SAGD双水平井随钻磁导向系统的研制及应用

吴志永,高德利,刁斌斌

（中国石油大学 油气资源与探测国家重点实验室，北京,102249）

SAGD双水平井随钻磁导向系统的研制及应用

吴志永,高德利,刁斌斌

（中国石油大学 油气资源与探测国家重点实验室，北京,102249）

针对实测信号微弱、频变、窄带的特点，设计出低噪声、窄通频带、高精度的数据采集滤波电路，有效地滤除了干扰和噪声，使系统探测精度达到±0.3m左右；根据磁感应强度数据的采集要求，制定了单组数据校验的通信协议，减少了干扰导致的个别数据传输错误对整体数据的影响。

定向钻井；SAGD双水平井；稠油

0 引言

为了满足SAGD双水平井定向钻井工程的现场需求，国外Vector Magnetics公司研发了磁性引导工具（Magnetic Guidance Tool, MGT）和旋转磁场测距导向系统(Rotating Magnet Ranging System, RMRS)。MGT是第一套用于引导SAGD双水平井定向钻井的工具，在国外有95%的双水平井都采用了MGT进行导向。RMRS具有测量精度高、测距范围广等优点，但是其操作复杂、抗磁干扰性能差，因此RMRS在国内外主要用于水平连通井的定向施工，效果显著。

1 SAGD双水平井随钻磁导向系统的基本原理

SAGD双水平井随钻磁导向系统主要由磁短节、井下电磁测量仪及测距导向计算软件等组成，可以随钻探测邻井距离，精确实现复杂结构井导向钻井控制目标。SAGD双水平井随钻磁导向系统用于SAGD双水平井中的工作示意图如图1所示。磁短节上装有多个永磁体，紧跟在正钻井钻头后，与钻头一同旋转产生交变磁场，是SAGD双水平井随钻磁导向系统的信号源。井下电磁测量仪主要由探管和地面接口箱两部分组成。探管主要包括三轴磁通门传感器、三轴加速度传感器和三轴交变磁场传感器，其主要作用是探测探管在已钻井中的摆放姿态和由磁短节产生的交变磁场；地面接口箱用于接收探管发送的磁信号数据，发送给测距导向计算软件进行计算。

图1 SAGD双水平井随钻磁导向系统的工作示意图

2 测量系统关键硬件的研制

2.1 微弱交变磁信号采集电路的设计

理论研究和实际测量表明，所采集信号具有以下特点：

（1）信号微弱，信号幅度随传播距离的三次方急速衰减；

（2）信号频率会随着钻头转速的改变而变化，频率变化范围在2.0~4.0Hz；

（3）信号中含有大量电磁干扰和噪声。

根据磁短节信号特点，设计的采集系统总体结构框图如图2所示。

图2 信号采集系统框图

各模块作用为：三轴交变磁场传感器将磁场信号转化为电信号；前置交流放大器和Butterworth低通滤波器将磁场传感器输出的超低频微弱信号进行放大和滤波，本文信号调理电路的设计体现了其重要作用；AD转换电路将模拟电信号转化为数字信号；曼切斯特码通信模块将数字信号通过测井电缆从井下传输到地面接口箱，然后进行信号处理与分析。

2.2 井下探管的研制

SAGD双水平井随钻磁导向系统的探管通过铠装电缆或软电缆下入已钻井中。在探管中，选用Model 544微型角定位传感器探测探管的自身姿态，此传感器包含一个三轴加速度传感器和一个三轴磁通门传感器，可以测量探管的倾斜角、方位角和重力滚角；磁短节的磁信号使用三轴交变磁场传感器来测量。

图3 探管结构图

探管的结构如图3所示，①电缆接口信号处理板：用于将探管内传感器的输出数据进行编码后经电缆传送到地面，并从电缆中取得探管的工作电源；②Model 544：用于采集探管自身的倾斜角、方位角和重力滚角；③三轴交变磁场传感器信号处理板：用于处理三轴交变磁场传感器输出的模拟信号，将其放大、滤波，并进行AD转换，得到探管位置的三轴磁感应强度分量数据；④三轴交变磁场传感器：用于采集探管位置的三轴磁感应强度分量。

2.3 数据传输技术

探管数据采集频率为80Hz，数据分成10个数据包传输，每个数据包64字节。传输数据包格式如表1所示。

表1 探管传输数据包格式

探管工作过程中，由于受到干扰、电缆漏电等影响，偶尔会出现数据传输错误。本文所述的数据包编码方法，对每一组数据都进行了独立校验处理。当数据包中某个字节传输发生错误时，只需要丢弃那一组交变数据，而不影响其他交变数据。

3 现场应用与结果分析

SAGD双水平井随钻磁导向系统已经在新疆风城油田进行多次应用，本文以FHW3021井为例进行分析。

FHW3021井组测量数据共41组，现取其中2组实测波形分别如图4和图5所示。

图4 FHW3021井组403～413井段实测数据图

图5 FHW3021井组672～681井段实测数据图

两组波形图中，图(a)是实测数据的时域波形图，图(b)是实测数据的频谱分析图。由图(a)可以看出，实测数据完全符合SAGD双水平井理论波形，具有明显的两个波峰和一个波谷，满足软件的计算条件；由图(b)可以看出，所测量的波形频谱较干净，磁短节信号以外的杂波干扰非常小，证明三轴交变磁场传感器信号滤波电路的通频带特性非常适合现场应用环境。

4 结论

SAGD双水平井随钻磁导向系统的探管采集的数据比较干

净，有效地滤除了各种干扰和噪声，为后续的邻井距离精确计算打下基础，使系统探测的数据更加准确。通过新疆风城油田多组井的应用，获得了应用实效。

[1] 杨明合,夏宏南,屈胜元,等.磁导向技术在SAGD双水平井轨迹精细控制中的应用[J].钻采工艺,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.

[3] Grills T L.Magnetic ranging technologies for drilling steam assisted gravity drainage well pairs and unique well geometries—a comparison of technologies[R].SPE 79005,2002.

[4] 乔磊,申瑞臣,黄洪春等.煤层气多分支水平井钻井工艺研究[J].石油学报,2007,28(3),112-115.通讯作者： 高德利.

图2 动态会计平台

在图2所示的动态会计平台中，构成这一平台的主要有：事件接受器、凭证模板、生成器和实时凭证。其中，事件接受器的主要作用是指在经营业务发生时，在相应的业务模块驱动事件接受器辅助下，可以实现事件信息的接受；凭证模板的作用主要是协助财务人员按照相关的会计制度等，以企业的经济业务为依据，将每种经济业务转换成相应会计借贷科目、借贷金额的规则；生成器则主要是以经济业务信息为依据，参照凭证模板的生成记账凭证规则，通过运用相应的计算机系统，自动生成实时凭证，并将其发送到总账系统中，这样，既能够快速的实现业务信息向财务信息的转换，而且还可以保障高质量的会计信息。

2 价值链管理模式下银行财务管理的意义

在传统银行财务管理中，是以银行作为一个整体来管理的，而在本文研究的价值链管理体系中，银行财务管理的主线是价值链。

2.1 财务职能的变革

在银行的所有部门中，财务部是一个核心部门，整个银行利益相关者的需求与银行经营战略、业绩之间联系的载体就是财务部。财务部与采购、销售、服务、开发、资源管理等都有着密切的关系，在价值链管理模式下，实现银行体制的不断完善，财务管理的作用至关重要，其职能与企业战略、价值管理、革新、等方面上都起着不容忽视的促进作用。

2.2 实现银行财务优化

银行为了能够更好的做好财务控制，就要努力建立健全动态的、完善的财务控制系统。具体来讲，首先是财务人员要充分运用计算机等网络设备，掌握数据库及会计软件，从多方面对比分析银行经营效果。如果发现有不协调的地方，再通过指导、调节、约束以及促进等方式，对银行的经营管理业务进行管理，保障银行各项程序顺利进行。

2.3 对银行整体发展的影响

价值链管理模式下的任何一个部门或者组织对整个银行的影响都是很关键的，影响着银行的整体决策。银行在经营过程中不仅要充分考虑自身业务优势和缺陷，还要从价值链整体去研究银行经营过程中的各个环节给银行带来的影响。所以，从整体上全面的对银行各个环节按价值链管理的思路进行财务控制和管理是十分必要的。

3 结论

综上所述，价值链管理模式下的财务管理不仅能够实现财务管理的现代化，还能最大程度上规范银行财务管理，提升管理效率，价值链财务管理要求银行以价值管理为最终目标，推动财务管理模式的信息化，提高资源利用率，实现价值链管理与银行财务管理的整合，进而提升市场竞争力与经济、社会效益。

参考文献

姚玲.价值链管理与企业财务管理的融合思考[J].时代经贸,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

国家自然科学基金创新研究群体项目（No.51221003）和国家重大科技专项（No.2011ZX05009-005）资助。

女,1973年,陕西省榆林市,助教,研究方向：教育学、金融、财经类