近年來,國內石油測井儀器的發展越來越快。我們今天不講它的結構與功能,重點聊一下它的數據采集后的處理,即信號傳輸與數據存儲。眾所周知,隨鉆測井儀器可以實時的采集到鉆頭附近的地層信息,那么如何相對高效和完整的獲取到這些處于地底深層信息,這就關系到信號傳輸技術和高溫存儲器技術。
信號傳輸技術是隨鉆測井的一項關鍵技術,目前廣泛使用的是鉆井液壓力脈沖傳輸,這是隨鉆測井儀器普遍采用的方法,它是將被測參數轉變成鉆井液壓力脈沖,隨鉆井液循環傳送到地面。鉆井液壓力脈沖傳輸的優點是經濟、方便,缺點是數據傳輸率(每秒傳送的數據位數)低,其最高傳輸速率只能達到4~10?bit/s,僅能在一定程度上滿足了實時數據傳輸的需要。
近年來,為提高傳輸率又開始試用電磁波傳輸技術,它是將隨鉆測井儀器放在非磁性鉆鋌內,非磁性鉆鋌和上部鉆桿之間,有絕緣短節,以便于載有被測信息的低頻電磁波向井周地層傳播。在地面,作為鉆機與地面電極之間的電壓差被探測出來。早期的電磁波傳輸由于信號衰減大、傳輸距離短且成本高而未能商用,近年來由于技術改進已開始進入市場,其優點是傳輸率高,不受鉆井液性能影響。但隨著地層介質對信號的吸收,石油鉆井中其應用深度受到很大限制,一般不超過3000 m。
無論是泥漿脈沖傳輸、聲波傳輸還是電磁波傳輸,過低的遙傳數據率始終是一個棘手的問題,其影響會嚴重降低鉆井作業進度且增加作業費用。所以有必要在這方面作出改進。
此時開拓另一種思路,需要一種井下存儲方式,把需要實時處理的聲波信息通過泥漿脈沖遙傳到地面,而把大量處理結果和原始波形數據先暫時存儲在高溫存儲器中,待起鉆后回收數據。這樣就減少了傳輸量,且最大程度上保留了鉆進過程中的所有原始數據。優點是成本低,數據保存可靠。缺點是地面不能實時得到數據,無法指導鉆進。對于數據量很大的隨鉆測井,如隨鉆成像測井,通常采用實時傳輸和井下存儲相結合的辦法,對關鍵井段采用實時傳輸,而其他井段采用井下存儲。
而這些隨鉆測井用的存儲器本身需要具備很強的耐高溫能力,需要在175℃乃至200℃以上的高溫下實現數據寫入,并能夠在高溫環境里長時間保存數據。
如果需要210℃下進行連續寫入工作,一般會采用LHM系列高溫存儲器,其高溫數據保存可達500小時,壽命可達2000小時,且至今沒有一例壽命內用壞的情況。但LHM系列的容量有限,常規型號為LHM128M/LHM256M/LHM512M,需要超大容量的話需要多個串聯/并聯,或者定制開發更大容量的型號。而如果最高工作溫度只有175℃,則可以選擇LDMF系列的存儲器,常規型號就有1GB和4GB的超大容量,對于隨鉆測井數據存儲工作來說基本夠用了。