淺談大牛地氣田隨鉆測(cè)量?jī)xMWD的故障及保養(yǎng)

劉安魯，高興寶

（中石化華北石油工程有限公司五普鉆井分公司，河南新鄉(xiāng)453700）

淺談大牛地氣田隨鉆測(cè)量?jī)xMWD的故障及保養(yǎng)

劉安魯*，高興寶

（中石化華北石油工程有限公司五普鉆井分公司，河南新鄉(xiāng)453700）

為更好隨鉆監(jiān)控水平井、大位移定向井，單位陸續(xù)引進(jìn)北京海藍(lán)公司YST-48R型MWD無(wú)線隨鉆測(cè)量系統(tǒng)、HALLBURTON公司DWD無(wú)線隨鉆測(cè)量系統(tǒng)、GEOLINK公司LWD地質(zhì)導(dǎo)向隨鉆系統(tǒng)，先后為600余口定向井、水平井提供隨鉆定向服務(wù)。MWD（measurement while drilling）無(wú)纜隨鉆測(cè)斜儀是以泥漿作為介質(zhì)傳輸信號(hào)的一種儀器。我們接觸的儀器共有2種，分別是GEODATA MWD（負(fù)脈沖系統(tǒng)）和SPERRY SUN MWD（正脈沖系統(tǒng)）。通過(guò)近幾年的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，我們的水平井技術(shù)和儀器現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用都得到了很大的提高，對(duì)儀器的操作及應(yīng)用也有了一部分工作經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)針對(duì)我遇到的一些問(wèn)題做一個(gè)針對(duì)大牛地氣田隨鉆測(cè)量?jī)xMWD的故障保養(yǎng)及使用總結(jié)，為大牛地氣田縮短水平井鉆井周期、降本增效提供技術(shù)支持與保障。

隨鉆測(cè)量?jī)x；流量筒；脈沖器；探管；泵壓

1　儀器基本性能的概述

只有熟練的掌握儀器的工作限制條件及對(duì)儀器有更確切的認(rèn)識(shí)，才能更加合理地、有效地使用好儀器。至此總結(jié)出以下幾點(diǎn)。

1.1SPERRY SUN MWD（正脈沖系統(tǒng)）

工作溫度：此套儀器的最高溫度不得超過(guò)125°。

含砂量：含砂量最大不得超過(guò)2%，最好是1%。

泥漿排量：對(duì)于此套儀器1200系統(tǒng)最大排量350～1200加侖，650系統(tǒng)最大排量225～650加侖。否則儀器的沖蝕會(huì)很?chē)?yán)重。

儀器的精度：井斜+/-0.2（°0°～180°），方位+/-1.5° （0°～360°），工具面+/-2.5（°0°～360°）

1.2GEODATA MWD（負(fù)脈沖系統(tǒng)）

工作溫度：此套儀器的最高溫度不得超過(guò)125℃。

含砂量：含砂量最大不得超過(guò)1%，在低排量時(shí)含砂量不得大于3%。

泥漿排量：對(duì)于此套儀器的最大排量不要超過(guò)1100加侖，否則儀器的沖蝕會(huì)很?chē)?yán)重。

壓力損耗：要求壓力損耗最好是750PSI～1500PSI。最低不得小于500PSI。這是因?yàn)槊}沖信號(hào)的產(chǎn)生是靠鉆桿內(nèi)泥漿向環(huán)空泄漏而產(chǎn)生泥漿波動(dòng)的脈沖信號(hào)。若鉆桿內(nèi)的壓力與環(huán)空壓力相近，產(chǎn)生泥漿脈沖信號(hào)就弱，所以要求壓力損耗達(dá)到一定的數(shù)值。

電池筒的使用：電池筒由兩組電池組成，每組7節(jié)電池，每節(jié)提供3.6V電壓，最高使用溫度125℃。電池不加載的時(shí)可放10年，而加載后只能放半年。電池的能量與溫度有關(guān)，在低溫惡劣的環(huán)境下，電能很低，可能會(huì)出現(xiàn)電能不足的現(xiàn)象，應(yīng)在儀器下井前拉一下，使其恢復(fù)電能。電池電壓低于25V不能下井。

儀器的精度：井斜+/-0.1°，方位+/-2°（0°～3°），+/-1.5°（3°～5°），+/-1°（6°～90°），工具面+/-2.5° （0°～360°）。

2　儀器故障分析與保養(yǎng)

只有更深入地了解和掌握儀器的各項(xiàng)性能才能合理地使用儀器［1-2］。在項(xiàng)目啟動(dòng)前，應(yīng)對(duì)儀器進(jìn)行徹底的保養(yǎng)，尤其是對(duì)井下儀器的保養(yǎng)至關(guān)重要，手工具的保養(yǎng)也影響工作的效率。作業(yè)中要注意儀器的保養(yǎng)，只有認(rèn)真地保養(yǎng)才能延長(zhǎng)儀器的使用壽命［3-6］。

SPERRY SUN MWD由于作業(yè)跨度長(zhǎng)，要勤檢查鉆臺(tái)工具并保養(yǎng)，以確保使用時(shí)順手。冬季還要注意傳感器的防凍問(wèn)題，魚(yú)頸要勤清洗，以便使用時(shí)不會(huì)卸不開(kāi)。流量筒要勤檢查。在作業(yè)中，如作業(yè)允許的情況下要勤檢查，以防轉(zhuǎn)子卡東西或扶正器沖壞。參數(shù)選擇要認(rèn)真，工作要仔細(xì)，這也是使用儀器的重要環(huán)節(jié)。

GEODATA MWD在以往的定向作業(yè)中，儀器探管的脈沖寬度，一般設(shè)定為0.75。但考慮到有些地區(qū)的造斜點(diǎn)淺，脈沖信號(hào)易受干擾的因素，將脈沖寬度改為1。對(duì)于探管來(lái)說(shuō)，其脈沖寬度設(shè)置的越大產(chǎn)生脈沖信號(hào)的脈沖器的閥打開(kāi)和關(guān)閥越充分。也就是說(shuō)脈沖信號(hào)的強(qiáng)度越大，所以將脈沖寬度設(shè)置到最大，也就是設(shè)置為1。但反過(guò)來(lái)說(shuō)，在靜態(tài)時(shí)序SSQ和動(dòng)態(tài)時(shí)序DSQ固定的情況下，脈沖寬度越大，地面系統(tǒng)解碼的時(shí)間越長(zhǎng)，所以現(xiàn)場(chǎng)工程師應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到最理想的工作狀態(tài)，也就是說(shuō)等待數(shù)據(jù)的時(shí)間越長(zhǎng)。阻流短節(jié)的應(yīng)用：考慮到某些地區(qū)造斜點(diǎn)淺，在MWD下方加阻流短節(jié)，以保證脈沖信號(hào)強(qiáng)度及其抗干擾性，同時(shí)阻流短節(jié)可降低馬達(dá)噪音對(duì)儀器信號(hào)的干擾。但是工作人員應(yīng)確保增加的壓力不會(huì)導(dǎo)致地面設(shè)備及管匯的超負(fù)荷工作。

下面介紹在使用儀器時(shí)經(jīng)常遇見(jiàn)的一些問(wèn)題：

（1）不管是在陸地還是在海上，在做淺層實(shí)驗(yàn)時(shí)，有時(shí)地面檢測(cè)不到泵壓但能看到波形很好，讓人總感到不踏實(shí)，有一次偶然將PSI改為毫伏，問(wèn)題得以解決，不僅可以檢測(cè)到泵壓，還可以準(zhǔn)確地記錄循環(huán)時(shí)間。

（2）在以往的作業(yè)中曾發(fā)生脈沖器損壞的現(xiàn)象，原因分析如下：

①泥漿排量過(guò)大（1200系統(tǒng)達(dá)到4300L/min，650系統(tǒng)達(dá)到2700L/min），遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)SPERRY SUN MWD技術(shù)要求，造成轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速過(guò)高（最高轉(zhuǎn)速達(dá)3800r/min），而我們又不能要求甲方將排量降下來(lái)，從而導(dǎo)致儀器沖蝕嚴(yán)重，加快了儀器的損壞。

②轉(zhuǎn)子偏磨，導(dǎo)致脈沖器損壞。有時(shí)轉(zhuǎn)子使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成轉(zhuǎn)子橡膠軸承及脈沖器底部耐磨軸承磨損嚴(yán)重，從而造成脈沖器損壞。

③由于小鉆桿不能加濾網(wǎng)所造成的原因，建議能不能加工一些特殊的濾網(wǎng)備用。

④在以往的工作中，我們一直強(qiáng)調(diào)如果發(fā)生儀器沒(méi)信號(hào)要立即起鉆。但這些簡(jiǎn)單的要求往往很難得到甲方許可，尤其是中靶以后，一旦出現(xiàn)儀器問(wèn)題，我們應(yīng)該怎么說(shuō)服多甲方起鉆檢查我們的儀器。按以往的經(jīng)驗(yàn)，如果及時(shí)起鉆檢查MWD儀器，脈沖器往往不會(huì)損壞到報(bào)廢的程度。

（3）工作中曾遇到兩次關(guān)于探管的問(wèn)題，在地面檢測(cè)正常，井口測(cè)試也正常，但下到井底探管出現(xiàn)問(wèn)題。但儀器返廠后測(cè)試都正常，具體是什么原因，我認(rèn)為是：探管老化，使用后的非磁內(nèi)徑擴(kuò)大，扶正器尺寸不合適，在大排量循環(huán)下鉆具震動(dòng)，至使探管與脈沖器傳輸脫節(jié)而造成的。采取措施：檢查非磁鉆鋌內(nèi)徑，入井非磁鉆鋌與扶正器是否相配，只要作業(yè)允許，將儀器提出井口進(jìn)行檢測(cè)。勤調(diào)扶正器位置，減少儀器震動(dòng)及沖蝕。

（4）在QK111-P5井作業(yè)中，由于更換馬達(dá)起鉆，將儀器起出到地面，全部拆開(kāi)檢查都正常后重新組裝。準(zhǔn)備下儀器時(shí)發(fā)現(xiàn)懸掛短節(jié)的定向鍵丟失，我們立即更換懸掛短節(jié)。建議只要作業(yè)允許的情況下，就將儀器拆開(kāi)檢查，可避免一系列的問(wèn)題發(fā)生。

（5）如果遇到?jīng)]有信號(hào)時(shí)，首先觀察泵壓表，泵壓表如無(wú)壓力波動(dòng)則證明井下儀器存在問(wèn)題，檢查泥漿是否含氣泡、電池電壓、脈沖發(fā)生器（砂卡、蘑菇頭掉），如果泵壓表有壓力波動(dòng)則證明地面儀器存在問(wèn)題，檢查壓力傳感器、信號(hào)線、supply box及儀器相關(guān)設(shè)置參數(shù)。

（6）如果遇到信號(hào)解釋不正常時(shí)應(yīng)檢查是否由于環(huán)境噪音影響，同時(shí)檢查泥漿排量和壓力傳感器以及儀器的配置。

（7）MWD無(wú)線隨鉆測(cè)量系統(tǒng)在本區(qū)塊的應(yīng)用中出現(xiàn)信號(hào)減弱的現(xiàn)象，分析認(rèn)為是泥漿含砂量偏高所致，經(jīng)過(guò)活動(dòng)鉆具及循環(huán)除砂后信號(hào)逐漸恢復(fù)正常。

3　結(jié)論與建議

（1）無(wú)線測(cè)斜儀器伴隨著鉆井事業(yè)的發(fā)展，發(fā)揮著它應(yīng)有的作用，為油田鉆井事業(yè)的發(fā)展做出了一定的成績(jī)，但我們也看到，有時(shí)它也會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，為避免不必要的損失與浪費(fèi)時(shí)間，我們要及時(shí)總結(jié)儀器在使用中易出現(xiàn)的故障以及如何排除故障。

（2）敢于嘗試去變換參數(shù)性能，在生產(chǎn)中去創(chuàng)造最佳參數(shù)值。

（3）故障處理中，多因素角度去處理問(wèn)題，以最快的速度解決故障，提高效率。

［1］孫在.Geolink脈沖發(fā)生器與信號(hào)故障分析［D］.西安石油大學(xué)，2011.

［2］涂兵.MWD中泥漿脈沖信號(hào)辨識(shí)及地面適配技術(shù)研究［D］.北京工業(yè)大學(xué)，2013.

［3］張炳順，劉月軍，呂志忠，等.Baker LWD無(wú)線隨鉆測(cè)井系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用與維護(hù)［J］.石油鉆采工藝，2008（1）：115-117.

［4］許晶，劉策，賈桑，呂小維.MWD隨鉆測(cè)井儀定向短節(jié)常見(jiàn)故障分析及維護(hù)［J］.石油儀器，2013（4）：85-86.

［5］代百祥，左興龍，馮順彥，等.MWD與GIR隨鉆測(cè)井組合儀的原理及其應(yīng)用［J］.石油儀器，2013（3）：18-20.

［6］張煥亮.無(wú)線隨鉆儀器在使用過(guò)程中常見(jiàn)的故障及排除方法［J］.中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2014（8）：82.

TE2

B

1004-5716（2016）07-0056-02

2015-06-20

劉安魯（1985-），男（漢族），河南新鄉(xiāng)人，助理工程師，現(xiàn)從事定向井技術(shù)研究及現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)工作。