王敏生

（中石化石油工程技術(shù)研究院有限公司, 北京 102206）

隨著油氣勘探開發(fā)重點逐步轉(zhuǎn)向深層、超深層、復(fù)雜地層和深水油氣藏，鉆井施工難度大、周期長、井下故障多等問題凸顯，實時監(jiān)控井內(nèi)壓力、溫度等參數(shù)，對于安全、高效、快速鉆井具有重要意義[1–4]。當(dāng)前，MWD和LWD等技術(shù)已成為精確控制井眼軌跡、高效開發(fā)油氣藏的重要手段。其中，海洋鉆井中使用MWD和LWD技術(shù)的比例已高達(dá)95%以上。在復(fù)雜工況下，采用欠平衡鉆井、控壓鉆井等低傷害鉆井方式時，為準(zhǔn)確監(jiān)測井底工況、有效防止井底溢流，往往采用PWD（pressure while drilling）工具對井內(nèi)部分工程參數(shù)進(jìn)行實時采集分析。但是，MWD、LWD和PWD等工具只能對靠近鉆頭的井眼環(huán)境進(jìn)行評估，無法實現(xiàn)對全井眼的評估，并且多數(shù)需要以鉆井液作為信息傳輸?shù)拿浇?，在鉆井液排量低或無鉆井液循環(huán)的情況下，數(shù)據(jù)無法傳遞，起下鉆、接單根等作業(yè)過程中無法對井下狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測。此外，鉆井液脈沖信號傳輸速率較小，難以實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的高速實時傳輸。經(jīng)過多年的研究和改進(jìn)完善，有纜鉆桿已逐步實現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用，為井下數(shù)據(jù)不依賴鉆井液循環(huán)實時高速傳輸提供了有效手段[5–13]。

將多個井下工程參數(shù)測量工具按一定間隔集成于有纜鉆桿網(wǎng)絡(luò)中，可以建立分布式的傳感器網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)固定間隔多點實時工程參數(shù)的沿鉆柱測量（along string measurement，ASM），從而獲得鉆井環(huán)境某一鉆井參數(shù)沿井筒分布的完整信息。NOV公司研發(fā)的鉆井參數(shù)動態(tài)實時測量工具BlackStreamTMASM可以高頻測量溫度、水眼與環(huán)空壓力、鉆柱轉(zhuǎn)速和三軸振動等數(shù)據(jù)，與有纜鉆桿技術(shù)結(jié)合，可以實現(xiàn)多點分布式實時工程參數(shù)沿鉆柱測量，監(jiān)測沿井眼方向相對完整的鉆井環(huán)境狀態(tài)[14–18]。為了給我國井下實時工程參數(shù)測量技術(shù)研究與應(yīng)用提供參考，筆者介紹了NOV公司沿鉆柱測量系統(tǒng)的組成，分析了沿鉆柱測量技術(shù)在井眼凈化監(jiān)測、卡鉆位置判斷、鉆井液漏失位置判斷、漏失試驗與地層完整性試驗、井涌探測和鉆柱及鉆頭工況分析等場景中的應(yīng)用情況，指出了沿鉆柱測量技術(shù)的發(fā)展方向，并對我國發(fā)展該技術(shù)提出了建議。

1 沿鉆柱測量系統(tǒng)組成

沿鉆柱測量技術(shù)是將 ASM工具按一定間隔集成在有纜鉆桿網(wǎng)絡(luò)中，形成分布式的傳感器網(wǎng)絡(luò)。分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)測得的數(shù)據(jù)，通過有纜鉆桿提供的高速遙測網(wǎng)絡(luò)傳輸至地面的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可以建立鉆井環(huán)境溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、振動等沿井筒分布的完整視圖，從而及時準(zhǔn)確地分析井眼清潔程度、監(jiān)測鉆屑運(yùn)移、優(yōu)化鉆井參數(shù)和鉆井液性能、預(yù)測和診斷井筒穩(wěn)定問題。沿鉆柱測量系統(tǒng)的基本組成如圖1所示[19]。

圖1 沿鉆柱測量系統(tǒng)組成示意Fig.1 Composition of along-string measuring system

1.1 有纜鉆桿數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)

實現(xiàn)沿鉆柱測量，離不開高速有纜鉆桿數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。目前，有纜鉆桿數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)57 600 b/s，是常規(guī)鉆井液脈沖信號傳輸速度（最大40 b/s）的1 000倍以上[9]。該技術(shù)基于電磁感應(yīng)原理，密封在鉆柱中的鎧裝同軸電纜與鉆柱接頭中的感應(yīng)線圈相連，通過交變電流在相鄰線圈引發(fā)電磁感應(yīng)傳遞信號，線圈間不需要物理接觸。由于感應(yīng)信號不依賴于液體鉆井介質(zhì)工作，數(shù)據(jù)傳輸在井內(nèi)沒有液體流動的情況下依然可以實現(xiàn)。有纜鉆桿傳輸系統(tǒng)主要包括以下幾個部分：

1）頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)接頭。其安裝在內(nèi)防噴器上部，允許在鉆桿旋轉(zhuǎn)的條件下傳輸數(shù)據(jù)。信號進(jìn)入頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)接頭，通過地面電纜與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連。

2）有纜鉆柱及組件。其包括有纜鉆桿、鉆鋌、震擊器、穩(wěn)定器和隨鉆擴(kuò)眼器等，數(shù)據(jù)信號沿整個鉆柱以高達(dá)57 600 b/s的傳輸速率傳輸，所有的組件都需要雙臺肩式連接[20]。

3）信號增強(qiáng)裝置。每間隔一段距離（一般500 m左右）在工具接頭處嵌入信號增強(qiáng)裝置，用以轉(zhuǎn)發(fā)、過濾和放大信號，防止數(shù)據(jù)丟失。信號增強(qiáng)裝置包含一個長1.80 m的接頭，接頭包含一個電子器件裝置，并通過螺紋連接在鉆桿接頭底部。電子器件裝置通過鋰電池供電，鋰電池適用溫度為?40～150 ℃，工作壽命可達(dá)60～90 d。彈性密封裝置承受最高溫度達(dá) 200 ℃。

4）轉(zhuǎn)換接頭。有纜鉆桿與MWD/LWD以及旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)等井下鉆具組合（BHA）之間通過接口裝置實現(xiàn)雙向通訊。

5）地面網(wǎng)絡(luò)控制器。其主要用來采集、管理有纜鉆桿傳輸至地面的數(shù)據(jù)，將不同類別的數(shù)據(jù)分別傳輸至對應(yīng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并實現(xiàn)鉆柱網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工作狀態(tài)的可視化和實時診斷。

1.2 沿鉆柱測量工具

ASM工具基于信號增強(qiáng)裝置（data link）改進(jìn)設(shè)計，增加環(huán)空壓力傳感器、井下動態(tài)參數(shù)和溫度傳感器等，能夠高頻獲取溫度、流體壓力、鉆柱轉(zhuǎn)速和三軸振動等數(shù)據(jù)。該工具由電池獨(dú)立供電，沒有排量限制，獨(dú)立采集并將數(shù)據(jù)通過高速有纜鉆桿遙測網(wǎng)絡(luò)傳輸至地面。NOV公司?127.0 mm鉆桿用BlackStreamTMASM 的主要參數(shù)[16]：外徑 168.3 mm，內(nèi)徑 82.6 mm，長度 1 803.4 mm，耐壓 172.4 MPa，電池壽命 1 000 h，最高承受溫度 150 ℃。

將 ASM工具按一定間隔集成于有纜鉆桿網(wǎng)絡(luò)中，就可形成分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)，使獲取全井筒的壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、振動等參數(shù)分布成為可能。現(xiàn)場試驗發(fā)現(xiàn)，傳感器之間相隔500 m左右時信號強(qiáng)度較好[19]。對于有限數(shù)量的傳感器，最優(yōu)的分布方式是平均分布[21]。

1.3 增強(qiáng)型工程參數(shù)測量工具

增強(qiáng)型井下工程參數(shù)測量系統(tǒng)（enhanced measurement system，EMS）較ASM工具增加了更多的測量傳感器。該工具采用先進(jìn)算法可測量更多的參數(shù)，包括溫度、內(nèi)外壓力、多軸振動、鉆壓、扭矩、彎矩和轉(zhuǎn)速等；采用專有的深度/壓力補(bǔ)償機(jī)制，確保鉆壓、扭矩等參數(shù)的測量精度。該工具自備電源，可以獨(dú)立于其他井下設(shè)備運(yùn)行，允許放置在BHA或鉆柱中，從鉆柱的不同位置收集相關(guān)數(shù)據(jù)。NOV公司?127.0 mm 鉆桿用 EMS 的主要參數(shù)[17]：外徑171.5 mm，內(nèi)徑 57.2 mm，長度 2 286.0 和 2 895.6 mm，耐壓 137.9 MPa，電池壽命 225 h，最大拉伸力 4 080 kN，最大流速 204.3 m3/h。

2 沿鉆柱測量技術(shù)應(yīng)用場景

分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)測得的多元數(shù)據(jù)通過有纜鉆桿提供的高速遙測網(wǎng)絡(luò)實時傳輸至地面后，可以建立鉆井環(huán)境某一鉆井參數(shù)沿井筒分布的完整視圖。利用不斷完善的分析模型，可以及時精確地分析井眼或鉆柱狀況、預(yù)測和診斷井筒穩(wěn)定問題[22]，實現(xiàn)多場景的擴(kuò)展應(yīng)用。目前，對環(huán)空壓力的研究和應(yīng)用較多。

2.1 井眼凈化監(jiān)測

井眼清潔程度取決于鉆井液的清洗效率和流速，一般通過計算臨界鉆屑傳輸速度進(jìn)行預(yù)測。流體臨界傳輸速度是防止產(chǎn)生巖屑床的最小流體速度，高于該流速，巖屑能夠有效向上運(yùn)輸。對于直井或者近直井井筒，傳輸速度定義為環(huán)空流體速度與顆粒滑脫速度之差。對于井斜角大于30°的斜井，除流速外，流動狀態(tài)、鉆井液流變性能、鉆柱轉(zhuǎn)速也是重要的影響因素，鉆屑傳輸效率是由流變學(xué)因子、井斜因子和鉆井液密度的乘積確定的。

實驗室試驗證明，流速足夠高的流體可以清除任何井斜和任何尺寸井眼中的鉆屑。然而，流體流動速度增大，會使鉆井液系統(tǒng)的當(dāng)量循環(huán)密度（equivalent circulating density，ECD）增大，導(dǎo)致壓漏地層；如果流體流動速度過低，會影響鉆屑在環(huán)空中的運(yùn)移，造成井筒堵塞。因此，鉆井過程中流體流動速度的優(yōu)化十分必要。

井眼清潔程度較差時，流體密度增大會導(dǎo)致壓力增大。通過ASM工具監(jiān)測井眼不同位置的壓力并計算出ECD，在不同的轉(zhuǎn)速下，ECD變化較大的位置可能存在井眼凈化問題[21]。挪威某井?444.5 mm井眼在鉆柱旋轉(zhuǎn)和靜止情況下3個ASM（分別記為ASM1、 ASM2和ASM3）工具處的ECD變化情況如表1所示。從表1可以看出，ASM2所在井段的井眼清潔狀況不佳，并最終導(dǎo)致砂堵[18]。這說明，轉(zhuǎn)速降低時產(chǎn)生的ECD降低現(xiàn)象是由于井筒內(nèi)鉆屑聚集導(dǎo)致的，且隨著砂堵臨近，鉆屑聚集井段的ECD變化越來越明顯。

表1 挪威某井工具位置、井斜角和砂堵前當(dāng)量循環(huán)密度變化情況Table 1 Tool position, inclination angle and variation of equivalent circulating density before sand plugging within a well in Norway

發(fā)現(xiàn)井眼清潔狀況不佳時，作業(yè)人員可以根據(jù)單口井的具體情況（而不是常規(guī)經(jīng)驗做法），來設(shè)定接單根和循環(huán)鉆井液的時間及短起下作業(yè)，嚴(yán)重時可以間歇性地注入鉆屑清除劑，及時清除沉積的鉆屑[23]。根據(jù)分布式ASM工具壓力傳感器測得的數(shù)據(jù)和ECD變化情況，可以跟蹤清除劑到達(dá)的位置和分析清掃效果[24]。

2.2 卡鉆位置判斷

卡鉆是鉆井中經(jīng)常遇到的井下故障之一。井眼凈化效果差、產(chǎn)生壓差和井壁發(fā)生坍塌等問題都可能引起卡鉆。利用ASM技術(shù)，能在早期預(yù)警大斜度井段可能出現(xiàn)的巖屑床問題。出現(xiàn)卡鉆問題后，可以根據(jù)分布式ASM工具壓力傳感器測得的數(shù)據(jù)和ECD變化情況快速、準(zhǔn)確地確定卡鉆井段，并與前期井眼凈化監(jiān)測情況、巖屑錄井結(jié)果和地層巖性等進(jìn)行對比，初步判斷卡鉆原因，及時采取針對性的解卡措施[18]。

2.3 鉆井液漏失位置判斷

鉆井液漏失是鉆井中的常見問題，準(zhǔn)確識別漏層位置對制定堵漏措施至關(guān)重要。漏層位置可以通過井眼電阻率剖面、井眼成像測井等方法識別，也可以利用ASM工具測得的溫度剖面或環(huán)空壓力剖面識別。

由于部分鉆井液漏入地層，漏失區(qū)域環(huán)空上返流體減少，導(dǎo)致摩阻壓降減小，環(huán)空壓力降低?？拷┦^(qū)域ASM工具監(jiān)測到的壓降幅度比鄰近位置ASM工具大，距離漏失區(qū)域較遠(yuǎn)的ASM工具不能立刻監(jiān)測到壓力降低。ASM工具越靠近漏失區(qū)域時，監(jiān)測到的壓降也越來越大，漏失點就是壓降最大處對應(yīng)的位置[19]。

2.4 漏失試驗與地層完整性試驗

在漏失試驗和地層完整性試驗中，可以通過ASM工具實現(xiàn)壓力的連續(xù)測試。與地面壓力相比，井下壓力往往對地層起裂更加敏感。所以，在進(jìn)行地層完整性試驗時，實時的高頻井下壓力數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，有利于實現(xiàn)小增量、快速增大壓力，從而縮短測試時間，也可以防止破壞地層[25]。

2.5 井涌探測

通常情況下，井涌主要是根據(jù)地面測量的數(shù)據(jù)（如鉆井液池增量、突變的泵壓和大鉤載荷、精密流量計所測數(shù)據(jù)等）來確定的。利用沿鉆柱壓力測量技術(shù)，將實時測得的壓力變化與多相流動模型相結(jié)合，可以實時評估溢流量，還可以探測溢流層位的深度[26]。ASM工具沿鉆柱分布，將井筒環(huán)空分為多個控制體積，一般用N個節(jié)點將井筒分為N?1個控制體積，每一個控制體積都遵守質(zhì)量、動量與能量守恒定律。一個壓力傳感器負(fù)責(zé)一個控制體積，在控制體積內(nèi)，流量與密度的每一次變化都將導(dǎo)致節(jié)點壓力變化。尤其是地層流體溢流入井時，一般密度都低于鉆井液密度，溢流點下方的靜水壓力都會降低，溢流點上方靜水壓力的變化則可忽略不計，溢流點上方和下方的壓力都會受到溢流量增大引起摩阻增加的影響。通過多相流動模型分析，可迅速診斷井涌，并快速估算井涌量。

2.6 鉆柱及鉆頭工況分析

ASM工具可以監(jiān)測鉆柱的彎矩、扭矩、軸向拉（壓）力和三向（軸向、徑向及周向）加速度等參數(shù)?？拷@頭的鉆壓檢測值接近井底真實鉆壓，可為優(yōu)化鉆井參數(shù)提供參考。鉆井過程中，鉆頭、鉆柱在井下受到多種激勵作用，可能發(fā)生異常復(fù)雜的振動現(xiàn)象。準(zhǔn)確了解井下鉆頭和鉆柱的振動情況，預(yù)測底部鉆具組合的工作動態(tài)并及時干預(yù)，可以有效避免劇烈振動帶來的危害，在提高機(jī)械鉆速的同時延長鉆頭等鉆具的使用壽命，減少起鉆次數(shù)。利用ASM工具的三軸加速度計，建立多坐標(biāo)系鉆柱運(yùn)動分析模型，得到井下振動的運(yùn)動和測量方程，可進(jìn)行多種形式的井下振動測量和分析。通過測量Z軸加速度的變化，可以判斷是否發(fā)生跳鉆。如果振動測量短節(jié)安裝在鉆頭上方很近的位置，可以忽略鉆頭到測點間鉆柱的彈性變形，測點的軸向加速度即為鉆頭的軸向加速度，通過積分可以得到鉆頭軸向的運(yùn)動狀態(tài)。粘滑現(xiàn)象是一種鉆具組合交替加速和減速的運(yùn)動，扭矩間歇性增加和釋放，造成鉆頭周期性地停止、旋轉(zhuǎn)，可能導(dǎo)致鉆具連接處扭矩過大或過度磨損。通過監(jiān)測鉆具組合轉(zhuǎn)速的變化，可以判斷是否發(fā)生粘滑及粘滑的性質(zhì)，與三軸加速度計X軸、Y軸的測量值結(jié)合，可以用來分析橫向振動和渦動[27–29]。

3 沿鉆柱測量技術(shù)發(fā)展方向

近年來，沿鉆柱測量技術(shù)在海上復(fù)雜井的應(yīng)用日益增多，其分布式測量的高速、實時數(shù)據(jù)，有助于對整個裸眼井段的井下工況和實時水力參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，預(yù)防和減少了井下復(fù)雜情況的發(fā)生，提高了鉆

井綜合效率[18，24–27，30]。但該技術(shù)的硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，ASM工具的可靠性和經(jīng)濟(jì)性是制約其推廣應(yīng)用的一大障礙。隨著檢測能力的不斷提高，獲取的數(shù)據(jù)量越來越龐大，海量數(shù)據(jù)的深入挖掘、有效利用也越來越具有挑戰(zhàn)性。

3.1 數(shù)據(jù)挖掘

當(dāng)使用分布式傳感器和有線鉆桿遙測技術(shù)時，采集到的井下數(shù)據(jù)會大量增加，這有利于技術(shù)和管理人員做決策，并能提高鉆井團(tuán)隊的認(rèn)知水平。然而，數(shù)據(jù)量太大也會增大數(shù)據(jù)挖掘和實時分析的難度。

ASM傳感器可以測得某個點的實時壓力、溫度、振動、彎矩、扭矩、轉(zhuǎn)速等多種參數(shù)，而且將來可能會測得更多的參數(shù)。分析井下傳感器獲得的數(shù)據(jù)時，首先需要了解數(shù)據(jù)代表的含義，以及這些參數(shù)的變化如何表征井眼的實時工況。例如，某點的環(huán)空壓力代表該點的綜合壓力效應(yīng)（包括流體靜壓力、循環(huán)液體產(chǎn)生的摩阻和控制壓力鉆井施加的系統(tǒng)回壓等）。流體靜壓力一般保持不變，而摩阻壓降則取決于流動速度、鉆柱轉(zhuǎn)速和溫度等參數(shù)。利用壓力傳感器可以同時測得鉆桿內(nèi)部和外部的壓力，壓力受到流體流變特性、鉆桿長度、內(nèi)徑和井下鉆具組合的影響。部分井下鉆具組合（如動力鉆具、MWD等）由于其內(nèi)外徑變化而產(chǎn)生額外的壓力損失。鉆屑與鉆井液混合時，鉆井液平均密度升高，環(huán)空靜壓力會略微升高。高速、實時的ECD或等效鉆井液密度（ equivalent mud weight，EMW）數(shù)據(jù)，對提高鉆井的安全性和鉆井效率十分重要。但如何判斷不同工況下ASM測得的微小壓力變化是否有意義、如何智能可視化地顯示和預(yù)警，未來仍有很多研究要做。

因此，需要深入研究完善隨鉆測量解釋模型和應(yīng)用場景、深入挖掘數(shù)據(jù)，以及多參數(shù)的可視化智能展示技術(shù)[31]。

3.2 系統(tǒng)優(yōu)化

沿鉆柱測量技術(shù)將 ASM工具按一定間隔集成于有纜鉆桿網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)成分布式的傳感器網(wǎng)絡(luò)。提高有纜鉆桿和ASM工具的可靠性、經(jīng)濟(jì)性，以及優(yōu)化部署分布式傳感器系統(tǒng)，是完善沿鉆柱測量技術(shù)的關(guān)鍵路徑。

一方面，采用新技術(shù)、新方法和新器件改進(jìn)裝配及檢驗工藝，通過提高有纜鉆桿系統(tǒng)的可靠性來降低維修成本，通過增強(qiáng)系統(tǒng)的易用性來降低培訓(xùn)成本等。另外，開發(fā)替代有纜鉆桿的高速信息傳輸網(wǎng)絡(luò)，如采用常規(guī)鉆桿與智能微球結(jié)合的方式進(jìn)行分時傳輸，是提升其經(jīng)濟(jì)性的重大方向[32–36]。也有研究機(jī)構(gòu)在探索地面和井下電力與信息輸送的實時雙向閉環(huán)控制的有纜鉆桿系統(tǒng)[37]。

另一方面，分布式測量需要布置足夠的測點傳感器。工具部署太少或間隔井段太長，都不容易發(fā)現(xiàn)井下故障；工具間隔太短，會導(dǎo)致成本大幅增加。需要不斷探索和優(yōu)化ASM工具的使用數(shù)量，既要保證信號監(jiān)測強(qiáng)度，又要實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。同時，也需要探索增大無中繼傳輸距離，減少信號增強(qiáng)裝置的使用；不同井段使用搭載不同傳感器的ASM工具，以提高監(jiān)測的有效性。

3.3 應(yīng)用擴(kuò)展

由于有纜鉆桿極大地提高了數(shù)據(jù)傳輸速率，理論上來說可以盡可能地增加監(jiān)測單元，在ASM工具中搭載可以識別流體特性、監(jiān)測鉆柱多維受力、探測井徑等參數(shù)的傳感器實現(xiàn)更多場景的擴(kuò)展應(yīng)用，是一個重要的發(fā)展方向。同時，油氣勘探開發(fā)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)一步加速，自動化、智能化、遠(yuǎn)程化和無人化發(fā)展需求更加迫切，鉆井智能化代表了下一代鉆井技術(shù)的發(fā)展方向，高精度井下動態(tài)參數(shù)智能監(jiān)測、多維多參數(shù)隨鉆測井與智能解釋、高性能智能導(dǎo)鉆、鉆井智能優(yōu)化和實時決策等技術(shù)都需要高速傳輸大量實時數(shù)據(jù)的傳輸系統(tǒng)，沿鉆柱測量技術(shù)與智能場景結(jié)合，將進(jìn)一步提升鉆井的智能化水平和決策效率[8，38–40]。

4 我國沿鉆柱測量技術(shù)發(fā)展建議

1）以磁耦合技術(shù)為基礎(chǔ)的有纜鉆桿配合分布式參數(shù)測量工具，可以測量沿鉆柱或井筒的多項流體和工程參數(shù)并實時高速上傳，有利于輔助實時鉆井決策，在鉆井參數(shù)優(yōu)化、控壓鉆井、保證井筒安全等方面具有重要意義，也為智能鉆井提供了通訊基礎(chǔ)和井下監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。

2）沿鉆柱測量技術(shù)是一項相對復(fù)雜的系統(tǒng)工程，我國已有很多機(jī)構(gòu)開展了相關(guān)的研究和試驗，需要進(jìn)一步發(fā)展完善有纜鉆桿傳輸技術(shù)和配套設(shè)備，優(yōu)化加工制造工藝，降低制造成本，促進(jìn)商業(yè)化應(yīng)用；持續(xù)完善井下工程參數(shù)測量系統(tǒng)，提高其可靠性和準(zhǔn)確性，發(fā)展數(shù)據(jù)壓縮和解碼技術(shù)，提高傳輸速度和傳輸效率，完善測量解釋模型和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。在二者相對成熟的基礎(chǔ)上，逐步實現(xiàn)分布式測量傳輸。

3）經(jīng)濟(jì)性和可靠性是制約沿鉆柱測量技術(shù)的主要因素。有纜鉆桿系統(tǒng)復(fù)雜、使用成本高，常規(guī)鉆柱與改進(jìn)的測量傳輸工具結(jié)合實現(xiàn)沿鉆柱測量，是一個值得研究的課題。采用傳統(tǒng)鉆井方式鉆進(jìn)時，利用智能微球分時傳輸技術(shù)，針對重點關(guān)注的井段，每間隔一段時間通過地面控制釋放智能微球，利用無線傳輸分時將嵌入在鉆柱中相應(yīng)傳感器的數(shù)據(jù)傳輸至地面接收器，實現(xiàn)分布式測量傳輸，不失為一種低成本沿鉆柱的測量方法。

5 結(jié)束語

在當(dāng)前我國油氣勘探開發(fā)重點不斷向深層、超深層、頁巖油氣以及復(fù)雜油氣資源轉(zhuǎn)變的形勢下，為了實現(xiàn)安全、高效、快速鉆井，實時監(jiān)控井內(nèi)壓力、溫度等參數(shù)是重要手段。沿鉆柱測量技術(shù)可以在井下形成分布式的傳感器網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)固定間隔多點溫度、壓力等工程參數(shù)的實時測量，從而建立某一鉆井參數(shù)沿鉆柱的完整視圖。該技術(shù)目前已在井眼凈化監(jiān)測、卡鉆位置判斷、鉆井液漏失位置判斷等多個場景中成功應(yīng)用，未來的研發(fā)重點也將集中于數(shù)據(jù)深入挖掘與實時分析、系統(tǒng)性能與可靠性優(yōu)化、應(yīng)用場景擴(kuò)展等方面。隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級，鉆井完井作業(yè)智能化程度將不斷提高，沿鉆柱測量技術(shù)應(yīng)受到重視，應(yīng)研究基于智能微球分時傳輸技術(shù)的低成本沿鉆柱測量方法，及時準(zhǔn)確監(jiān)測井眼環(huán)境狀態(tài)，有效提高復(fù)雜地層鉆井效率。