应用分体式测斜仪改进井身控制方法(修改)
MWD无线随钻测斜仪在钻井中的应用
MWD无线随钻测斜仪在钻井中的应用【摘要】在地质钻探、石油钻井中，随钻测量系统是连续监测钻井轨迹、对井眼轨迹进行及时调整必不可少的测量工具。
特别是定向井、水平井工程中，随钻测量系统的应用更为广泛。
【关键词】MWD无线随钻测斜仪；钻井；正脉冲；钻井液；监测一、MWD无线随钻测斜仪概述（一）MWD无线随钻测仪结构及工作原理海蓝YST-48R型MWD无线随钻测斜仪由地面设备和井下仪器两部分组成。
地面设备包括压力传感器、专用数据处理仪、远程数据处理器、电缆盘等。
井下测量仪器主要由定向探管、伽玛探管、电池、脉发生器、打捞头、扶正器等。
该仪器以钻井液作为信号传输通道，通过定向探管中的磁通门传感器和重力加速度传感器来测量井眼状态（井斜、方位、工具面等参数），并由探管内的编码电路进行编码，将数码转换成与之对应的电脉冲信号。
这一信号通过功率放大，并驱动电磁机构控制主阀头与限流环之间的泥浆过流面积，由此产生钻柱内泥浆压力的变化。
在主阀头提起时，钻柱内泥浆可以顺利通过限流环；在主阀头压下时，泥浆流通面积减小，从而在钻柱内产生了一个正的泥浆压力脉冲。
主阀头提起或压下的时间取决于脉冲信号，从而控制了泥浆脉冲的宽度和间隔。
安装在立管上的压力传感器可以检测到这个脉冲序列，再由远程数据处理器完成对泥浆脉冲的采样、滤波、识别、编码和显示，并将相关数据传送给专用数据处理仪进行解码处理。
（二）MWD仪器的精确度1、井斜测量精度：±0.1°；2、方位测量精度：±1°（井斜大于5°）；3、重力工具面测量精度：±1°；4、磁性工具面测量精度：±1°；5、工作温度范围：0℃～90℃；二、MWD无线随钻测仪的优点1、YST-48R以钻井液为信号载体，能在不间断钻井作业的情况下，及时获得井眼轨迹的各种监测参数，从而有效控制井眼轨迹的走向。
2、克服有线随钻不能应用于转盘钻进的缺点，而能有效地应用于深井、大位移井、导向钻井、水平井和侧钻水平井。
定向井初级试题
定向井水平井试题一、填空（一）、工程类1.根据轨道的不同，定向井可分为和两大类2.定向井三要素是。
3.井身轨迹的计算参数包括。
4.井身轨迹的图示法包括和，和。
5.目前常用的测斜仪分为、和三类。
6.目前公司运用的井眼轨迹计算方法为法。
7.井斜的原因主要包括两个方面因素、，另外还有等因素。
8.二维定向井可分为和，三维定向又可分为和。
9.定向井设计应遵循的原则、、。
10.造斜点的选择应选择在、等复杂情况的地层开始造斜。
11.按照我国钻井行业标准的规定，常规二维定向轨迹有四种类型：、、和。
12.定向井及水平井设计依据的条件有两种，一种是由。
13.动力钻具又称井下马达，包括、、三种。
14.动力钻具造斜工具的形式有三种、、。
15.转盘钻造斜工具包括、和组合。
16.扶正器钻具组合按照增斜能力的大小分为、、三种，按照稳斜能力的大小分为、、三种，按照降斜能力的大小分为、两种。
17.一口定向井的轨迹控制过程可分为三个阶段、、。
18.水平井根据曲率半径的大小分为、、、、。
19. 长半径水平井造斜率、井眼曲率半径、水平段长度。
20. 中半径水平井造斜率井眼曲率半径水平段长度。
21. 中短半径水平井造斜率井眼曲率半径水平段长度。
22. 短半径水平井造斜率井眼曲率半径水平段长度。
23. 超短半径水平井造斜率井眼曲率半径水平段长度24.在钻井过程中，如果钻井液不循环，则井内钻井液静液柱压力作用在井眼不同井深，称为井内，作用到井底的压力称为井底压力。
25.抽液压力和激动压力统称为。
26.地层流体侵入井眼的原因主要有、、、。
27.地层流体侵入井眼征兆：（1）；（2）；（3）；（4）；（5）；（6 ）；（7 ）；（8 ）；（9）；（10）。
28.地层流体侵入井眼的检测方法包括、、。
29.井涌关井方式分类可分为、、。
30.对水平井着陆控制和水平控制的基本要求是：（1）实际着陆点必须不超出；（2）在水平控制中实钻轨道不得穿出。
31.着陆控制是指从直井段末端的开始钻至油层内的的过程。
测斜仪工作原理以及使用方法【干货技巧】
在工程测量与建筑中，除了要求工作人员要有专业的知识和认真细心对待的决心外，还需要借助许多外界的力量和设备才能精确地完成任务。
而测斜仪就是一种工程测量中经常用到的工具，工作人员利用这种仪器进行钻孔、基坑、地基基础、墙体和坝体坡等工程构筑物的顶角、方位角的测量，使得工程顺利精确地进行。
可是测斜仪原理我们都了解多少呢？我们应该怎样运用测斜仪原理为我们的生活提供更多的便利，接下来将为大家具体的介绍有关测斜仪原理的相关知识。
测斜仪定义:所谓井眼轨迹，实指井眼轴线。
一口实钻井的井眼轴线乃是一条空间曲线。
为了进行轨迹控制，就要了解这条空间曲线的形状，就要进行轨迹测量，这就是“测斜”。
所使用的仪器就称为“测斜仪”。
每隔一定长度的井段测一个点，这些井段称为“测段”，这些点称为测点。
测斜仪在每个点上测得的参数有三个，即井深、井斜角和井斜方位角。
这三个参数就是轨迹的基本参数。
测斜仪原理:测斜管通常安装在穿过不稳定土层至下部稳定地层的垂直钻孔内。
使用数字垂直活动测斜仪探头，控制电缆，滑轮装置和读数仪来观测测斜管的变形。
第一次观测可以建立起测斜管位移的初始断面。
其后的观测会显示当地面发生运动时断面位移的变化。
观测时，探头从测斜管底部向顶部移动，在半米间距处暂停并进行测量倾斜工作。
探头的倾斜度由两支受力平衡的伺服加速度计测量所得。
一支加速度计测量测斜管凹槽纵向位置，即测斜仪探头上测轮所在平面的倾斜度。
另一支加速度计测量垂直于测轮平面的倾斜度。
倾斜度可以转换成侧向位移。
对比当前与初始的观测数据，可以确定侧向偏移的变化量，显示出地层所发生的运动位移。
绘制偏移的变化量可以得到一个高分辨率的位移断面图。
此断面图有助于确定地面运动位移的大小，深度，方向和速率。
测斜仪特点:1.性能卓越：便携式数字垂直活动测斜仪以其耐久性，高精度和反应快速而赢得世界广泛的赞誉。
2.可重复探测：为确保在各种测斜管上同样可以探测，测斜仪探头配备了坚固的轮架，密封的轮轴和特殊设计的测轮。
定向井技术方案
定向井技术方案定向井技术是一种在垂直井中根据油层结构定向钻探的技术，在油气勘探与开发过程中具有重要的应用价值。
下面我们就从研究目标、技术流程、钻具组合、操作要点等方面分别阐述一下定向井技术方案。
研究目标：定向井技术的研究目标主要是解决油气勘探与开发过程中遇到的难点问题，包括以下几方面：（1）实现地震勘探结果的精确定位；（2）随着油层采减，地下空间的变化和油藏储量递减等问题的不断出现，需要对井位置进行调整，以提高开采效率；（3）针对地层复杂、坚硬或松散容易塌方等地质条件，需要采用定向井技术避免出现卡钻、偏心等问题；（4）根据油层地质情况，采用定向井技术，可实现井筒孔径增大，以提高油气的采减量。
技术流程：定向井技术的流程主要包括勘探设计、计划设计、钻井套管、测斜触探、定向钻井、井底起钻等环节。
1、勘探设计：按照地质勘探要求进行详细勘探，并根据勘探结果制定合理的钻井方案。
2、计划设计：确定井深、井口使用设备、钻具组合等设备要求，并根据勘探设计结果进行相应的调整。
3、钻井套管：根据钻井深度和地质条件，钻取表层土石层，并根据设计要求进行套管，保证井身的安全并避免井壁垮塌。
4、测斜触探：在井筒中引入包括来源、产品型号、方法等参数确定的测斜仪，通过实时观测井深、井身方位等参数，以实现油层目标的有效定位。
5、定向钻井：根据测斜仪测量的数据进行钻机方位、下钻深度和转向等参数的调整，并对井筒的方位角和井身角进行实时监控，以实现钻进路径的控制。
6、井底起钻：通过钻井机的操作，调整钻机的方位角，使井筒与油层的最终目标一致，实现井眼的贴合。
钻具组合：定向井技术需要选用具有较好抵抗弯曲和扭转损伤的钻具组合，可选用不同种类和规格的钻头、扩孔器、测斜仪、定向工具等。
1、钻头：需根据地质条件，选用不同种类和规格的钻头，可采用钎杆、三角螺纹等型式，以实现对地质层的快速钻进与采减。
2、扩孔器：用于扩大井眼直径，提高井眼质量；3、测斜仪：用于监控钻孔的井身方位，实现井身方位调整；4、定向工具：用于实现定向钻井沉降路径的调整。
第五章：井斜及其控制
(2)井斜角(α)： 井斜角( )
指井眼方向线与重力线之间的夹角。单位为度( 指井眼方向线与重力线之间的夹角。单位为度(°)。 井眼方向线： 井眼方向线： 过井眼轴线上某测点作 过井眼轴线上某测点作 轴线上 井眼轴线的切线， 井眼轴线的切线，该切线向 井眼前进方向延伸的部分称 为井眼方向线。 为井眼方向线。 井斜角增量( ∆α )： 井斜角增量( 下测点井斜角与上测点 井斜角之差。 井斜角之差。
1磁铁定向法双罗盘定向法双罗盘测斜仪定向磁铁安装在无磁钻铤上上罗盘处在定向磁铁位置指针标志工具面方位下罗盘远离定向磁铁指针指向正北方位
钻井工程
井斜及其控制
——钻井工程
重庆科技学院石油工程学院制作
第五章 井斜及其控制
本节主要内容： 本节主要内容：
第一节 第二节 井斜及其控制标准 井斜原因
第三节 控制井斜的措施 第四节 虹吸测斜仪
二、衡量井斜的参数
目的：掌握有关参数的概念及这些参数之间的关系。 目的：掌握有关参数的概念及这些参数之间的关系。
1．轨迹的基本参数
测量方法：非连续测量，间断测量。 测段” 测点” 测量方法：非连续测量，间断测量。“测段”，“测点”。 井深、井斜角和井斜方位角----轨迹的三个基本参数。 轨迹的三个基本参数。 井深、井斜角和井斜方位角 轨迹的三个基本参数 (1)井深（或称为斜深、测深） 井深（或称为斜深、测深） 井口(通常以转盘面为基准)至测点的井眼长度。 井口(通常以转盘面为基准)至测点的井眼长度。 以字母D 表示，单位为米(m) (m)。 以字母Dm表示，单位为米(m)。 井深增量（井段） 下测点井深与上测点井深之差。 井深增量（井段）：下测点井深与上测点井深之差。 表示。 以ΔDm表示。
(a) 井斜曲率对比图 (b)
钻井测斜仪的误差分析
理如图 1 所示 。
图 1 磁性测斜仪的原理结构图 Fig. 1 The principle structure of inclinometer
211 井下仪器 目前 ,磁性测斜仪井斜角度要求为 013°,方位角
精度要求为 1～2°。这样对重力加速度计 精 度 要 求
大松绳量整定值时让保护装置刚好动作 ,发出信号 即可 。对间接测量型松绳保护装置 ,在速度比较系 统内设定即可 。
式中 Yi ———本次采样结果 ; Xi - 1 ———上次采样结果的录用值 ; Xi ———本次采样的结果录用值 ; b ———滤波系数 ,与数字滤波的截止频率 f s 和采样计算周期Δt 有关 。
除上述 2 种方法外 ,还有算术平均滤波 、中值滤 波和加权滤波 , 从原理上讲均具有一定的可行
磁性测斜仪一般采用三轴加速度计和 3 个磁通 门构成井下传感器 。加速度计用于感知井斜信息 , 磁通门用于感知方位信息 。井下多个传感器信号在 时序电路控制下经多路开关切换至 AΠD 变换器 ,转 换出的数字信号按照 PC 机串行通信格式经 FSK(频 率键控) 调制器及电缆驱动器送上电缆 。井上设备 从电缆接受 FSK调制信号并进行调解 ,调节后的信 号送到 PC 机的串行口 ,PC 机根据数学模型计算出 井斜角和方位角等信息 ,并描绘井眼轨迹曲线 ,其原
2003 年第 8 期 煤 矿 机 械 · 41 ·
文章编号 :100320794 (2003) 0820041203
钻井测斜仪的误差分析
乔红兵1 , 郭继坤1 ,2 (11 中国矿业大学 机电学院 北京校区 , 北京 100083 ; 21 黑龙江科技学院 , 黑龙江 鸡西 158105)
INC 3
INCm
浅谈陀螺测斜技术在大庆油田的应用
264近年来，通过陀螺测斜技术，真实反应出了老井井眼的真实轨迹，描述出真实井位，对油田开发具有重要意义。
1 陀螺测斜技术的原理简介目前陀螺测斜技术主要自寻北式陀螺测斜仪，它有两种成熟采用的设备，一种是采用特制的动力调谐陀螺元件，另一种是采用特制的光纤陀螺元件。
两种陀螺实质上也是角速度敏感元件，但和硅微机械或别的电子陀螺元件不同，其角速度灵敏度非常高，可以直接检测到地球自转角速度及其在各方向的分量。
地球自转角速度是一个矢量，定义它的方向是地球自转轴并指向北极。
由于地球自转角速度非常稳定，利用测量地球自转角速度和在各方向的分量值，来确定钻孔方向与地球自转角速度矢量间的关系，从而计算出钻孔的方位。
从这种方法可以看出其自寻北陀螺测斜仪名称的含意。
自寻北是指不需要测前先对北，直接在测量点找出地球自转角速度的方向即真北方向。
采用自寻北技术是陀螺测斜仪的一大技术飞跃。
尽管自寻北陀螺测斜还有不少缺点，但它的优势非常明显，主要体现在以下几个方面：（1）自主找北，不需要事先对北，没有对北误差。
（2）没有框架陀螺所需的三度平衡框架，可靠性高。
（3）每个测量点寻北，不需要电子陀螺的积分测量环节，从而没有漂移误差。
可靠性高、使用方便、测量精度高三大优势使陀螺仪非常有前景。
2 陀螺测斜技术在油田现场施工中的应用陀螺测斜技术主要是陀螺测斜仪在现场施工，根据陀螺测斜仪应用的场所不同，可以主要分为以下三个方面应用：（1）井身轨迹复测：老井测试数据由于测试技术原因存在一定可疑性，而侧钻井、开发调整井的设计大多依据老井数据，很多油田的经验表明，按照原始设计进行施工往往见不到理想的油气显示，分析原因是没有达到设计的目的层。
而随着现代测试技术的发展，陀螺测试数据能真实反映井眼轨迹，在钻井施工前，进行陀螺测井，依据陀螺数据，新井井位和侧钻施工方案能得到及时变更或取消，真正起到挖潜目的。
（2）侧钻开窗：陀螺定向用于老井开窗侧钻，减少定向时间。
定向井井斜与方位控制
目的：
保证按设计方位造斜； 保证按设计方位造斜； 方位变化时进行扭方位。 方位变化时进行扭方位。
定向井的井斜与方位控制
（一)造斜工具装置 角的计算
1、基本概念： 基本概念：
井斜铅垂面— 井斜铅垂面 — 井底井眼方向线所在 的铅垂平面。 的铅垂平面。 工具面 井底平面— 井底平面—井底与井眼方向线垂直 的平面。 的平面。 井斜铅垂面 造斜工具面— 造斜工具面 — 造斜工具的作用方向 线与井底井眼方向线构成的平面。 线与井底井眼方向线构成的平面。
A
井斜铅垂面
B
水平面
定向井的井斜与方位控制
A
井斜铅垂面
B
水平面
定向井的井斜与方位控制
(1) 装置角对井斜的影响：
锁住转盘， 锁住转盘 ， 扭方位井段是 造斜工具面上的一段园弧。 造斜工具面上的一段园弧。
O
A、井斜变化式：α2=f(α1、γ、ω) 井斜变化式： f(α
Z’
N φ1
φ2
O’ D’
α1
N
φ2
Z’ O’ D’
φ1
sin γ sin ω sin ∆Φ = sin α 2
定向井的井斜与方位控制
B、讨论：装置角变化的影响： 讨论：
γ 一定时，∆φ的值随ω的变化而变化
由可知，装置角绝对值相同，但符号不 同，同样可达到相同的终了井斜角，但方位增 量符号相反
N
φ2
Z’ O’ D’
ω= 0 -－180o为增方位 180o-－360o为减方位
定向井的井斜与方位控制
三 、 井底动力钻 具反扭矩对装置 角ω的影响
反扭角 -- 在反扭矩
作用下紧靠动力钻 具处钻柱截 面的扭 转角。 转角。φn
井眼轨道设计与轨迹控制
井眼轨道设计与轨迹控制
重点： 1、井眼轨迹的概念； 2、井斜角和井斜方位角的概念； 3、井眼轨迹的表示方法； 4、井眼轨迹的参数计算； 5、常用的防斜与纠斜钻具组合； 6、定向井轨道设计方法； 7、装置角、装置方位角与反扭角的概念； 8、井眼轨迹控制方法。 难点： 1、装置角的概念； 2、定向井轨道设计方法； 3、井眼轨迹控制计算 。
02
井眼方向线：
过井眼轴线上某测点作 井眼轴线的切线，该切线向 井眼前进方向延伸的部分称 为井眼方向线。
03
井斜角增量( Δα )：
下测点井斜角与上测点 井斜角之差。 Δα＝αB－αA
2.井斜角(α)：
指井眼方向线与重力线之间的夹角。单位为度(°)。
01
3. 井斜方位角φ（井眼方位角、方位角）： 在水平投影图上，以正 北方位线为始边，顺时针方 向旋转到井眼方位线上所转 过的角度。 井眼方位线（井斜方位线）： 某测点处的井眼方向线 在水平面上的投影。 井斜方位角增量Δφ ： 上下测点的井斜方位角之差。 Δφ ＝φB－φA 井斜方位角的变化范围：0～360° 。
地面环境条件限制
地下地质条件要求
处理井下事故
第一节 井眼轨迹的基本概念
轨迹的基本参数 测量方法：非连续测量，间断测量；“测段”，“测点”。 轨迹的三个基本参数：井深、井斜角和井斜方位角 井深（或称为斜深、测深） 井口(通常以转盘面为基准)至测点的井眼长度。以字母Dm表示，单位为米(m)。 井深增量（井段）：下测点井深与上测点井深之差。 以ΔDm表示。
将三角函数用幂级数表示： 在曲率半径法的基础上，进行三角变换：ຫໍສະໝຸດ 取 0102
01
关于校正平均角法的推导：
将以上几式代入曲率半径法公式，即可得到校正平均角法的计算表达式：
测斜仪在石油测井领域的应用及发展
舰船科学技术
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连续测斜仪在石油测井领域的应用及发展
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单点测斜仪的使用方法
单点测斜仪的使用方法本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March实验单点测斜仪使用操作方法一、目的与要求1. 熟悉和了解JXY—2型单点测斜仪的结构、工作原理和使用条件。
2. 掌握JZY—2型测斜仪操作方法。
二、实验内容1. 测量钻孔5m、20m、30m处的顶角和方位角；2. 作出钻孔顶角和方位角的变化曲线。
三、实验设备、仪器及辅助工具1. XY—4型钻机，ф50mm钻杆；2. JXY—2型测斜仪一套2台，井下钢绳吊装护筒一套；3. 拧卸钻杆工具、管钳等。
四、实验步骤1. 从保护简内取出测斜仪，旋动定时装置的旋钮，分别将两台仪器的机械钟启动到仪器卡所需要的时间（根据所测点的深度，下钻所需要的时间和组装仪器所需要的时间以及仪器在测点稳定所需时间的总和）。
记下时间。
2. 将两台仪器分别装入保护筒内，盖紧密封盖。
3. 将两台仪器分上、下位装入井下钢绳吊装护筒里，拧紧护筒堵头。
4. 将井下钢绳吊装护筒连接在钻杆上。
5. 开动钻机，利用升降机，使用钻杆将测斜仪下到测点。
6. 仪器在测点稳定后，超过仪器锁卡所需时间，待仪器锁卡后，提出井下钢绳吊装护筒，取出测斜仪，分别直接读出两台仪器所测顶角和方位角。
作好第一测点记录。
7. 重复上述操作步骤，测量钻孔的下一个测点。
五、实验数据整理（填入表中）六、实验报告要求1. 每人交一份实验报告。
2. 简述JXY—2型单点测斜仪结构特点及工作原理。
3. 分析测量结果，简析钻孔弯曲原因。
实验多点测斜仪操作方法一、目的与要求1. 熟悉和了解JJX—3型多点测斜仪的结构、工作原理和使用条件。
2. 掌握JJX—3型测斜仪操作方法。
二、实验内容1. 测量钻孔5m、10m、20m、30m、40m处的顶角和方位角；2. 作出钻孔顶角和方位角的变化曲线。
三、实验设备、仪器及辅助工具1. 升降绞车，钢丝绳，三芯电缆线。
(建筑工程设计)钻井工程设计格式(中文月日修改)
密级：秘密国家：地区：油田：构造：井别：井号：钻井工程设计中国石化集团国际石油勘探开发有限公司年月日××井钻井工程设计编写单位：编写人：（姓名）职务：签名：日期：审核人：（姓名）职务：签名：日期：审批人：（姓名）职务：签名：日期：设计修改记录修改编号修改内容修改日期提议人审批人123456789设计分发表序号应用场所持有者1 井场钻井监督2 海外公司钻井工程师3 海外公司钻井经理4 公司总部工程技术部5 公司总部勘探部6 公司总部采办贸易部7 承包商钻井技术负责人8 承包商钻井公司经理××井钻井工程设计评审意见主管部门审核意见：负责人签字：日期：хххх年хх月хх日分管部门审核意见：负责人签字：日期：хххх年хх月хх日公司领导审批意见：负责人签字：日期：хххх年хх月хх日××井钻井工程设计评审人员名单姓名职称/职务工作单位签名组长成员××井钻井工程设计评审意见目录1.钻井设计依据 (1)1.1区块地质概况 (1)1.2地理及环境资料 (1)1.3钻井地质要求 (1)1.4钻遇地层 (3)1.5地层可钻性及压力预测 (4)1.6技术指标及质量要求 (7)1.7当地政府对质量、相关标准及HSE的特殊要求 (13)1.8井下复杂情况 (13)2.钻井设计 (14)2.1井身结构 (14)2.2钻井主要设备 (19)2.3各次开钻施工重点要求 (22)2.4钻具组合 (24)2.5钻井液 (30)2.6钻头及钻井参数设计 (33)2.7油气井压力控制 (35)2.8欠平衡钻井设计 (44)2.9取心设计 (47)2.10油气层保护设计 (48)2.11固井设计 (49)2.12完井设计 (57)2.13弃井要求 (59)2.14钻井进度计划 (60)2.15健康、安全与环境管理 (62)2.16物资工具清单 (68)2.17联络表 (75)3.生产信息及完井提交资料 (76)3.1生产信息 (76)3.2完井提交资料 (76)附件：邻区邻井已钻井情况 (78)1. 钻井设计依据1.1区块地质概况1.1.1 地层构造概况1.1.2 本区块已钻井情况1.2地理及环境资料1.2.1 井位坐标：纵(x) ，横(y)1.2.2 磁偏角：(°)；磁倾角：(°)；磁场强度：Oe 1.2.3 地面海拔：m；海水深：m；泥线深度：m 1.2.4 地理位置：1.2.5 构造位置：1.2.6 测线位置：1.2.7 气象资料（在预计施工期内，本地区的风向、风力、气温和雨量等有关情况）1.2.8 地形地貌及交通情况1.3钻井地质要求1.3.1 钻井目的：11.3.2 设计井深：m 1.3.3 井型：；井别：1.3.4 靶点坐标1.3.4.1目标垂深m靶点坐标mx y123…井底1.3.4.2水平井靶点坐标靶点垂深m靶点坐标mx y入靶点终靶点1.3.5 目的层位：1.3.6 完钻层位及完钻原则：1.3.7 完井方法：2SIPC X X 井钻井工程设计31.4 钻遇地层地 质 分 层 底界深度m岩性剖面岩 性 描 述地层产状故障提示界系统组倾角(°)走向(°)1.5地层可钻性及压力预测1.5.1 地层可钻性预测地层井深m 主要岩性可钻性级别备注系组41.5.2 地层压力预测深度m 孔隙压力当量密度g/cm3破裂压力当量密度g/cm3坍塌压力当量密度g/cm351.5.3 地层孔隙压力、破裂压力和坍塌压力预测（在下图中画出用泥浆当量密度表示的地层孔隙压力、破裂压力和坍塌压力。
尾矿库施工要点及质量控制
尾矿库施工要点及质量控制关于土工合成材料在尾矿库（灰渣库）排水反滤工程中的施工，应严格遵循《土工合成材料应用技术规范》（GB/T 50290—2014）和《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》（SL/T 225—98）相关施工要求，在堆积坝反滤排渗加固工程中，除遵守上述两项规范外，还应遵守《尾矿堆积坝排渗加固工程技术规范》（GB 51118—2015）中第6章施工要求。
在施工前应进行现场踏勘，收集资料，依据设计文件编制施工组织设计。
同时，对于所采用的施工机具和配套设施，应依据施工工艺、排渗加固方法、设计要求、场地条件、尾矿性质和地下障碍物特性综合确定。
一、贴坡排渗（一）施工技术要求土工织物作为坝体的反滤层，应满足下列要求。
（1）与土工织物紧挨的透水料粒度、厚度、满足设计要求，防止尖角刺破土工织物。
（2）透水粒料的含泥量不大于3%。
（3）土工织物铺设方法应从坝脚向坝顶铺设，不应绷拉过紧，以免坝体有不均匀变形，造成土工织物破坏。
（4）土工织物应采用双线缝合方式，搭接宽度20cm，缝合线至边距大于5cm，还应预留4%褶皱长度。
（5）土工织物铺设完成后，应立即利用透水性良好的滤料敷设保护层，保护层厚度不小于10cm。
（二）检测及质量控制土工织物材料检测项目应按设计要求确定，通常有单位面积质量、孔隙率、孔径、渗透系数、物理力学性能（条带拉伸、握持拉神、撕裂、顶破、CBR顶破、刺破强度）等。
土工织物反滤层施工质量检查：①反滤、排水层应层次分明；②进出水口应排水通畅；③下垫层平整度合格；④土工织物搭接宽度、搭接缝错开距离符合要求。
具体如下。
（1）土工织物铺设基面验收。
在土工织物铺设前，基面上的杂物应清除干净，基面尺寸、平整度、压实度以及垫层、锚固沟等未经检查签证不得进行土工织物铺设。
（2）土工织物连接。
1）相邻土工织物块拼接可用搭接或缝接。
平地搭接宽度30cm，不平地面应不小于50cm，水下铺设应适当加宽。
井斜实时测量方法研究
井斜实时测量⽅法研究１引⾔井斜实时测量是指在钻井的同时，进⾏井眼的井斜⾓和井斜相对⽅位⾓的测量，它主要是⽤于⾃动垂直钻井中的井斜的⾃动检测和控制。
⽬前国内对井斜的检测基本上是属于静态检测，所使⽤的测斜仪如氢氟酸加浮动磁针、磁性单（多）点测斜仪、陀螺单（多）点测斜仪等，存在着精度低、测量周期长、抗扰动性能差等缺点，不能⽤于井斜的实时测量；⽽随钻测量仪（ＭＷＤ）虽然可以进⾏井斜实时测量，但其主要依赖进⼝、价格昂贵，且难以和我们⾃主开发的垂直钻井⼯具配套。
然⽽对于井斜实时控制⽽⾔，使⽤两个重⼒加速度计就可以有效地解决井斜随钻测量问题［１］，本⽂对此作⼀较深⼊的分析。
２井斜测量原理利⽤重⼒加速度计进⾏物体的倾⾓测量，是利⽤重⼒加速度在各个测试轴上的投影来实现的，⽽将加速度计安装在不同的测试轴上，则会有不同测试⽅法，井斜测量也是如此。
２．１井斜⾓的测量利⽤重⼒加速度计进⾏井眼测斜的原理如图１所⽰［２］。
其中Ｚ、Ｚ′表⽰井眼的⽅向；ＯＸＹＺ表⽰井眼未发⽣倾斜时的坐标系，ＸＯＹ为⽔平⾯；ＯＸ′Ｙ′Ｚ′表⽰井眼发⽣倾斜时的坐标系；νｘ、νｙ、νｚ分别为重⼒加速度在Ｘ′、Ｙ′、Ｚ′轴投影的加速度计输出的电压，Ｖ；θ即为井斜⾓（°），α则是井斜相对⽅位⾓（°），ＯＡ即为重⼒⾼边。
第３３卷第４期２００７年７⽉中国测试技术ＣＨＩＮＡＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ．３３Ｎｏ．４Ｊｕｌｙ．２００７井斜实时测量⽅法研究刘⽩雁，王新宇，杜勇刚，郑登科（武汉科技⼤学机械⾃动化学院，湖北武汉４３００８１）摘要：介绍了⽤重⼒加速度传感器进⾏井斜实时测量的⽅法，阐述了重⼒加速度传感器的⼯作原理及其测量井斜的算法，从理论⾓度分析了实钻中严重⼲扰井斜信号的因素———噪声、钻具的振动和随机转动，其中噪声和振动信号可采⽤低通滤波器滤除，⽽转动使加速度计因离⼼⼒产⽣的测量信号失真，则可通过诸如转速补偿之类的修正去除。
泥水平衡顶管技术及应用
泥水平衡顶管技术及应用摘要：泥水平衡技术是管道穿越技术的一种操作简便、效果显著，且适用于地质环境复杂的施工工艺。
由于该技术逐步成熟、应用日趋广泛，在长输管线，特别是大口径长输管线施工中，越来越多的被施工承包单位青睐。
在西气东输二线平顶山-泰安支干线工程中，该技术被成功运用于地下水位高、沙化严重地区的穿越中，取得了显著的成效。
本文从泥水平衡的施工流程开始，以施工过程为依托，逐步阐述泥水平衡技术在工程施工中的技术特点、施工要点及注意事项，总结该技术的优点及使用限制。
随着国家管网建设的大规模开展，泥水平衡技术也将逐步的改进和完善，广泛应用于工程建设项目中。
关键词：泥水平衡；进排泥；顶进；测量引言：西气东输二线平顶山-泰安支干线属于国家重点工程建设项目，起至平顶山市鲁山压气站，终于泰安站，途径河南省平顶山、许昌、郑州、开封、商丘五市，山东省菏泽、济宁、泰安三市，线路总长514公里，地形以平原居多，在平顶山、许昌、泰安地区有局部山区，开封兰考地区、菏泽地区以盐碱沙地为主。
大型河流采用定向钻或大开挖方式，公路、铁路采用顶管、顶箱涵方式。
2011年9月，河南、山东地区连续降雨20余天，降水量平均达到155mm，为60年一遇【1】，造成地下水位饱和，很多地区地下水位达到0.3m，而管沟设计埋深2.3m-2.6m，穿越地区的设计埋深4m-6m不等，对于特殊天气原因造成的地下水位超高，对管沟开挖及穿越造成了严重的影响，特别是盐碱沙地地区，饱和沙土形成流沙现象，对开挖和顶管造成了相当大的困难。
在对兰考境内的X020公路的顶管过程中，由于地下水位高、流沙严重，造成顶管3次均为成功，其中沉井坍塌2次，顶管偏移1次。
对失败原因的分析，是由于地下水位高，流沙运动强烈，对沉井壁形成巨大的侧压力，且沉井结构不稳定，造成沉井坍塌；流沙的不稳定性和运动型，造成顶管过程中，千斤顶顶进过程中，顶进轴线被流沙干扰，造成偏移。
鉴于以上分析原因，我们采用了泥水平衡技术，该技术掘进后高速注水，混合泥浆高速输出的方式，有效的解决了流沙不规则运动造成的影响，并在引黄南干渠的穿越中成功应用，一次穿越成功。
水平段水平井钻井技术难点及改进
水平段水平井钻井技术难点及改进
水平段井是一种井型，其钻井方式与常规垂直井不同，其井身呈近水平方向，是利用
技术手段控制井身倾角，使得井眼尽可能垂直于目标层位或特定地质构造平面。
水平井可
以提高油气开采效率，降低钻探成本，但在实际操作中存在一些难点。
1.井身控制难度大：水平井井身控制难度大，一旦井身偏离目标轨迹，就会导致油层
打失或者穿过目标油层，影响井的开发效果。
2.地层力学难度大：水平井所处地层力学状态比普通井复杂，地应力、岩石力学强度、构造应力和孔隙压力等因素的变化对水平井的钻井和完井有着重要影响。
3.井壁稳定难度大：钻探水平井的过程中，由于工具与地层的作用力会导致井壁的剥落、塑性变形，地层的不稳定性会导致井眼的垮塌，这些都是对井壁稳定性的挑战。
改进措施：
1.加强井身控制技术：加强井身控制技术的研究和应用，采用嵌入式倾斜传感器、测
斜仪等工具实时监控井身方位和姿态，及时调整钻探参数，提高钻进目标层位的准确性。
2.加强地层力学分析：加强地层力学分析，开展地应力场、岩石力学参数等方面的研究，为水平井钻进和完井提供合理的技术参数和钻进方案。
3.加强井壁稳定技术：加强井壁稳定技术的研究，采用聚合物泥浆、超声波铸体仪、
定向钻、封堵剂等技术设备，提高钻进过程中井壁的稳定性。
总之，水平井钻井技术潜力广阔，但也面临着一些难点和挑战。
只有在不断创新和提
高的基础上，才能更好地应对技术难题，实现水平井钻井技术的不断进步。
直井定向井井斜控制
当钻头由硬地层进入软地层时，如图 （b）所示，开始时由于地层在软地层一 侧吃入多，速快，而在硬地层一侧吃如 少，钻速慢，井眼有向地层下倾方向倾 斜的趋势。但当钻头快钻出硬地层时， 此处岩石不能在支撑钻头的重负荷，岩 石将沿着垂直于层面方向发生破碎，在 硬地层一侧留下一个台肩，迫使钻头回 到地层上倾方向。所以钻头由硬地层进 入软地层也有可能仍然向地层上倾方向 发生倾斜。 此外，断层和破碎带也常常会引起井 斜。 总的来说，由于地质条件的影响，地 层将作用于钻头一个横向造斜力，使钻 头偏离原来的井眼轴线，一般情况下是 使井眼向地层上倾方向发生偏斜。
（2）层状地层对井斜的影响
钻头在倾斜的层状地层中钻进时，当钻至每个层面交界处时，此处岩层不能长时 间支持所加的钻压而趋向沿垂直层面发生破碎。在井眼上倾一侧的小斜台很容易 钻掉。相反，在井眼下倾一侧却残留一个小斜台；它就向小变向器作用一样，对 钻头施加一个横向力，把钻头推向上倾的一侧，从而引起井斜。
五、斜井内钻柱的受力分析 1、钻压 w
由于井斜， 钻压不是沿井眼轴线 方向施加给钻头，而是偏离一个角度 β。此时钻压可分解为与井眼轴线相 平行得力P0和与井眼轴线相垂直的力 FI
P0=Pcosβ
它对井斜没有什麽影响，而是使井眼 沿着原井眼轴线的方向继续向下钻进 。
Fi=Psinβ
投影图，相当于俯视图。
一张是垂直投影图，相当于侧视图，
其投影面选在原设计方位线所在的铅垂平 面上(横坐标V，纵坐标D或H)。
投影图主要用于指导施工。
优点：从图上可直接看出，需要增斜还
是需要降斜，需要增方位还是需要减方位。 也可根据这张图，可以想象出井眼轴线的 空间形状。
无线随钻测斜仪故障分析与解决办法
无线随钻测斜仪故障分析与解决办法李俊芳【摘要】无线随钻测斜仪在现场施工中最受关注的故障是仪器不产生脉冲信号.仪器无脉冲信号可能是泥浆泵排量低、仪器座键不到位和仪器工作环境等因素产生的仪器井口测试无信号;可能是仪器脱键、钻井液液量不够以及仪器本身原因造成的仪器下钻中途测试和井底开泵测试无信号;还可能是电池剩余电量少或有强电流等于扰源引起的仪器工作中途无信号或信号弱等.现场施工中,应综合考虑所有的相关因素,准确地判断出出现问题的真正原因,并采取相应的解决方法,以减少不必要的起下钻.【期刊名称】《江汉石油职工大学学报》【年(卷),期】2014(027)006【总页数】3页(P28-30)【关键词】无线随钻测斜仪;脉冲信号;泥浆泵;钻井液【作者】李俊芳【作者单位】中国石化集团江汉石油工程有限公司钻井二公司,湖北潜江433123【正文语种】中文【中图分类】TE243江汉油田石油钻井领域定向仪器的使用是从20世纪90年代初的电子单点测斜仪开始的，随后有了有线随钻测斜仪。
到21世纪初，开始引进无线随钻测斜仪。
随着无线随钻测斜仪逐步国产化，其在石油钻井定向领域中的应用越来越广泛。
海蓝无线随钻测斜仪是江汉油田最早购买并投入使用的国产无线随钻测斜仪。
从2004年开始，海蓝无线随钻测斜仪已在近2 000口普通定向井、大位移井和水平井中成功使用，在石油钻井定向中起到了非常重要的作用。
该仪器具有操作简单、组装灵活、性能稳定以及可靠性高等优点；但在使用中也存在一些不足。
以该套仪器为例，对其在使用中常见的故障进行分析并提出相应的解决办法。
在现场施工中，仪器操作者最关注的故障是仪器不产生脉冲信号。
仪器无脉冲信号可以分为仪器井口测试无信号，仪器下钻中途测试和井底开泵测试无信号，以及仪器工作中途无信号或信号弱等。
1 仪器井口开泵测试无信号1.1 泥浆泵排量一般情况，泥浆泵的正常排量是28L／S～30L／S。
如果达不到正常的排量，可以判断为立管压力过低，从而导致泥浆脉冲衰减过快而无法检测到信号。
钻井井身质量控制
（三）井斜的控制
2.满眼钻具
在垂直井眼内 作用：保持井眼沿垂直方向钻进 原理：稳定的居中钻柱减少钻柱弯曲； 近钻头稳定器限制钻头横向位移 和钻头偏转。
（三）井斜的控制
2.满眼钻具
在增斜井眼内 作用：减缓增斜速度 原理：钻头稳定器限制钻头横向位移和 偏转；钻头横向位移使短钻铤产 生弯矩抗拒弯曲。
（三）井斜的控制
（二）定向井井身剖面设计
3.井身剖面类型的选择
常规二维剖面 二维定向井剖面指设计井眼轴
2.满眼钻具
在降斜井眼内 作用：限制降斜速度 原理：钻头稳定器限制钻头横向位移和 偏转；短钻铤的弹性恢复力使降 斜减缓。
（四）直井井身质量标准
1.探井
直井井斜、全角变化率连续三点超过规定为不合格；
直井井斜角、全角变化率两项中任一项合格则该井井身质量合格。
井斜、井底水平位移要求
井深 （m） 井斜角（°）
2.MWD随钻跟踪 3.垂直钻井技术
（三）井斜的控制
1.钟摆钻具
工作原理
利用提高钻铤钟摆力的方法增大钻 头上的降斜力。
增加降斜力的途径： 增大钻柱(切点以下)刚度 增大切点高度增加钻铤重量
增大切点高度的方法： 在比切点略高处安装一个稳定器
（三）井斜的控制
1.钟摆钻具
稳定器安放位置
稳定器位置的安放是钟摆钻具的关键：
（二）定向井井身剖面设计
2.定向井井身剖面设计的原则
保证实现钻定向井的目的 根据不同的定向井钻井目的对定向井井身剖面进行合理设计。 例如： 裂缝性油藏：横穿裂缝 薄油层：大斜度或水平井 低渗块状油层：多底井
（二）定向井井身剖面设计
2.定向井井身剖面设计的原则
保证实现钻定向井的目的
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3
红胡225
899-1250
0.8-4.0
西 部 钻 探 吐 哈 钻 井 公 司
2008年度西部钻探QC成果发布会
◆确定要因
验证二：钻井参数不合理
调查温西、玉东、红胡区块17口井，其中有3口井 因为钻压偏大，造成井斜超标，被迫采用有线纠斜。
序 号 1
井 号 红胡301
井 段 (m) 625-1000
1180-2180 1230-2210 1180-2205 1245-2275
有线随钻 有线随钻 有线随钻 有线随钻
1 2 1 1
7/200 8/250 8/235 7/230
2008年分体式测斜仪应用统计表
序号 井 号 试验井段（m） 纠斜方式
纠斜 次数
测斜次数/时间
1 2 3 4
红胡246 温5-304 红胡219 玉东2-40
仪器改进
◆对策实施
投 捞 测 斜 仪 工 作 原 理 示 意 图
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仪器改进
◆对策实施 分 体 测 斜 仪 工 作 原 理 示 意 图
在投捞测斜仪基础
上加以改进，研究出 分体式测斜仪，该仪 器由地面设备、井下 测斜总成和数据载体
三部分组成。
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改变钻具结构
◆对策实施
QC小组由专人负责对分体式测斜仪进行试验应用，确定钻具 结构为：钻头+单弯螺杆+变径扶正器+定向接头+无磁钻铤+钻铤 +钻杆，使其能够达到下钻过程测多点、同时在钻进时监测控制 井眼轨迹的目的。
216mmPDC+1°单弯螺杆+变径FZ防斜钻具结构示意图
◆投捞式自浮测斜仪测斜需要2次 下行过程，测斜时间长。
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◆选题理由
确定课题：
改进测斜仪器：
★缩短测斜时间
★简化测斜工艺
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◆现状调查
数据调查
在温西、红胡、玉东区块复合导 2007年在温西、红胡、玉东区块复合钻进总进尺 向钻技术成熟，控制井身质量的方法： 65601m，全部采用投捞式测斜仪测斜；采用有线纠斜 投捞测斜仪测多点，再用有线随钻或 18口井、MWD仪器7口井；直井测多点25井次。 MWD无线纠斜。
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验证一：钻具结构不合理
◆确定要因
统计2007年温西、红胡、玉东区块17口井中，因
为钻具结构不合理，造成井斜超标的井有3口，占 17.65%，被迫起钻倒换钻具结构，采用有线随钻纠斜。
序号 1 2
井
号
井
段
井
斜
钻具结构
温西3-438 温5-201
1090-2050 368-1850
下行的过程
目前井身质量控制工艺：
1）常规多点或投捞式测斜仪测多点；
2）起钻倒换纠斜钻具结构； 3）有线随钻或MWD无线随钻纠斜。 4）MWD无线随钻或自浮单点轨迹监测。 西 部 钻 探 吐 哈 钻 井 公 司
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◆制定对策
序 号 要 因 目 标 对 策 负责人
◆ 对 策 表 ◆
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应用分体式测斜仪改进井身 质量控制方法
小组名称：井身质量控制小组
发布人：李云志
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小组概况 选题理由 现状调查 活动目标 可行性分析 原因分析
确定要因
制定对策
对策实施
效果验证
巩固措施
下一步打算
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试验验证 钻压(KN) 50
钻井参数
转速(r/min) 60
◆效果验证
排量(l/s) 34 泵压(MPa) 17
完钻井深：2441m，浮力仓从井口到达井底时间4min, 待数
据传输完后，浮力仓从井底到井口的上浮时间8 min。该井累计测 斜次数8次,累计测斜时间116min,其中，有一次由于泥浆粘度大于
试验推广
◆效果验证
通过试验应用取得了较好的效果，达到了预定目标，
并进行了推广应用。
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试验推广
序 号 井 号 测斜井段 （m） 纠斜方式
◆效果验证
2008年投捞式测斜仪应用统计表
纠斜 次数 测斜次数/时间
1 2 3 4
温5-302 红胡219 温5-316 红胡238
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分体测斜仪实物图
◆对策实施
加重加长杆 扶正器 测斜短节
引鞋
分 体 测 斜 仪
打捞矛 打捞矛 浮力舱 载体信号接收器
缓冲器
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分体测斜仪连接方式
◆对策实施
仪器连接方式
3、泥浆粘度对浮筒的上浮有较大的影响。
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进一步改进
◆效果验证
出现问题
泥浆粘度高，浮筒不能正常上浮
制定对策
序 号
1
要
因
目
标
对
策
负责人
李云志
数据载体取完 仪器问题 数据，能正常 上浮
将数据载体浮力舱部分改 为吊测方式
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目标完成情况
◆效果验证
相同条件下,分体式与投捞式测斜仪平均口井测斜时间对比分析图
300 250 200 150 100 50 0
280
187 116
投捞式
目标
分体式
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李云志
张耀先
技校
孙泽山
大学
工程师 大专
张龙龙
工程师
付纪浩 大专 雷华才 赵作明
工程师
大专 技校
工程师 技师
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◆选题理由
◆在地层造斜能力较弱的红胡、
温西、玉东区块，直井发生井斜要 纠斜作业时，必须测多点，采用有 线随钻或MWD无线随钻纠斜控制井身 质量，工序复杂，钻井成本高。
转 速 (r/min) 60 60 60 60 60 60 60 60
排 量 泵 压 （l/s） （MPa） 34 34 34 34 44 44 44 44 20 23 22 25 19 22 21 24
216 应用后 应用前 241 应用后
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活动前
活动后
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◆可行性分析 经过分析可以研制出集单多点于一体且能测出工具面的仪
器——分体式测斜仪。
该仪器井下部分可随时测斜，可以实现多点的测量。
小组人员具有多年定向施工和井身质量控制经验，并且获得
过《复合导向钻井技术》等多项科技成果奖。 公司领导重视，小组成员共同努力。
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优化钻井参数
◆对策实施
在口井施工前，QC小组通过认真分
析和计算，确定了合理的钻井参数。
井眼尺寸 (mm)
情 况 应用前
钻头类型 PDC 牙轮 PDC 牙轮 PDC 牙轮 PDC 牙轮
钻压 (KN) 30 100 50 120 80 140 100 160
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◆原因分析
测斜时间长
3 控制井身质 量仪器工艺复杂
倒换钻具 纠斜
1 钻具结构不 合理
辅助时间 增加
额外工作 量增加
容易发 生井斜 纠斜作业
井 身 质 量 控 制 方 法 复 杂
2 钻井参数 不合理
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井 斜 (°) 0.6-3.48
钻 压 (KN) 60
2
3
红胡208
玉东2-21
850-1375
675-1325
0.77-3.28
0.94-2.7
60
60
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◆确定要因
验证三：控制井身质量仪器 工艺复杂
投 捞式 测 斜 仪 比 分 体测斜仪多一次仪器舱
目标完成情况
◆效果验证
3 仪器问题 2 钻井参数 1 钻具结构
优化钻具结构， 应用“钻头+单弯螺杆+变径+ 定向接头+无磁钻铤+钻铤+钻杆” 实 现 一趟 钻 工 雷华才 钻具结构，防斜效果好,能够进 程。 行滑动纠斜作业。 优化钻井参数，216mm井眼， 平 均 钻压 提 高 PDC钻头钻压50KN，牙轮钻头120 尤卫国 20KN KN；241mm井眼，PDC钻头钻压80 KN，牙轮钻头160KN 。 使用分体式测斜仪，可实现 多点、有线随 钻 、 MWD 仪 器 单、多点测量并能提供工具面数 付纪浩 使用率为零。 据，能够主动控制井身质量。 西 部 钻 探 吐 哈 钻 井 公 司