剩余IMFs分量重构;同时,在该字典上添加一列误差补偿项,通过贝叶斯估计求得.最后将处理后的剩余IMFs分量和补偿项叠加重构.去噪前后,MEMS陀螺仪数据解算的方位角累积误差由11.8562°减小到0.4725°.仿真实验分析可知,该算法可有效去除陀螺仪信号中的噪声.     

基于变换无迹卡尔曼滤波的随钻测量误差在线辨识

针对随钻测量(MWD)工作环境复杂多变,随钻器件测量的精度降低的问题,设计了基于变换无迹卡尔曼滤波(TUKF)法对测量误差进行在线辨识和补偿.首先,建立加速度计和陀螺仪的输出误差模型,选取导航误差参数以及传感器误差参数作为系统状态变量;然后,以钻杆钻进时实时解算出的姿态角与钻机每次停机时的钻具姿态角作差作为系统观测量,设计状态方程和量测方程对惯性器件误差进行在线辨识;最后,通过误差补偿方程对惯性器件进行补偿.运用此方法分别设计了振动台实验、模拟钻进实验和钻进实验,实验结果表明,设计的在线辨识方案通过标定补偿后,随钻测量中钻具的工具面角输出误差减小到0.8°,倾斜角输出误差减小到1°,比无迹卡尔曼滤波方法精度提高了50％,所提方法克服了随钻测量时钻具振动带来的影响,为实际钻井进一步提高数据可信度提供理论依据.     

基于2D-DCT变换的MWD遥传信号泵冲干扰消除方法

遥传技术是随钻测量(MWD,measurement while drilling)系统中的一项关键技术,目前大多数MWD系统均采用泥浆脉冲方式进行数据传输.钻井现场噪声环境复杂,特别是泥浆泵的泵冲干扰,其强度较大,如果其频率落入脉冲信号的带内,则会对地面接收信号造成严重干扰.因此若不能对脉冲信号带内的泵冲干扰进行很好的抑制,则会限制遥传系统对各种工况的适应能力.提出了一种基于二维离散余弦变换(2D-DCT)的泵冲干扰消除方法,该方法将地面接收到的一维泥浆压力信号转换为二维信号,然后进行2D-DCT变换,从而能在变换域进行泵冲干扰的消除处理.     

基于磁惯性测量的分段式井眼轨迹测算方法

为了提高随钻测量中井眼轨迹计算的精度,文中提出一种基于磁惯性测量的分段式井眼轨迹测算方法。在钻头停钻时,使用工具面角模型识别法对测段进行一次井眼轨迹模型识别,按照实时测量数据中的井深变化量生成一次模型约束下的测段的分测点。然后,使用磁惯性测量数据对分测点数据进行校正,将校正后的分测点进行分段轨迹模型识别。最后,将各分段对应的模型进行轨迹计算。实验结果表明,采用新方法后,坐标增量的绝对误差从单一模型算法的0.840 m降低至0.146 m,说明相对于单一模型的井眼轨迹计算方法,分段式井眼轨迹计算方法的误差较小,分段式的井眼轨迹计算方法能够提高井眼轨迹的测算精度。