3G技術(shù)在測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)無(wú)線傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用與展望

蘇 娟 嚴(yán)正國(guó)

(西安石油大學(xué)光電油氣測(cè)井與檢測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 陜西西安)

3G技術(shù)在測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)無(wú)線傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用與展望

蘇 娟 嚴(yán)正國(guó)

(西安石油大學(xué)光電油氣測(cè)井與檢測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 陜西西安)

鉆井新技術(shù)的應(yīng)用對(duì)測(cè)井資料的獲取和解釋的實(shí)時(shí)性提出了更高的要求,測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)無(wú)線傳輸已成為測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。文章分析了測(cè)井無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的技術(shù)要求,提出了基于3G網(wǎng)絡(luò)的測(cè)井無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)組成,分析了其性能和工作模式。針對(duì)國(guó)內(nèi)3G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀,對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)在測(cè)井信息無(wú)線傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

3G技術(shù);測(cè)井系統(tǒng);無(wú)線傳輸;工作性能;工作模式

0 引 言

快速鉆井技術(shù)的應(yīng)用與推廣以及對(duì)薄層、復(fù)雜地質(zhì)條件油氣儲(chǔ)層開采的要求,使得測(cè)井目的層的井況和地質(zhì)條件越來(lái)越復(fù)雜,給測(cè)井資料的獲取和解釋提出了更高的要求[1]。除了不斷采用新型陣列化成像測(cè)井儀器提供更豐富的地層信息和不斷提高對(duì)油氣藏形成機(jī)理的研究認(rèn)識(shí)水平和測(cè)井資料解釋水平外,如何使測(cè)井與解釋技術(shù)人員實(shí)時(shí)溝通,團(tuán)結(jié)協(xié)作,共同解決復(fù)雜井況和地質(zhì)條件下測(cè)井和解釋難題,將是提高測(cè)井作業(yè)效率、提供合格測(cè)井曲線和解釋成果的關(guān)鍵。

測(cè)井無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)能夠?qū)y(cè)井曲線實(shí)時(shí)傳送到測(cè)井資料解釋中心,測(cè)井解釋技術(shù)人員對(duì)測(cè)井資料進(jìn)行實(shí)時(shí)處理與解釋,遇到測(cè)井儀器故障、螺旋井眼或復(fù)雜地質(zhì)條件等特殊情況使得測(cè)井曲線出現(xiàn)異常時(shí),由測(cè)井技術(shù)人員即時(shí)進(jìn)行復(fù)測(cè)或更換儀器組合,將更全面的測(cè)井資料傳輸給解釋中心,以確定異常類型,制定應(yīng)對(duì)措施,從而可減少測(cè)井小隊(duì)重復(fù)上井次數(shù),提高測(cè)井和解釋效率。

1 測(cè)井無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)技術(shù)要求

測(cè)井無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)包括傳輸距離、傳輸速率、穩(wěn)定性和可靠性,其主要技術(shù)指標(biāo)應(yīng)達(dá)到以下要求:

傳輸距離:一般在幾十公里到幾百公里之間

傳輸速率:目前在用的常規(guī)測(cè)井系統(tǒng),如 EILog05,SDZ3000的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)傳輸速率為 100 kbps[2、3];成像測(cè)井系統(tǒng),如 EILog06,Excel2000,5700等測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)傳輸速率均小于500 kbps[4],因此,測(cè)井無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的平均速率大于500 kbps應(yīng)能滿足要求,如能提高到1 Mbps以上將能提供更好的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性與可靠性。

穩(wěn)定性與可靠性:測(cè)井無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)應(yīng)有嚴(yán)格的差錯(cuò)控制協(xié)議,通信連接穩(wěn)定、掉線率低,掉線后應(yīng)能自動(dòng)恢復(fù)連接,數(shù)據(jù)傳輸速率穩(wěn)定,避免數(shù)據(jù)擁塞、丟幀或誤碼出現(xiàn),嚴(yán)格保證數(shù)據(jù)正確傳輸。

2 3G在無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

由于油田井位過(guò)于分散,散布區(qū)域廣闊,為了保證測(cè)井無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)傳輸距離的要求,公用無(wú)線信息網(wǎng)絡(luò)應(yīng)是最佳的選擇。然而,在模擬無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)和GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代,信息傳輸速率和網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性一直是阻礙其應(yīng)用到測(cè)井無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的技術(shù)瓶頸。然而,3G時(shí)代的來(lái)臨使這一情況得到巨大改觀,公用無(wú)線信息網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于油田測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)無(wú)線傳輸系統(tǒng)不僅成為可能,而且隨著3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的普及,將具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

2.1 系統(tǒng)組成

基于3G網(wǎng)絡(luò)的測(cè)井無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)組成如圖1所示。測(cè)井地面主機(jī)通過(guò)3G數(shù)據(jù)卡以無(wú)線方式接入互聯(lián)網(wǎng),與測(cè)井解釋站的服務(wù)器通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)建立遠(yuǎn)程寬帶連接,實(shí)現(xiàn)測(cè)井信息的高速傳輸。

圖1 基于3G網(wǎng)絡(luò)的測(cè)井無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)組成

2.2 性能分析

2.2.1 傳輸速率

以網(wǎng)絡(luò)覆蓋較廣的中國(guó)電信的天翼3G無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)為例,采用無(wú)線寬帶融合技術(shù),提供無(wú)線寬帶(3G)、無(wú)線寬帶(WLAN)、無(wú)線寬帶(1X)和多種接入認(rèn)證方式,接入方式靈活,在不同地區(qū)、不同網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況下提供不同的高速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入方式。在電信熱點(diǎn)區(qū)域,采用無(wú)線寬帶WLAN方式,可達(dá)到最低1 Mbps,最高54 Mbps的數(shù)據(jù)速率,在無(wú)線寬帶CDMA 3G方式下,可達(dá)到上行3.1 Mbps,下行1.8 Mbps的數(shù)據(jù)速率[6],完全可以滿足成像測(cè)井系統(tǒng)的測(cè)井信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊?。在CDMA1X網(wǎng)絡(luò)接入方式,也可以達(dá)到153.6 kbps的傳輸速率[5]。

2.2.2 網(wǎng)絡(luò)覆蓋

目前,中國(guó)電信天翼3G無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋全國(guó)31個(gè)省的342個(gè)城市[6],中國(guó)聯(lián)通3G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋全國(guó)249個(gè)城市[7],中國(guó)移動(dòng)年底前將覆蓋全國(guó)238個(gè)城市,據(jù)稱2011年前將覆蓋全國(guó)所有地級(jí)城市[8]。我國(guó)主要油田所在地如黑龍江大慶、遼河盤錦、甘肅慶陽(yáng)、河南南陽(yáng)、新疆克拉瑪依等地區(qū)均已實(shí)現(xiàn)3G無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)覆蓋,隨著3G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,越來(lái)越多的油田地區(qū)將可實(shí)現(xiàn)3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋,逐步具備配置3G測(cè)井無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的條件。

2.3 工作模式

圖1所示的3G無(wú)線測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可以具備兩種工作方式:實(shí)時(shí)傳輸方式(數(shù)據(jù)流方式)和延時(shí)傳輸方式(文件傳輸方式)。

2.3.1 實(shí)時(shí)傳輸方式

在網(wǎng)絡(luò)信號(hào)質(zhì)量較好、連接速度較高的情況下, 3G無(wú)線測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可以工作在實(shí)時(shí)傳輸方式,即測(cè)井地面系統(tǒng)接收到井下儀器數(shù)據(jù)后直接通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸,該方式對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸速率要求較高,測(cè)井地面軟件也要做相應(yīng)的改動(dòng)以支持?jǐn)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸,優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)最小的傳輸延遲。

2.3.2 延時(shí)傳輸方式

在網(wǎng)絡(luò)信號(hào)質(zhì)量較差、網(wǎng)絡(luò)連接速度較低的情況下,可以采用延時(shí)傳輸方式。在該方式下,將測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)保存為若干個(gè)較小的數(shù)據(jù)文件,利用網(wǎng)絡(luò)通信工具軟件即可進(jìn)行文件傳輸,該方式雖然有一定的傳輸延遲,但對(duì)網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度要求較低,測(cè)井地面軟件系統(tǒng)的改動(dòng)較少,易于實(shí)現(xiàn),便于快速應(yīng)用到測(cè)井地面系統(tǒng)中。

3 結(jié)論與展望

3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的高速數(shù)據(jù)傳輸能力完全可以滿足常規(guī)和成像數(shù)控測(cè)井系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊蟆?G技術(shù)的成熟及商業(yè)化應(yīng)用,使得測(cè)井信息通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸成為可能。隨著3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)步伐的不斷加快、覆蓋區(qū)域的不斷擴(kuò)展、新業(yè)務(wù)的不斷推出和成熟,3G技術(shù)應(yīng)用到測(cè)井無(wú)線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中并成為一種標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)井地面裝備,將為時(shí)不遠(yuǎn)。

[1] 時(shí)鵬程.隨鉆測(cè)井技術(shù)在我國(guó)石油勘探開發(fā)中的應(yīng)用[J].測(cè)井技術(shù).2002,26(6)

[2] 湯天知.EILog測(cè)井系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展思路[J].測(cè)井技術(shù).2007,31(2)

[3] 中國(guó)電子科技集團(tuán)第22研究所.SDZ3000快速測(cè)井平臺(tái)技術(shù)手冊(cè).2005(內(nèi)部資料)

[4] Halliburton Energy Service.DITSTELEMETRY(FOR EXCELL2000).1999(資料)

[5] 中國(guó)電信網(wǎng)上營(yíng)業(yè)廳無(wú)線寬帶業(yè)務(wù)[DB/OL].http:// www.ct10000.com/esurfing/ty3gzq/3gywtj/?wxkd

[6] 中國(guó)電信網(wǎng)上營(yíng)業(yè)廳“天翼”覆蓋342座城市[DB/OL]. http://www. ct10000. com/esurfing/ty3gzq/3gxwdt/ t20090519-51540.html

[7] 中國(guó)聯(lián)通3G試商用城市新增168個(gè)友好體驗(yàn)城市已達(dá)268個(gè)[DB/OL].http://www.chinaunicom.com/news/ jtxw/file227.html

[8] 中國(guó)移動(dòng)TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)將覆蓋238個(gè)城市[DB/OL]. http://www. chinamobile. com/aboutus/news/200901/ t20090110-10837.htm

Su Juan and Yan ZhengGuo.The application and prospect of 3G in logging wireless transmission system.PI, 2010,24(4):65～66

The development and application of new drilling technique brings more demands to logging data obtaining and interpretation.Wireless transmission has become an inevitable trend in well logging data transmission system.This paper analyzes the technical requirements of well logging wireless transmission system,and a well logging wireless transmission system project based on 3G is given.Then the system performance and operation mode are analyzed.According to the present development of 3G,the prospect of 3G application in well logging wireless transmission system is discussed.

3G;logging system;wireless transmission;workability;operation mode

P631.8+1

B

1004-9134(2010)04-0065-02

蘇 娟,女,1975年生,碩士研究生,講師,現(xiàn)在西安石油大學(xué)光電油氣測(cè)井與檢測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室工作,研究方向?yàn)闇y(cè)井信號(hào)處理和傳輸。郵編:710065

2010-01-22 編輯:姜 婷)

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