石油水平井钻井EM-MWD信号传输特性分析

发布时间：2020-02-16 13:41

【摘要】：电磁随钻测量(EM-MWD)在钻进过程中可以实时向地面传输井下工程参数(井斜角、方位角和工具面角等)和地质参数(地层电阻率和地层自然伽马值等),是实现井眼轨迹监测与控制的重要技术手段,且具备信号传输不受钻井液性质、排量大小限制,传输速率高等优点。合理的信号传输模型可用于分析电磁信号传输特性,是EM-MWD系统设计与改进的基础。目前,国内外主要理论模型为电场模型和电路模型,且只能应用于EM-MWD信号传输通道为轴对称结构的井型,而水平井中EM-MWD信号传输通道为非轴对称结构,故传统理论模型无法用于分析水平井中EM-MWD信号传输特性。本文提出了一种适用于水平井中EM-MWD信号传输特性分析的三维有限元模型,并结合导师自主研发的EMMWD系统进行野外实验,分析水平井中EM-MWD信号传输特性,指导EMMWD系统的设计和改进。实验结果表明:仿真分析结果与实验结果规律一致。第一章为引言部分,阐述了建立水平井中EM-MWD信号传输三维有限元模型的意义,并在充分调研和分析EM-MWD系统和信号传输模型研究现状的基础上,确定了本文的研究内容和技术路线,阐明了本文的创新点。第二章为EM-MWD信号传输的基本原理,主要阐述了EM-MWD信号激励方式、电磁随钻测量理论模型和和水平井中信号传输信道。第三章为水平井中EM-MWD信号传输仿真分析,首先阐述了有限元仿真分析的基本原理,再分别从地面接收电极方位和极距、水平段长度、直井段深度和钻遇地层电阻率四个方面分析了水平井中EM-MWD信号传输特性。第四章为实验验证,主要运用导师自主研发的EM-MWD系统,进行EMMWD信号传输野外实验,并从地面接收电极方位、极距和水平段长度三个方面,验证了仿真分析结果与实验结果规律的一致性。第五章为结论与展望,主要阐述了应用三维水平井有限元仿真模型的研究成果,并提出了下一步研究工作的展望,以期补充和完善水平井中EM-MWD信号传输特性。
【图文】：

付信信：石油水平井钻井 EM-MWD 信号传输特性分析极。EM-MWD 系统在井下测量参数和发射载有参加激励源时，钻井液、套管和地层等形成一个回路下信号采集单元将采集到的地质和工程参数进行编过电磁信号发送至地面，地面接收机通过接收井架进行滤波和解码，最终获取 EM-MWD 系统井下测可为现场施工提供指导。该激励方法具有以下优势电磁信号发射效率较高，不需要较大的信号发射功D 系统井下作业时间，，提高工作效率。但其难点在的抗剪切、抗扭矩能力，又要求其绝缘性好。3 2 1

中国地质大学硕士学位论文参数进行编码等，随后将编码后的数据通过电磁信过接收井架和电极间的原始信号波形，并进行滤波参数。井下所测量的参数可为现场施工提供指导。层中出现两个回路，而有效回路只有一个，导致了了 EM-MWD 系统井下作业时间；并且由于钻具外致了钻柱外径增加，易发生卡钻事故。方式为 EM-MWD 系统最基本有效的两种模式，在括中继接力式、延长线式电磁随钻测量系统，本文励装置。3 2 1
【学位授予单位】：中国地质大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE243

【参考文献】

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9 张东旭;白t

本文编号：2580116