地质导向[优质ppt]

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）。
。
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。
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。
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。
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。
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
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
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
非旋转外筒
Biblioteka Baidu
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
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。
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。