【導(dǎo)讀】達(dá)坦智能的TAPP（Tartan All Purpose Pressure System）無(wú)線(xiàn)井下壓力監(jiān)測(cè)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(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通道，核心是EM信號(hào)（電磁波）穿透地層的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，無(wú)需傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)的“有線(xiàn)電纜”或“起下管柱”環(huán)節(jié)。
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一、系統(tǒng)架構(gòu)：從井下到云端的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路
達(dá)坦智能的TAPP（Tartan All Purpose Pressure System）無(wú)線(xiàn)井下壓力監(jiān)測(cè)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(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通道，核心是EM信號(hào)（電磁波）穿透地層的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，無(wú)需傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)的“有線(xiàn)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(cè)量發(fā)射系統(tǒng)，集成了壓力檢測(cè)模塊、電子處理系統(tǒng)和長(zhǎng)效電池。壓力檢測(cè)模塊采用高精度傳感器（測(cè)量精度±0.25％FS），實(shí)時(shí)捕捉井下壓力（最大137MPa）和溫度（最高125℃）的細(xì)微變化；電子處理系統(tǒng)將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)加密算法編碼（防止數(shù)據(jù)泄露），再以EM信號(hào)形式向地面發(fā)射——這種信號(hào)能穿透地層的巖石、流體等介質(zhì)，傳輸距離可達(dá)數(shù)千米（根據(jù)井深調(diào)整發(fā)射功率）。為了適應(yīng)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(zhǎng)度5.5m），電池續(xù)航可達(dá)2年（每8小時(shí)發(fā)送一次數(shù)據(jù)），滿(mǎn)足長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)需求。
地面鏈路：從地層到接收機(jī)的信號(hào)解碼
井下發(fā)射的EM信號(hào)到達(dá)地面后，由地面天線(xiàn)陣列（通常安裝在井口附近）捕捉——由于地層傳輸會(huì)導(dǎo)致信號(hào)衰減（微弱到-100dBm以下），天線(xiàn)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(hào)。信號(hào)傳入接收機(jī)后，需經(jīng)過(guò)抗噪處理（過(guò)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(hào)強(qiáng)度提升至可解碼水平）、解調(diào)解碼（還原加密的數(shù)字信號(hào)）三個(gè)步驟，最終提取出井下壓力、溫度的原始數(shù)據(jù)。
云端平臺(tái)：數(shù)據(jù)展示與管理的“大腦”
解碼后的數(shù)通過(guò)4G/5G物聯(lián)網(wǎng)上傳至TAPP E-Display云平臺(tái)，平臺(tái)具備實(shí)時(shí)展示（以圖表形式呈現(xiàn)壓力、溫度的變化趨勢(shì)）、歷史存儲(chǔ)（保留數(shù)年的數(shù)據(jù)，用于趨勢(shì)分析）、報(bào)警預(yù)警（當(dāng)壓力超過(guò)閾值時(shí)，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(dòng)）四大功能。例如，工程師可以在辦公室通過(guò)平臺(tái)查看某口井的實(shí)時(shí)壓力曲線(xiàn)，當(dāng)壓力突然下降時(shí)，判斷是否為地層虧空，及時(shí)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(shì)：打破傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)的“三大瓶頸”
傳統(tǒng)井下壓力監(jiān)測(cè)主要依賴(lài)“有線(xiàn)電纜”或“存儲(chǔ)式測(cè)井”，存在影響生產(chǎn)（需關(guān)井、起下管柱）、成本高（專(zhuān)用電纜和設(shè)備）、數(shù)據(jù)滯后（存儲(chǔ)式測(cè)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(guò)無(wú)線(xiàn)技術(shù)，徹底打破了這些限制：
1. 不影響生產(chǎn)：實(shí)現(xiàn)“邊生產(chǎn)邊監(jiān)測(cè)”
傳統(tǒng)存儲(chǔ)式測(cè)井需要停止油氣井生產(chǎn)（關(guān)井），將測(cè)井工具通過(guò)管柱下入井底，待采集數(shù)據(jù)后再起出，整個(gè)過(guò)程耗時(shí)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(fēng)險(xiǎn)（如管柱卡鉆）。TAPP系統(tǒng)無(wú)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(hào)穿透地層傳輸數(shù)據(jù)，在油氣井正常生產(chǎn)（如自噴、機(jī)抽）時(shí)，即可實(shí)時(shí)獲取井下壓力數(shù)據(jù)。例如，某機(jī)抽井采用TAPP系統(tǒng)后，避免了每月1次的關(guān)井測(cè)井，全年增加產(chǎn)量約50噸，降低操作成本約20萬(wàn)元。
2. 成本低：無(wú)需“大規(guī)模改造”與“專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)”
傳統(tǒng)有線(xiàn)監(jiān)測(cè)需要鋪設(shè)專(zhuān)用電纜（從井口到井底），不僅成本高（每公里電纜約10萬(wàn)元），還容易因電纜磨損（如抽油桿摩擦）導(dǎo)致故障。TAPP系統(tǒng)無(wú)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(shí)間僅需數(shù)小時(shí)（傳統(tǒng)測(cè)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(duì)偏遠(yuǎn)井），無(wú)需建設(shè)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)，降低了通信成本（每月僅需幾十元流量費(fèi)）。
3. 靈活性高：適配不同場(chǎng)景的“定制化監(jiān)測(cè)”
TAPP系統(tǒng)支持靈活調(diào)整監(jiān)測(cè)與發(fā)送間隔（從每1小時(shí)一次到每24小時(shí)一次），滿(mǎn)足不同油氣井的需求：例如，新投產(chǎn)的井需要高頻監(jiān)測(cè)（每2小時(shí)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(shí)一次），節(jié)省電池電量。此外，系統(tǒng)還支持多參數(shù)監(jiān)測(cè)（壓力+溫度），數(shù)據(jù)可用于計(jì)算動(dòng)液面（通過(guò)溫度梯度判斷液面位置）、分析油藏壓力變化（通過(guò)壓力曲線(xiàn)判斷地層能量）。
三、應(yīng)用場(chǎng)景：覆蓋油氣井全生命周期的監(jiān)測(cè)需求
TAPP系統(tǒng)的“通用性”使其適用于油氣井從投產(chǎn)到報(bào)廢的全生命周期監(jiān)測(cè)，主要應(yīng)用場(chǎng)景包括：
1. 自噴井：監(jiān)測(cè)地層能量變化
自噴井依賴(lài)地層壓力將油氣舉升至地面，TAPP系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井底壓力（如137MPa），當(dāng)壓力下降時(shí)（如地層能量衰竭），及時(shí)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(guò)壓力曲線(xiàn)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(zhǎng)了自噴期6個(gè)月。
2. 機(jī)抽井：優(yōu)化抽油泵運(yùn)行參數(shù)
機(jī)抽井（抽油機(jī)+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(cè)泵吸入口壓力（如3MPa），當(dāng)壓力低于閾值時(shí)，調(diào)整抽油機(jī)轉(zhuǎn)速（如從6次/分鐘降至4次/分鐘），避免氣鎖。例如，某機(jī)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(dòng)液面監(jiān)測(cè)：判斷油井供液能力
動(dòng)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(guò)溫度梯度（井下溫度隨深度增加而升高）計(jì)算動(dòng)液面位置（如1000m），當(dāng)動(dòng)液面下降時(shí)（如供液不足），及時(shí)調(diào)整注水量（如增加注水量，補(bǔ)充地層能量）。例如，某油井采用TAPP系統(tǒng)后，動(dòng)液面從800m上升至1000m，供液能力提高了20%。
4. 修井作業(yè)：評(píng)估作業(yè)效果
修井作業(yè)（如壓裂、酸化）后，需要監(jiān)測(cè)井底壓力變化（如壓裂后的壓力恢復(fù)），TAPP系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓力恢復(fù)曲線(xiàn)（如從20MPa恢復(fù)至15MPa），評(píng)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(fù)曲線(xiàn)顯示裂縫長(zhǎng)度增加了50m，作業(yè)效果達(dá)到預(yù)期。
四、案例驗(yàn)證：從陜北到加拿大的實(shí)地效果
TAPP系統(tǒng)已在國(guó)內(nèi)外多個(gè)油氣田得到驗(yàn)證，其中兩個(gè)典型案例充分體現(xiàn)了其“高可靠性”與“高價(jià)值”：
1. 陜北煤巖氣井：創(chuàng)造陸上井深紀(jì)錄
陜北某煤巖氣井（井深4500m）是國(guó)內(nèi)最深的陸上油氣生產(chǎn)井之一，傳統(tǒng)存儲(chǔ)式測(cè)井因井深大（管柱起下時(shí)間長(zhǎng)）、地層復(fù)雜（電磁干擾大），無(wú)法穩(wěn)定獲取數(shù)據(jù)。TAPP系統(tǒng)部署后，通過(guò)EM信號(hào)穿透4500m地層，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的數(shù)據(jù)接收（成功率95%以上），監(jiān)測(cè)到井底壓力為120MPa（符合設(shè)計(jì)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(xiàn)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(cè)量不準(zhǔn)確問(wèn)題
加拿大Rolling Hills區(qū)塊某油井（機(jī)抽井）采用傳統(tǒng)存儲(chǔ)式測(cè)井時(shí)，因抽油泵振動(dòng)（導(dǎo)致工具偏移），測(cè)量數(shù)據(jù)誤差較大（±1.5％FS），無(wú)法準(zhǔn)確調(diào)整螺桿泵轉(zhuǎn)速。TAPP系統(tǒng)部署后，通過(guò)固定在油管上的終端，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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?gòu)?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(yǔ)
TAPP無(wú)線(xiàn)井下壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的出現(xiàn)，徹底改變了油氣井井下監(jiān)測(cè)的“傳統(tǒng)模式”，通過(guò)EM信號(hào)無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了“不影響生產(chǎn)、低成本、高靈活”的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，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(dòng)態(tài)分析（如判斷地層能量、評(píng)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(jìn)，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(shí)現(xiàn)“降本增效”與“可持續(xù)發(fā)展”。
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