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RFID技術在尾管固井中的應用

時間:2017-09-13  來源:《石油工程科技動態》

  RFID是一種利用射頻電磁場進行通信的方法。信息存儲在RFID標簽內,當標簽與讀取器接近時,信息被傳送給讀取器。標簽有兩種類型:一種是含自身能量源的有源標簽,另一種是當與讀取器接近時被充電的無源標簽。鉆完井工具中一般使無源標簽,如圖1所示。標簽包含應答器和接收來自讀取器信號的天線,應答器有獨特的識別碼和讀取器指令。

RFID技術在尾管固井中的應用

圖1無源RFID標簽,長0.91in,直徑0.15in

  讀取器包含一個接收天線和一個產生電磁場的電源,如圖2所示。當與標簽的距離較近時,由天線產生的磁場對標簽充電,并使標簽傳送存儲的指令。接收天線可以被編程設定為只響應特定的標簽識別碼,不含有這些標識碼的標簽在接近讀取器時將自動被忽略。

RFID技術在尾管固井中的應用

圖2 無源RFID標簽讀取器含有接收天線和內置電源

(由左至右:天線產生射頻場,讀取RFID標簽的信號;天線對RFID標簽充電;內置電源)

  在挪威Valhall油田Tor和Hod儲層受上覆地層影響,地層壓力突然降低,采用傳統的鉆進技術通常會引起卡鉆或鉆井液漏失,通常采用尾管鉆井或套管鉆井技術來解決。這類地層的固井同樣也面臨較大的挑戰,采用常規固井方式會導致泥漿漏失。威德福為Tor和Hod儲層設計了一套RFID固井系統,固井工具包括RFID帶孔短接、能夠在固井過程中旋轉尾管的套管接頭以及可膨脹環形套管金屬封隔器。施工時,將尾管下入漏失層,固井短接安裝在低壓區之上,泵入水泥漿至浮箍處,封隔器封隔低壓區。采用RFID打開低壓區上方的帶孔短節來泵入水泥漿,避免低壓區水泥漿漏失,該過程不會造成井筒壓力波動,成功解決了Tor和Hod儲層固井漏失問題。

  無線射頻識別固井技術能避免壓力擾動而且能夠在一些條件較為復雜的油田中保持井壁的完整性,可以通過遠程控制,也可以在應急條件下采取機械控制,能夠廣泛運用于窄壓力窗口固井作業中。

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