地质导向[优质ppt]

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
旋转导向钻井
完全抛开了滑动导向钻井，而是以旋转方式连续自动控制轨迹，从而解决了 常规导向钻井的缺点
采用旋转导向钻井技术，可根据地质要求，钻出空间三维井眼 （DESIGNER WELL），以达到绕障、穿过多油藏和精确钻穿薄油层的 目的，从而大大提高了采收率和效率。
3、旋转导向工具的工作原理
旋转导向钻井系统的导向力主要是通过偏置钻头来获得的，下 面以贝克休斯的 AutoTrack RCLS 系统为例简要说明旋转导向钻井 系统的工作原理。
自动化钻井的主要环节
* 地面数据实时测量 主要用地面仪器仪表。
* 井下数据随钻测量 目前主要用MWD/LWD/FEWD/DWD等。
* 数据实时采集
由相关计算机（井下或地面）完成。。
* 数据综合解释及决策指令 应用人工智能优化钻井措施。
* 地面操作自动化
铁钻工/自动排管机等。
* 井下操作自动控制 钻头自动导向（轨迹自动控制）。
自动导向钻井技术简介
主要内容
• 概述 • 导向方式 • 导向工具 • 地质导向 • 自动垂直钻井
系统 • 自动导向钻井
的关键技术
一、概述
1、自动化钻井 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，然后再发出决 策指令，最后由各相关设备自动执行各自的动作，使整 个钻井过程变成一个无人操作的自动控制过程。这样一 来，不但地面操作自动化，井下钻头钻进的轨迹也可以 自动控制。
SRD系统
具有代表性的有三种
• SCHLUMBERGER，ANADRIL公司的 PowerDrive SRD系统（调制式旋转导向钻 井系统）
• BAKER HUGHES INTEQ公司的 AutoTrack RCLS系统（不旋转外筒式旋转 导向钻井系统）
• SPERRY SUN公司与JNOC联合研制的 GEO-PILOT系统
。
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。
2、导向钻井
导向钻井实际就是井眼 轨迹控制问题，无论是常规 直井或特殊工艺井，都需要 井眼轨迹控制。直井需要防 斜打直，定向井需要按设计 井眼轨道控制钻头钻进的轨 迹。传统的导向钻井（即井 眼轨迹控制）是由井下导向 工具配以适当的钻井参数来 实现的，自动导向钻井是由 井下计算机根据随钻采集的 参数自动控制导向工具来实 现的。
三、导向工具
导向钻井的实现主要靠导向工具，导向工具按其工作方式分为 滑动式导向工具 旋转式导向工具 1、滑动导向工具 滑动式导向工具的特征是导向钻井作业时钻柱不旋转，钻柱随 钻头向前推进，沿井壁滑动。 滑动导向钻井有诸多缺点，例如钻柱摩阻大，对井眼清洗不利 和机械钻速慢，钻头选择受限等。尽管如此，由于导向工具的成本 问题滑动式导向钻井目前仍占主导地位。 滑动式导向工具主要有弯接头、可调弯接头和弯外壳马达等。 滑动式导向工具组合方式一般为： 钻柱 + MWD/LWD + 动力钻具 +导向工具+ 钻头。
自动导向钻井技术是钻井工程领域的高新技术，代表着
世界先进的钻井技术发展方向。目前，在世界范围内水平井、 大位移井、分支井等高难度的复杂井正蓬勃发展，常规钻井 技术难以适应需要，必须依靠先进的导向技术才能保证井眼 轨迹的准确无误。
二、导向钻井的方式
导向钻井按照导向的依据可分为几何导向钻井和地质导向钻井。
1、几何导向钻井 根据井下测量工具（MWD）测量的井眼几何参数（井斜角、方
位角和工具面角）来控制井眼轨迹的导向钻井方式称为几何导向钻井。 如果井下参数测量和导向工具的控制由井下计算机完成，则为自动几 何导向钻井。
2、地质导向钻井 地质导向是在拥有几何导向的能力的同时，又能根据随钻测井
（LWD）得出的地质参数（地层岩性、地层层面、油层特点等）， 实时控制井眼轨迹，使钻头沿着地层的最优位置钻进。这样可在预先 不掌握地层特性的情况下实现最优控制。地质导向本身就是自动导向 钻井，井眼轨迹控制的依据是地质地层参数，这样一来实钻井眼的轨 迹很有可能脱离钻井设计的井眼轨道。