《LWD基础理论培训》PPT课件.ppt

LWD LoggingWhileDrilling LWD 公司简介LWD简介井下系统介绍地面系统及软件说明数据管理器 公司简介 1929 Sperry sun公司建立1978 开始研究MWD1981 NL工业公司购买Sperry sun1994 与Dresser工业公司合并1987 成为Dresser有限公司的一个部门1999 Dresser公司与Halliburton合并1999 成为Halliburton能源公司的一个部门 LWD功能简介 LWD井下仪器部分为随钻实时测量井眼轨迹参数和地层参数 控制井下脉冲器传送脉冲信号 供地面仪器检测并解码 提供实时监测以利于调整作业参数 作业程序 井下存储测量数据 起钻至地面时可下载数据至地面仪器以供处理 提供作业者所需的各种准确报告及数据 LWD作业优势 满足各种定向井测量 地层评价和随钻录井在地层没有受到进一步的污染前 提供更准确的地层数据 以利于对地层进行准确的判定及评估 大大提高了钻井时效 降低了建井周期 避免了因电缆测井而引起的各种潜在的作业危险性 LWD系统 LWD的五个组成部分 井下计算机系统 BusMaster脉冲器定向传感器地层评价传感器地面计算机系统 井下传感器 按构造分为 Sonde型Insert型 Insert Sonde 仪器部件 泥浆 仪器部件 泥浆 井下仪器总成 井下计算机系统BusMaster 什么是BusMaster 控制井下的传感器所有功能控制井下脉冲器及传感器的所需电源储存数据 传输 交换数据及信息 井下计算机系统BusMaster 当前工具可以作为BusMaster HCIM H是指处理器的类型 CIM是CentralInterfaceModule PCDPressureCaseDirectional HCIM H CentralInterfaceModule 工具说明 HCIM的功能与位于UpperBus上的PCD通讯 通过PCD控制脉冲器传送各探管的实时数据为井下探管提供电能 并具有过电电路保护功能 HCIM H CentralInterfaceModule 工具说明 HCIM的结构HCIM内部包含5Mb闪存 FlashRAM HCIM控制的总线地址可达到256 具有挂接256个探管的能力HCIM锂电池提供LowerBus探管的工作电源内部时钟电流控制电路 HighCurrentArbitration 井下脉冲器 正脉冲发生器 减小泥浆流道面积增加钻具内钻井液压力 定向传感器 Sonde型正脉冲 MEPMud pulseElectronicProbe hardwareswitch DEPDirectionalElectronicProbe softwareswitch DEPIIDirectionalElectronicProbeII softwareswitch PCDPressureCaseDirectional softwareeditswitch 提供井眼轨迹测量数据控制脉冲器传送数 定向传感器 PCD 测量参数及精度最高温度 150 最高压力 18000PSI 125MPa 井斜范围 0 180 井斜精度 0 2 方位范围 0 360 方位精度 1 5 工具面精度 2 8 地层评价传感器的分类 按功能分类SmartSensor探管内装有时钟 内存 可自行控制数据的采样周期以及存储测量数据LWD仪器中SmartSensor有SLD PWD DDS与HCIM连接使用时 需定时与HCIM的时钟进行同步 地层评价传感器的分类 按功能分类DumpSensor探管内只有传感器和相关电路 没有自己的时钟和存储器数据的采用周期由HCIM时钟控制 测量的数据也存入HCIM内的存储器中LWD中属于DumpSensor的探管有DGR CN 地层评价传感器的分类 按功能分类SemiSmartSensor探管内有自己的存储器 但没有时钟 数据采用周期由HCIM控制 测量数据存储于自身的存储器中LWD仪器中属于SemiSmartSensor的探管有EWR P4 地层评价传感器 DGR Dumpsensor Insert型DualGammaRay DGR 测量来自地层的自然gamma射线 使用两块9 长的Geiger muller电离接受器 BankA和BankB为独立工作 如果有一块工作不正常 地面软件可利用另一块接受器数据绘制准确的曲线图 地层评价传感器 DGR 工作参数 最小采样率 8秒 测量范围 0 380API 测量精度 3API 垂直测量 9英寸 地层评价传感器 EWR SemiSmartSensor Insert型ElectromagneticWaveResistivity EWR 电磁波可以在地层中进行传播 接受器测量的确为相移及信号强度 相移是因为电磁波长改变单位 度 信号强度是指电磁波在地层中传播时强度的改变 单位 分贝DB 地层评价传感器 EWR 地层评价传感器 EWR 工作参数 最小采样率 4秒 测量范围 0 05 2000ohm m 测量精度 1 垂直测量 6英寸 探测范围 0 2欧米100欧米XS15 35 S18 48 M24 70 D30 95 地层评价传感器 CN DumpSensor Insert型CompensatedNeutronPorosity CN Am241 Be中子源放出快中子 快中子与地层和空隙中的液体的原子核相碰撞 损失能量后 快中子变为热中子 不稳定的热中子被捕获放出gamma射线达到稳定状态 从快中子到捕获的过程主要与氢原子量有关 地层评价传感器 CN 工作参数 最小采样率 10秒 测量范围 0 70pu 测量精度 0 5 1pu 垂直测量 24英寸 地层评价传感器 SLD SmartSensor Insert型StabilizedLithologyDensity SLD 伽玛源Cs 137向地层放射出每束能量为662Kev的伽玛射线NaI接收到经过地层传送过来的射线 并根据每束射线的能量大小放射出不同亮度的光脉冲每个光脉冲经过光电倍增管 PMT 被转化为不同强度的电流脉冲预放大器将电流脉冲转化为电压脉冲 地层评价传感器 SLD 在SLD内存中可记录到探测器接收到分布在不同能量段的伽玛射线的脉冲数 能谱 SLD内部微处理器对能谱进行分析 得出地层的密度 钻井效率传感器 DDS SmartSensor Insert型DrillstringDynamicsSensor DDS 提供实时井下振动数据 X Y Z 判断井下钻具工作情况BitbounceLateralshockBitwhirlStickslip 钻井效率传感器 PWD SmartSensor Insert型PressureWhileDrilling PWD 提供精确的环空 钻具内压力 进行realtime recorded semi realtime数据传输 主要用于井的控制 监测泥浆性能 井漏实验 用于欠平衡钻井 观测井喷 井涌等 和监测井眼清洁情况 数据匹配 井下系统记录数据 时间 井下实测井眼数据地面系统记录数据 时间 深度数据匹配 深度 井下实测井眼数据 地面计算机系统 INSITE系统仍然在研发改进中 引进版本4 0505 现最高5 2 3 WindowsNT支持MWD LWD等 什么是INSITE INSITE是基于技术和工程信息集成系统 其全为IntegratedSystemforInformationTechnologyandEngineering 使用WindowNT操作系统 支持所有由Sperry sun研发的钻井仪器 支持单独及网络工作 集成井场所有的数据到一个支持ODBC标准的数据库中ODBC OpenDataBaseConnectivity 是由微软发展的一种标准数据库 可接收来自EXCEL Access等支持ODBC的数据 什么是INSITE 处理及储存已有的数据 进行实时数据监测Real timeplotting Real timeTableReal timeDisplay Real timeAlarm等 利用实测 处理数据及收集的数据提供所需要的各类功能强大的数据计算及分析功能Windows98程序129MBINSITE程序152MB 提供客户所需的数据报告和地层曲线图 Real timeapplication 用于显示钻井参数和MWD工作的R T模板 网络工作 Caculation应用程序 Caculation应用程序 INSITE现场操作流程 LogHeaders INSITE现场操作流程 SurveyReport TripleCombo组合曲线图实例 INSITE菜单显示 INSITE菜单显示 INSITE菜单显示 INSITE菜单显示 INSITEDataBase INSITEdatabase 数据库 是地面软件系统的核心 主要是为了存储数据和从井下仪器进行数据交换 储存多口井的数据 处理钻井参数 钻具组合的变化 处理实时数据 Real time 和记录数据 recorded 来自不同传感器的数据信息 由于ROP导致的数据密度问题 INSITEDataBase INSITEdatabase同时与INSITE其他的应用程序保持通讯 用以确认整个系统的状态 并可自动接收实时数据 并以特定的格式及单位传输给相应的应用程序 同时也为数据的处理提供必要的数据及信息 例如深度补偿值 数据的校正因数 所测的地层GAMMA数值等 INSITEDatabase结构 Database通常在第一次安装INSITE情况下 Database是空的 但已被设定知道怎样存储及何种数据 其主要数据分为 BagData储存在工具参数 toolparameters 井况数据 welldata 等菜单下 主要存储工工具系列号 校正因数 数据读取日期 井眼数据等 PrivateData以一种INSITE不能显示的格式储存 主要是工具的映像数据文件 如HCIMImageFile INSITEDatabase RecordData储存在Dataset中 主要包含来自工具和传感器的实时数据 Real time 和井下记录数据 Recordeddata 环境数据等Real timedata是指由井下仪器测量并由脉冲器发送到地面系统的井下数据 Recordeddata是指由井下仪器测量但存储在井下仪器的内存中 起钻后由井口读出的数据 DATABASE INSITEDatabase Dataset是储存在Database下的一组数据信息 每组Dataset是根据四个基本键 primarykeys 来区分的 Fourprimarykey是指井名 运行号 数据类型 数据描述 WellID RunNumber RecordType Description Variable是在description目录下的数据组 一些数据组与所有其他数据相关 如TVDDepth等 一些数据组只与这个类型数据相关 如DGR数据类型下的DGRA DGRB等 DATASET DrillingActivity 钻井状态 在INSITE软件中共分为 drilling tripin tripout circulating none等几种状态 作为一个variable存在于任何一个dataset中 一些dataset利用drillingactivity作为标识找寻数据位置 可以使用drillingactivity激发实时应用程序 real timeapplication 例如 应用从下钻到钻进状态的改变来激发real timeplotting等的实时显示 INSITEDatabase Descriptor作为一种dataset贮存在INSITEdatabase中的well based目录中 它是现场工程师建立的 主要用于产生整井的测量报告及曲线图 主要分为 Rundescriptor Recordescriptor Surveydescriptor Variabledescriptor RunDescriptor 使用多个dataset从每一趟钻中 分为 基于深度数据DescRunDepth 基于时间数据DescTimeDepth RecordDescriptor 使用一个dataset从每一趟钻中 分为 基于深度数据DescRunDepth 基于时间数据DescTimeDepth 带有特殊Description如DrillmodleLithologyTime depth SurveyDescriptor 使用一个dataset从每一趟钻中 只有一个SurveyDescriptor VariableDescriptor 使用一个dataset从每一趟钻中 根据Varible的不同产生不同的Descriptor RecordedData处理流程图 RecordedData处理流程图说明 仪器下井前 使用tooldataeditor输入不同的工具参数 如校正因数 钻头到测点距离 使用CIMdownload应用程序 同时将CIM的配置数据传输给井下的CIM短节及地面的INSITEDatabase 钻进时 深度监测系统 depth monitoringsystem 将时间 深度数据储存在Database中 仪器出井后 使用CIMRead应用程序将原始的CIMimagefile存贮在Database中 同时按顺序激发processingmanager和mini processor 产生相应的miniimagefile Mini processor处理相应的imagefile 同时将处理所得的数据传送给Database Real timeData处理流程图 Real timeData处理流程图说明 仪器下井前 使用tooldataeditor输入不同的工具参数 如校正因数 钻头到测点距离 使用CIMdownload应用程序 同时将CIM的配置数据传输给井下的CIM短节及地面的INSITEDatabase 钻进时 利用Depthcard将时间 深度数据储存在Database中 同时将此数据及先前tooldata CIM参数传输给应用程序pulsedetection Pulsedetection使用这些数据产生一个real timedataset 并传输给database Database可以利用产生的real time数据及信息进行real timeplotting real timetable real timedisplay real timemonitoring INSITE数据管理器 使用数据管理器 输入和输出数据 只能以只有INSITE可以识读的ADI文件 文件大小可以从一个dataset到整个的database 利用输出功能备份数dataset 传输dataset到其他客户计算机并进行评价 拷贝 移动和重命名dataset ADI ApplicationDataInterface 输入ADI数据 输出ADI数据 INSITE数据管理器 浏览和编辑dataset Wemustdoeverythingcarefully 谢谢 ToolParameter