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YST48R型MWD仪器的Bt值异样分析与判定
YST-48R型MWD仪器的Bt值异样分析与判定
2020年第25卷第4期
石油仪器
PETROLEUMINSTRUMENTS
?
仪器设备?
YST一48R型MWD仪器的Bt值异常分析与判断
乔传尚
(山东科瑞国际油气工程有限公司山东东营)
摘要:
针对YST一48R型MWD(MeasurementWhileDrilling)测斜仪的地磁强度Bt0tal值(简称”Bt值”)在测量过程中
出现异常的问题,通过对测量时的环境因素进行分析,找出了使Bt值产异常的因素,总结了各个因素对Bt值的不同影
响,以及对Bt值出现异常时的定性判断方法.为MWD工程师在今后的测量过程中,对YST一48R型MWD的Bt值出现
异常,提供了判别方法和依据.
关键词:
MWD;Bt值;无磁钻铤;钻井液;磁干扰
中图法分类号:
TE271文献标识码:
B文章编号:
1004—9134(2011)04—0023—03
O引言
MWD技术的广泛应用,使我们在轨迹测量方面
有了更好的测量工具,弥补了单点测斜仪的效率低,不
能实时监测,测量参数少的缺点,也比有线随钻测斜仪
更加简单,灵活,效率更高.但是MWD和单点测斜
仪,有线随钻测斜仪一样,都属于磁性测量仪器,其测
量的精度都受测量条件和环境因素的影响.MWD的
测量精度直接影响到井眼轨迹的控制,中靶率以及与
邻井的防碰问题,所以MWD工程师要具备对影响
MWD测量精度的因素的分析和判断能力.北京海蓝
公司生产的YST一48R型MWD的测量精度准确与
否,主要是通过地磁强度Bt值来判断的.本文以YST
一
48R型MWD为例,介绍了在Bt值出现异常时,通过
对测量环境的分析,找出影响Bt值因素的方法,以便
采取相应的措施,来保证MWD的测量精度,为MWD
工程师对测量精度的判断提供依据和方法.
lYST一48RMWD仪器定向探管工作原理llJ
YST一48RMWD测斜仪是利用当地已知的重力
场和地磁场做为基准定义方向参数,并利用定向探管
坐标系与基准的相互关系计算出方向参数,因此需要
建立探管测量头坐标系是很自然的.测量头坐标系如
图,Y,Z,0直角坐标系的XOZ平面与T形槽定
位面平行,而z轴平行于测量头轴向.三个加速度计
,和三个磁通门,,的敏感轴分别平
行于OX,OY,OZ.因此,前者可以感受重力场的重力
加速度在三个方向上的分
量,后者感受地磁场在三个
方向上的分量.然后在通
过一系列的电路转换和计
算,解算出工具面,井斜,方
位,等参数的值.
2导致历值异常的因
素
由MWD仪器工作原
理可知,磁通门,,
测出来的是地磁场中,y,
Z轴三个不同方向的地磁
场分量值,由磁场分布示意
图lj如图2可知Bt=(矾
++z)1/2.仪器是
图1测量头坐标系示意图
否受到磁干扰是通过值图2磁场分布示意图
来判定的,值在无磁干扰的情况下的值为1,但在
实际施工过程中很难做到无任何磁干扰,所以各个仪
器厂家都给定了值的误差范围,YST一48RMWD
的值范围是l±值在此范围内可认为仪
器工作状态正常,测出的数据值是可信的,否则,值
超出此范围说明仪器的工作状态是非正常的,此时测
量出的数据是不可信的.造成这种情况的原因可归纳
为2个,一是仪器本身出现故障;二是仪器受到外界磁
干扰.外界磁干扰源主要有:
钻井液,地层中的铁矿
第一作者简介:
乔传尚,男,1981年生.钻井工程师,2003年毕业于中国石油大学(北京)石油工程专业,现在山东科瑞国际油气工程有限公司从事
定向井工作.邮编:
257067
石油仪器
PETROLEUMINSTRUMENTS2011年08月
物,底部钻具组合,邻井,无磁钻铤被磁化等.
钻井液
钻井液对磁性仪器的影响主要是因为钻井液有一
定的磁性,会产生干扰磁场,从而影响值.钻井液
中的磁性来源主要分为三部分,一是基浆本身会有磁
性;二是加重材料如重晶石,钛铁矿等会产生磁性干
扰;三是钻柱和套管磨损产生的铁屑会产生磁性干扰.
钻井液产生的磁干扰存在于仪器周围,对磁通门,
&值都会产生影响,从而影响测出的方位角的准
确性.钻井液磁干扰导致对方位角的测量误差如图3
所示[引.
图3横轴磁场上1%的误差(刻度误差)造成的方位误差图
地层中的铁矿物
地层中的铁矿物对磁性仪器的影响也是很大的,
在有铁矿物存在的地区使用YST一48R测量时,如果
发现值出突然出现异常,就要考滤铁矿物的影响
因素,比如在赣西,湘东地区分布有赤铁矿;在东北,华
北地区分布有磁铁矿;在河北,山西,安徽,云南,内蒙
古等地均有铁矿【;长垣的上侏罗系,四川盆地下三迭
系飞仙关组和侏罗系上沙溪庙组等都含有磁性层5.
铁矿物对YsT一48R的影响有明显的特征,一般都是
在地层的交界处Bt值突然出现较大的异常,从返出的
岩屑成分中可以发现磁性矿物含量有明显增加,穿越
这个层位后,值就会正常.
钻柱
钻柱都是由合金钢材制成的,能产生很强的干扰
磁场,尤其是钻铤,稳定器,动力钻具和短钻铤等离
MWD仪器较近的工具,产生的磁干扰极大,而且钻柱
的磁干扰是一直存在于整个MWD测量过程中的.如
果无磁钻铤的长度不够,或是对磁干扰的屏蔽能力不
强,那么钻柱产生的磁干扰就直接影响MWD的测量,
3f值异常的判断方法
值出现异常时首先要判断是来自仪器横向的
磁干扰还是来自轴向的磁干扰,由MWD工作原理可
知,表示探管检测到的轴向的磁场分量,B,表
示探管检测到的横向磁场强度分量,由此可知如果Bz
出现异常说明磁干扰来自仪器轴向,如,值异常
则说明磁干扰来自仪器横向.
由公式1[0]计算出真实的仪器轴向磁通门传感
器分量Bz—calc,然后将Bz—calc的值与MWD仪器实
2011年第25卷第4期乔传尚:
YST一48R型MWD仪器的Bt值异常分析与判断?
25?
测出的轴向磁通门传感器分量比较,如果两数据
吻合,说明值异常是由于仪器横向受到磁干扰引
起的,此时就要分析与邻井套管的距离是否过近,所钻
地层中是否含有铁矿物等;如果两数据差别较大,说明
仪器轴向也受到磁干扰,此时要考滤无磁钻铤是否被
磁化,无磁钻铤长度是否合适,钻井液中是否含有磁性
物质等.
Bz—
calc=Btotal—
actual×COSn/p×COSAZI×
sin/NC+Btotal—actual×sino/t,×COS/NC
(1)
式中,Bz—calc为真实的轴向磁通门传感器的分
量;Btotal—actual为井口本地真实磁场强度;D/p为本
地的磁力线倾角;A为实测方位角;/NC为实测井斜
角
4应用实例
在延长油田铁53—13井施工过程中,该井是丛式
井组中的第3口井,在井深1125111时,值开始出现
异常,测量数据如表值出现异常之后,通过公
式1的计算,判断出是仪器横向受到磁干扰,因为是丛
式井,所以当时首先考虑到的原因是邻井套管的干扰,
但是从防碰图上来看,该井与邻井的距离,这
个距离是安全距离,不会对仪器产生影响,然后就对返
出的岩屑进行分析,该层位并不含有铁矿物,排除了地
层铁矿物产生磁干扰的可能.将钻具起到井深1100
m,重新测量,发现值正常,由此说明仪器本身没有
故障.最后,又重新从邻井套管着手分析,因为该井组
的前2口井是由其他公司提供的定向技术服务,防碰
图也是他们画的,当时怀疑防碰图有错误,于是就按上
2口井的电测数据,重新画防碰图,新画的防碰图与原
防碰图相差很大,原防碰图数据确实有误,从新防碰图
上看,该井与邻井距离只有,采用重力工具面,
对井身轨迹进行防碰调整后,值恢复正常,由此可
见井深1125in时出现的值异常是由于邻井套管
产生磁干扰引起的,正确判断导致值异常的原因,
在钻井施工过程中十分重要,尤其是在防碰方面能给
技术人员提供很好的帮助.
表1Bt值异常时测量数据
5结论与建议
为了避免MWD仪器的Bt值出现异常,以保证测
量数据的准确性,在日常施工过程中,工程技术人员应
注意以下几点:
(1)在钻井液中不要使用含有磁性物质的材料,如
果必须使用时,应告知MWD工程师,在测斜前将井内
含有磁性物质的钻井液置换出来,以避免钻井液磁干
扰对MWD的影响.
(2)要正确选择和使用无磁钻铤,在不同地区,不
同的井斜角和方位角时,要选用不同长度的无磁钻铤.
在日常施工中,要对无磁钻铤进行定期的检测,对相对
磁导率不在合格范围内的无磁钻铤,要进行更换,不能
再作为无磁钻铤使用,可以作为普通钻铤使用.
(3)MwD工程师要在施工前,对地层中是否含有
磁性物质要有一定的了解,以便当值在该地层中
出现异常时,能及时的做出判断.
(4)MWD工程师要掌握邻井资料,并在施工中做
好防碰扫描,以避开邻井套管的磁干扰对MWD仪器
的影响.
参考文献
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(2)
(收稿日期:
201l一03—24编辑:
刘雅铭)
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