LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件

1、LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件LWDLogging While DrillingLWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件L W D公司簡介LWD 簡介井下系統(tǒng)介紹地面系統(tǒng)及軟件說明數(shù)據(jù)管理器LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件公 司 簡 介1929 Sperry-sun 公司建立1978 開始研究 MWD1981 NL工業(yè)公司購買Sperry-sun1994 與Dresser工業(yè)公司合并1987 成為Dresser有限公司的一個部門1999 Dresser公司與Halliburton 合并1999 成為Halliburton能源公司的一個 部門 LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件LWD功能簡介LWD井下儀器部分為隨鉆實(shí)時測量井眼軌跡參數(shù)和地層參

2、數(shù)?？刂凭旅}沖器傳送脈沖信號，供地面儀器檢測并解碼，提供實(shí)時監(jiān)測以利于調(diào)整作業(yè)參數(shù)、作業(yè)程序。井下存儲測量數(shù)據(jù)，起鉆至地面時可下載數(shù)據(jù)至地面儀器以供處理，提供作業(yè)者所需的各種準(zhǔn)確報告及數(shù)據(jù)。LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件LWD作業(yè)優(yōu)勢滿足各種定向井測量、地層評價和隨鉆錄井在地層沒有受到進(jìn)一步的污染前，提供更準(zhǔn)確的地層數(shù)據(jù)，以利于對地層進(jìn)行準(zhǔn)確的判定及評估。大大提高了鉆井時效，降低了建井周期。避免了因電纜測井而引起的各種潛在的作業(yè)危險性。LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件LWD 系統(tǒng)LWD的五個組成部分: 井下計(jì)算機(jī)系統(tǒng) - Bus Master 脈沖器 定向傳感器 地層評價傳感器 地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)LWD基礎(chǔ)理論培

3、訓(xùn)課件井下傳感器按構(gòu)造分為：Sonde 型Insert型InsertSonde儀器部件泥 漿儀器部件泥 漿LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件井 下 儀 器 總 成LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件井下計(jì)算機(jī)系統(tǒng)Bus Master 什么是 Bus Master?控制井下的傳感器所有功能控制井下脈沖器及傳感器的所需電源儲存數(shù)據(jù)、傳輸、交換數(shù)據(jù)及信息LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件井下計(jì)算機(jī)系統(tǒng)Bus Master 當(dāng)前工具可以作為 Bus Master： HCIM （H 是指處理器的類型，CIM 是 Central Interface Module ) PCD Pressure Case DirectionalLWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)

4、課件HCIM（H-Central Interface Module)工具說明HCIM的功能 與位于Upper Bus上的PCD通訊，通過PCD控制脈沖器傳送各探管的實(shí)時數(shù)據(jù) 為井下探管提供電能，并具有過電電路保護(hù)功能LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件HCIM（H-Central Interface Module)工具說明HCIM的結(jié)構(gòu) HCIM內(nèi)部包含5Mb閃存（Flash RAM) HCIM控制的總線地址可達(dá)到256，具有掛接256個探管的能力 HCIM鋰電池提供Lower Bus探管的工作電源 內(nèi)部時鐘 電流控制電路（High Current Arbitration)LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件井下脈沖器正

5、脈沖發(fā)生器： 減小泥漿流道面積 增加鉆具內(nèi)鉆井液壓力 LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件定向傳感器Sonde 型 正脈沖 - MEP Mud-pulse Electronic Probe (hardware switch) DEP Directional Electronic Probe (software switch) DEP II Directional Electronic Probe II (software switch) PCD Pressure Case Directional (software edit switch) - 提供井眼軌跡測量數(shù)據(jù) 控制脈沖器傳送數(shù) LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件

6、定向傳感器(PCD)測量參數(shù)及精度 最高溫度: 150 最高壓力: 18000PSI (125MPa) 井斜范圍： 0 - 180 井斜精度: 0.2 方位范圍: 0 - 360 方位精度: 1.5 工具面精度: 2.8 LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件地層評價傳感器的分類按功能分類 Smart Sensor 探管內(nèi)裝有時鐘、內(nèi)存，可自行控制數(shù)據(jù)的采樣周期以及存儲測量數(shù)據(jù) LWD儀器中Smart Sensor有SLD、PWD、DDS 與HCIM連接使用時，需定時與HCIM的時鐘進(jìn)行同步LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件地層評價傳感器的分類按功能分類 Dump Sensor 探管內(nèi)只有傳感器和相關(guān)電路，沒有自己的時鐘

7、和存儲器 數(shù)據(jù)的采用周期由HCIM時鐘控制，測量的數(shù)據(jù)也存入HCIM內(nèi)的存儲器中 LWD中屬于Dump Sensor的探管有DGR、CNLWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件地層評價傳感器的分類按功能分類 Semi Smart Sensor 探管內(nèi)有自己的存儲器，但沒有時鐘，數(shù)據(jù)采用周期由HCIM控制，測量數(shù)據(jù)存儲于自身的存儲器中 LWD儀器中屬于Semi Smart Sensor的探管有EWR-P4 LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件地層評價傳感器 DGRDump sensor 、 Insert 型 Dual Gamma Ray (DGR) - 測量來自地層的自然gamma 射線 - 使用兩塊9“長的Geiger-mu

8、ller電離接受器 - Bank A 和Bank B為獨(dú)立工作 - 如果有一塊工作不正常，地面軟件可利用 另一塊接受器數(shù)據(jù)繪制準(zhǔn)確的曲線圖。LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件地層評價傳感器 DGR工作參數(shù) - 最小采樣率：8秒 - 測量范圍： 0 380API - 測量精度： 3API - 垂直測量： 9英寸LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件地層評價傳感器 EWRSemi Smart Sensor 、 Insert 型Electromagnetic Wave Resistivity (EWR) - 電磁波可以在地層中進(jìn)行傳播。 - 接受器測量的確為相移及信號強(qiáng)度。 - 相移是因?yàn)殡姶挪ㄩL改變 單位：度 - 信號強(qiáng)度是

9、指電磁波在地層中傳播時強(qiáng) 度的改變，單位：分貝DB LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件地層評價傳感器 EWR LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件地層評價傳感器 EWR工作參數(shù) - 最小采樣率：4秒 - 測量范圍： 0.05 2000ohm-m - 測量精度： 1% - 垂直測量： 6英寸 - 探測范圍: 0.2歐米 100歐米 XS 15” 35” S 18” 48” M 24” 70” D 30” 95”LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件地層評價傳感器 CNDump Sensor、 Insert型Compensated Neutron Porosity (CN) - Am241_Be中子源放出快中子 - 快中子與地層和空隙中的

10、液體的原子核相碰撞 - 損失能量后，快中子變?yōu)闊嶂凶?- 不穩(wěn)定的熱中子被捕獲放出gamma射線達(dá)到穩(wěn) 定狀態(tài) - 從快中子到捕獲的過程主要與氫原子量有關(guān)LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件地層評價傳感器 CN工作參數(shù) - 最小采樣率：10秒 - 測量范圍： 0 70pu - 測量精度： 0.5 1pu - 垂直測量： 24英寸 LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件地層評價傳感器-SLD Smart Sensor、 Insert 型 Stabilized Lithology Density (SLD) 伽瑪源Cs-137向地層放射出每束能量為662Kev的伽瑪射線 NaI接收到經(jīng)過地層傳送過來的射線，并根據(jù)每束射線的能量

11、大小放射出不同亮度的光脈沖 每個光脈沖經(jīng)過光電倍增管（PMT）被轉(zhuǎn)化為不同強(qiáng)度的電流脈沖 預(yù)放大器將電流脈沖轉(zhuǎn)化為電壓脈沖LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件地層評價傳感器-SLD 在SLD內(nèi)存中可記錄到探測器接收到分布在不同能量段的伽瑪射線的脈沖數(shù)（能譜） SLD內(nèi)部微處理器對能譜進(jìn)行分析，得出地層的密度LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件鉆井效率傳感器- DDSSmart Sensor 、Insert型Drillstring Dynamics Sensor( DDS) - 提供實(shí)時井下振動 數(shù)據(jù)（X、Y、Z） - 判斷井下鉆具工作 情況 Bit bounce Lateral shock Bit whirl Stick

12、 slipLWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件鉆井效率傳感器- PWDSmart Sensor 、Insert型Pressure While Drilling (PWD) - 提供精確的環(huán)空、鉆具內(nèi)壓力 - 進(jìn)行realtime 、recorded 、semi-realtime數(shù)據(jù)傳輸 - 主要用于井的控制（監(jiān)測泥漿性能、井漏實(shí)驗(yàn)、用于欠平衡鉆井、觀測井噴、井涌等）和監(jiān)測井眼清潔情況LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件數(shù) 據(jù) 匹 配井下系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù): 時間 - 井下實(shí)測井眼數(shù)據(jù)地面系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù): 時間 - 深度數(shù)據(jù)匹配: 深度 - 井下實(shí)測井眼數(shù)據(jù)LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)INSITE系統(tǒng) 仍然在研發(fā)改進(jìn)中(引

13、進(jìn)版本4.0505,現(xiàn)最高5.2.3) Windows NT 支持 MWD、LWD 等 LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件什么是INSITE? INSITE是基于技術(shù)和工程信息集成系統(tǒng),其全為Integrated System for Information Technology Integrated System for Information Technology and Engineering.and Engineering. - 使用 Window NT操作系統(tǒng) - - 支持所有由Sperry-sun研發(fā)的鉆井儀器 - 支持單獨(dú)單獨(dú)及網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)工作 - - 集成井場所有的數(shù)據(jù)到一個支持ODBC標(biāo)準(zhǔn)

14、的數(shù)據(jù)庫中 ODBC （Open DataBase Connectivity)是由微軟發(fā)展的一種標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)據(jù)庫,可接收來自EXCEL,Access等支持ODBC的數(shù)據(jù)。 LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件什么是INSITE? - 處理及儲存已有的數(shù)據(jù) - 進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)測 Real-time plotting,Real-time Table Real-time Display ,Real-time Alarm等 - 利用實(shí)測、處理數(shù)據(jù)及收集的數(shù)據(jù)提供所需要的各類功能強(qiáng)大 的數(shù)據(jù)計(jì)算及分析功能 Windows98程序 129MB INSITE程序 152MB - 提供客戶所需的數(shù)據(jù)報告和地層曲線圖LWD基礎(chǔ)理

15、論培訓(xùn)課件Real-time application LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件網(wǎng) 絡(luò) 工 作LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件Caculation 應(yīng)用程序LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件Caculation 應(yīng)用程序LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件INSITE 現(xiàn)場操作流程LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件INSITE 現(xiàn)場操作流程LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件Triple Combo組合曲線圖實(shí)例組合曲線圖實(shí)例LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件INSITE菜單顯示LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件INSITE菜單顯示LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件INSITE菜單顯示LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件INSITE菜單顯示LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件INSITE DataBase INSITE

16、database(數(shù)據(jù)庫)是地面軟件系統(tǒng)的核心，主要是為了存儲數(shù)據(jù)和從井下儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 - 儲存多口井的數(shù)據(jù) - 處理鉆井參數(shù)，鉆具組合的變化 - 處理實(shí)時數(shù)據(jù)（Real-time)和記錄數(shù)據(jù)(recorded) - 來自不同傳感器的數(shù)據(jù)信息 - 由于ROP導(dǎo)致的數(shù)據(jù)密度問題LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件INSITE DataBaseINSITE database同時與INSITE其他的應(yīng)用程序保持通訊，用以確認(rèn)整個系統(tǒng)的狀態(tài)，并可自動接收實(shí)時數(shù)據(jù)，并以特定的格式及 單位傳輸給相應(yīng)的應(yīng)用程序，同時也為數(shù)據(jù)的處理提供必要的數(shù)據(jù)及信息。例如深度補(bǔ)償值，數(shù)據(jù)的校正因數(shù)，所測的地層GAMMA數(shù)值等。LW

17、D基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件INSITE Database結(jié)構(gòu)DatabaseDatabase 通常在第一次安裝INSITE情況下，Database是空的，但已被設(shè)定知道怎樣存儲及何種數(shù)據(jù)。其主要數(shù)據(jù)分為： - Bag Data 儲存在工具參數(shù)（tool parameters) 井況數(shù)據(jù)（well data)等菜單下，主要存儲工 工具系列號、校正因數(shù)、數(shù)據(jù)讀取日期、井眼 數(shù)據(jù)等。 - Private Data 以一種INSITE不能顯示的格式儲 存，主要是工具的映像數(shù)據(jù)文件，如 HCIM Image FileLWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件INSITE Database - Record D

18、ata 儲存在Dataset中，主要包含 來自工具和傳感器的實(shí)時數(shù)據(jù)（Real-time)和 井下記錄數(shù)據(jù)（Recorded data),環(huán)境數(shù)據(jù)等 Real-time data 是指由井下儀器測量并由脈 沖器發(fā)送到地面系統(tǒng)的井下數(shù)據(jù)。 Recorded data 是指由井下儀器測量但存儲 在井下儀器的內(nèi)存中，起鉆后由井口讀出的數(shù) 據(jù)。LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件DATABASELWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件INSITE Database Dataset Dataset 是儲存在Database下的一組數(shù)據(jù)信息,每組Dataset 是根據(jù)四個基本鍵(primary keys)來區(qū)分的。Four primar

19、y keyFour primary key 是指井名、運(yùn)行號、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)描述（Well ID, Run Number, Record Type, Description)VariableVariable 是在description目錄下的數(shù)據(jù)組。一些數(shù)據(jù)組與所有其他數(shù)據(jù)相關(guān)，如TVD Depth等；一些數(shù)據(jù)組只與這個類型數(shù)據(jù)相關(guān)，如DGR數(shù)據(jù)類型下的DGRA,DGRB等。 LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件DATASETLWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件Drilling Activity-鉆井狀態(tài)在INSITE軟件中共分為：drilling,trip in,trip out,circulat

20、ing,none等幾種狀態(tài)。作為一個variable存在于任何一個dataset中。一些dataset利用drilling activity作為標(biāo)識找尋數(shù)據(jù)位置。可以使用drilling activity 激發(fā)實(shí)時應(yīng)用程序（real-time application)。例如：應(yīng)用從下鉆到鉆進(jìn)狀態(tài)的改變來激發(fā)real-time plotting等的實(shí)時顯示。LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件INSITE DatabaseDescriptorDescriptor 作為一種dataset貯存在INSITE database中的well- based目錄中。它是現(xiàn)場工程師建立的，主要用于產(chǎn)生整井的測量報告及曲線圖

21、。主要分為： - Run descriptor - Recor descriptor - Survey descriptor - Variable descriptor LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件Run Descriptor使用多個dataset從 每一趟鉆中。分為： - 基于深度數(shù)據(jù) Desc Run Depth - 基于時間數(shù)據(jù) Desc Time DepthLWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件Record Descriptor使用一個dataset從 每一趟鉆中。分為： - 基于深度數(shù)據(jù) Desc Run Depth - 基于時間數(shù)據(jù) Desc Time Depth - 帶有特殊Description 如

22、Drill modle Lithology Time/depthLWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件Survey Descriptor使用一個dataset 從每一趟鉆中。只有一個Survey DescriptorLWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件Variable Descriptor 使用一個dataset 從每一趟鉆中。根據(jù)Varible 的不同產(chǎn)生不 同的Descriptor LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件Recorded Data處理流程圖LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件Recorded Data處理流程圖說明儀器下井前，使用tool data editor輸入不同的工具參數(shù)，如校正因數(shù)、鉆頭到測點(diǎn)距離。使用CIM downlo

23、ad應(yīng)用程序，同時將CIM的配置數(shù)據(jù)傳輸給井下的CIM短節(jié)及地面的INSITE Database。鉆進(jìn)時，深度監(jiān)測系統(tǒng)(depth-monitoring system)將時間-深度數(shù)據(jù)儲存在Database中。儀器出井后，使用CIM Read應(yīng)用程序?qū)⒃嫉腃IM image file存貯在Database中，同時按順序激發(fā)processing manager和mini- processor,產(chǎn)生相應(yīng)的mini image file。Mini-processor處理相應(yīng)的image file,同時將處理所得的數(shù)據(jù)傳送給Database。LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件Real-time Data處理流程圖LWD基礎(chǔ)理論培訓(xùn)課件Real-time Data處理流程圖說明儀器下井前，使用tool da