電磁波隨鉆測量儀器測量效果影響探討

陳斌

摘要：電磁波隨鉆測量儀器可實現對于電磁波地層中信號衰減這一表現的準確預測，其在優化施工參數表現、提高電磁波隨鉆測量水平方面技術優勢明顯，可全面提高鉆采工程技術實踐應用有效性與質量水平。本文中簡單探討了電磁波隨鉆測量儀器，為其建立分析模型，深入探討儀器本身對于碎鉆測量效果的具體影響。

關鍵詞：電磁波隨鉆測量儀器;測量效果影響因素;分析模型;鉆井深度

電磁波隨鉆測量儀器對于測量效果的影響較大，要結合適應性評價與電磁波隨鉆測量技術改進展開分析，深度探討其具體效果影響作用，如此更有利于地層電阻率的有效增加與信號傳輸機制有效構建。

一、關于隨鉆測量儀器

隨鉆測量儀器即電磁波隨鉆測量儀器（Measure While Drilling，MWD），它一般包含了兩種信號傳輸方式：泥漿壓力脈沖MWD傳輸方式主要采用定向井配合水平井井眼軌跡測量泥漿脈沖內容，依托連續液相鉆井循環介質工產生傳遞壓力脈沖信號，但并不適合于氣體、泡沫以及充氣鉆井形式;其次還有電磁波隨鉆測量EM-MWD方式，該方式受到介質影響最小且數據傳輸速度較快，能夠滿足常規液鉆井、氣體鉆井以及霧化充氣鉆井等多種鉆井施工要求，對于有效解決泥漿脈沖MWD系統難題方面表現突出。就EW-MWD技術而言，它對于多種因數指標如電磁波信號衰減、信號頻率、地層電阻率調整方面表現突出，可實現因數參數動態調整，配合數值計算方法求解計算過程，結合有限元法深度研究低頻電磁波信號傳輸客觀規律，建立定量評價信號衰減影響因素，然后針對性的改進隨鉆測量施工過程，影響測量效果。就目前來看，有效提高EM-MWD技術的測量深度與綜合性能是非常有必要的。

二、EM-MWD的模型構建

利用EM-MWD技術構建模型，結合井下儀器與地面系統展開測量工作，如此可以形成一套完整的電流回路，保證電流回路建立絕緣短節中心四周擴散機制，保證地表分析電流回路，結合地面系統采集井口鉆具分析井口距離（井口距離控制在30～50m）。一般來說，其井下測量數據需要實現井口軌跡有效調整，結合井下數據采用EM-MWD技術。在電流上段專注過程中建立兩大過渡層配合地層形成電流回路，確保鉆井循環介質有效優化。必須假設鉆柱井口內鉆柱中心線，分析井口中心線重合過程。

三、EM-MWD技術的測量效果影響因素分析

采用EM-MWD技術的側臉效果影響因素有很多，下文結合4點展開分析：

（一）鉆井循環介質測量效果影響因素分析

在采用水基鉆井液過程中，要將其直接設置為鉆井循環介質，結合低頻電磁波信號衰減過程進行分析，可考慮采用1V恒電壓，結合計算結果進行分析。在采用EM-MWD信道衰減程度展開分析，確保恒電流與恒功率情況下鉆井液條件下信號衰減明顯增加分析氣體鉆井速度，接收相同強度信號內容。如果在鉆井條件過程中，需要分析EM-MWD發射功率對氣體鉆井過程進行分析，優化發射信號頻率增加，參考發射信號頻率增加機制，優化發射功率差值變大這一問題，如此更有利于EM-MWD信號有效傳輸。

（二）鉆井深度測量效果影響因素分析

要結合鉆井深度測量分析信號衰減主要影響因素，分析深度增加過程分析鉆井深度，保證分析電壓值急劇減少這一情況分析電壓信號衰減較快問題。就計算過程中充分考慮鉆桿接頭電阻情況，結合實際工況保證接頭電阻問題。最大限度上增加鉆桿整體縱向阻抗問題，同時結合信號衰減問題展開進行分析，確保鉆井深度測量效果產生正向影響。

（三）信號頻率測量效果影響因素分析

在分析信號頻率測量效果影響因素過程中，必須對EM-MWD信號頻率改變問題進行分析，了解它所引發的多方面改變：第一方面是趨膚效應阻抗改變，第二方面是位移電流耦合電容改變，第三方面是渦流感抗與表面阻抗改變。結合三大改變分析EM-MWD的基本信號發射頻率，了解10Hz范圍以上的接地電阻變化（應<0.02Ω）。整體來講，就是要配合趨膚效應對阻抗以及耦合電容所引發的位移電流進行分析，深度研究其位移電流對于信號所產生的具體衰減作用，如果衰減作用較小即可忽略。

再一點就是分析渦流感抗，結合EM-MWD分析金屬組安康電流泄露問題，結合地層中所形成的回路進行有效理解，形成尺寸較大電感作用。在電感長度逐漸增加、頻率逐漸升高過程中，需要分析感抗極具增加效果，了解信號衰減速度在這一階段是會明顯加快的。

最后要分析表面阻抗，結合物體介質表面電荷移動展開分析，了解電流流動難易程度與相應物理量變化，結合計算結果顯示表面阻抗與接地電阻數量級變化，分析地層電阻率減小情況下的表面阻抗影響顯著變化。在這一過程中，還要適當提高信號通信頻率，對地面接收信號強度急劇衰減問題進行針對性分析。實際上，伴隨信號頻率的不斷升高，EM-MWD技術支持下的測量過程也會發生變化，其中縱向單位背景下的金屬電阻與橫向單位接地電阻在比值方面會直接影響信號衰減程度，其比值越小越有利于信號的正常傳輸過程。

（四）下段鉆柱長度測量效果影響因素分析

最后要分析在EM-MWD技術背景下的下段鉆柱長度測量效果影響因素，結合地面接收向好強度分析鉆柱長度關系曲線變化。換言之，要在有效增強地面信號接收強度的過程中調整下段鉆柱長度，直接從5m延長到1000m，結合計算地面接收信號強度分析信號增加數量級，隨時隨地動態了解其下段鉆柱長度變化。

總結：

綜上所述，電磁波隨鉆測量儀器測量效果的具體影響因素眾多，它在配合低頻電磁波在地層中傳輸信號過程中，其信號衰減程度會伴隨井深、發射頻率增加而發生改變。為此必須有效減小發射頻率并提高EM-MWD隨鉆測量儀器測量效果，優化調整測量深度。而在適當延長發射天線方式過程中也需要增加絕緣短節的下鉆柱長度，如此對于減小信號衰減是有幫助的，同時它也在某種程度上增加了地面接收信號強度，如此對于提高EM-MWD電磁波碎鉆測量效果是具有極大幫助的。

參考文獻：

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