mwd测量基础
mwd检验步骤
mwd检验步骤
MWD检验的步骤主要包括以下几个方面：
1. 准备工作：在开始测试之前，需要对测量工具进行检查和校准。
确保所有传感器、电缆和配件的状态良好，并进行必要的校准工作。
同时，确保井孔内的环境适合进行测量。
2. 工具安装：将MWD工具安装到井孔中。
3. 测量参数设置：根据实际需求，设置MWD工具进行伽马探管测试。
参数包括测深范围、测量间隔和数据传输等。
4. 启动工具：启动MWD工具的测量功能。
此时，工具将开始实时地测量井孔的参数，并将数据传输给地面。
另外，在某些情况下，MWD检验可能还涉及到线性模型和对数线性模型的假设检验，具体步骤如下：
1. 估计线性模型，得到Y的估计值。
2. 估计线性对数模型，得到lnY的估计值。
3. 求Z1=ln（Y的估计值）-( InY的估计值)。
4. 做Y对X和Z1的回归。
如果根据t检验Z1的系数是统计显著的，则拒绝线性模型的假设。
5. Z2 = InY的反对数-Y的估计值。
6. 做lnY对X或lnX和Z2的回归。
如果Z2的系数是统计显著的，则拒绝对数线性模型的假设。
mwd测量基础解析
MWD 测量技术培训
徐飙
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钻井领域新技术
• • • • • PDC 钻头 油基泥浆 线性震动筛 LWD地质导向 顶部驱动
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勘探开发领域
• • • • 油气井产能预测技术：对储层进行油气产能预测 测井沉积相研究技术 泥浆储层保护技术 核磁共震测井技术：测量层动中流动体孔隙度
• 数据集成与传输技术：
– – – – 地面测试 防砂数据 随钻数据 信息发布
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介绍目录
测量技术基础的介绍 地磁场的理论 测量数据的比较 作业中存在的问题 仪器的静态测试
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测 量 技 术 基 础 简 介
• 在现代钻井工程中，定向钻井技术的发展相当 快，从钻小斜度小位移的普通定向井发展到能钻 大斜度大位移的高难度定向井，进而发展到钻水 平井等特殊工艺井。
• 稳定磁场是地磁场的主要部分，是来描述地球表面的地磁场 • 分布规律的。
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电子类的磁性测量仪器（ESS，MWD）
•都是以地磁北极为测量基准。 •目前现场使用的较先进的电子类磁性 测 •量仪器，在进行测量前必须输入当地的 •磁场强度值和磁偏角值，做为测量结果
地磁场与测量仪器的关系
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坐标校正
• 坐标系： 井斜角方位角井下测量是以地磁北为基 础，在最终输出结果是以地理北为测量基准。关键 词---地理北；地磁北；网格北 • 相互关系：Grid North= True North + 收敛角 • North= 地磁北 + 磁偏角 • 校正以下参数： 收敛角—在高斯坐标系中的纵线 与地理坐标的纵线之间的夹角。磁偏角—地理坐标 纵线与地磁坐标纵线的夹角。
随钻测量
这种系统有几个优点：
（1）数据传输速度快，载波信息量大；
（2）受泥浆介质和水泵特性的影响小，即使在提下钻过程中也能检测数据。
(1)电传导(硬导线系统)
(2)电磁发射；
(3)地震(声)波；
(4)钻井液压力脉冲。
直到1960年，这些遥测系统的研究主要是为了随钻测井。定向井的日益增加，特别是花费高昂的近海地区，刺激了人们去开发既能处理定向测量数据又能处理地层评价数据的随钻测量系统。由于在海上平台中利用传统测量工具费用很高，人们不久就认识到使用定向随钻测量仪器更具有商业潜力。起初的MWD系统就只提供定向数据，紧接着就有了可以附加测量钻井参数和地层数据的另外—些工具。尽管有关其它3种遥测方法的研究还在继续着，但迄今为止却只有这些依靠钻井液压力脉冲的MWD系统在技术上和经济上是成熟的。
第二节
信号发射器和地面的信号接收、处理设备一起构成了钻井液压力脉冲式MWD信号传输系统。现有的钻井液脉冲传输系统的主要区别是采用哪种处理方法来传送数据。目前使用的钻井液压力脉冲式MWD主要采用三种方式在井底将数据编码、信号传输和在地面上译码，这三种钻井液脉冲传输方式井内仪器执行元件控制。
(1)坚固可靠的传感器，可在钻进动态条件下在钻头处或钻头附近测量需要的数据；
(2)将资料传送到地面的方法简单有效；
(3)可以方便地在任何钻机上安装并操作的系统，对正常钻进作业影响不大；
(4)成本合理，并能给作业者带来效益。
为开发满足这些要求的系统，人们作过多次尝试。主要问题是井下和地面之间的遥测传输系统。从1930年到1960年，人们研究了4种不同的遥测系统：
MWD工作原理？
MWD工作原理？MWD（测井定向钻探）工作原理引言概述：MWD（测井定向钻探）是一项重要的技术，用于测量井下的地层信息和井眼轨迹，以匡助油田工程师进行钻井操作和油气勘探。
本文将详细介绍MWD的工作原理，包括传感器测量、数据传输、数据解析和应用等方面。
正文内容：1. 传感器测量1.1 方位传感器方位传感器用于测量钻头的方向，通常采用磁性传感器或者陀螺仪。
磁性传感器通过检测地球磁场的变化来确定方向，而陀螺仪则利用陀螺效应来测量方位。
1.2 倾角传感器倾角传感器用于测量钻井工具的倾斜度和偏离角度。
常见的倾角传感器包括加速度计和倾斜计，通过测量物体的加速度和倾斜角度来获取相关数据。
2. 数据传输2.1 电缆传输MWD系统通常使用电缆将传感器测量的数据传输到地面。
电缆通过井下的测井工具和地面的数据采集设备相连，实时传输各种测量参数。
2.2 无线传输为了避免电缆的限制，一些MWD系统采用无线传输技术。
通过无线电波或者声波，井下的测井工具可以将数据传输到地面设备，实现远程监测和控制。
3. 数据解析3.1 数据处理传感器测量的原始数据需要进行处理和校正，以获得准确的地层信息和井眼轨迹。
数据处理算法包括滤波、校正和插值等步骤，以提高数据的精确性和可靠性。
3.2 数据解释处理后的数据可以被解释为地层属性和井眼轨迹。
地层属性包括地层类型、岩性、含油气层等信息，井眼轨迹则显示了钻井工具的运动路径和井眼的几何形状。
4. 应用4.1 钻井导向MWD技术可以提供钻井导向服务，匡助工程师控制钻头的方向和位置。
通过实时监测井眼轨迹，工程师可以调整钻井参数，以避免钻头偏离目标层位。
4.2 地层评价MWD数据可以用于地层评价，包括测量地层厚度、岩性、孔隙度等参数。
这些数据对于油气勘探和储层评估非常重要。
4.3 油井管理MWD技术还可以用于油井管理，包括监测井底动态、检测井下设备的状态和健康状况。
这对于油井的安全和生产效率至关重要。
总结：MWD技术在油田工程中起着重要作用，通过传感器测量、数据传输、数据解析和应用等步骤，可以提供准确的地层信息和井眼轨迹。
随钻测量
第七章随钻测量随钻测量（Measurement While Drilling）简称MWD，是定向钻进中一种先进的技术手段，可以不间断定向钻进而测量近钻头孔底某些信息，并将信息即刻传送到地表的过程。
随着技术的进步，现代随钻测量已发展为随钻测井（Logging While Drilling），简称LWD，不仅可以监控定向钻进，还可以进行综合测井，获取信息的种类有：（1）定向数据(井斜角，方位角，工具面角)；（2）地层特性(伽马射线，电阻率测井记录)；（3）钻井参数(井底钻压，扭矩，每分钟转数)。
传感器是装在作为下部钻具组合整体的一部分的特殊井下仪器中。
井下仪器中还有一个发射器，通过某种遥测信道将信号发送到地面。
目前使用的最普通的遥测信道是钻柱内的钻井液柱。
信号在地面上被检测到后，经过译码和处理，就按方便和可用的方式提供所需的信息。
图7-1示出了MWD系统的主要部分。
MWD的最大优点是它使司钻和地质工作者实时地“看”到井下正在发生的情况，从井底测量参数到地面接收到数据只延误几分钟，所以可以改善决策过程。
图7-1 MWD系统概况尽管MWD的概念不是新的，但只是在近几年钻井技术的进步才使之成为现实。
30年代出现的电测技术对鉴别和评价地层起了很大作用。
但是，它的主要缺点是必须在起出钻柱后才能使用电缆下井。
等到实际测井时，由于钻井液浸入的影响，妨碍了地层真实特性的测量。
当钻头钻穿不同地层时，由于没有确定的方法辨别出岩性的变化，—些重要的层位可能没有检测到。
有时，后来的电测显示出错过了油层段顶部的取心点，或是钻头钻得过深钻到了产油层下部的水层中。
钻井液测井和监测钻速虽可指供一些井底情况，但由于要等到岩屑循环到地面的时间延误使这一过程效率太低。
所以，需要一种能够在钻井时瞬时而连续地监测地层的系统。
对这一系统有如下要求：(1)坚固可靠的传感器，可在钻进动态条件下在钻头处或钻头附近测量需要的数据；(2)将资料传送到地面的方法简单有效；(3)可以方便地在任何钻机上安装并操作的系统，对正常钻进作业影响不大；(4)成本合理，并能给作业者带来效益。
MWD工作原理？
MWD工作原理？MWD（Measurement While Drilling）是一种在钻井过程中实时测量井下参数的技术。
它通过在钻头或底部测量井下方向、倾角、温度、压力等参数，帮助钻井工程师更好地了解井下情况，指导钻井作业。
本文将详细介绍MWD的工作原理。
一、传感器测量1.1 MWD系统中包含各种传感器，如倾角传感器、方向传感器、温度传感器等。
1.2 这些传感器安装在钻头或钻柱上，实时测量井下各种参数。
1.3 传感器通过无线或有线方式将测量数据传输到地面系统，供工程师分析和处理。
二、数据处理2.1 地面系统接收到传感器传来的数据后，进行实时处理和分析。
2.2 地面系统会根据传感器测量的数据，计算出井的倾角、方向、井底温度等参数。
2.3 工程师可以通过地面系统实时监测井下情况，及时调整钻井方案。
三、数据传输3.1 MWD系统采用无线或有线方式将测量数据传输到地面系统。
3.2 无线传输方式通常采用电磁波或声波，有线传输方式则通过钻柱内的电缆传输数据。
3.3 数据传输的稳定性和实时性对于钻井作业至关重要，因此MWD系统的传输技术必须具备高可靠性。
四、实时监测4.1 MWD系统可以实时监测井下的倾角、方向、温度等参数，帮助工程师及时调整钻井作业。
4.2 实时监测可以避免钻井事故的发生，提高钻井作业的效率和安全性。
4.3 通过MWD系统实时监测，工程师可以更好地掌握井下情况，做出更准确的决策。
五、应用范围5.1 MWD技术广泛应用于油田、天然气开采等领域，为钻井作业提供了重要的技术支持。
5.2 MWD系统的工作原理和技术不断创新和发展，为钻井工程师提供了更多的数据和信息。
5.3 MWD技术的应用将进一步提高钻井作业的效率和安全性，推动油气勘探开发领域的发展。
总结：MWD技术通过传感器测量、数据处理、数据传输、实时监测和应用范围等方面的工作原理，为钻井作业提供了重要的技术支持，帮助工程师更好地了解井下情况，提高钻井作业的效率和安全性。
MWD操作提纲
Sperry-Sun MWD操作培训提纲定向井徐飙2003－7－17学习目的:通过学习使定向井仪器人员能够对MWD结构组成及原理有一个较深层次的认识，要求操作人员能够掌握该仪器的操作规程，能够独立工作。
第一部分：MWD仪器简介工作原理：1．脉冲器工作原理严格地说脉冲器应该称为泥浆压力脉冲器。
其主要功能是使泥浆产生压力脉冲是井下仪器的关键部件，主要由两个部分：发电机＋液压泵①发电机：依靠钻井液的流动为动力产生电能，供井下探管使用。
②液压泵：也是以钻井液的流动为动力产生液压动力，来推动蘑菇头的伸缩产生了泥浆压力脉冲，将探管测量的信号传送到地面。
2．探管测量方式①关泵测量：井下BHA在钻进中需要在某点测斜时，将BHA在某点处静只稳定循环2分钟(确保井下探管稳定)后，停泵1分钟(测量)，再开泵到稳定排量至到测斜数据完全返出。
②开泵测量：井下BHA在开泵后(泵压稳定)，开始测量并自动将测斜数据返出。
3．探管数据传送频率①0.5HZ ：使用该频率传送时的缺点是速度慢，但抗干扰能力强，脉冲器井下使用寿命增大。
②0.8HZ ：使用该频率的条件是井下稳度必须>40℃，否则地面计算机检测信号将非常困难，有时不能提供完整的测斜数据。
用该频率时速度快，抗干扰能力弱。
4．探管测量类型测量类型可以分为长测量和短测量。
长测量方式是将探管测量得到的各种原始数据，通过脉冲器传送到地面。
(传送一组数据的时间3.5分钟)短测量方式是探管测量出的原始数据经过微处理器的处理后，在通过脉冲器的发送到地面。
(传送时间为2分钟)①长测量(SURVEY)它将提供全程的测量数据(Gx,Gy,Gz,Gtotal,Bx,By,Bz和Btotal,温度，转速，Inc,Az,DMT,Goxy,Boxy)来分析井下的情况。
②短测量(survey)只提供基本的测量数据(Inc,Az,DMT,)。
③测量结果的分析Gtotal: 仪器在井下相对静止时Gtotal=1。
《定向仪器MWD原理》课件
响应时间
启动时间
MWD定向仪器从关闭状态到开始正常测 量的时间称为启动时间。启动时间的长 短直接影响仪器的响应速度和测量效率 。较短的启动时间能够更快地响应测量 需求。
VS
响应速度
MWD定向仪器的响应速度是指对目标角 度变化做出反应的快慢程度。快速的响应 速度能够更好地捕捉目标角度的变化，提 高测和解决潜在问 题，保障钻井安全。
MWD定向仪器在石油勘探中的局限性
信号传输限制
在复杂地层或高压环境下，信号传输可能会受到影响 ，导致数据不准确或丢失。
仪器维护与保养
MWD定向仪器需要定期进行维护和保养，以确保其 正常工作。
成本较高
MWD定向仪器的成本较高，对于一些小型石油勘探 项目可能不太适用。
02
MWD定向仪器的主要技术参 数
测量范围
测量范围
MWD定向仪器具有广泛的测量范围，能够覆盖不同的应用需求。根据不同的 型号和规格，其测量范围可能包括0°至360°、-180°至180°等。
分辨率
MWD定向仪器具有高分辨率，能够提供更精确的测量结果。常见的分辨率有 0.1°、0.5°、1°等，具体取决于仪器的型号和规格。
04
MWD定向仪器的维护与保养
MWD定向仪器的维护与保养
• 定向仪器MWD（ Measurement-While-Drilling ）是一种在钻井过程中进行井下 测量和数据传输的仪器。其原理 主要基于电磁波传播和测量技术 ，通过在钻杆上安装传感器，实 时监测钻井过程中的各种参数， 如钻压、扭矩、钻速、井斜角、 方位角等，并将数据传输到地面 系统进行实时分析和处理。
应用领域的拓展
01
02
03
矿产资源勘探
随着矿产资源需求的增加 ，MWD定向仪器在矿产 资源勘探领域的应用将进 一步拓展。
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地磁场理论
• 基本特性—由地磁学可知有四个特点 •
地球表面的地磁南极和北极极性相反 。 • 地磁场是一个弱磁场，其表面的平均磁
• 感应强度为 0.05 mt。
• 地磁场是随时间变化的，他的变化来源 • 于地球内部的物质运动。
• 地磁场B主要由内部的稳定磁场和外部的变化磁场组合成的。
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出现的干扰源
•
尽可能减小钻压突变。钻压的突变有可能会丢失 脉冲信号,司钻操作时送钻应均匀，应缓慢的改变钻压。 • 泥浆泵的空气包压力要适当。最理想的情况下泥浆 泵的空气包压力应是立管压力30%-40%。但作为井队为 保护泥浆泵，一般将空气包的压力调为50～60％，此时 如果信号接受不好，就要考虑调节空气包的压力。 • 泥浆泵工作状况不好或其上水有问题。这种情况会 产生较大的噪音。产生的大量泵噪音波叠加在脉冲信号 上，严重影响信号接受。
•的计算依据。
•我们所钻井眼的井斜角方位角的测量基
•准是地理北极。而井下仪器测量是以地
•磁北极为基准的。
Copyright reservedBiblioteka 磁场参数影响测量精度•
目前现场使用的较先进的电子类磁性测量 仪器，在进行测量前都必须输入当地的磁场强 度值和磁偏角值，来作为测量结果的计算依据。 • 我们知道测量仪器本身的设计参数允许误 差作为检测点是否受地磁异常和钻柱轴磁干扰 影响的依据。（磁偏角± 3度，Btotal ± 0.3uT） • 测量值超过出该范围，该方位测量值是不 能用的。---由地磁异常或邻井套管造成的
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测量计算公式 1
• • • • • • 井斜角= Arc tan Gxy/Gz Gxy=( Gx² +Gy² )½ Gtotal= (Gx² Gy² Gz² + + )½ Btotal= (Bx² By² Bz² + + )½ 高边工具面=Arc tan Gy/ -Gx 磁工具面=Arc tan Bx/By
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测量的计算理论
井眼轨迹是由井斜角,工具面角,和方位角的测量值 来描述的.这些值是由磁通们+重力计提供.. • 方法1(标准法)—用测得的Bx,By,Bz,工具面角,井斜角来 计算得出Azi-1(由于Bz受到干扰而引起误差,方位角会 有最大的误差) • .方法2(短钻铤法)---在方位角中的Bz分量不参加计算所 得出的值为Azi-2(不用有误差的Bz来代入公式,而用Bz1 代替Bz.它是由地磁场感应强度Be,地磁倾角Dip,和实测 值Bx,By四个数据计算得到.)
•测量设备也随着工业技术的发展也在不断地更新。 从磁性单点多点的照相测斜仪发展到电子多点测 斜仪 ESS，进而发展到有线随钻测斜仪 SST 和无 线随钻测斜仪 MWD。
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测 • 他们测量的基准都没有改变—与大地有关 量 技 •电子类测量仪器的传感器主要是大地重力场的重 力加速度计和敏感大地磁力场的磁通门。 术 基 •具备定向井测量技术基础才能钻出高精度的定向 井。 础 •测量技术基础包括有：磁场理论 地磁参数的应 简 用 测量数据比较。 介
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方位校正
•
校正方位角是根据磁场校正理论计算出来的井斜 角和方位角。 • 磁干扰主要作用在钻柱轴向Bz上，所以采用开始 测量前人工输入当地磁场强度和地磁偏角来计算出Bz 理论值代替Bz实际值，并与实际测量得出的Bx和By值 一起可以计算出井斜和方位角。 • 研究表明，在大斜度井和水平井的井斜角方位角 的测量中，当井眼朝向接近正东或正西的方位钻井时， 只能采用短钻铤方法，才能保证测量精度。
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测量参数的分析
Gx Gy Gz Bx By Bz T Bxoy Impeller Inc, AZ , Gt , 0.980 – 1.020 ,相对静止是 1 DMT, -1 〱 DMT 〱 1 Be , 〈 0.5, 磁场不稳定 probe坏
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测量数据的比较
• 进行测量数据的比较，注意以下问题 – 测量深度要一致 – 可使用同一种仪器或同一套仪器，可以是不同种类的仪器。 – 任何测量仪器都有自身的系统误差。 – 井斜低于7度时，它的效果不太好，仪器的测量重合性较差。 – 在测量时必须要离开套管鞋 30米 – 在稳斜井段时，测量的重合性好 – 要考虑NMDC的长度，分析测量数据是否受到干扰。 – 钻具结构不同，井眼条件不同（大肚子井眼），操作人员不 同等因素，都可能造成测量数据的重合性差。我们可以多做 几个点的重合性测量。
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测量计算公式 2
磁通门传感器(Bx,By,Bz),重力加速度计(GxGyGz)。 (井斜角θ,方位角Azi,工具面角ω)
Azi= tg-1[(-BxSinω+ByCosω)/Cosθ(BxCosωBySinω)+BzSinθ 一般来讲：Bz 的值较大，但在无磁干扰时较稳定。
• 数据集成与传输技术：
– – – – 地面测试 防砂数据 随钻数据 信息发布
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测量技术基础的介绍 地磁场的理论 测量数据的比较 作业中存在的问题 仪器的静态测试
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测 量 技 术 基 础 简 介
• 在现代钻井工程中，定向钻井技术的发展相当 快，从钻小斜度小位移的普通定向井发展到能钻 大斜度大位移的高难度定向井，进而发展到钻水 平井等特殊工艺井。
中海石油技术服务—定向井公司
MWD 测量技术培训
徐飙
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钻井领域新技术
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勘探开发领域
• • • • 油气井产能预测技术：对储层进行油气产能预测 测井沉积相研究技术 泥浆储层保护技术 核磁共震测井技术：测量层动中流动体孔隙度
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电子类的磁性测量仪器（ESS，MWD）
•都是以地磁北极为测量基准。 •目前现场使用的较先进的电子类磁性 测 •量仪器，在进行测量前必须输入当地的 •磁场强度值和磁偏角值，做为测量结果
地磁场与测量仪器的关系
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测量计算理论
井眼轨迹是由井斜角,工具面角,和方位角的测量值 来描述的.这些值是由磁通们+重力计提供.. • 方法1(标准法)—用测得的Bx,By,Bz,工具面角,井斜角来 计算得出Az1(由于Bz受到干扰而引起误差,方位角会有 最大的误差) • .方法2(短钻铤法)---在方位角中的Bz分量不参加计算所 得出的值为Az2。(不用有误差的Bz来代入公式,而用 Bz1代替Bz.它是由地磁场感应强度Be,地磁倾角Dip,和 实测值Bx,By四个数据计算得到.)
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无磁钻铤长度的选择
• 定向井；水平井的钻井施工中，NMDC长度选择非常重要，直
接影响井眼轨迹数据的测量精度。
• 地区选择 – 施工井所处于地理位置 – 根据国际地磁图，确认我们施工的区域，A；B；C – 中国境内应为：A 区 • 仪器在NMDC中的位置
– 每一个区都分为：转盘钻进（稳斜）和动力钻井（带马达） – 目前使用情况：使用转盘钻进（稳斜）用1根NMDC（9米）， 使用动力钻井（带马达），在井斜较大时（60度）或方位接 近东西时要用2根NMDC。 – 仪器在NMDC中的位置为：下1/3
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坐标校正
• 坐标系： 井斜角方位角井下测量是以地磁北为基 础，在最终输出结果是以地理北为测量基准。关键 词---地理北；地磁北；网格北 • 相互关系：Grid North= True North + 收敛角 • True North= 地磁北 + 磁偏角 • 校正以下参数： 收敛角—在高斯坐标系中的纵线 与地理坐标的纵线之间的夹角。磁偏角—地理坐标 纵线与地磁坐标纵线的夹角。
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油田生产领域
• • • • • • 氮气泡沫修井技术 化学堵水技术 储层动态监测技术：水油界面的推移规律 井眼稳定性分析技术：防止泥浆漏失和井壁垮塌 低密高强固井技术：松软地层的固井 泥浆侵入深度预测技术：对测井射孔提供参考
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数字集成方面
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请各位
提出宝贵意见
谢谢!
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仪器的静态测试
•
传感器的检测
– Sperry-Sun MWD 传感器的检测条件：设 A-D INPUT Units 为 millivolts ,测量值 <350mv 或 >3500mv,我们判 定是传感器有问题，不能在现场使用。 • 传感器的安装 – 在现场安装的过程中，传感器内必须加注硅胶和开关。 以防止泥浆进入变干影响压力的传递。
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磁干扰的应用
Raw: 就是仪器测量出的方位是未被来自钻具的磁干扰修 正过 。 abs : 与Raw相反。方位被修正过(使用短钻铤的方式来修 正－Bz‘由地磁场强度Be地磁倾角Dip和测量值BxBy四 个数据得到)。 使用条件： 在使用不合适的NMDC(指长度不够或仪器的测量传 感器在NMDC内的位置不妥)时，使得测量有误差。 当作业中井斜角>65度时，我们应当使用长测量(Full Survey)中的abs来进行测量作业，已保证井下的测斜 数据更为精确。