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(xiàn)對于電磁波地層中信號衰減這一表現(xiàn)的準(zhǔn)確預(yù)測，其在優(yōu)化施工參數(shù)表現(xiàn)、提高電磁波隨鉆測量水平方面技術(shù)優(yōu)勢明顯，可全面提高鉆采工程技術(shù)實踐應(yīng)用有效性與質(zhì)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(guān)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(jié)合適應(yīng)性評價與電磁波隨鉆測量技術(shù)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(gòu)建。

一、關(guān)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(nèi)容，依托連續(xù)液相鉆井循環(huán)介質(zhì)工產(chǎn)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(zhì)影響最小且數(shù)據(jù)傳輸速度較快，能夠滿足常規(guī)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(tǒng)難題方面表現(xiàn)突出。就EW-MWD技術(shù)而言，它對于多種因數(shù)指標(biāo)如電磁波信號衰減、信號頻率、地層電阻率調(diào)整方面表現(xiàn)突出，可實現(xiàn)因數(shù)參數(shù)動態(tài)調(diào)整，配合數(shù)值計算方法求解計算過程，結(jié)合有限元法深度研究低頻電磁波信號傳輸客觀規(guī)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(shù)的測量深度與綜合性能是非常有必要的。

二、EM-MWD的模型構(gòu)建

利用EM-MWD技術(shù)構(gòu)建模型，結(jié)合井下儀器與地面系統(tǒng)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(jié)中心四周擴散機制，保證地表分析電流回路，結(jié)合地面系統(tǒng)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(shù)據(jù)需要實現(xiàn)井口軌跡有效調(diào)整，結(jié)合井下數(shù)據(jù)采用EM-MWD技術(shù)。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(huán)介質(zhì)有效優(yōu)化。必須假設(shè)鉆柱井口內(nèi)鉆柱中心線，分析井口中心線重合過程。

三、EM-MWD技術(shù)的測量效果影響因素分析

采用EM-MWD技術(shù)的側(cè)臉效果影響因素有很多，下文結(jié)合4點展開分析：

（一）鉆井循環(huán)介質(zhì)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(shè)置為鉆井循環(huán)介質(zhì)，結(jié)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(jié)合計算結(jié)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(nèi)容。如果在鉆井條件過程中，需要分析EM-MWD發(fā)射功率對氣體鉆井過程進行分析，優(yōu)化發(fā)射信號頻率增加，參考發(fā)射信號頻率增加機制，優(yōu)化發(fā)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(jié)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(jié)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(jié)合信號衰減問題展開進行分析，確保鉆井深度測量效果產(chǎn)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(fā)的多方面改變：第一方面是趨膚效應(yīng)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(jié)合三大改變分析EM-MWD的基本信號發(fā)射頻率，了解10Hz范圍以上的接地電阻變化（應(yīng)<0.02Ω）。整體來講，就是要配合趨膚效應(yīng)對阻抗以及耦合電容所引發(fā)的位移電流進行分析，深度研究其位移電流對于信號所產(chǎn)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(jié)合EM-MWD分析金屬組安康電流泄露問題，結(jié)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(jié)合物體介質(zhì)表面電荷移動展開分析，了解電流流動難易程度與相應(yīng)物理量變化，結(jié)合計算結(jié)果顯示表面阻抗與接地電阻數(shù)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(dāng)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(shù)支持下的測量過程也會發(fā)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(shù)背景下的下段鉆柱長度測量效果影響因素，結(jié)合地面接收向好強度分析鉆柱長度關(guān)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(diào)整下段鉆柱長度，直接從5m延長到1000m，結(jié)合計算地面接收信號強度分析信號增加數(shù)量級，隨時隨地動態(tài)了解其下段鉆柱長度變化。

總結(jié)：

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(fā)射頻率增加而發(fā)生改變。為此必須有效減小發(fā)射頻率并提高EM-MWD隨鉆測量儀器測量效果，優(yōu)化調(diào)整測量深度。而在適當(dāng)延長發(fā)射天線方式過程中也需要增加絕緣短節(jié)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。

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