井下測試數據無線傳輸技術探討

袁欣（黑龍江省大慶市油田責任有限公司測試服務分公司第六大隊，黑龍江 大慶 163114）

隨著社會的不斷發展，油氣勘探開發也隨之不斷深入，對試油資料的采集和錄取質量要求也越來越高。在當前的常規試井測試當中，無法實現對井底壓力、溫度變化的實時監測，在壓力計起出井底之前，也不能對井底的情況進行確切的掌握，從而會給現場測試施工造成很多困擾。而采用無線傳輸技術，能夠實時將數據傳輸到地面，讓施工人員及時了解井底情況，從而提高測試成功率。

1 跨DST測試閥井下直讀無線傳輸技術

該技術的實施是由井下存儲式壓力計和數據接收器共同實現的。先將壓力計安裝在壓力計托筒中，隨著測試管柱下井。利用電纜將接收器下放到測試閥上游，進行定位對接。然后通過電磁耦合等方式，建立DST測試閥接收器和壓力計的無線通訊，對井下數據進行讀取，最后通過電纜傳輸到地面。這樣就能夠對井下情況進行實時監測，確保施工順利進行。但是，由于該技術的應用需要對井下測試工具進行改造，因此在實際施工過程中，其應用和普及受到了一定的限制。

2 井下遠程無線傳輸技術

2.1 低頻電測波遠程無線傳輸技術

該技術是由法國地質服務公司研究開發的，它能夠支持在137.92MPa和150℃的環境之下進行工作[1]。但是在地層當中，電磁波容易產生十分嚴重的衰減現象，同時也會受到低頻噪聲和沖擊隨機噪聲的影響。因此，其傳輸距離通常是能達到1000m，因而只能應用在淺井測試當中。

2.2 井下聲傳輸遠程遙測技術

該項技術是利用鉆桿和油管的聲傳播特性而實現的。早在1948年，美國太陽石油公司就對其進行了研究試驗，但是受到嚴重的衰減影響而被迫中止。經過多年的研究，發現了對該項技術的應用效果產生影響的因素主要有色散特性、多重反射和散射、波形轉換、聲換能器的設計與安裝等方面。因此，在聲傳輸技術當中存在的主要缺陷為窄帶頻移、非線性、回波振鈴、以及信號微弱和信號衰減等方面的問題。在氣井當中，由于對聲波傳輸的影響較大，因此目前該項技術僅應用于油井測試中。

2.3 智能鉆桿技術

目前，智能鉆桿技術能夠有效實現井下儀器和井上系統的告訴傳輸，最快可達5700B/s，能夠承受1724MPa的高壓和150℃的高溫。不但能夠起到普通鉆柱的作用，還能夠實現數據的傳輸和電力的輸送等功能。不過該技術也存在著加工困難、密封要求高等缺陷，在進行鉆柱裝卸時容易使結構損壞，而且操作難度較大，數據傳輸的可靠性較低[2]。

2.4 電磁隨鉆測量技術

該項技術在誕生之初，并沒有得到十分廣泛的應用。這是由于其遙測深度只能達到3000m以內，同時可靠性和穩定性較低。此后為了解決這些問題，研發出了擴展線程EM-MWD工具，主要可分為發射天線延伸型和信號中繼轉發型。該項新型技術能夠有效的降低信號衰弱現象，從而實現更深度的測試。但是，該項技術目前仍處于研究和發展階段，還有很多問題需要解決。隨著科技的發展，這項技術必將得到進一步的優化與完善，從而更好的進行井下測試工作。

3 井下測試數據無線傳輸技術的比較

井下測試數據無線傳輸技術具有支持實時監測、無需中斷施工等優勢，成為了未來油氣井測試重要的發展方向[3]。在對油井進行井下測試的過程中，無論測試地點如何改變，鉆桿的位置都不會隨之變化，因此不需要對測試套管進行絕緣處理。在眾多無線傳輸技術當中，聲傳輸技術可以應用于海上測試、套管井、裸眼井等測試要求。但是由于會受到井下信道衰減的影響，其傳輸速率小于10bit/s，傳輸距離也在2000m以內。

而利用中繼器的方式，能夠提高無線傳輸的距離。但是其具有成本高、時效性低、維護風險大等缺陷。而以井下聲傳輸為基礎的存儲直讀式遠程無線傳輸技術能夠提高原有的傳輸距離，也可以解決無線傳輸深度不足等方面的問題，因而對于實現不同深度的油井測試具有很大的意義。

4 結語

對于井下測試數據無線傳輸的各項技術來說，普遍具有著簡單、實時、安全、操作方便等方面的優勢，因此具備十分廣闊的發展前景。其中，相比于低頻電測波地層遙測技術來說，鉆桿聲遙測能夠應用于更多的場合，不會受到地層特性的影響，但是會受到信號衰減的影響。而EM-MWD又會受到地層特性的影響。同時由于其發射的電測功率較大，耗費能量也較多。綜合以上這些情況，對于井下測試數據無線傳輸技術還需要進行進一步的研究。

[1]張明友.井下測試數據無線傳輸技術探討[J].鉆采工藝,2011(1):48-50.

[2]王勁松.非接觸式油氣井測試信號變送器的研究[J].測控技術,2012(2):115-118.

[3]李成.存儲直讀式鉆桿地層遠程遙測研究[J].天然氣工業,2011(8):54-56.