提高生產(chǎn)測井壓力儀器的刻度質(zhì)量.ppt

,提高生產(chǎn)測井壓力儀器的刻度質(zhì)量 匯報人：莫旭波 西部鉆探測井公司 2008年12月8日,目 錄,一、 前言 二、 小組簡介 三、 P-1選題理由 四、 P-2現(xiàn)狀調(diào)查 五、 P-3確定目標(biāo) 六、 P-4原因分析及要因確定 七、 P-5制定對策 八、 D-1對策實施 九、 D-2對策實施 十、 D-3對策實施 十一、 C效果檢查 十二、 C實施效果 十三、 A-1鞏固措施 十四、 A-2遺留問題及下步打算 十五、 結(jié)束語,測井公司生產(chǎn)測井擔(dān)負(fù)著克拉瑪依油田的生產(chǎn)測井任務(wù)，隨著抽油井的增加，環(huán)空測井任務(wù)越多。生產(chǎn)測井主要是測量油井產(chǎn)液剖面，為油田找水堵水、挖潛增效可靠的測井資料。因而必須保證測井儀器的性能和測井精度。提高儀器刻度的質(zhì)量是保證儀器測井精度的重要環(huán)節(jié)之一。測井新技術(shù)實驗研究中心三相流組員工，負(fù)責(zé)環(huán)空測井井下儀器流量含水率儀器的標(biāo)定和壓力儀器刻度工作，隨著儀器技術(shù)的改進(jìn)，各種規(guī)格（外徑尺寸）的儀器增加，生產(chǎn)廠家也增多。針對這一現(xiàn)狀，2008年4月，測井新技術(shù)實驗研究中心三相流QC小組確定以“提高生產(chǎn)測井壓力儀器的刻度質(zhì)量”為課題，采取一系列措施和技術(shù)手段，提高壓力儀器刻度質(zhì)量，保障儀器測井的精度，為油田挖潛增效采取措施而提供可靠的測井資料。這對開拓測井市場和提高油田的經(jīng)濟(jì)效益都具有重要意義。,一、前言,二、小組簡介,小組成立于2008年4月，小組活動由中心副主任全面負(fù)責(zé)，成員是三相流組員工，三相流組工作主要負(fù)責(zé)給測試分公司環(huán)空井下儀器的壓力儀器刻度和流量含水率儀器的標(biāo)定工作，2007年需要刻度的壓力儀器34支。小組成立當(dāng)月，進(jìn)行QC知識學(xué)習(xí)活動2次，對影響壓力儀器刻度質(zhì)量的因素進(jìn)行5次調(diào)查。小組成員見下表： 小組成員簡介,三、P-1選題理由,壓力儀器刻度裝置是用來給生產(chǎn)測井六參數(shù)組合儀和脈沖信號儀器的壓力儀器刻度的，目的是給壓力儀器測井提供刻度參數(shù)壓力擬和系數(shù)。如果刻度參數(shù)不準(zhǔn)，誤差大，直接影響儀器的測井曲線質(zhì)量和解釋結(jié)果。設(shè)備的投入使用過程中，設(shè)備質(zhì)量、儀器性能和人員技術(shù)等諸多因素都影響到儀器刻度參數(shù)的結(jié)果。2007年總共需要刻度的壓力儀器34支，有9支存在質(zhì)量問題或不能刻度，能用于測井的只占：（34-9）/34=73.5%，這引起本單位領(lǐng)導(dǎo)的高度重視。中心領(lǐng)導(dǎo)針對存在問題原因強(qiáng)調(diào)：加大投入技術(shù)力量和物力，同時與測試分公司車載測井系統(tǒng)配合，成立QC小組進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，全面有效地提高壓力儀器的刻度質(zhì)量。因此，QC小組以解決確定壓力儀器刻度成功率問題作為我們小組的主攻課題。,四、P-2現(xiàn)狀調(diào)查,小組成員對2007年進(jìn)行的51次儀器刻度過程中，影響儀器刻度質(zhì)量的諸多因素進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，現(xiàn)狀情況見下表：,五、P-3確定目標(biāo),2007年共刻度壓力儀器51次，現(xiàn)狀調(diào)查的結(jié)果可知，我們刻度儀器過程中出問題和錯誤比例：24/51=47%，壓力儀器刻度成功率低。這引起本單位領(lǐng)導(dǎo)的高度重視。中心領(lǐng)導(dǎo)針對存在問題原因強(qiáng)調(diào)：加大投入技術(shù)力量和物力，同時與測試分公司車載測井系統(tǒng)配合，成立QC小組進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，全面有效地提高壓力儀器的刻度質(zhì)量。QC小組確定2008年壓力儀器刻度成功率目標(biāo)值為97%。,六、 P-4原因分析及要因確定,1、因果分析 “壓力儀器刻度成功率低”是我們主攻的主要矛盾。而影響主要矛盾的因素來自多方面，見下圖：,2、找主要原因 針對末端因素，QC小組成員確認(rèn)如下：,3、要因確認(rèn) 給壓力儀器刻度的最終產(chǎn)品壓力擬和系數(shù)，壓力擬和系數(shù)是否能用于測井，是影響壓力儀器刻度成功與否的關(guān)鍵，經(jīng)QC小組討論分析，認(rèn)為主要因素有： 刻度裝置的軟件設(shè)計有缺陷、儀器的加壓口滲漏、儀器的信號傳輸方式多。,七、 P-5制定對策,八、D-1對策實施,有了確定的對策，小組成員心中有數(shù)，大家群策群力，根據(jù)對策完成時間的先后，逐條實現(xiàn)對策目標(biāo)。 一、刻度裝置的軟件設(shè)計有缺陷(要因一) 刻度裝置包括給儀器加壓、加溫、供電、信號采集和處理等設(shè)備，如下圖所示：,八、 D-1對策實施,八、D-1對策實施,八、D-1對策實施,八、 D-1對策實施,對策： 找出刻度裝置的軟件設(shè)計的缺陷，自編程序重新計算壓力擬和系數(shù)。 實施： 1、找出刻度裝置中廠家設(shè)計的軟件設(shè)計的缺陷 因為壓力值計算矩陣時，擬和系數(shù)矩陣是一個條件數(shù)很大的矩陣?？潭妊b置中廠家設(shè)計的軟件的計算不穩(wěn)定且容易出現(xiàn)較大偏差，由此容易導(dǎo)致整個計算結(jié)果不正確；同時，輸出的擬和系數(shù)精度不夠。,八、 D-1對策實施,2、自編程序計算壓力擬和系數(shù) 根據(jù)流體壓力與儀器輸出頻率的關(guān)系公式： P：流體壓力，單位：Mpa(兆帕) F: 儀器輸出頻率，單位：cps(脈沖/秒) T: 流體溫度，單位 在儀器刻度中，一般用6個不同的溫度點(diǎn)，每個溫度點(diǎn)對應(yīng)9個不同壓力點(diǎn)，這樣記錄在溫度和壓力的交繪點(diǎn)所對應(yīng)的儀器輸出頻率。已知了溫度（T）、壓力（P）和頻率（F），用自編程序計算出20個壓力擬合系數(shù)：,八、D-1對策實施,算法描述： T為溫度變量， m一般取3， F為測量信號（頻率）， n一般取4 則壓力的擬和公式為： （1） A為系數(shù)矩陣 在m=3,n=4 的情況下，矩陣共有20個系數(shù)。 實驗的目的就是通過已知溫度和壓力下的儀器響應(yīng)（測量數(shù)據(jù)），求取陣中的各個系數(shù)。,八、D-1對策實施,第一步： 公式（1）可以寫成如下形式： （2） 其中： 假設(shè)，實際測了 個溫度、 個壓力，共 個測量數(shù)據(jù)。 。 則由公式（2）可以擬合出個溫度下的系數(shù)，在此不具體寫出由個壓力及測量值擬合的過程。 將這些系數(shù)寫成一個矩陣就得到： 其中 為第 個溫度下得到的 系數(shù)。,八、D-1對策實施,第二步： 把個溫度下的變量寫成矩陣形式： 其中 為第 個溫度下 的變量。 則由公式（2）可得： 變換之后可得： （3） 在上述計算過程中可以發(fā)現(xiàn)： 在第一步，由個壓力值計算矩陣時，擬合系數(shù)矩陣是一個條件數(shù)很大的矩陣，的計算不穩(wěn)定且容易出現(xiàn)較大偏差，由此容易導(dǎo)致整個計算結(jié)果不正確。 為了改進(jìn)這個問題，本文使用SVD方法（奇異值分解法）計算矩陣的廣義逆。處理結(jié)果證明，該方法能夠有效地改進(jìn)上述問題。,八、D-1對策實施,我們對23DB0708儀器刻度，把6個不同的溫度點(diǎn)，每個溫度點(diǎn)對應(yīng)9個不同壓力點(diǎn)交繪點(diǎn)所對應(yīng)的儀器輸出頻率（見下表）：,八、D-1對策實施,把頻率值輸入到自編的程序中，自動打印出壓力儀器的20個壓力擬和系數(shù)如下：,八、 D-1對策實施,3、檢驗算法結(jié)果 利用自編程序計算壓力擬和系數(shù)。把壓力擬和系數(shù)輸入到車載測井系統(tǒng)中，連接儀器，給壓力探頭加壓驗證，如：在常溫下分別加壓：5、10、15、20、25、30、35、40、45、50MPa,測井系統(tǒng)對應(yīng)值都在0.01MPa范圍內(nèi)，符合要求。 我們用半個月時間，把去年4支沒有刻度的壓力儀器，用同樣的刻度方法，打印出4支壓力儀器對應(yīng)的壓力擬和系數(shù)，經(jīng)過測井驗證，效果很好。,九、D-2對策實施,二、儀器的加壓口滲漏(要因二) 1.統(tǒng)計不同儀器廠家和不同規(guī)格尺寸的儀器加壓連接口，加工一批連接短節(jié)頭（見下圖），杜絕連接口滲漏，提高加壓點(diǎn)的穩(wěn)壓時間。,2.加強(qiáng)責(zé)任心，認(rèn)真準(zhǔn)確記錄刻度壓力點(diǎn)所對應(yīng)的儀器頻率值。,十、D-3對策實施,三、井下儀器信號傳輸方多(要因三) 1.信號傳輸方式有問題的井下儀器主要是杭州715所生產(chǎn)的，必須與對應(yīng)廠家生產(chǎn)的測井系統(tǒng)（見下圖）配合，才能正常工作。我們通過電纜連接井下儀器，測井系統(tǒng)給儀器供電，把儀器置于加溫加壓裝置中，通過刻度裝置加壓機(jī)給儀器探頭加壓，測井系統(tǒng)讀出不同溫度不同壓力所對應(yīng)的頻率值，用解決“主要因素一”的同樣方法，計算壓力擬和系數(shù)，用于測井。 2.對儀器廠家統(tǒng)一要求，儀器的信號幅度和寬度統(tǒng)一到DDL-的標(biāo)準(zhǔn)：脈寬10S，脈沖幅度12V。 總之，在解決問題的工作過程中，加強(qiáng)工作責(zé)任心，準(zhǔn)確記錄加壓點(diǎn)對應(yīng)的頻率值，減少人為誤差，這也是非常重要的。通過QC小組活動，我們深信，生產(chǎn)測井壓力儀器的刻度質(zhì)量將提高到一個新臺階。,十、D-3對策實施,十一、C效果檢查,前面一系列措施按計劃執(zhí)行完成。我們對用戶測試分公司測井小隊進(jìn)行滿意度調(diào)查，對去年刻度有問題的9支壓力儀器，今年刻度后進(jìn)行野外測井效果跟蹤調(diào)查驗證。 1、去年刻度存在問題原因(要因一)：“刻度裝置的軟件設(shè)計有缺陷”。今年刻度后的4支儀器在測井小隊測井情況，見下表：,2、去年刻度存在問題原因(要因二)：“儀器的加壓口滲漏”。 今年刻度后的那2支儀器，測井8隊使用，測井40多井次，測井效果很好。 3、去年刻度存在問題原因(要因三)：“井下儀器信號傳輸方多”。 今年刻度后的2支儀器在野外測井小隊測10隊使用，測井41井次，測井效果也很好。,十二、C實施效果,去年測試分公司需要我們刻度的儀器共34支，共有6個測井小隊（分別是測5、7、8、9、 10和11小隊）使用。但由于刻度有問題的儀器有9支之多. 今年測試分公司沒有增加儀器，需要我們刻度的儀器還是34支，經(jīng)過QC小組技術(shù)公關(guān)活動，上半年先后把34支儀器全部刻度成功.,十三、A-1鞏固措施,2008年，測井公司加入西部鉆探公司后，公司對作業(yè)文件進(jìn)一步加強(qiáng)規(guī)范與實施，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。從組織上、制度上、人力物力上確保儀器維修、刻度、測井資料采集和資料解釋的質(zhì)量。 測井新技術(shù)實驗研究中心在生產(chǎn)測井環(huán)空測井儀器的刻度這環(huán)節(jié)上，責(zé)無旁貸，中心把原來的儀器刻度規(guī)程補(bǔ)充新的內(nèi)容，刻度過程中，加壓接頭不能滲漏，每個加壓點(diǎn)必須穩(wěn)壓3分鐘以上。我們正在著手對壓力刻度裝置升級，對工作人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，確保今后儀器的刻度質(zhì)量。,十四、A-2遺留問題及下步打算,在處理“井下儀器信號傳輸方式存在問題”上，是借助野外測井系統(tǒng)來記錄儀器的頻率值的，由于操作工程師采樣每個加壓點(diǎn)對應(yīng)的頻率值時，操作工程師看不到加壓機(jī)的壓力顯示表，只聽加壓人員的指令才采樣，采樣時刻有誤差，導(dǎo)致壓力擬和系數(shù)有誤差，驗證結(jié)果，測量值比加壓值略偏高。雖然不超出誤差范圍，但屬于不理想的案例。2008年壓力儀器刻度優(yōu)質(zhì)率是： （34-1）/34=97%,十四、A-2遺留問題及下步打算,2009年，測試分公司還要購買新的壓力儀器，我們必須對壓力刻度裝置升級，適應(yīng)各種儀器信號的識別，確保儀器刻度的優(yōu)質(zhì)率98%以上。,結(jié)束語,在本次QC