吳志永,高德利,刁斌斌

（中國石油大學(xué) 油氣資源與探測國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京,102249）

SAGD雙水平井隨鉆磁導(dǎo)向系統(tǒng)的研制及應(yīng)用

吳志永,高德利,刁斌斌

（中國石油大學(xué) 油氣資源與探測國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京,102249）

針對(duì)實(shí)測信號(hào)微弱、頻變、窄帶的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出低噪聲、窄通頻帶、高精度的數(shù)據(jù)采集濾波電路，有效地濾除了干擾和噪聲，使系統(tǒng)探測精度達(dá)到±0.3m左右；根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)的采集要求，制定了單組數(shù)據(jù)校驗(yàn)的通信協(xié)議，減少了干擾導(dǎo)致的個(gè)別數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤對(duì)整體數(shù)據(jù)的影響。

定向鉆井；SAGD雙水平井；稠油

0 引言

為了滿足SAGD雙水平井定向鉆井工程的現(xiàn)場需求，國外Vector Magnetics公司研發(fā)了磁性引導(dǎo)工具（Magnetic Guidance Tool, MGT）和旋轉(zhuǎn)磁場測距導(dǎo)向系統(tǒng)(Rotating Magnet Ranging System, RMRS)。MGT是第一套用于引導(dǎo)SAGD雙水平井定向鉆井的工具，在國外有95%的雙水平井都采用了MGT進(jìn)行導(dǎo)向。RMRS具有測量精度高、測距范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，但是其操作復(fù)雜、抗磁干擾性能差，因此RMRS在國內(nèi)外主要用于水平連通井的定向施工，效果顯著。

1 SAGD雙水平井隨鉆磁導(dǎo)向系統(tǒng)的基本原理

SAGD雙水平井隨鉆磁導(dǎo)向系統(tǒng)主要由磁短節(jié)、井下電磁測量儀及測距導(dǎo)向計(jì)算軟件等組成，可以隨鉆探測鄰井距離，精確實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)井導(dǎo)向鉆井控制目標(biāo)。SAGD雙水平井隨鉆磁導(dǎo)向系統(tǒng)用于SAGD雙水平井中的工作示意圖如圖1所示。磁短節(jié)上裝有多個(gè)永磁體，緊跟在正鉆井鉆頭后，與鉆頭一同旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生交變磁場，是SAGD雙水平井隨鉆磁導(dǎo)向系統(tǒng)的信號(hào)源。井下電磁測量儀主要由探管和地面接口箱兩部分組成。探管主要包括三軸磁通門傳感器、三軸加速度傳感器和三軸交變磁場傳感器，其主要作用是探測探管在已鉆井中的擺放姿態(tài)和由磁短節(jié)產(chǎn)生的交變磁場；地面接口箱用于接收探管發(fā)送的磁信號(hào)數(shù)據(jù)，發(fā)送給測距導(dǎo)向計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算。

圖1 SAGD雙水平井隨鉆磁導(dǎo)向系統(tǒng)的工作示意圖

2 測量系統(tǒng)關(guān)鍵硬件的研制

2.1 微弱交變磁信號(hào)采集電路的設(shè)計(jì)

理論研究和實(shí)際測量表明，所采集信號(hào)具有以下特點(diǎn)：

（1）信號(hào)微弱，信號(hào)幅度隨傳播距離的三次方急速衰減；

（2）信號(hào)頻率會(huì)隨著鉆頭轉(zhuǎn)速的改變而變化，頻率變化范圍在2.0~4.0Hz；

（3）信號(hào)中含有大量電磁干擾和噪聲。

根據(jù)磁短節(jié)信號(hào)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)的采集系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

圖2 信號(hào)采集系統(tǒng)框圖

各模塊作用為：三軸交變磁場傳感器將磁場信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；前置交流放大器和Butterworth低通濾波器將磁場傳感器輸出的超低頻微弱信號(hào)進(jìn)行放大和濾波，本文信號(hào)調(diào)理電路的設(shè)計(jì)體現(xiàn)了其重要作用；AD轉(zhuǎn)換電路將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)；曼切斯特碼通信模塊將數(shù)字信號(hào)通過測井電纜從井下傳輸?shù)降孛娼涌谙?，然后進(jìn)行信號(hào)處理與分析。

2.2 井下探管的研制

SAGD雙水平井隨鉆磁導(dǎo)向系統(tǒng)的探管通過鎧裝電纜或軟電纜下入已鉆井中。在探管中，選用Model 544微型角定位傳感器探測探管的自身姿態(tài)，此傳感器包含一個(gè)三軸加速度傳感器和一個(gè)三軸磁通門傳感器，可以測量探管的傾斜角、方位角和重力滾角；磁短節(jié)的磁信號(hào)使用三軸交變磁場傳感器來測量。

圖3 探管結(jié)構(gòu)圖

探管的結(jié)構(gòu)如圖3所示，①電纜接口信號(hào)處理板：用于將探管內(nèi)傳感器的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼后經(jīng)電纜傳送到地面，并從電纜中取得探管的工作電源；②Model 544：用于采集探管自身的傾斜角、方位角和重力滾角；③三軸交變磁場傳感器信號(hào)處理板：用于處理三軸交變磁場傳感器輸出的模擬信號(hào)，將其放大、濾波，并進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，得到探管位置的三軸磁感應(yīng)強(qiáng)度分量數(shù)據(jù)；④三軸交變磁場傳感器：用于采集探管位置的三軸磁感應(yīng)強(qiáng)度分量。

2.3 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

探管數(shù)據(jù)采集頻率為80Hz，數(shù)據(jù)分成10個(gè)數(shù)據(jù)包傳輸，每個(gè)數(shù)據(jù)包64字節(jié)。傳輸數(shù)據(jù)包格式如表1所示。

表1 探管傳輸數(shù)據(jù)包格式

探管工作過程中，由于受到干擾、電纜漏電等影響，偶爾會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤。本文所述的數(shù)據(jù)包編碼方法，對(duì)每一組數(shù)據(jù)都進(jìn)行了獨(dú)立校驗(yàn)處理。當(dāng)數(shù)據(jù)包中某個(gè)字節(jié)傳輸發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，只需要丟棄那一組交變數(shù)據(jù)，而不影響其他交變數(shù)據(jù)。

3 現(xiàn)場應(yīng)用與結(jié)果分析

SAGD雙水平井隨鉆磁導(dǎo)向系統(tǒng)已經(jīng)在新疆風(fēng)城油田進(jìn)行多次應(yīng)用，本文以FHW3021井為例進(jìn)行分析。

FHW3021井組測量數(shù)據(jù)共41組，現(xiàn)取其中2組實(shí)測波形分別如圖4和圖5所示。

圖4 FHW3021井組403～413井段實(shí)測數(shù)據(jù)圖

圖5 FHW3021井組672～681井段實(shí)測數(shù)據(jù)圖

兩組波形圖中，圖(a)是實(shí)測數(shù)據(jù)的時(shí)域波形圖，圖(b)是實(shí)測數(shù)據(jù)的頻譜分析圖。由圖(a)可以看出，實(shí)測數(shù)據(jù)完全符合SAGD雙水平井理論波形，具有明顯的兩個(gè)波峰和一個(gè)波谷，滿足軟件的計(jì)算條件；由圖(b)可以看出，所測量的波形頻譜較干凈，磁短節(jié)信號(hào)以外的雜波干擾非常小，證明三軸交變磁場傳感器信號(hào)濾波電路的通頻帶特性非常適合現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境。

4 結(jié)論

SAGD雙水平井隨鉆磁導(dǎo)向系統(tǒng)的探管采集的數(shù)據(jù)比較干

凈，有效地濾除了各種干擾和噪聲，為后續(xù)的鄰井距離精確計(jì)算打下基礎(chǔ)，使系統(tǒng)探測的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。通過新疆風(fēng)城油田多組井的應(yīng)用，獲得了應(yīng)用實(shí)效。

[1] 楊明合,夏宏南,屈勝元,等.磁導(dǎo)向技術(shù)在SAGD雙水平井軌跡精細(xì)控制中的應(yīng)用[J].鉆采工藝,2010,33(3): 12-14.

[2] Kuckes A F,Hay R T,McMahon J,et al.New electromagnetic surveying/ranging method for drilling parallel horizontal twin wells[R].SPE 27466,1996.

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[4] 喬磊,申瑞臣,黃洪春等.煤層氣多分支水平井鉆井工藝研究[J].石油學(xué)報(bào),2007,28(3),112-115.通訊作者： 高德利.

圖2 動(dòng)態(tài)會(huì)計(jì)平臺(tái)

在圖2所示的動(dòng)態(tài)會(huì)計(jì)平臺(tái)中，構(gòu)成這一平臺(tái)的主要有：事件接受器、憑證模板、生成器和實(shí)時(shí)憑證。其中，事件接受器的主要作用是指在經(jīng)營業(yè)務(wù)發(fā)生時(shí)，在相應(yīng)的業(yè)務(wù)模塊驅(qū)動(dòng)事件接受器輔助下，可以實(shí)現(xiàn)事件信息的接受；憑證模板的作用主要是協(xié)助財(cái)務(wù)人員按照相關(guān)的會(huì)計(jì)制度等，以企業(yè)的經(jīng)濟(jì)業(yè)務(wù)為依據(jù)，將每種經(jīng)濟(jì)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)會(huì)計(jì)借貸科目、借貸金額的規(guī)則；生成器則主要是以經(jīng)濟(jì)業(yè)務(wù)信息為依據(jù)，參照憑證模板的生成記賬憑證規(guī)則，通過運(yùn)用相應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，自動(dòng)生成實(shí)時(shí)憑證，并將其發(fā)送到總賬系統(tǒng)中，這樣，既能夠快速的實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)信息向財(cái)務(wù)信息的轉(zhuǎn)換，而且還可以保障高質(zhì)量的會(huì)計(jì)信息。

2 價(jià)值鏈管理模式下銀行財(cái)務(wù)管理的意義

在傳統(tǒng)銀行財(cái)務(wù)管理中，是以銀行作為一個(gè)整體來管理的，而在本文研究的價(jià)值鏈管理體系中，銀行財(cái)務(wù)管理的主線是價(jià)值鏈。

2.1 財(cái)務(wù)職能的變革

在銀行的所有部門中，財(cái)務(wù)部是一個(gè)核心部門，整個(gè)銀行利益相關(guān)者的需求與銀行經(jīng)營戰(zhàn)略、業(yè)績之間聯(lián)系的載體就是財(cái)務(wù)部。財(cái)務(wù)部與采購、銷售、服務(wù)、開發(fā)、資源管理等都有著密切的關(guān)系，在價(jià)值鏈管理模式下，實(shí)現(xiàn)銀行體制的不斷完善，財(cái)務(wù)管理的作用至關(guān)重要，其職能與企業(yè)戰(zhàn)略、價(jià)值管理、革新、等方面上都起著不容忽視的促進(jìn)作用。

2.2 實(shí)現(xiàn)銀行財(cái)務(wù)優(yōu)化

銀行為了能夠更好的做好財(cái)務(wù)控制，就要努力建立健全動(dòng)態(tài)的、完善的財(cái)務(wù)控制系統(tǒng)。具體來講，首先是財(cái)務(wù)人員要充分運(yùn)用計(jì)算機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，掌握數(shù)據(jù)庫及會(huì)計(jì)軟件，從多方面對(duì)比分析銀行經(jīng)營效果。如果發(fā)現(xiàn)有不協(xié)調(diào)的地方，再通過指導(dǎo)、調(diào)節(jié)、約束以及促進(jìn)等方式，對(duì)銀行的經(jīng)營管理業(yè)務(wù)進(jìn)行管理，保障銀行各項(xiàng)程序順利進(jìn)行。

2.3 對(duì)銀行整體發(fā)展的影響

價(jià)值鏈管理模式下的任何一個(gè)部門或者組織對(duì)整個(gè)銀行的影響都是很關(guān)鍵的，影響著銀行的整體決策。銀行在經(jīng)營過程中不僅要充分考慮自身業(yè)務(wù)優(yōu)勢和缺陷，還要從價(jià)值鏈整體去研究銀行經(jīng)營過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)給銀行帶來的影響。所以，從整體上全面的對(duì)銀行各個(gè)環(huán)節(jié)按價(jià)值鏈管理的思路進(jìn)行財(cái)務(wù)控制和管理是十分必要的。

3 結(jié)論

綜上所述，價(jià)值鏈管理模式下的財(cái)務(wù)管理不僅能夠?qū)崿F(xiàn)財(cái)務(wù)管理的現(xiàn)代化，還能最大程度上規(guī)范銀行財(cái)務(wù)管理，提升管理效率，價(jià)值鏈財(cái)務(wù)管理要求銀行以價(jià)值管理為最終目標(biāo)，推動(dòng)財(cái)務(wù)管理模式的信息化，提高資源利用率，實(shí)現(xiàn)價(jià)值鏈管理與銀行財(cái)務(wù)管理的整合，進(jìn)而提升市場競爭力與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

姚玲.價(jià)值鏈管理與企業(yè)財(cái)務(wù)管理的融合思考[J].時(shí)代經(jīng)貿(mào),2013,(1)

Dual horizontal well drilling SAGD development and application of magnetic guidance system

Wu Zhiyong,Gao Deli,Diaobinbin
(Petroleum Resources and the State Key Laboratory of probe China University of Petroleum,beijing,102249)

For the measured signal is weak,the frequency change,narrowband characteristics,design a low noise, narrow band pass,high-precision data acquisition filter circuit,effectively filter out the interference and noise,allowing the system to detect accuracy of about±0.3m;based on magnetic induction the data collection requirements to develop a single set of data validation communication protocol reduces the impact of individual data transmission errors due to interference on the overall data.

directional drilling;SAGD pair of horizontal wells;heavy oil

國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目（No.51221003）和國家重大科技專項(xiàng)（No.2011ZX05009-005）資助。

女,1973年,陜西省榆林市,助教,研究方向：教育學(xué)、金融、財(cái)經(jīng)類