井下电磁中继传输技术的研究及其应用.pdf

科技导报2015，33（15） 井下电磁中继传输技术研究及应用井下电磁中继传输技术研究及应用 胡越发，杨春国，高炳堂，王立双 中国石化石油工程技术研究院，北京，100101 摘要摘要 钻井过程中，可以通过随钻测量技术实时获取井下工程参数及地质参数。电磁随钻测量技术有着其他随钻测量技术难以 比拟的优势，但其易受到地层电阻率的限制，导致电磁信号传输深度较浅，因此电磁信号的传输深度是电磁随钻测量技术发展和 应用的最大制约因素。分析表明，采用中继传输技术是提高电磁信号传输深度最直接、经济的方法。为此，开展了井下电磁信号 中继传输特性理论研究，确定了中继器电磁激励方式和天线结构，建立了井下电磁信号中继传输模型；设计了中继器开发方案。 根据方案，完成了中继器工程样机的研制，并进行了现场应用实验。实验表明，采用井下电磁信号中继传输技术可有效提高 EM-MWD仪器的传输深度，每级中继器可以提高传输深度70%以上，从而使电磁信号的传输深度不再受制于地层电阻率，拓展 了EM-MWD仪器的使用范围。 关键词关键词 EM-MWD；中继传输；中继器 中图分类号中图分类号 TN929.4 文献标志码文献标志码 A doidoi 10.3981/j.issn.1000-7857.2015.15.010 Researchandapplicationofdownholeelectromagneticrelay transmissiontechnology HUYuefa,YANGChunguo,GAOBingtang,WANGLishuang SinopecResearchInstituteofPetroleumEngineering,Beijing 100101,China AbstractAbstract Inthedrillingprocessreal-timedownholeengineeringparametersandgeologicalparameterscanbeobtainedbytheMWD technology which has greatly promoted the development of drilling technology. Electromagnetic MWD technology has unique advantages, but it is vulnerable to formation resistivity restriction and results in a smaller depth of electromagnetic signal transmission.Therefore,thetransmitteddepthofelectromagneticsignalisthegreatestconstraintinthedevelopmentandapplication ofEM-MWD.Therelaytransmissiontechnologyisthebestwaytoimprovethetransmissiondepthofelectromagneticsignal.Forthis reason,inthispapertheoreticalresearchofelectromagneticsignaltransmissioncharacteristicsisconducted,andtheelectromagnetic excitationmodeofrepeaterandtheantennastructurearedetermined.Thenanelectromagneticsignalrelaytransmissionmodelanda repeaterdevelopmentprogramareestablished.Onthisbasis,therepeaterandapplicationexperimentsaredeveloped.Experimental resultsshowthatthedownholeelectromagneticrelaytransmissiontechnologycanimprovethedepthofEM-MWD.Thetransmission depthcanbeincreasedmorethan 70 percentbyeachrepeater.Therefo