高精度井下存储式压力计的设计
加拿大PPS28 电子式井下压力计 2015
QM/PPS 002-2015 PPS28 井下电子压力计
Pioneer Petrotech Services Inc.
1-888-PP-GAUGE (774-2843)
版本修订记录
修订版本
2006 2009 2015
日期
2006-11-15 2009-01-10 2015-03-10
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QM/PPS 002-2015 PPS28 井下电子压力计
Pioneer Petrotech Services Inc.
1-888-PP-GAUGE (774-2843)
1. 适用范围
本标准规定了 PPS28 石英存储式井下电子压力计(以下简称压力计，如图 1 所示)的要求、试验方法、 检验规则、标志、包装、运输和贮存。
3. 要求
3.1 准确度等级及主要技术指标
压力准确度 压力分辨率 压力漂移 压力量程 温度准确度 温度分辨率 温度量程 电源 通讯接口 数据格式 存储容量 采样率 外筒材料
±0.02% FS <0.01psi <0.02% FS psi/年 10、16、20、25、30kpsi ±0.2°C <0.005°C 150°C 、177°C 、200°C 1 节或 2 节“CC” 锂电池组 USB/RS232 时间/压力/温度 2 百万组数据 1 秒 – 18 小时/采样点 Inconel 718 或 MP35N
本标准适用于 PPS28 系列所有压力计的制造、检验和质量评价。
图1
2. 引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为 有效。所有标准都会被修定，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
压恢 调配测试技术(石油压力恢复 压力降落测试技术)
压力恢复、压力降落测试1、仪器介绍压力恢复、压力降落测井仪器主要应用的是存储式电子压力计，仪器组成图1、2图1、2压力恢复、压力降落测井仪示意图，两种不同的存储式电子压力计2、技术指标仪器技术指标参数见表13、所测参数4、测量原理压力：压力计采用应变式压力传感器，传感器硅片上由四个压敏电阻组成桥式电路，桥式电路输出端电压与所受压力成正比，通过记录输出端电压的变化可得到压力曲线。
温度：温度传感器由对温度有较灵敏反应的金属铂电阻组成，电阻阻值与温度有线性对应关系，通过记录金属铂电阻的阻值变化，可得到温度曲线。
微差温度是固定深度间距的温度差值。
5、适用井型适用于油井压力恢复和水井压力降落测试。
6、解决问题1、试井资料主要用于油井压力恢复和水井压力降落测试，了解地层压力保持水平P、地层渗透率K、表皮系数S等地层参数，为油藏分析进一步措施提供依据，调整及效果评价提供动态监测数据。
2、一般用常规测压的测试方法来测取地层参数。
但是对于低渗、低压、高饱和溶解气驱岩性油藏存在很大的局限性。
所以对于低渗、低压、高饱和溶解气驱岩性油藏我们采用井下关井测压测试，有效的缩短了井筒储集时间，缩短了关井时间减少了产量损失。
7、应用实例采油八厂新52-97井采用常规测压法测试的数据，长4+5层，日产液1.97m3，日产油1.48t，含水10.6％。
测试15天，压力恢复差为1.9Mpa示例1徐216-5井是采油一处板桥作业区的一口生产井，采用井下关井测压测试的数据，长8层，日产液1.49m3，日产油0.59t，含水60%。
恢复阶段测试15天，压力恢复差为6.06Mpa示例2宁54-3井是采油一处试采作业区的一口生产井，采用井下关井测压测试的数据，长2层，日产液2.0m3，日产油0.188t，含水90.6%。
恢复阶段测试15天，压力恢复差为9.59Mpa示例3庄51-8井是采油一处板桥作业区的一口生产井，采用井下关井测压测试的数据，长8层，日产液1.9m3，日产油1.34t，含水29.0%。
第七章电子压力计试井工艺
第七章电子压力计试井技术电子压力计试井技术可分为地面直读测试技术和井下存储测试技术，地面直读测试技术是将电子压力计随同测试工具一起下入井中，再从井口下入电缆进行对接，电子压力计将测试期间感应到的井下压力、温度变化，通过电缆传到地面计算机系统，在计算机上显示、读出并及时解释、分析和处理。
井下存储测试技术是将电子压力计与存储记录仪、电池组成一体随同测试工具带入井下，（或用钢丝下入井中），存储记录仪就像一台微型计算机一样把电子压力计感应到的井下压力温度变化存储在随机存储器中，测试结束，从井中起出，将其与计算机相接，按照预定的控制程序将存储的压力、温度、信号进行回放。
地面直读测试工艺，是七十年代末期开始研制、发展起来的一项新技术，该装置采用先进的电子技术与计算机系统，直接服务于油气井测试。
目前地面直读技术已在世界上广泛地应用。
地面直读设备采用高精度电子压力计，具有测试资料准确可靠、省时快速的特点，还能进行井底流量测量，井底噪声测量，磁性定位，高压物性取样，多种功能测试。
地面直读测试技术措施，获得优质资料，减少浪费。
现将地面直读测试工艺原理作一简要介绍。
一、地面直读测试技术简介地面直读测试装置主要由四大部分组成(见图7一1）。
（1）井下工具部分。
（2）井口防喷装置。
（3）计算机资料录取与分析系统。
（4）动力卡车及各种地面辅助装置。
全套装置设备多，结构复杂，涉及气动、液压、机械传动、电子等方面，其核心部分是电子压力计及与其匹配的计算机组合系统。
其基本原理如下：计算机接口箱输出60mA交变电流通过7／32″单芯包装电缆输入压力计，压力计传感器采用应变电桥原理，将地层压力值转化为电阻、电压变化、再经接收转换电路的电压控制振荡器整频放大。
转换为电流频率值信号，经计算机计数板接收并使用校正参数处理后，折算为井底压力值输出，操作人员从计算机屏幕直接读到实时井底压力数据并可同时进行数据的录取追忆、解释、分析与处理。
二、电子压力计作用原理及技术性能（一）TPT应变电阻压力计作用原理及技术性能如图（7一2）所示，TPT 压力计传感器采用4个应变片固定在一个金属薄膜上，薄膜外部受压部分附橡胶保护膜。
井下电子压力计基础知识
井下电子压力计基础知识1.?什么是电子压力计电子压力计是一种精密的电子仪器，主要用于油气井的测试工作。
它的核心是一只采用硅—蓝宝石材料制作的高精度传感器。
（我公司现在使用硅-蓝宝石探头是瑞士KELLER公司生产），在外界压力和温度的作用下，压力计产生不同频率的振荡，并将处理过的频率值记录在压力计内含的存储器中。
使用压力计的检定系数进行换算，就能把采集到的频率值转换成真实的压力和温度数据提供给用户。
??2．压力计的主要性能指标包括：压力计精度，分辨率和量程???（1）精度：也称准确度，表示压力计表示值与实际真实值之间偏差大小的程度。
???（2）分辨率：也称灵敏度，指仪表工作的最小信号感受值，分辨率的高低不仅反映了测试误差的大小，而且对压力传播半径和渗透率的测试值都有很大的影响。
???（3）量程：仪表的量程指仪表刻度盘上的范围。
从最小刻度值到最大刻度值称为仪表的全量程。
??3、电子?压力计是做什么用的？?电子压力计是油气井测试作业中的眼睛，它采集时间、压力、温度数据。
通过压力计所得到的时间、压力、温度数据，结合其他数据，就可以对油气井的各种情况进行分析和处理。
???3.?目前我公司的各类压力计的种类、规格及其用途?产地?型号?用途?规格?类别用途规格HLY井下存储式电子压力计永久性存储压力测量范围：0MPa-60MPa、80MPa、100MPa可选温度测量范围：-40℃-125℃/-40℃-150℃ / -40℃-170℃ /温度测量精度：±0.5℃温度分辨率：0.002%（满量程）压力精度：0.024%（满量程）压力分辨率：0.0003%（满量程）DDI井下存储式电子压力计永久性存储压力测量范围：0MPa-60MPa、80MPa、100MPa可选温度测量范围：-40℃-125℃/-40℃-155℃ / -40℃-177℃ /温度测量精度：±0.5℃温度分辨率：0.002%（满量程）压力精度：0.024%（满量程）压力分辨率：0.0003%（满量程）双通道井口监测压力表存储式压力精度：0.024%（满量程）压力分辨率：0.0003%（满量程）压力漂移：＜3psi /年压力范围：6000psi温度精度：0.15%（满量程）温度分辨率：0.002%（满量程）工作温度：(-40～80)℃电源要求（伏特）：3.6V DC数据点数：每个通道大于500,000组最小取样率：2秒传感器类型：硅蓝宝石4.?电子压力计在现场的几种作业方式???钢丝作业???电缆作业???随生产管串下井?5.?电子压力计的组成???压力计的基本组成是：探头、电路板、连接器、外筒???存储压力计系统组成：? 数量?名称及规格?1?电子压力计?(存储式）?1?操作软件?1?存储接口箱?1?系数软盘?1?串口电缆?2?O圈(易损件包)?1?锂电池，150℃?1?回放电池盒?1?压力计箱?1?电池量电器?1?压力计连接接头?2?扳手???直读电子压力计系统组成：?数量?名称及规格?1?电子压力计?(直读式）?1?操作软件?1?直读接口箱USB??九针窜口?1?系数软盘?1?串口电缆?1?直读电源?1?直读测试电缆?1?压力计箱?6.?标定压力计的作用及标定的基本概念?压力计的压力和温度探头的感应曲线都是有一定规律非线性变化曲线，标定的作用就是通过更高级别的压力和温度感应器来校对压力、温度变化曲线，使其在误差范围内接近线性变化。
沈阳蓝光自控系统工程 油田深井电子压力计 说明书
温度、腔内温度、流量肆参数。
完成选择后，点击“开始”按钮，即进入主界面。主界面有存储器复位、仪
器复位、初始化参数、实时回放、数据回放处理、串口选择、标定等。
电 话：4006604460 传 真：024-23782108
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地 址：沈阳浑南新区世纪路 37 号
其简要工作过程是：压力传感器输出经过信号放大器放大，送入数据转换单元；温 度传感器的信号直接送入数据转换单元。数据转换单元根据CPU发出的指令，识别转换 压力、温度数据。CPU单元根据下井前计算机设置的时间间隔定时工作，CPU单元把数 据转换单元送入的压力、温度数据进行压缩编码，然后送入数据存储单元保存。仪器从 井下取出后，压力计通过数据转换器与计算机串行口相接。压力计收到计算机发送的回 放指令后，把压力计里存储的时间、压力、温度等数据传送到计算机中。计算机将数据 进行处理后，得到实际的压力、温度等测量参数。井下实际压力、温度等数据可通过显 示器、绘图机、打印机输出曲线和数据。
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TS3001 油田深井电子压力计使用说明书
（3）读初始化：
将仪器内的初始化数据上传到表格内。
（4）初始化文件：
将表格内的数据，保存到文件中；打开初始化文件到表格中。
4
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TS3001 油田深井电子压力计使用说明书
3、存储器复位 为方便用户，如果两次测井设定的工作参数相同，第一次测井回放数据后不需再 设定初始化参数，只要进行存储器复位，即可插电池筒开始第二次测井。 操作界面如下图：
4、仪器复位
井下压力计工作原理
井下压力计工作原理
嘿，朋友们！咱今天要来聊聊井下压力计的工作原理，这可太有意思啦！想象一下，那深深的井下就像是一个神秘的世界，而井下压力计就是探测这个神秘世界的小侦探呢！
井下压力计呀，其实就像是你的贴心小助手。
比如说，你在生活中是不
是也有那种时刻关注着某些事情的小助手呀？井下压力计也是这样，它时刻关注着井下的压力变化。
当它进入井下后，就开始认真工作啦。
它的感应部件就如同是它的眼睛和耳朵，超级敏锐地感受着压力的细微变化，然后迅速地把这些信息传递给其他部分，就好像你发现了什么新奇的事情赶紧告诉别人一样，“嘿，快看这里！” 。
它的工作过程就像是一场精彩的接力赛！感应部件把“情报”传递给处理部分，处理部分这个“大脑”快速运算分析，然后准确地记录下压力数据，这不就跟接力赛中运动员快速交接棒一样嘛！接着，这些珍贵的数据会被存储起来，等待着我们去发现和解读。
“哎呀，这井下压力计可真厉害呀！”它能在那么恶劣的环境下坚守岗位，是不是特别了不起？我们可不能小瞧了它哦！它能告诉我们井下的情况到底怎么样，就像一个勇敢的探险家，为我们带回那些未知世界的信息。
总之，井下压力计的工作原理其实并不复杂，但它的作用却是大大的呀！它就像一个默默无闻却又极其重要的幕后英雄，为我们的各种井下作业提供着关键的数据支持。
所以啊，我们可得好好珍惜和利用好这个厉害的小家伙呀！
我的观点就是：井下压力计真的是太重要啦，我们一定要重视它的价值
和作用！。
高分辨率石英压力计在生产测井中的应用
以考 虑将压力 仪器信 号 的数 据 分成 两部 分进 行传 输 ，
将高 １ ２位数据 与低 １ ２位数 据分 别 采用 不 同的地 址 ，
经电缆传输到 地面 系统 ， 面系 统接 收后 将 高位低 位 地
数据按 地址 再 进 行 组合 ， 原 出完 整 的 ２ 还 ４位压 力 数
压力计 满 足 ０ ０ Ｐ ． ７ｋ ａ的 分 辨 率 和 ８ ａ压 力 范 围 ０ＭＰ
晶 体压力 传感器的高精度 、 高分辨 率 、 高稳 定性 的特性 使其在生 产测井 中具有很 好的应用 前景 。 国内生产测 井在 单芯 电 缆上 传输 信 号 时 ， 一般 采
用 美国 Ｇ Ａ Ｈ Ｒ Ｅ Ｒ Ａ Ｔ公 司 在 Ｄ Ｌ一 Ⅲ 中 应 用 的 多 路 传 Ｄ
时 ， 数据频率 至少需 要 １２ＭＨ 。所 以用 ｌ 的曼 其 ． ｚ ２位
彻斯 特码数据来 描述适应 压力 ， 分辨率就大 幅降低。 其
要真 正地发挥 高精度 石英 压 力计 的 作用 ， 就必 须增 加 曼彻斯 特码 的数据位数 。考虑 到充分满足高分 辨率压 力信号 的稳定性 以及 压 力仪 器 的动 态响应 范 围 ， 据 数
石
・
油
仪
器
２０ ０ ８年 ｌ ２月
ｌ ・ ８
ＰＴ Ｅ ＲＯＬ ＵＭ Ｉ Ｔ ＭＥ Ｔ Ｅ ＮＳ ＲＵ Ｎ Ｓ
・
开发设计 ・
高分辨率石英压力计在生产测井中的应用
贾 向东 。 刘 国权 董 斌 陈光建 凌 兵 毕 月欣
（ ． 津 工 业大 学 天津 ） （ ．中国 石 油集 团 测 井有 限 公 司 华北 事 业 部 １天 ２ 河北 任丘 ）
井下温度压力计测试技术在吉林探井压裂中的应用
维普资讯
第１ ５卷
第４ 期
刘光玉等 ： 井下温度压力计测试技术 ３ ２ 在吉林探井压裂 中的应用 ２ ０ ８ ６５ ２ ０ ３ ６ ５ ４ ０ ４ ４
一 ０一 吕０ ０＼
一受 ＼
一 ０ 一 吕０ ０ ＼
２ １７ ｔｍ、４ ．３￣／ 岩 屑 录井 为灰 色 零 星荧 ３ ．２￣／ ２ ０ ９ ｔｍ， ｓ ｓ
加 ∞ 蛐 ∞ 加 加 ０
蛐
光砂砾岩 ， 综合解释为油气层 。 对 于气藏压裂， 深穿透造 长缝是压裂设计的原
排 量 ／ｍ ／ ｉ） （ ｒ ｎ ａ
则， 这就要求大 型压裂改造。为保证大 型压裂改造 的成功 ， 必须准确的预测地面施工压力 ， 判断压裂的 压力等级 ， 评价现场设备能力 能否满足 主压 裂施工 需求 ， 降低施工压力 ， 指导主压裂设计 。为了降低施
＼ 世赠
５ 、２号层 ， 一 段 ， 孔 井 段 分 别 为 ２ ４ ． ３５ 奢 射 ７ ８ ６～ ２４ ． ｍ、７ ２９ ２ ４ ． ｍ， ７３ ２ ２４ ． ～ ７ １５ 累计厚度 ６ ８ｍ。深 ． 侧 向电阻率分别为 ５ ． 、５Ｑ・ 声 波时差分别为 ６ ６ ４ ｍ，
地记 录压 裂施工 过程 中以及 压裂 施工 结束 之后排 液
图１ 井下 温度压力计 测试管柱结构 图
阶段的真实的井底压力、 温度变化情况。
可存 储 式井 下 温 度压 力 计 由 四部 分组 成 ， 即压
应用情况
１建 立压 裂液 摩 阻图版 ．
力／ 温度传感器 、 电子存储器 、 电源及地面回放设备。 其 中， 前三部分组成井下仪器 ， 通过电子存储器存储裂设计 把资料转换成时间 、 压力和温度 的 Ａ Ｃ Ｉ Ｓ Ｉ文件。
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摘 要： 为测量油 田并下 的压 力数 据 ， 设计 了一种 以 ＰＣ ６８７单 片机为 核心的高 精度 劳下存 储式 暴力 计 镬 Ｉ ＩＦ ７ 琵
黄梓瑜， 唐苏明 ， 刚（ 陈 西南石油大学 电气信息工程学 院， 四 川 成都 ６ ０ ０ ） １５０
Ｈｕ ｎｇ Ｚ － ｕＴａ ｇ Ｓｕ ｍｉ ｇ Ｃｈ ｎ Ｇａ （ ｏｌｇ ｆ ｌｃｒ ａ ａ ｄｌ ￣ｒ — ａ ｉ ｙ ， ｎ － ｎ ， ｅ ｎｇ Ｃ ｌ ｅｏ ｅ ｔ ｃ ｌ ｎ ｅ Ｅ ｉ ｎ ｍａ
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为提高测量结果的精度，利用 ＰＣ ６ ８ ７内部 ＡＤ转换器 Ｉ １Ｆ ７ ／ 可以对模拟信号进行两次采样 ＡＤ转换 日第一次利用 ＰＣ ６ ８７ ／ ， Ｉ １Ｆ ７ 内的 ＡＤ转换器对信号进行粗侧，第二次 ＰＣ ６ ８ ７ ／ Ｉ １ Ｆ ７ 对粗侧结果 进行惰确的计算， 算出其误差值 ， 最后将两次测量的结果按权相加 ，
计中， 采用两次采样ＡＤ ，转换技术和Ｐ 总线技术分别实现了测量结果韵高准确度和犬容漂外部数据存储密 Ｃ 利
国 串 口通ｊ 术 ， 现了上位 机和单 片机之 问的遗信 。 敲 实
关键词 ： 高精 度 ；Ｊ 换 ； ］Ｄ转 ｔ 数据 存储 ； 口通 信 串
中 圈分类号 ：Ｅ ３． Ｔ ９１ ２
』 产品设 开发 ｐ 计与
ｒ ｄ ｃ ｓｑ ｎ ｖ ｏ ｕ ｔＤｅ ｉ ｎ ａ ｄ Ｄｅ
高 精 度 井 下 存 储 式 压 力 计 的 设 计
Ｄｅｓ ｇ ｏ ｉ ｎ ｆＤｏｗｎｈｏｌ ｉ ｈ ｅ ｓ ｏ Ｓｔ ａｇ ｅｓ ｕｒ ｅ Ｈ ｇ Ｐｒ ｃｉ ｉ ｎ ｏｒ ｅ Ｐｒ ｓ ｅ Ｇａｕｇｅ
１引言
井 下 测 量 是 油 田开 发 过 程 中必 不 可少 的Ｔ 作 ，而井 下压 力 又 是 测 量 的 重要 参 数 。 在探 井 过 程 中 ， 石 油 储 层 的压 力 进 对 行 测 量 可 以得 到原 始 数 据 。 随钻 过 程 中 ， 井 下 压 力进 行 测 在 对 量 可 以 得 知 压 力 在 井 下 的 变 化情 况 ，通 过 对 压 力 数 据 的分 析 可 预 测 井 下 的 过平 衡 度 和欠 平衡 度 … ，从 而 制 定 和 调 整 开 发 方案。
１ｓ ｅ ｔ ｅ ．ｓ ｉ ｓ ｒ ｌ ｏ ｒ ｐ ｃｉ ｌ Ｕ ｉ ｅ ｉ ｍｍｕ ｉ ｔ ｌｅ ｈ ｏｏ ｙｒａｉ ｓ ｈ ￣ ｅ ｖｙ ｒ ｇ ａｃ ｎ ￣ ｏ ｃ ｎ ｌ ｌｅ ｒ ｔ ｇ ｅ ｚ ｔ ｅ
Ｋａ ＿ 恤 Ｗ
ｃ ｔ ｎｂ ｅ ｏ 城ｅ ａ ｄ ９ 瓤 ａｉ ｅ蝴 ｎｃ ｍｐ ｆ ｎ ｏ
３系统硬件设计
３１高精度转换模块 ．
２系统整 常将其分 为井下采集部分和 地面处理部分 。井下采集部 分必须放在一个特殊壳体 内（ 因为 井下是高温高压 的环境１只露 出传感器的头部 ， ， 井下采集部分
图 ２两次 采 样 ＡＤ 转 换原 理 图 ／
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文献标识码 ： Ａ
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＾， ｌ 由嘲 ：｝ ｏｄ ｒ ｏｍ岳 ｓ ｒ ｅｐｅ ｓ ｒ ｄ ｔ ｅ酬 舯 ｄｇ ｓｗ ｌ ， ｐ ｅ ｓ ｒ ａ ｇ Ｉ ｎ ｒｅ ａ ｕｅｔ ｒｓｕｅ ａａｉ ｔ ｔ ｈ ｎｈ ａ ｅ ｓ ｒｓｕ ｅｇ ｕ ｅ耐 ｈ ｈ ｐｅ ｉｏ ｎ ｔｒｇ ｐ ｎ Ｕ ｌａ ｇ ｉ — ｒｃ ｉ ａ ｄＳ ｏ ｅｔ ｅ ｕ Ｃ ｔ ｓｎ ａ ｙ
即可得到高准确度 的测量结果 。 方案优点在于实现 一个高准确度 此 的 ＤＡ转换器 要 比实现一 个 同样准确 度 的 ＡＤ转 换器 容易得 多 ， ／ ／
主要负责信号采集 、 信号处理 、 数据存储。它要求精度高 、 性能 可靠 、 体积小 、 功耗低 ， 能长时间采集并存储 井下压力数据 ， 串
行通信接 口实现单片机与 上位机之 间的通信 ，地面上 的上位
机 则 对 这 些数 据 进 行 分 析 处 理 ， 样 就 能得 到可 靠 的数 据 。 这 另 外 ，还 应 设计 相应 的地 面处 理软 件 来 回放 井 下 数 据 并 对 其 进