地质导向钻井技术22页PPT
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水平钻井地震地质实时导向 PPT
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12
2、速度谱数据建立速度体
Datum 地震基准面（120m）
基准面校正
钻井平台
Depth
KB 钻井补心高 TVD
MSL 平均海平面（0m）
MD
地表
Datum CMP面
TVDSS
Depth： 井深度 1836m TVD： 垂直深度 1756m TVDSS： 平均海平面下
垂直深度 -1716m MD： 测量深度 2276m KB： 补心海拔 40m
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4
GeoEast 创新研发了水平钻井地震地质实时导向技术，该技术由设计导向与入靶导向 两部分构成，将地震资料应用到水平井设计和入靶点预测，结合地质、测井等资料，提高了 入靶精度和油层钻遇率，同时提高了工作效率。
Entry Point 误差 --1667.27 2.06 -1702.98 2.04 -1750.93 0.7 -1774.92 0.61 -1783.11 0.58
攻关以后 GeoEast
1个
耗时 10分钟 7分钟 1分钟 2分钟 0分钟 5分钟 25分钟
2016年首次利用该软件进行茂204-平2井现场跟踪（工区面积35km2），有效的提高了入
靶精度，提高了现场实施数据更新效率，GeoEast水平井模块相比之前，工作效率提高5倍。
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6
总体思路
GeoEast基于标志层倒三角逐层逼近法，通过速度场校正进行的地震地质导向水平井井轨迹
b、选择层位
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20
3、井时深曲线数据建立速度体
c、选择井时深曲线
d、创建速度体
Wells and Logs Velocity or Q
T-D
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21
随钻测井及地质导向钻井技术 ppt课件
换言之，地质导向就是使用随钻测量数据和随钻地层 评价测井数据来控制井眼轨迹的钻井技术。它以井下实际 地质特征来确定和控制井眼轨迹，而不是按预先设计的井 眼轨迹进行钻井。
PPT课件
6
地质导向钻井技术
组成
概念
根据地质导向工具提供的井下实时 地质信息和定向数据，辨明所钻遇 的地质环境并预报将要钻遇的地下 情况，引导钻头进入油层并将井眼 轨迹保持在产层延伸。
移定向井、水平井及特殊工艺井中广泛应用。
美国、挪威、英国等国家采用地质导向钻井技术完成的井
数逐年增加，钻井周期逐步缩短，钻井成本明显下降，油田开
发效果明显提高。
PPT课件
5
一、地质导向钻井技术概述
地质导向钻井就是在钻井过程中通过测量多种地质和 工程参数来对所钻地层的地质参数进行实时评价，根据评 价结果来精确地控制井下钻具命中最佳地质目标。
现
几何导向
井眼准确钻入设计靶区。设计靶区可
导
能并非储层）
向
地质导向技术问 世之前，常规的
钻
井眼轨迹控制技
井 技
术均属几何导向 范畴。
以井下实际地质特征来确定和控
术
地质导向
制井眼轨迹。任务是对准确钻入油气 目的层负责，具有测量、传输和导向
三大功能。
PPT课件
3
一、地质导向钻井技术概述
有线随钻——电缆作为数据传输介质，随钻连续测量
MWD/LWD——钻井液（或电磁波）作为数据传输介质，随钻连续测量
PPT课件
13
都振川
二、随钻测量技术
1、有线随钻测量技术
有线随钻测斜仪是定向井测量仪器中的一种, 它可 在钻井过程中实时测量井斜、方位、工具面和温度等钻 井工程参数。
PPT课件
6
地质导向钻井技术
组成
概念
根据地质导向工具提供的井下实时 地质信息和定向数据，辨明所钻遇 的地质环境并预报将要钻遇的地下 情况，引导钻头进入油层并将井眼 轨迹保持在产层延伸。
移定向井、水平井及特殊工艺井中广泛应用。
美国、挪威、英国等国家采用地质导向钻井技术完成的井
数逐年增加，钻井周期逐步缩短，钻井成本明显下降，油田开
发效果明显提高。
PPT课件
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一、地质导向钻井技术概述
地质导向钻井就是在钻井过程中通过测量多种地质和 工程参数来对所钻地层的地质参数进行实时评价，根据评 价结果来精确地控制井下钻具命中最佳地质目标。
现
几何导向
井眼准确钻入设计靶区。设计靶区可
导
能并非储层）
向
地质导向技术问 世之前，常规的
钻
井眼轨迹控制技
井 技
术均属几何导向 范畴。
以井下实际地质特征来确定和控
术
地质导向
制井眼轨迹。任务是对准确钻入油气 目的层负责，具有测量、传输和导向
三大功能。
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3
一、地质导向钻井技术概述
有线随钻——电缆作为数据传输介质，随钻连续测量
MWD/LWD——钻井液（或电磁波）作为数据传输介质，随钻连续测量
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13
都振川
二、随钻测量技术
1、有线随钻测量技术
有线随钻测斜仪是定向井测量仪器中的一种, 它可 在钻井过程中实时测量井斜、方位、工具面和温度等钻 井工程参数。
随钻测井及地质导向钻井技术
都振川
二、随钻测量技术
1、有线随钻测量技术
系统组成
有线随钻测斜仪以重力加速度和地磁 场强度为基准矢量。探管将经过高精度A/T 变换得到的各传感器数据, 通过单芯电缆 从探管传到地面计算机。计算机经一系列 计算得到INC、AZ、TF等钻井工程参数, 显 示、打印并传送到井台司钻显示器。
二、随钻测量技术
二、随钻测量技术
1、有线随钻测量技术
探管工作原理
磁通门
用来测量地磁场的传感器。采用交流励磁, 使由高导磁材料做成的磁芯磁化饱和, 此时, 绕 在磁芯上的探测线圈中感应的电动势e只含有励磁 电 流 基 波 的 奇 次 谐 波 分 量 ( 不 含 偶 次 谐 波 分 量 ), 感应电压是对称的，这时T1=T2。而当待测的直流 磁场和交流励磁同时作用时, 则感应电动势e不仅 奇次谐波分量, 而且也含有偶次谐波分量, 这时, 感应电压变得不对称, 即T1≠T2, 测量这种不对 称性即可测得待测磁场。
随钻测井及地质导向钻井技术
张海花 二○○七年九月
报告提纲
一、地质导向钻井技术概述 二、随钻测量技术 三、LWD地质导向仪器 四、地质导向技术应用实例 五、结论与认识
一、地质导向钻井技术概述
按照预先设计的井眼轨道钻井。
任务是对钻井设计井眼轨道负责，使
实钻轨迹尽量靠近设计轨道，以保证
现
几何导向
井眼准确钻入设计靶区。（由于地质
地质导向钻井技术
组成
概念
根据地质导向工具提供的井下实时 地质信息和定向数据，辨明所钻遇 的地质环境并预报将要钻遇的地下 情况，引导钻头进入油层并将井眼 轨迹保持在产层延伸。
•钻头处进行测量的地质导向工具 •功能完备的井场信息系统
关键
二、随钻测量技术
1、有线随钻测量技术
系统组成
有线随钻测斜仪以重力加速度和地磁 场强度为基准矢量。探管将经过高精度A/T 变换得到的各传感器数据, 通过单芯电缆 从探管传到地面计算机。计算机经一系列 计算得到INC、AZ、TF等钻井工程参数, 显 示、打印并传送到井台司钻显示器。
二、随钻测量技术
二、随钻测量技术
1、有线随钻测量技术
探管工作原理
磁通门
用来测量地磁场的传感器。采用交流励磁, 使由高导磁材料做成的磁芯磁化饱和, 此时, 绕 在磁芯上的探测线圈中感应的电动势e只含有励磁 电 流 基 波 的 奇 次 谐 波 分 量 ( 不 含 偶 次 谐 波 分 量 ), 感应电压是对称的，这时T1=T2。而当待测的直流 磁场和交流励磁同时作用时, 则感应电动势e不仅 奇次谐波分量, 而且也含有偶次谐波分量, 这时, 感应电压变得不对称, 即T1≠T2, 测量这种不对 称性即可测得待测磁场。
随钻测井及地质导向钻井技术
张海花 二○○七年九月
报告提纲
一、地质导向钻井技术概述 二、随钻测量技术 三、LWD地质导向仪器 四、地质导向技术应用实例 五、结论与认识
一、地质导向钻井技术概述
按照预先设计的井眼轨道钻井。
任务是对钻井设计井眼轨道负责，使
实钻轨迹尽量靠近设计轨道，以保证
现
几何导向
井眼准确钻入设计靶区。（由于地质
地质导向钻井技术
组成
概念
根据地质导向工具提供的井下实时 地质信息和定向数据，辨明所钻遇 的地质环境并预报将要钻遇的地下 情况，引导钻头进入油层并将井眼 轨迹保持在产层延伸。
•钻头处进行测量的地质导向工具 •功能完备的井场信息系统
关键
地质导向钻井技术介绍
第一章地质导向钻井技术介绍随着油田勘探开发程度提高和生产的需要，寻找可供继续开采的大规模整装油田难度加大，原先被认为没有工业开采价值的小油层、断块油层、薄油层和老油田衰竭剩余油藏等油藏的重新开发利用，逐渐引起了各国石油公司的高度重视。
由于上述油藏地质构造复，常规的直井、定向井和水平井钻井技术和普通的测量仪器无法引导井身轨迹准确的穿越储层。
为了满足生产的需要，提高施工效益，经过不断的探索和发展，在普通定向井和水平井钻井技术基础上，逐步形成了导向钻井技术、地质导向钻井技术、旋转导向钻井技术。
随着计算机应用领域的不断扩展，人们又研制出了可用计算机系统对钻井施工进行全方位控制的闭环钻井技术，但该技术目前还只是处于实验阶段，离现场应用还有很大的距离。
在此主要介绍地质导向钻井技术的发展过程、导向钻井技术、地质导向钻井技术。
第一节地质导向钻井技术的发展过程地质导向钻井技术的发展是随着钻井技术、井下工具、井下仪器、其它配套技术的发展和地质评价的需要而发展的。
一、水平井钻井技术的发展随着技术的发展和人们观念的变化，钻井工业从最初的以开采地下石油资源为主要目的逐步向以追求经济效益为主要目的发展。
在钻井过程中，人们越来越认识到，普通的直井、定向井穿透的油层面积有限，同一油层如果要实现大规模的完全开采，需要钻大量的井眼，投资大，效益低，如图1-1-1所示。
如何利用同一井眼穿透更多的油层、扩大井身与储层的接触面积来改变储层的流动条件、以最小的投资获取最优厚的回报成了人们最为关注的问题。
直井定向井水平井图1-1 直井、定向井和水平井穿透油层面积示意图为此各国石油公司都进行了积极的尝试。
前苏联是进行水平井钻井技术研究、开发最早的国家之一，并且在1950钻成了世界上第一口水平井。
此后他们在水平井钻井设备、测量技术和理论研究等方面作了很大的努力，并成功钻成了43口水平井。
70年代末，加拿大皇家石油有限公司和Texaco公司加拿大分公司也进行了几次水平井钻井尝试。
CGDS近钻头地质导向钻井技术
34 /136
详细技术指标及其与国外同类产品的对比
– 与世界上仅有的近钻头地质导向产品Schlumberger GST技术对比 • 钻头电阻率技术指标对比：测量范围相同，精度相当
技术指标 测量范围
水基 测量精度 泥浆
垂直分辨率 探测深度 测量范围 油基 泥浆 测量精度
钻头电阻率技术指标对比
CGDS
26 /136
由4个子系统组成。
测传马达 无线接收系统 CGMWD系统
测得的近钻头5个参数通过无线电磁波方式，越过螺 杆马达，短传至上方的无线接收短节。
是一个机电一体化复杂装置，把接收到的近钻头参数 汇入其上部的MWD(无线随钻测量系统)数据总线，向 上传输。
无线短传
无线接收系统
测传马达
无线短传技术国外只有个别公司掌握
22 /136
CGDS系统是中石油集团钻井工程技术研究院主持研 制的近钻头地质导向钻井装备，由北京石油机械厂产业化， 2008年取得“国家自主创新产品证书”，2009年荣获国 家技术发明奖二等奖。
具有测量、传输和导向三大功能。适合于油气探井、 水平井和多分支井等，尤其适用于复杂地层、薄油层开发 井。可提高探井成功率、开发井油层钻遇率和采收率。
23 /136
由4个子系统组成。
测传马达 无线接收系统 CGMWD系统 地面信息综合处
理与导向控制决 策系统
测传马达, CAIMS, China Adjustable Instrumented Motor System
24 /136
由4个子系统组成。
测传马达
下部装有近钻头测量短节。实现近钻头
地面信息综合处理与导向控制决策系统, CFDS, China Formation/Drilling Software System
详细技术指标及其与国外同类产品的对比
– 与世界上仅有的近钻头地质导向产品Schlumberger GST技术对比 • 钻头电阻率技术指标对比：测量范围相同，精度相当
技术指标 测量范围
水基 测量精度 泥浆
垂直分辨率 探测深度 测量范围 油基 泥浆 测量精度
钻头电阻率技术指标对比
CGDS
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由4个子系统组成。
测传马达 无线接收系统 CGMWD系统
测得的近钻头5个参数通过无线电磁波方式，越过螺 杆马达，短传至上方的无线接收短节。
是一个机电一体化复杂装置，把接收到的近钻头参数 汇入其上部的MWD(无线随钻测量系统)数据总线，向 上传输。
无线短传
无线接收系统
测传马达
无线短传技术国外只有个别公司掌握
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CGDS系统是中石油集团钻井工程技术研究院主持研 制的近钻头地质导向钻井装备，由北京石油机械厂产业化， 2008年取得“国家自主创新产品证书”，2009年荣获国 家技术发明奖二等奖。
具有测量、传输和导向三大功能。适合于油气探井、 水平井和多分支井等，尤其适用于复杂地层、薄油层开发 井。可提高探井成功率、开发井油层钻遇率和采收率。
23 /136
由4个子系统组成。
测传马达 无线接收系统 CGMWD系统 地面信息综合处
理与导向控制决 策系统
测传马达, CAIMS, China Adjustable Instrumented Motor System
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由4个子系统组成。
测传马达
下部装有近钻头测量短节。实现近钻头
地面信息综合处理与导向控制决策系统, CFDS, China Formation/Drilling Software System
第六节 导向钻井技术
二、井眼轨迹的控制方式
导向钻井的目的是使井眼轨迹符合特定井眼轨道设计要求。引导井 眼轨迹变化的方式称为导向方式。目前导向方式主要有两种:几何导向 ( GS) 与地质导向技术( GST) 。 1.几何导向
①几何导向的概念
几何导向是在开发成熟油田的钻井地质情况完全清楚、几乎不存在 地质不确定性问题时,按设计的三维井眼轨迹空间几何位置进行导向与 控制,并具有较高的控制精度。
三、导向执行机构
1.滑动式导向执行机构 滑动式导向执行机构是导向作业时钻柱不旋转(随钻头向前推 进, 钻柱沿井壁轴向滑动)。目前这类导向工具占主导地位, 主要 有弯壳体马达(含单弯、同向双弯、异向双弯导向马达)、可调弯接 头、可变径稳定器等构成。
钻压
定 向 控 制 组 合 图 示
导向马达
可调稳定器
④钻头选型
钻头各向异性指数 Ιb Ιb = 0 Ιb ＝1 Ιb >1 Ιb >>1 钻头特征描述（Typical Bit Description） 抗回旋或长保径钻头（Antiwhirl or long gauge PDC bit） 牙轮钻头（Roller cone bit） 无保径的PDC钻头（PDC bit with no gauge） 侧钻钻头（Sidetrack bit）
Power Drive含有81个控制指令： Power D的指令周期： 可以设定，常规设定为3分钟（180秒）或5分钟（300秒）， 即每3分钟或5分钟仪器重复实现预订的工作过程。
控制指令：
③Power D系统的特点
A.降低了所钻井段的真正狗腿度，使井眼更加平滑。 B.100% 的旋转使井眼更平滑,使用Power D钻出系统的井径很规则。 C.由于Power D钻具组合中的所有部分都在不停地旋转，大大降低了卡 钻的机会。 D.在钻进过程中，由于Power D组合中的所有钻具都在旋转，这有利于 岩屑的搬移，大大减少了形成岩屑床的机会，从而更好地清洁井眼。 E.由于Power D钻具组合一直在旋转，摩阻和扭矩都较小，有利于提高 机械钻速。 F.可以不用MWD仪器；无需现场人员操作，提高了效率。 G.允许更高的钻井参数, 特别是钻压, 从而可以大幅度提高钻速。
钻井地质设计PPT课件
▲ ⑥定向井定向井的井号命名应在上述规定基础上，在井 号的后面+小写汉语拼音字母“x”+加阿拉伯数字命名。如 柳lx2井表示柳1井井口处钻探的第二口定向井．
第13页/共76页
3、井号编排
（2）开发类井井号编排 开发井按井排编号。按油气藏名称的第一个汉字+开发区+ 井排+井号命名 。如孤东7—5—2井（生产井）表示孤东油 田七区5排2号生产井。 （3）海上钻井井号编排 ★ 海上探井: 方度区+方分块 + 构造 + 井号
▲ 参数井主要目的 ？ ▲ 详探井(评价井)主要目的 ？
第22页/共76页
2、直井地质设计内容--一般包括以下11项
⑷ 设计地层剖面及预计油、气、水层位置 包括：层位、底界深度、厚度、 地层产状、故障提示 等。
⑸ 地层孔隙压力预测和钻井液性能使用要求
包括：邻井实测压力成果、压力预测曲线、 钻井液类型及要求。
（2）开发类井的分类
依据勘探程序、钻探目的等， 我国将探井主要分为5类： ▲ 地质井 ▲ 参数井 ▲ 预探井 ▲ 评价井 ▲ 水文井
▲ 开发井 ▲ 调整井
第7页/共76页
（1） 探井分类
① 地质井--地质浅井、构造井
指在盆地普查阶段，由于地层、构造复杂，用地球物 理勘探方法不能发现和查明地层、构造时，为了确定构造 位置、形态，查明地层层序及接触关系而钻的井。
…………
第24页/共76页
2、直井地质设计内容--一般包括以下11项
⑺ 中途测试要求
包括：测试原则及目的、预测测试层位及井段、 测试方法及要求--如电缆测试、裸眼封隔器测试、 下套管封隔器测试 及 分层试油
⑻ 井身质量、井身结构要求
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3、井号编排
（2）开发类井井号编排 开发井按井排编号。按油气藏名称的第一个汉字+开发区+ 井排+井号命名 。如孤东7—5—2井（生产井）表示孤东油 田七区5排2号生产井。 （3）海上钻井井号编排 ★ 海上探井: 方度区+方分块 + 构造 + 井号
▲ 参数井主要目的 ？ ▲ 详探井(评价井)主要目的 ？
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2、直井地质设计内容--一般包括以下11项
⑷ 设计地层剖面及预计油、气、水层位置 包括：层位、底界深度、厚度、 地层产状、故障提示 等。
⑸ 地层孔隙压力预测和钻井液性能使用要求
包括：邻井实测压力成果、压力预测曲线、 钻井液类型及要求。
（2）开发类井的分类
依据勘探程序、钻探目的等， 我国将探井主要分为5类： ▲ 地质井 ▲ 参数井 ▲ 预探井 ▲ 评价井 ▲ 水文井
▲ 开发井 ▲ 调整井
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（1） 探井分类
① 地质井--地质浅井、构造井
指在盆地普查阶段，由于地层、构造复杂，用地球物 理勘探方法不能发现和查明地层、构造时，为了确定构造 位置、形态，查明地层层序及接触关系而钻的井。
…………
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2、直井地质设计内容--一般包括以下11项
⑺ 中途测试要求
包括：测试原则及目的、预测测试层位及井段、 测试方法及要求--如电缆测试、裸眼封隔器测试、 下套管封隔器测试 及 分层试油
⑻ 井身质量、井身结构要求
导向钻井技术(讲课版)
导向钻井技术（胜利钻井工程技术公司周跃云）基本概念在定向井、水平井钻井中，为了使井眼轨迹得到合理的控制，世界各国相继开发研究了各种相应的技术，这些技术大致可分为两方面：一是预测技术，一是导向技术。
预测技术是根据力学和数学理论，对影响井眼轨迹的各种因素进行分析研究，从而预测各种钻具组合可能达到的预期效果。
但目前的预测技术水平远远低于所要求的指标。
鉴于此，导向技术应运而生。
导向技术是根据实时测量的结果，井下实时调整井眼轨迹。
井下导向钻井技术是连续控制井眼轨迹的综合性技术，它主要包括先进的钻头（一般为PDC钻头）、井下导向工具、随钻测量技术（MWD、LWD等）以及计算机技术为基础的井眼轨迹控制技术,其主要特点是井眼轨迹的随钻测量、实时调整。
导向钻井技术是随油藏地质的要求和钻井采油地面条件的限制而逐步发展起来的。
在这种技术中，井下导向钻井工具处于核心地位，它决定导向钻井系统的技术水平，导向技术则是导向钻井系统的关键技术。
一、导向钻井的工具和仪器定向井技术的进步与定向井工具和仪器的发展是相辅相成的，是密不可分的。
定向井钻井实践的需要，设计开发了专门用于定向井的工具和仪器，并在钻井实践中得到完善和提高；随着定向井工具和仪器的发展，极大地推动了定向井工艺技术水平的进步；而工艺技术的进步，对定向井工具仪器又提出了更新更高的要求。
胜利油田以及我国定向井发展的历程，充分地说明了这一辩证关系。
1.1 导向工具的主要类型随着定向井、水平井和大位移延伸井的日益增多，各种相应的井下工具相继出现，如弯接头，变壳体马达，各种稳定器等。
对这些工具一般要分为两大类：一为滑动式导向工具，二为旋转式导向工具。
两者的主要区别在于导向作业时，上部钻柱是否转动，若不转动，则为滑动式导向工具，否者为旋转式导向工具。
1.1.1 滑动式导向工具滑动式导向工具在导向作业时，转盘停止转动并被锁住，只有井底马达作业。
调整好工具面，钻进一段时间后，再开动转盘，使整体钻柱旋转，以减少摩阻及改善井眼清洗程度，随后再根据需要进行定向作业。
钻井课件ppt
欠平衡钻井技术
欠平衡钻井技术是指在钻井过程中，通过控制钻井液压力，使地层压力 高于钻井液柱压力，从而在钻头处形成负压，有利于提高钻速和保护油 气层的钻井技术。
欠平衡钻井设备
欠平衡钻井设备包括旋转控制头、液气分离器和注氮装置等，用于控制 钻井液压力和分离气体。
03
欠平衡钻井技术的应用
环境保护
在钻井过程中，采取有效措施减少对环境的污染和破坏，如控制 噪音、减少废水和废气的排放等。
资源利用
合理利用资源，提高钻井效率，降低能耗和资源消耗。
可持续发展
遵循可持续发展的原则，确保钻井工程的长期效益和社会责任。
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工程设计
总结词
工程设计是根据地质设计和其他相关资 料，制定出具体的钻井工程方案和施工 计划。
VS
详细描述
工程设计是钻井工程的关键环节，它涉及 到钻井设备选择、钻井工艺确定、钻井液 体系选择、钻头类型选择、钻井参数优化 等多个方面。在工程设计中，需要充分考 虑地质条件、工程要求、安全环保等因素 ，制定出科学、合理、可行的钻井工程方 案和施工计划。
钻井液设计
总结词
钻井液设计是根据地质设计和工程设计的要求，选择合适的钻井液体系和配方，以满足 钻井工程的需要。
详细描述
钻井液是钻井工程中的重要组成部分，它具有携带岩屑、平衡地层压力、冷却钻头等作 用。在钻井液设计中，需要根据地质条件和工程要求，选择合适的钻井液体系和配方， 以满足钻井工程的需要。同时，还需要对钻井液的性能进行监测和控制，以确保钻井工
钻井课件
contents
目录
• 钻井基础知识 • 钻井工艺流程 • 钻井设备与工具 • 钻井工程设计 • 钻井工程实践 • 钻井工程管理与安全
地质导向[优质ppt]
![地质导向[优质ppt]](https://img.taocdn.com/s3/m/1e052974f78a6529657d5378.png)
2、旋转导向工具
旋转式导向工具是在钻柱旋转的情况下实现自动的连续的钻 头轨迹控制，从而避免了钻柱躺在井壁上滑动，使井眼得到很好 的清洗，同时允许根据地层选择合适的钻头类型，这样可显著地 减轻或消除滑动式导向工具的不足。
世界上最早的旋转导向工具是上世纪80年代末90年代初德国 KTB计划中开发的垂直钻井（VDS）系统，专为直井防斜用的。 在此基础上，国外多家公司相继开发了多种型号的旋转导向钻井 系统，并成功地投入现场应用。目前世界上有代表性的旋转导向 钻井系统有贝克休斯公司的AutoTrack RCLS系统，哈里伯顿的 GEO-PILOT系统和斯仑贝协公司的PowerDrive SRD系统。
A
接钻头 旋转内筒
A 可伸缩翼肋ຫໍສະໝຸດ 非旋转外筒如上图，旋转导向系统主要由可旋转 内筒（接钻头）、非旋转外筒和可伸缩翼 肋组成。系统工作时钻头所需要的导向力 （即侧向力）通过可伸缩翼肋的活动来提 供。如图 A-A，当一号翼肋伸出支撑在井 壁上时，钻头就获得与一号翼肋伸出方向 相反的侧向力F，这样钻头在这个侧向力的
作用下就可以改变自己原来的切削轨迹。
2
1
F
3
A—A
实际上旋转导向钻井系统的工作并非如此简单，整个 系统的工作是由计算机控制的。系统工作时首先由测量系 统根据需要测量井眼的实时几何参数（地质导向还要测地 质地层参数），这些参数进入井下计算机，计算机进行评 价决策，并向控制系统发出指令，由控制系统控制可伸缩 翼肋的动作，从而给钻头施加侧向力，自动控制井眼轨迹。
4、国外旋转导向钻井系统简介
世界上已有多个国家的石油公司对旋转导向钻井系统开展了深入的 研究与应用，其中较成熟的有以下几种：
90年代初德国KTB项目组开发的VDS系统 AGIP公司与BAKER HUGHES公司合作研制了SDD系统 美国能源部资助研制的ADD系统 HALLIBURTON SPERRY-SUN公司研制了GEO-PILOT系统 英国CAMCO公司和SCHLUMBERGER 公司研制PowerDrive
导向钻井技术
2、 旋转式导向工具 旋转式导向工具直接引导钻头沿着期望的轨迹钻进，从而 避免了钻柱躺在井壁上滑动，使井眼得到很好的清洗，同时允 许根据地层选择合适的钻头。这样可显著地减轻或消除了滑动 式导向工具的不足。 旋转式导向工具的缺点 由于阻力矩、钻头扭矩和可能的钻柱扭转弯曲可能导致下 部钻柱的扭转振动，同时导向控制难度大，投资也大。 目前旋转式导向工具主要有：VDS自动垂直直井钻井系统、 SDD自动直井钻井系统、ADD自动定向钻井系统、RSD旋转导 向钻井系统、RCLS旋转闭环钻井系统等。
四、地质导向钻井
地质导向是利用近钻头处实时采集的地质地层参数，超前预测和识 别油气层，并根据需要调整井眼轨迹，引导钻头准确钻达油气富集区域。 地质导向的技术关键是近钻头处地层参数、井眼轨迹参数和钻头工 作参数的实时测量。 国外对地质导向的研究始于八十年代末，主要有美国、英国、德国、 法国和挪威等国家。1993年由Anadrill公司研制成功了钻井、测井综合 评价系统，实现了地质导向。
导向钻井技术
主要内容
• • • • 概述 导向工具 导向方式 地质导向
一、概述
钻井技术发展的最高阶段是自动化钻井。所谓自动化钻井 就是钻井的全部过程依靠传感器测量各种参数，并用计算机采 集，进行综合解释与处理，然后再发出指令，最后由各相关设 备自动执行，使整个钻井过程变成一个无人操作的自动控制过 程。 自动化钻井的全过程分六个环节： * 地面实时测量 主要用综合录井仪。 * 井下随钻测量 目前主要用MWD、LWD等。 * 数据实时采集 由相关计算机完成。 * 数据综合解释并发出指令 应用人工智能优化钻井措施。 * 地面操作自动化 * 井下操作自动控制 以上六个环节中，井下随钻测量和井下自动控制是关键环 节，同时也是关键技术，二者结合起来实际上是井眼轨迹自动 控制技术（即导向钻井技术）。
地质导向钻井技术.
(四)
地质导向钻井系统的结构特征
下面以 Anadrill 公司于1993 年推出的 IDEAL 系统 (Intergrated Drilling Evaluation and Logging，综合钻井评价和测井系统)为例，来介绍地质 导向钻井系统的结构特征。
一 般 来 说 ， 地质 导 向 钻井系统包括：
IDEAL 地面综合处理信息系统
卫星通讯
井 场 信 息 系 统 是 IDEAL 系统的中枢，通过结合 所有的地面数据和井下 数据来监测钻井过程。 原始数据由解释程序转 换成井场决策人员所需 信息，并在高分辨率彩 色监控器上以彩图的方 式直观显示，使用方便。
司钻台
地面控制室 用户
(四)
地质导向钻井系统的结构特征
(六) 国外地质导向钻井技术现状及在油田应用效果
IDEAL 系统已在北海获 得了成功应用，钻成几 口复杂的水平井。
在墨西哥湾的某一油田， 先前所钻 8 口井的总产 量仅为923桶/天；后来， Anadrill公司应用地质 导向技术在该油田钻成 一口高质量的水平井， 日产原油达1793桶，使 这一枯竭的油田得以重 新复活。
(1) 具有近钻头参数的地质导向系统在每次油藏丢失之后，可 减少100ft的非生产进尺，这对于经济钻井十分关键；
(2) 由于有了地质导向钻井技术，现在考虑从英寸的精度而不 是英尺的精度来控制垂深已成为可能。这对于存在水、气运 移问题及较少渗透障碍的油藏来说，可带来巨大的经济效益。
(七) 我国十分需要此项技术
2. 几何导向
几何导向的任务就是对钻井井眼设计轨道负责，使实钻轨 道尽量靠近设计轨道，以保证准确钻入设计靶区 (由于地质 不确定度带来的误差，原设计靶区可能并非是储层) 在地质导向技术问世之前，常规的井眼轨道控制技术均应 属于几何导向范畴
地质导向钻井技术
国际第三大石油技术服务公司Halliburton目前也不掌握此项 尖端技术，但正在积极进行开发。
Halliburton 现有的 Pathfinder 系统只是 LWD( 随钻测井 ) ， 还无近钻头测量短节，当配用螺杆马达时其最下端的传感器 离钻头距离约为 17m ，最上端的传感器距离钻头约 22m ，尚无 法用于地质导向，也不能实现精确的几何导向。
(三) 地质导向与其他几种技术概念间的区别与 联系
4. 随钻测量(MWD)
随钻测量 (Measurement While Drilling) 是在钻井过程 中进行井下信息的实时测量和上传的技术的简称(MWD)
通常意义的 MWD 仪器系统，主要限于对工程参数 ( 井斜，方 位，工具面)的测量 由井下部分 ( 脉冲发生器，驱动电路 , 定向测量探管，井下 控制器，电源等 ) 和地面部分 ( 地面传感器，地面信息处理 和控制系统)组成，以钻井液作为信息传输介质。脉冲发生 器有正脉冲、负脉冲和连续脉冲三种，井下电源可分为电 池和井下涡轮发电机两类 它只是一种测量仪器，而无直接导向钻进的功能
IDEAL 地面综合处理信息系统
卫星通讯
井 场 信 息 系 统 是 IDEAL 系统的中枢，通过结合 所有的地面数据和井下 数据来监测钻井过程。 原始数据由解释程序转 换成井场决策人员所需 信息，并在高分辨率彩 色监控器上以彩图的方 式直观显示，使用方便。
司钻台
地面控制室 用户
(四)
地质导向钻井系统的结构特征
(三) 地质导向与其他几种技术概念间的区别与 联系
1. 地质导向(Geosteering)
地质导向的任务是对准确钻入油气目的层负责，为此，它具有 测量、传输和导向三大功能，具体为：
(1) 近钻头测量参数(电阻率、自然伽玛)和工程参数(井斜角)测 量； (2) 用随钻测量仪器(MWD)或随钻测井仪器(LWD)作为信息传输通 道，把所测的井下信息(部分)传至地面处理系统，作为导向决 策的依据；
Halliburton 现有的 Pathfinder 系统只是 LWD( 随钻测井 ) ， 还无近钻头测量短节，当配用螺杆马达时其最下端的传感器 离钻头距离约为 17m ，最上端的传感器距离钻头约 22m ，尚无 法用于地质导向，也不能实现精确的几何导向。
(三) 地质导向与其他几种技术概念间的区别与 联系
4. 随钻测量(MWD)
随钻测量 (Measurement While Drilling) 是在钻井过程 中进行井下信息的实时测量和上传的技术的简称(MWD)
通常意义的 MWD 仪器系统，主要限于对工程参数 ( 井斜，方 位，工具面)的测量 由井下部分 ( 脉冲发生器，驱动电路 , 定向测量探管，井下 控制器，电源等 ) 和地面部分 ( 地面传感器，地面信息处理 和控制系统)组成，以钻井液作为信息传输介质。脉冲发生 器有正脉冲、负脉冲和连续脉冲三种，井下电源可分为电 池和井下涡轮发电机两类 它只是一种测量仪器，而无直接导向钻进的功能
IDEAL 地面综合处理信息系统
卫星通讯
井 场 信 息 系 统 是 IDEAL 系统的中枢，通过结合 所有的地面数据和井下 数据来监测钻井过程。 原始数据由解释程序转 换成井场决策人员所需 信息，并在高分辨率彩 色监控器上以彩图的方 式直观显示，使用方便。
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(四)
地质导向钻井系统的结构特征
(三) 地质导向与其他几种技术概念间的区别与 联系
1. 地质导向(Geosteering)
地质导向的任务是对准确钻入油气目的层负责，为此，它具有 测量、传输和导向三大功能，具体为：
(1) 近钻头测量参数(电阻率、自然伽玛)和工程参数(井斜角)测 量； (2) 用随钻测量仪器(MWD)或随钻测井仪器(LWD)作为信息传输通 道，把所测的井下信息(部分)传至地面处理系统，作为导向决 策的依据；
随钻测井及地质导向钻井技术-2022年学习资料
报告提纲-一、地质导向钻井技术概述-二、随钻测量技术-三、LWD地质导向仪器-四、地质导向技术应用实例-五 结论与认识-胜利销井工艺研究院-ppt课得
二、随钻测量技术-5®RI-测量技术的变革-电子多点-有线道钻列量仪-ninc-闺国-MWO-]管]-c8 -MWD-Motor-胜利销井工艺研究院
二、随钻测量技术-1、有线随钻测量技术-有线随钻测斜仪是定向井测量仪器中的一种，它可-在钻井过程中实时测量 斜、方位、工具面和温度等钻-井工程参数。-胜利销井工艺研究院-ppt课件
二、随钻测量技术-1、有线随钻测量技术-◆系统组成-有线随钻测斜仪以重力加速度和地磁-探管-计算机。-场强 为基准矢量。探管将经过高精度A/T-加速意计-同服电路A/T变换-电源-磁通门诅牛-脉冲发射电源-脉沖隔离 变换得到的各传感器数据，通过单芯电缆-计笪处理显示-盘控制接口电路。-从探管传到地面计算机。计算机经一系列 司显-计算得到INC、AZ、TF等钻井工程参数，显-井斜。-方拉-显示度盘-示、打印并传送到井台司钻显示器 -工具面-胜利销井工艺研究院-ppt果得
二、随钻测量技术-测量参数的变革-井眼轨迹参数一方位角、井斜角-点钻-造斜工具状态参数一工具面角-定向参数 地层磁场参数一磁场强度、磁倾角-无线-地沮参数一温度-自然们马-LWD-魔具除数-电组率-岩密度-子孔隙度 胜利销井工艺研究院-ppt课得
二、随钻测量技术-数据传输方式的变革-电子多点-中断钻井作业，地面读取数据，非连续测量-有线随钻-电缆作为 据传输介质，随钻连续测量-MWD/LWD-钻井液（或电磁波）作为数据传输介质，-胜利销井工艺研究院-ppt 件
二、随钻测量技术-1、有线随钻测量技术-◆探管工作原理-●加速度计-加速度计是一种专门测量重力加速度的传感 。DST随钻测斜仪中，采用-的是磁液悬浮式加速度计。它相当于一个质量弹簧控制系统。-线圈AB通以方波激励， a卡90时，加速度计敏感-磁性液体-磁铁-轴与重力加速度垂直，磁钢D位于线圈中间，其在两个-敏感荆-线圈中 生的感应电势平衡，C点没有输出。当a=90,-加速度计发生了倾斜，磁铁D在重力作用下产生位移，-两线圈中的 应电势失去平衡，C点输出电信号，幅值-问服煎大器-和相位与α有确定的关系，通过放大、校正、解调，-反馈-最 反馈至线圈C端，构成电弹簧，使磁铁D回到中间-位置。反馈电流的大小，与所敏感的加速度成正比。-胜利销井工艺 究院
钻井工程PPT课件
四、钻井地质பைடு நூலகம்础知识
• 钻井地质基础知识
（一）岩石的机械性质 1、岩石的机械性质 ⑴岩石的强度：岩石的强度是指抵抗外力破坏的能力。 ⑵硬度：岩石的硬度是指岩石抗压入的极限强 ⑶岩石的塑性：在外力作用下，岩石破碎前呈现永久变形
的性质叫岩石的塑性。 ⑷岩石的研磨性：钻头破碎岩石的同时，其本身也受到岩
石磨损，这种岩石磨损钻头的能力称为岩石的研磨性。 ⑸岩石的可钻性：是指在一定条件下，钻进岩石的难易程
（二）、钻机的旋转系统 旋转系统包括转盘和水龙头两大部分。他们的主要作用是在钻具不断钻进及不断循环钻井 液的条件下，保证钻具的旋转。
（三）、钻机的循环系统 为了随时用钻井液清除井底岩屑以保证连续钻进，钻机配备有循环系统。主要包括钻井泵、 地面管汇、钻井液池和钻井液槽、钻井液净化设备、调配钻井液设备等。在井下动力钻井 中，循环系统还担任传递动力的任务。
(四)传动系统 包括减速箱、变速箱、液压变矩器、三角皮带、链条。 (五)控制系统 包括牙嵌、齿式、气动离合器，司钻控制台、控制阀件等。 (六)制动系统 即刹车系统、包括刹把、刹车带、主刹车、辅助刹车等。 （七）井控系统 由井口液压防喷器、节流与压井管汇、液压控制系统 （八）钻井仪表 包括大钩指重表、转盘扭矩表、转盘转速表、泵压表泥浆出口流量表、大钳扭矩表、井深 钻速表以及记录仪等。
(二）钻井液粘度、切力与钻井的关系 1、粘度、切力过大有以下害处。 ⑴流动阻力大，能量消耗多，功率低，钻速慢； ⑵净化不良（固控设备不易充分发挥效力），易引起井下复杂情况； ⑶易泥包钻头，压力波动大，易引起卡、喷、漏和井塌等事故； ⑷脱气较难，影响气测并易造成气侵。
2、粘度和切力过低也不利于钻井，如： ⑴洗井不良，井眼净化效果差； ⑵冲刷井壁加剧，引起井塌等井下事故； ⑶岩屑过细影响录井。
钻井完整版 ppt课件
第一章 钻井地质基础知识
钻井完ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ版
• 第一章、钻井地质基础知识 一、岩石的机械性质
1、岩石的机械性质 ⑴岩石的强度：岩石的强度是指抵抗外力破坏的
能力。
⑵硬度：岩石的硬度是指岩石抗压入的极限强
⑶岩石的塑性：在外力作用下，岩石破碎前呈现 永久变形的性质叫岩石的塑性。
⑷岩石的研磨性：钻头破碎岩石的同时，其本身 也受到岩石磨损，这种岩石磨损钻头的能力称 为岩石的研磨性。
⑶在轻钻井液中，固相含量应不超过10％（体积） 或密度不大于1150kg/m3。
⑷无用固相含量与膨润土含量的比值，应控制 在2﹕1～3﹕1。
钻井完整版
• 五）、PH值与钻井工作的影响 • 1、PH值过高，OH-在粘土表面吸附，会
促进泥页岩的水化膨胀和分散，对巩固 井壁、防止缩径和坍塌都不利，往往会 引起井下复杂情况的发生。另外，高PH 值的钻井液具有强腐蚀性，缩短了钻具 及设备的使用寿命。 • 2、通过PH值的变化，可以预测井下情况。 如盐水侵、石膏侵、水泥侵等都会引起 PH值的变化。
⑴粘土岩层。泥岩和页岩一般较软，钻速快，但 容易产生钻头泥包。这种地层极易吸收钻井液 中的自由水而膨胀，导致井径缩小。随着浸泡 时间的延长，井壁会产生垮塌现象，井径扩大。
⑵砂岩层。砂岩一般来说是较好的渗透层，在井 壁上易形成较厚的滤饼，易引起泥饼粘附卡钻。 另外滤饼对测井也有影响，所以必须使用优质 钻井液。
⑶砾岩层。在砾岩层中钻进易发生跳钻、蹩钻和 井壁垮塌。
⑷在当地层软硬交错时，易发生井斜，地层倾角 较大者也易发生井斜。
⑸当岩层中含有可溶性盐类，即钻到石膏层、 盐岩层时，要注意对钻井液性能的影响。
钻井完整版
二、钻井中地质录井工作 1、钻时录井
钻井完ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ版
• 第一章、钻井地质基础知识 一、岩石的机械性质
1、岩石的机械性质 ⑴岩石的强度：岩石的强度是指抵抗外力破坏的
能力。
⑵硬度：岩石的硬度是指岩石抗压入的极限强
⑶岩石的塑性：在外力作用下，岩石破碎前呈现 永久变形的性质叫岩石的塑性。
⑷岩石的研磨性：钻头破碎岩石的同时，其本身 也受到岩石磨损，这种岩石磨损钻头的能力称 为岩石的研磨性。
⑶在轻钻井液中，固相含量应不超过10％（体积） 或密度不大于1150kg/m3。
⑷无用固相含量与膨润土含量的比值，应控制 在2﹕1～3﹕1。
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• 五）、PH值与钻井工作的影响 • 1、PH值过高，OH-在粘土表面吸附，会
促进泥页岩的水化膨胀和分散，对巩固 井壁、防止缩径和坍塌都不利，往往会 引起井下复杂情况的发生。另外，高PH 值的钻井液具有强腐蚀性，缩短了钻具 及设备的使用寿命。 • 2、通过PH值的变化，可以预测井下情况。 如盐水侵、石膏侵、水泥侵等都会引起 PH值的变化。
⑴粘土岩层。泥岩和页岩一般较软，钻速快，但 容易产生钻头泥包。这种地层极易吸收钻井液 中的自由水而膨胀，导致井径缩小。随着浸泡 时间的延长，井壁会产生垮塌现象，井径扩大。
⑵砂岩层。砂岩一般来说是较好的渗透层，在井 壁上易形成较厚的滤饼，易引起泥饼粘附卡钻。 另外滤饼对测井也有影响，所以必须使用优质 钻井液。
⑶砾岩层。在砾岩层中钻进易发生跳钻、蹩钻和 井壁垮塌。
⑷在当地层软硬交错时，易发生井斜，地层倾角 较大者也易发生井斜。
⑸当岩层中含有可溶性盐类，即钻到石膏层、 盐岩层时，要注意对钻井液性能的影响。
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二、钻井中地质录井工作 1、钻时录井
地质导向钻井
Power Drive系统
Power Drive系统
Pad out
Pad in
地 面 指 令
Geo一Pilot系统
Geo - Pilot系统是Halliburton公司下属的 SPerry
- Sun公司开发的旋转导向系统，又称RST ( RotarySteerable Tool)。这是一种和Auto Trak, Power Drive工作原理和结构形式有较大区 别的另一种旋转导向系统，其主要特征是下部驱动 主轴可在壳体内偏转成一定角度，相当于形成一个 可调弯角，可对井斜和方位进行纠正，其工作原理 如图所示。
导向钻井
导向钻井分类
按导向工具的 工作方式
滑动导向 旋转导向
滑动导向钻井技术
滑动导向钻井是指采用井下马达加弯接头、 弯壳 体马达等导向工具，锁住转盘使钻柱 不旋转，随着进尺的增加不断下放钻具，从 而改变井眼轨迹的前进方向。滑动导向钻井 技术是目前广泛应用的一项成熟技术。
滑动导向钻井特点
（1）在进行滑动导向钻井时，钻柱不旋转， 部分钻柱贴靠井壁，摩阻较大。尤其大角度 斜井或水平井、大位移井中，井眼底边有岩 屑床存在，既增大了钻柱与井壁的摩阻，又 导致井眼净化不良。并且导向钻具弯角越大， 摩阻越大。
德 国 KTB工 程 美国能源部 英 国 Camco/法 国 Schlumberger 意 大 利 Agip/美 国 Baker Hughes 英 国 Cambridge
1988年 1991年9月
1992年
1993年 1993年6月报道
1994年6月 1995年
旋转导向钻井系统，目前主要Shlumberger 公司的Power Drive, Baker Hughes公司的 Auto Trak和Halliburton ( Spery一Sun)公 司的Geo一Pilot系统。
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