产品名称： APS公司电磁波通讯随钻测量系统

项目时间： 2016

项目地点： 美国

项目国家： 美国

所属公司： APS

项目简介：

015年9月1日，APS科技公司的SureShot™电磁波遥测随钻测量系统在加拿大一口单井作业中大获成功，电磁波在油基泥浆中垂直传播深度高达3080米，这是APS EM系统迄今为止“斩获”的最大深度值，绝对是里程碑式壮举。

主要问题：

泥浆脉冲传播方式是目前钻井行业的随钻测量的主要类型，但是空气钻井，泡沫钻井，欠平衡钻井等新型的钻井方式是泥浆脉冲传播方式所无法正常工作的，在智能钻杆技术出钱之前，电磁传播方式是另一种工作方法，但是由于物理原理的限制，地层的电阻率及钻井深度都会影响数据质量，和能否通讯成功。

解决方案：

APS公司成立于1993年。早期，公司主要为恶劣的钻井环境提供承包服务。随着业务的扩展和发展的需要，公司引入了一大批在MWD/LWD行业内的佼佼者。现今，APS已成为一个领先的成品MWD/LWD、定制MWD/LWD、钻井优化和振动管理产品供应商。

近日，该公司力推一项新技术——SureShot™电磁波遥测随钻测量(EM-MWD)系统，其在现场三口钻井施工中所开展的联合试验均获成功，钻井位置在美国加利福尼亚的Signal Hill（一口）和Bakersfield（两口）油田。EM系统数据传输速率为1~12比特/秒，功率是2~50瓦特，载波频率是2~12Hz，在S形井中测量深度为1341.12米，井斜角为22度。

John Hickey，APS公司MWD/LWD产业部的副董事，他说道：“之前应用在Signal Hill地区具有竞争力的EM系统均已退出历史舞台。SureShot™电磁波遥测系统对快速变化信号状态的适应性可给钻井过程带来巨大益处，该系统是APS SureShot MWD/LWD系列产品的又一力作，目前其在中国、俄罗斯、迪拜及美国等地都获得了认可。”

地面系统的高灵敏度四通道接收器与配套的笔记本电脑处理软件可通过四条天线同时接收地下反馈信号，并且操作人员可以手动或自动化选择传输质量最佳的天线信号。下行发射器允许操作者改变井下系统的数据传输速率、功率输出（以瓦为单位）、数据/测量顺序、工作频率以及测量启动命令。下行系统只需要17秒便可完成参数调节，与上行系统可能有着不同的频率。该系统具有一个独特的滑动接触环，使得井下电磁波遥测系统的现场组装得到了简化处理，并且能节省部分工具的使用。

“APS公司的电磁波系统可在地面完成测试工作，而后可根据现场工作流程与用户界面实现设备快速组装，这很令人兴奋”，GeoGuidance Drilling Services公司的运营副总裁Justin Laribee说道，“同样令人满意的是下行系统与上行系统有着不同的频率，下行系统调节快速且操作后可自动恢复初始态。γ+电阻率测量模块是APS公司随钻测量系统的一个有力扩展功能模块。”

与SureShot™系统相配套系列设备包括一台涡轮发电机、一套深度跟踪系统，随钻测压（PWD传感器用于测量各种尺寸下无磁钻铤的环空及其水眼压力。测得的数据可通过APS SureShot MWD/LWD系统实时传输到地面，或先存储到井下内存模块中以供起钻后下载分析。此外，压力警报也可通过SureShot 系统实时传输）、整体减震系统以及其他多种测量工具。SureShot 电磁波遥测系统

APS 公司的EM系统以向地层发送电磁脉冲信号的方式取代了传统的通过液柱发送压力脉冲信号的方式，技术优势包括节约作业时间，提高数据传输速率，可以胜任泥浆脉冲遥测技术无法完成的任务。

SureShot EM是一款先进的系统，井下工具具备双向电磁波通信功能。EM下行系统可选择传播测量的序列和频率。无论是更高密度测井定位套管深度，还是服务于钻进优化的随钻测压，亦或是钻进过程中的定向测量，SureShot EM系统均可助力操作者快速选择钻井施工中的最优参数序列。

操作人员在钻井过程中可根据作业情况调节功率、数据传输速率及载波频率等参数，有利于电磁波顺利穿越复杂地层结构，也可解决由于过载或地面条件变化导致的自动调节功能失效问题。创新型的四通道地面接收器实质上就是将四个接收装置整合为一体，可同时监控四条天线，从中选取数据传输质量最佳的天线信号再解码。随着钻进过程中井筒条件的变化，操作人员可在最适宜的时机重新选择最佳状态的天线信号。

该系统配备有装置固定架和可回收脉冲发射器，可与不同尺寸的钻井管件配套使用。EM工具可由电池组供电、涡轮发电机供电，或两者组合供电。其中涡流发电机利用多个传感器，可支持更久的井下作业时间、更高的传输功率以及更高电流消耗设备的应用，该设备配置有备用电池以保障单井非流动期间作业的顺利开展。

深度跟踪系统包括SureShot深度跟踪器和SureShot泥浆脉冲解码箱（SIU），输出数据参照WITS（行业标准格式）。

高机械钻速钻井，期间可实现多次测绘；高数据密度随钻测井，钻井优化应用；欠平衡钻井；泡沫和空气钻井；适用于极端井漏条件。地面系统具有高灵敏度的四通道接收器，保证传输质量最佳的天线信号；绝缘短节设计为双向绝缘，增强了设备的可靠性；陶瓷套筒避免了电弧作用导致的功率损失；设备无涂层，不会造成额外的磨损和电弧作用双重绝缘环配置提高设备可靠性；工作功率更高，保证数据质量。数据传输速率可达12比特/秒；50 瓦高功率电磁波脉冲发射机；井下测量数据定制化——选择最优的钻进定向、随钻测井及随钻测压的参数组合；电磁波遥测系统——根据钻进状况快速调节工作功率、数据传输速率、载波频率与遥测序列等参数；地面系统的高灵敏度四通道接收器可选择传输质量最佳的天线信号；选用的涡流发电机可支持更远的钻头行程与更高电流消耗设备的应用；双向绝缘短节设计，坚固且可靠；WPR短节可实时测量电阻率。

案例分析：

2015年9月1日，APS科技公司的SureShot™电磁波遥测随钻测量系统在加拿大一口单井作业中大获成功，电磁波在油基泥浆中垂直传播深度高达3080米，这是APS EM系统迄今为止“斩获”的最大深度值，绝对是里程碑式壮举。

国内相似案例：

APS的相关工具在2012年左右已经在我国的新疆地区有过应用。以后还是有希望在我国陆地市场取得一定市场份额。