【導讀】達坦智能的TAPP（Tartan All Purpose Pressure System）無線井下壓力監(jiān)測系統(tǒng)，構(gòu)建了一條“井下采集-地層傳輸-地面接收-云端管理”的全鏈路無線數(shù)據(jù)通道，核心是EM信號（電磁波）穿透地層的無線傳輸技術(shù)，無需傳統(tǒng)監(jiān)測的“有線電纜”或“起下管柱”環(huán)節(jié)。
一、系統(tǒng)架構(gòu)：從井下到云端的無線數(shù)據(jù)鏈路
達坦智能的TAPP（Tartan All Purpose Pressure System）無線井下壓力監(jiān)測系統(tǒng)，構(gòu)建了一條“井下采集-地層傳輸-地面接收-云端管理”的全鏈路無線數(shù)據(jù)通道，核心是EM信號（電磁波）穿透地層的無線傳輸技術(shù)，無需傳統(tǒng)監(jiān)測的“有線電纜”或“起下管柱”環(huán)節(jié)。
井下終端：數(shù)據(jù)采集與發(fā)射的“源頭”
系統(tǒng)的“感知核心”是井下測量發(fā)射系統(tǒng)，集成了壓力檢測模塊、電子處理系統(tǒng)和長效電池。壓力檢測模塊采用高精度傳感器（測量精度±0.25％FS），實時捕捉井下壓力（最大137MPa）和溫度（最高125℃）的細微變化；電子處理系統(tǒng)將采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過加密算法編碼（防止數(shù)據(jù)泄露），再以EM信號形式向地面發(fā)射——這種信號能穿透地層的巖石、流體等介質(zhì)，傳輸距離可達數(shù)千米（根據(jù)井深調(diào)整發(fā)射功率）。為了適應井下惡劣環(huán)境，終端采用耐高壓、耐高溫的封裝（最大外徑48mm，工具長度5.5m），電池續(xù)航可達2年（每8小時發(fā)送一次數(shù)據(jù)），滿足長期監(jiān)測需求。
地面鏈路：從地層到接收機的信號解碼
井下發(fā)射的EM信號到達地面后，由地面天線陣列（通常安裝在井口附近）捕捉——由于地層傳輸會導致信號衰減（微弱到-100dBm以下），天線需具備高增益（≥15dBi）和寬頻帶（覆蓋井下發(fā)射的頻率范圍）特性，確保能接收微弱信號。信號傳入接收機后，需經(jīng)過抗噪處理（過濾地層中的電磁干擾，如工頻噪聲、設(shè)備輻射）、濾波放大（將信號強度提升至可解碼水平）、解調(diào)解碼（還原加密的數(shù)字信號）三個步驟，最終提取出井下壓力、溫度的原始數(shù)據(jù)。
云端平臺：數(shù)據(jù)展示與管理的“大腦”
解碼后的數(shù)通過4G/5G物聯(lián)網(wǎng)上傳至TAPP E-Display云平臺，平臺具備實時展示（以圖表形式呈現(xiàn)壓力、溫度的變化趨勢）、歷史存儲（保留數(shù)年的數(shù)據(jù)，用于趨勢分析）、報警預警（當壓力超過閾值時，發(fā)送短信或APP通知）、接口集成（接入油氣田現(xiàn)有SCADA系統(tǒng)，與其他生產(chǎn)數(shù)據(jù)聯(lián)動）四大功能。例如，工程師可以在辦公室通過平臺查看某口井的實時壓力曲線，當壓力突然下降時，判斷是否為地層虧空，及時調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)（如注水量、抽油泵轉(zhuǎn)速）。
二、產(chǎn)品優(yōu)勢：打破傳統(tǒng)監(jiān)測的“三大瓶頸”
傳統(tǒng)井下壓力監(jiān)測主要依賴“有線電纜”或“存儲式測井”，存在影響生產(chǎn)（需關(guān)井、起下管柱）、成本高（專用電纜和設(shè)備）、數(shù)據(jù)滯后（存儲式測井需等待起出工具才能獲取數(shù)據(jù)）三大瓶頸。TAPP系統(tǒng)通過無線技術(shù)，徹底打破了這些限制：
1. 不影響生產(chǎn)：實現(xiàn)“邊生產(chǎn)邊監(jiān)測”
傳統(tǒng)存儲式測井需要停止油氣井生產(chǎn)（關(guān)井），將測井工具通過管柱下入井底，待采集數(shù)據(jù)后再起出，整個過程耗時1-3天，不僅影響產(chǎn)量（如自噴井每天減產(chǎn)數(shù)噸），還增加了操作風險（如管柱卡鉆）。TAPP系統(tǒng)無需關(guān)井或起下管柱，直接部署在井下原有生產(chǎn)設(shè)備（如油管、抽油桿）上，利用EM信號穿透地層傳輸數(shù)據(jù)，在油氣井正常生產(chǎn)（如自噴、機抽）時，即可實時獲取井下壓力數(shù)據(jù)。例如，某機抽井采用TAPP系統(tǒng)后，避免了每月1次的關(guān)井測井，全年增加產(chǎn)量約50噸，降低操作成本約20萬元。
2. 成本低：無需“大規(guī)模改造”與“專用網(wǎng)絡(luò)”
傳統(tǒng)有線監(jiān)測需要鋪設(shè)專用電纜（從井口到井底），不僅成本高（每公里電纜約10萬元），還容易因電纜磨損（如抽油桿摩擦）導致故障。TAPP系統(tǒng)無需鋪設(shè)電纜，直接安裝在原有生產(chǎn)設(shè)備上（如油管接箍處），部署時間僅需數(shù)小時（傳統(tǒng)測井需1-3天）。此外，數(shù)據(jù)傳輸采用成熟的4G/5G物聯(lián)網(wǎng)（或衛(wèi)星通信，針對偏遠井），無需建設(shè)專用網(wǎng)絡(luò)，降低了通信成本（每月僅需幾十元流量費）。
3. 靈活性高：適配不同場景的“定制化監(jiān)測”
TAPP系統(tǒng)支持靈活調(diào)整監(jiān)測與發(fā)送間隔（從每1小時一次到每24小時一次），滿足不同油氣井的需求：例如，新投產(chǎn)的井需要高頻監(jiān)測（每2小時一次），以判斷產(chǎn)能；穩(wěn)定生產(chǎn)的井可以降低頻率（每8小時一次），節(jié)省電池電量。此外，系統(tǒng)還支持多參數(shù)監(jiān)測（壓力+溫度），數(shù)據(jù)可用于計算動液面（通過溫度梯度判斷液面位置）、分析油藏壓力變化（通過壓力曲線判斷地層能量）。
三、應用場景：覆蓋油氣井全生命周期的監(jiān)測需求
TAPP系統(tǒng)的“通用性”使其適用于油氣井從投產(chǎn)到報廢的全生命周期監(jiān)測，主要應用場景包括：
1. 自噴井：監(jiān)測地層能量變化
自噴井依賴地層壓力將油氣舉升至地面，TAPP系統(tǒng)可實時監(jiān)測井底壓力（如137MPa），當壓力下降時（如地層能量衰竭），及時調(diào)整生產(chǎn)制度（如減少產(chǎn)量，防止地層虧空）。例如，某自噴井采用TAPP系統(tǒng)后，通過壓力曲線發(fā)現(xiàn)地層壓力每月下降0.5MPa，工程師調(diào)整產(chǎn)量從每天10噸降至8噸，延長了自噴期6個月。
2. 機抽井：優(yōu)化抽油泵運行參數(shù)
機抽井（抽油機+抽油泵）的效率取決于泵吸入口壓力（需高于飽和壓力，防止氣鎖），TAPP系統(tǒng)可監(jiān)測泵吸入口壓力（如3MPa），當壓力低于閾值時，調(diào)整抽油機轉(zhuǎn)速（如從6次/分鐘降至4次/分鐘），避免氣鎖。例如，某機抽井采用TAPP系統(tǒng)后，泵吸入口壓力穩(wěn)定在3.5MPa以上，氣鎖次數(shù)從每月2次降至0次，產(chǎn)量提高了15%。
3. 動液面監(jiān)測：判斷油井供液能力
動液面（井下油氣界面）是判斷油井供液能力的關(guān)鍵參數(shù)，TAPP系統(tǒng)通過溫度梯度（井下溫度隨深度增加而升高）計算動液面位置（如1000m），當動液面下降時（如供液不足），及時調(diào)整注水量（如增加注水量，補充地層能量）。例如，某油井采用TAPP系統(tǒng)后，動液面從800m上升至1000m，供液能力提高了20%。
4. 修井作業(yè)：評估作業(yè)效果
修井作業(yè)（如壓裂、酸化）后，需要監(jiān)測井底壓力變化（如壓裂后的壓力恢復），TAPP系統(tǒng)可實時監(jiān)測壓力恢復曲線（如從20MPa恢復至15MPa），評估作業(yè)效果（如壓裂裂縫是否有效）。例如，某壓裂井采用TAPP系統(tǒng)后，壓力恢復曲線顯示裂縫長度增加了50m，作業(yè)效果達到預期。
四、案例驗證：從陜北到加拿大的實地效果
TAPP系統(tǒng)已在國內(nèi)外多個油氣田得到驗證，其中兩個典型案例充分體現(xiàn)了其“高可靠性”與“高價值”：
1. 陜北煤巖氣井：創(chuàng)造陸上井深紀錄
陜北某煤巖氣井（井深4500m）是國內(nèi)最深的陸上油氣生產(chǎn)井之一，傳統(tǒng)存儲式測井因井深大（管柱起下時間長）、地層復雜（電磁干擾大），無法穩(wěn)定獲取數(shù)據(jù)。TAPP系統(tǒng)部署后，通過EM信號穿透4500m地層，實現(xiàn)了穩(wěn)定的數(shù)據(jù)接收（成功率95%以上），監(jiān)測到井底壓力為120MPa（符合設(shè)計要求），溫度為110℃（低于最高工作溫度125℃）。工程師根據(jù)壓力曲線調(diào)整排液制度（增加排液量），使氣產(chǎn)量從每天5000方提高至8000方，增產(chǎn)60%。
2. 加拿大阿爾伯塔省油井：解決測量不準確問題
加拿大Rolling Hills區(qū)塊某油井（機抽井）采用傳統(tǒng)存儲式測井時，因抽油泵振動（導致工具偏移），測量數(shù)據(jù)誤差較大（±1.5％FS），無法準確調(diào)整螺桿泵轉(zhuǎn)速。TAPP系統(tǒng)部署后，通過固定在油管上的終端，實時監(jiān)測泵吸入口壓力（誤差±0.25％FS），工程師根據(jù)壓力數(shù)據(jù)將螺桿泵轉(zhuǎn)速從8次/分鐘調(diào)整至6次/分鐘，避免了氣鎖，產(chǎn)量從每天8噸提高至10噸，增產(chǎn)25%。
結(jié)語
TAPP無線井下壓力監(jiān)測系統(tǒng)的出現(xiàn)，徹底改變了油氣井井下監(jiān)測的“傳統(tǒng)模式”，通過EM信號無線傳輸技術(shù)，實現(xiàn)了“不影響生產(chǎn)、低成本、高靈活”的實時監(jiān)測，為油氣井生產(chǎn)優(yōu)化（如調(diào)整產(chǎn)量、優(yōu)化抽油泵參數(shù)）、油藏動態(tài)分析（如判斷地層能量、評估作業(yè)效果）提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。隨著油氣田數(shù)字化、智能化的推進，TAPP系統(tǒng)有望成為“油氣井智能生產(chǎn)”的“核心數(shù)據(jù)入口”，助力油氣行業(yè)實現(xiàn)“降本增效”與“可持續(xù)發(fā)展”。
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