油管传输射孔监测仪的研制与应用.doc

油管传输射孔监测仪的研制与应用 赵双志 (／I河石油勘探局测井公司) 摘 要：本文介绍了油管传输射孔监测仪器的原理、技术性能、仪器特点、应用情况。 关键词：油管传输射孔监测仪器广泛应用 0 问题的提出 油管传输射孔由于具有如下的特点，现被各油田广泛应用。其特点为； 。(1)可采用各种有枪身射孔器，以便实现高孔密、深穿透、大孔径、多相位射孔的需要，从而获得最佳 的油气井产能； (2)可以实现较高的负压值射孔，保护油气层提高产能； (3)一次下井可以同时射开较长的井段或多个层段的地层； (4)可以进行电缆射孔难以实现的大斜度井、水平井、稠油井及复杂井的射孔作业； (5)对于高压油气井射孔，安全可靠，可防止井喷； (6)可与地层测试联作，以缩短试油周期，准确录取地层资料。 但由于引爆后是否全部顺利起爆，若是多级射孔(两级以上)，是否可靠传爆，在判断上都有着一定 的困难，特别是在起下油管的过程中误爆将更难于辨认，以至于不能准确及时地分析原因，采取相应的 措施，更可能使后续的作业把现场已破坏掉，以至于难于分析出现问题的真正原因。正是在这种情况 下，研制了这套系统。 1 系统构想 射孔器正常发射后，能够传到地面的物理量有声音讯号、振动讯号和地震讯号(若是加压式起爆方 式，还可检测它的管柱内压力变化情况)，若想实现系统监测，必须对这三种讯号进行收集利用，随着讯 号处理技术的不断提高和微机技术的迅速发展，我们设想第一步先做到能够对射孔器的正常起爆发射 进行准确的判断；第二步能够通过综合信息的分析判断，得出射孔器的是否顺利起爆，当然这一步实现 起来比较困难，因为它必须在两个前提下才能完成，一是对这种讯号要有很强的处理能力，二是必须对 各种井况、各种器材的射孔器传爆的信息有比较全面的清楚的认识，这需要做大量的基础工作。 2 系统的实现 2．1技术原理 在施工过程中，先把地震传感器插在距井口20m以内的地面上，压力、振动和声音传感器安装在井 口采油树上。当TCP射孔起爆时，在地下产生剧烈振动，通过油、套管、压井液和地层上传到地面。主 要的振动信号是油管振动信号。各个传感器将采集的振动信号转换成电信号，送到计算机处理。根据 振动信号的振幅和各路信号同步性等特征，判断井下是否发生爆炸或振动；根据振动信号的频率特征， 74  判断射孔枪真假起爆。从而准确判断是否成功起爆。 地震传感器，接收通过地层传导到地面的低频地震信号，对其它频率信号不灵敏，抗高频干扰能力 强，对地震反应灵敏。大地相当于滤波器，滤掉高频的地震上传信号。 压电振动传感器，用于测量机械振动或冲击加速度的测试仪器，广泛用于国防工业、交通运输等行 业。 压电声音传感器，机械结构与电路原理相同于振动传感器。 压力传感器，内置电桥放大电路，信号易于采集，将油管加压O～30MPa的压力值转换成O---,5V的 电压信号，准确测量加压式起爆射孔的注水压力变化趋势及起爆的压力值。 系统原理方案框图1所示。 图1系统原理框图 2．2技术指标 2．2．1传感器技术指标： (1)声音传感器： 频率范围：20Hz～20kHz 准确度：土1．5％ 灵敏度：04．-1．OmV／m·s2 供电电压：±12V∞ (2)振动传感器： 频率范围：3Hz～100kHz 准确度：士1．5％ 灵敏度：0．4～1．OmV／m·s2 供电电压：土12V∞ ’ (3)压力传感器： 耐压：60MPa 供电电压：士12V叱 线性关系：信号O～5V 对应压力O～30MPa 75  准确度：士1．5％ (4)地震检波器： 固有频率：10Hz_4-5％ 阻尼频率：0．271 Hz土5％ 电阻：390士5％Q 灵敏度：0．30士5％V／cm·s叫 2．2．2 A／D卡技术指标： 型号：PCI2004 分辨率：12 Bit 800kHz 输人：O～10V，±5V 通道：32通道 2．2．3适用射孔方式： (1)投棒式TCP射孔； (2)加压式TCP射孔I (3)多级起爆TCP射孔。 2．2．4使用环境：‘ (1)温度：--35℃～60℃≯ (2)潮湿或干燥条件； (3)噪音80dBi (4)海浪冲击； (5)其它设备振动干扰。 3 TCP射孔监测仪的特点 (1)便携性：TCP射孔监测仪分为两大部分：一部分是地面主机部分，可以直接使用测井小队的地 面仪主机，也可以单独配备一台笔记本电脑；TCP监测专用软件；另一部分就是井口综合控制箱，这样 就是说TCP射孔监测仪可与射孔的地面仪配合，完成射孔的监测，也可以与笔记本构成一套完整的便 携系统。 (2)强大的测后处理功能：TCP射孔监测仪的软件是根据现场的实际情况独立开发的，具有自主知 识产权的专用软件，其功能比较强大，具有实时监测、连续大容量存盘。数据存盘时，可自动，也可手动，