地质导向
地质导向原理
地质导向原理地质导向原理在地质学中是一个重要的概念。
它描述了不同的地质现象如何受到地球内部结构和地壳运动的影响。
地质导向原理有助于我们理解地球的演化历史以及地质资源的形成和分布。
在本文中，我将深入探讨地质导向原理的多个方面，并分享我的观点和理解。
1. 地球内部结构对地质导向的影响地球内部结构主要包括地核、地幔和地壳。
这些不同层次的地球结构对地质导向起着重要的作用。
地核的热流和物质运动影响了地幔的对流，进而影响地壳运动和地震活动。
地幔的物质流动和地球板块的运动导致了地壳的构造和地形的变化。
地质导向可以追溯到地球内部结构的变化和演化。
2. 地质事件和地质导向的关系地质事件是指地球上发生的各种地质现象，如地震、火山喷发、岩石变质等。
这些地质事件通常受到地质导向的影响。
地震活动通常发生在地质断层带，这是地球板块运动的结果。
火山喷发则与地球内部岩浆的上升有关。
地质导向原理帮助我们理解地质事件发生的机制和规律，从而为地震预测和火山监测提供重要的依据。
3. 地质导向与地质资源的关系地质导向与地质资源的形成和分布密切相关。
地球内部结构和地壳运动会导致各种地质资源的形成，包括矿产资源、石油和天然气资源等。
地质导向原理有助于我们理解这些地质资源的形成机制和分布规律。
某些金属矿床通常形成在构造活动剧烈的地区，而油气资源则与沉积盆地的形成和演化有关。
通过研究地质导向原理，我们可以更好地探索、开发和管理地质资源。
总结回顾：地质导向原理是地质学中的一个重要概念，它描述了地质现象受地球内部结构和地壳运动的影响。
地球内部结构对地质导向起着重要的作用，地质事件和地质导向密切相关，地质资源的形成和分布也受地质导向的影响。
通过深入研究地质导向原理，我们可以更好地理解地球的演化历史、地质事件的发生机制，以及地质资源的形成和分布规律。
在我看来，地质导向原理是地质学中的一把“金钥匙”。
通过它，我们可以揭开地球演化的奥秘，探索地质事件的规律，利用地质资源实现可持续发展。
地质导向工作总结
地质导向工作总结
地质导向工作是指根据地质理论和方法，结合地质勘探、地质调查和地质勘测
等技术手段，对矿产资源进行勘查和评价的工作。
在矿产资源勘查和评价过程中，地质导向工作起着至关重要的作用。
在过去的一段时间里，我们团队在地质导向工作中取得了一些成果和经验，现在我将对这些成果和经验进行总结和分享。
首先，地质导向工作需要充分理解地质理论和方法。
我们团队在进行地质导向
工作时，首先对矿产资源的地质特征进行了深入的研究和分析，充分理解了矿产资源形成的地质过程和规律。
这为我们后续的勘查和评价工作提供了重要的理论支持。
其次，地质导向工作需要灵活运用地质勘探、地质调查和地质勘测等技术手段。
在实际工作中，我们充分发挥了各种地质技术手段的作用，如地球物理勘探、地球化学勘探、遥感技术等，对矿产资源进行了全面的勘查和评价。
这些技术手段的灵活运用为我们提供了大量的数据支持，为后续的工作提供了重要的参考。
最后，地质导向工作需要加强与相关专家和单位的合作。
在地质导向工作中，
我们与地质学院、地质勘探单位等专业机构保持了密切的合作关系，共同开展了一系列的研究和实践活动。
这些合作为我们提供了宝贵的经验和技术支持，为我们的工作提供了重要的保障。
总的来说，地质导向工作是一项复杂而又重要的工作，需要我们充分理解地质
理论和方法，灵活运用地质技术手段，加强与相关专家和单位的合作。
只有这样，我们才能够更好地开展地质导向工作，为矿产资源的勘查和评价工作提供更好的支持。
希望我们的总结和经验能够对相关工作有所帮助，也希望我们在未来的工作中能够不断提高，取得更好的成绩。
王长宁院长-地质导向与导向钻井简介10.17
地质参数主要有：自然伽马(DGR)、电阻率(EWR)、岩石密度(SLD)和中子 孔隙度(CNΦ)、声波时差和核磁共振等，此外还有测量钻具振动的传感器 (DDS)。
一、地质导向系统
⑷、地质导向随钻FEWD仪器简介
6、国内地质导向技术现状
一、地质导向钻井系统
) 地面系统(CFDS
中国石油集团钻井工程技术研究
院从1999年开始攻关，于2005研制成
功了具有我国独立知识产权的第一台
井下
CGDS－I近钻头地质导向钻井系统第一
无线 短传
代产品(China Geosteering Drilling
System)。并先后在冀东、辽河等油
一、地质导向系统
⑷、地质导向随钻FEWD仪器简介
电磁波电阻率传感器(EWR—Phase4)
由四个发射极和两个接收极组成，通过测量每一组发射极和接收极之间的相 位差和波幅衰减，可以合成4条不同探测深度(极浅、浅、中深、深)的电阻率曲 线和组合电阻率曲线。
测量范围为0一2000-m ，系统测量误差土1％＠10-m ，垂直分辨率 153mm，探测深度762mm。 对泥岩、薄砂岩夹层有很好的解释作用，提高油水界 面的鉴别能力，可以发现可移动的碳氢物质。
这些参数通过电磁波传送到马达以上的 MWD或LWD，再由泥浆脉冲传送到地面。
借此，司钻和地质工程师可实时了解到 钻头处的岩性变化以及检测钻头处的油气显 示情况，并通过对钻头进行导向，保证井眼 在储层内延伸，达到增大储层泄油面积、提 高产量和降低完井成本的目的。
一、地质导向钻井系统
5、地质导向钻井系统的结构特征
一、地质导向钻井系统
地质导向技术PPT课件
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地质导向钻井技术
MWD/DWD工作原理 及施工方式
井下仪器随钻具下 到井底，系统进入工 作状态以后，随时可 以根据施工的需要进 行测量或随钻施工。
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地质导向钻井技术
四种信号传输方式 连续波方法
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2
地质导向钻井技术
60年代初期，ARPS公司和LANE WELLS公 司联合研制出了自然伽玛和电阻率随钻测井仪 器，在有限的几口井中成功投入使用。 由于遥测技术没有发展成熟，井下工具性能 受到限制，钻井工艺落后，该技术没有广泛推 广，但为以后的地质导向钻井技术打下了基础。
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3
地质导向钻井技术
60年代后期到70年代，人们认识到了测量技 术在钻井工业中的重要地位，开始重点研制井下 测量仪器，先后开发出有线随钻测量仪器(SST) 和无线随钻测量仪器（MWD/DWD）。
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地质导向钻井技术
四种信号传输方式
正脉冲
泥浆正脉冲发生器的针阀与小孔 的相对位置能够改变泥浆流道在此的 截面积，从而引起钻柱内部的泥浆压 力的升高，针阀的运动是由探管编码 的测量数据通过调制器控制电路来实 现。在地面通过连续地检测立管压力 的变化，并通过译码转换成不同的测 量数据。
优点：下井仪器结构简单、尺寸小， 使用操作和维修方便，不需要专门的 无磁钻铤。
第二部分地质导向钻井技术
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1
地质导向钻井技术
地质导向钻井技术是在导向钻井技术的基础上发展 起来的。
地质导向钻井技术由地质导向仪器和导向工具共同 组成。地质导向仪器和导向工具的每一次发展，都会 带动地质导向钻井技术向新的境界发展。
地质导向工艺及方法
地质导向工艺及方法近年来，随着油气开采速度的加快和产量的不断增加，钻井过程中地质条件也变得越来越复杂，常規钻井方法所获得的数据信息通常都是不精确、模糊、不确定以及非数值化的，给钻井工作带来了许多不确定因素。
而地质导向钻井技术的应用，能够使钻井过程走所获取的大量的来源不同钻井信息通过经常数据库和模型数据库进行实时处理，对井眼轨迹进行实时动态跟踪监测和调整，为薄油层、厚油层顶部剩余油藏以及复杂油气储层的地质钻井提供了技术支持，本文对此进行分析。
标签：地质导向;钻井工艺;随钻测量;应用研究1 引言地质导向钻井（Geo-Steering Drilling）工艺技术是具有高科技含量的和现代化水平的钻井技术，该项技术是以油藏储层为目标，通过对钻井过程中的各项随钻地质、工程参数测量及随钻控制手段，对各项数据进行实时动态跟踪采集、分析、研究并指导井下钻具钻进姿态，使井眼轨迹能够精准钻入油藏储层[1]。
地质导向钻井技术对死油区中或者厚油层顶部剩余油藏、边际油田、较薄的油藏储层的开采具有重要意义，能有效提高油田产量和采收率。
2 地质导向钻井工艺技术地质导向钻井技术是以井眼轨迹精准钻入油藏储层为目标，包括测量、传输以及导向三项功能。
（1）测量。
主要对电阻率、自然伽马等近钻头参数及井斜角等工程参数进行随钻测量。
（2）传输。
使用MWD（随钻测量仪器）和LWD（随钻测井仪器）将井下实时动态测量数据传送至地面处理系统，作为地质导向钻井决策的依据。
（3）导向。
应用井下导向马达（或钻盘钻具组合）作为井眼轨迹导向执行工具，使用无线短传技术将近钻头测量数据不通过导向马达直接传送至MWD和LWD并上传至地面数据处理系统[2]。
（4）软件系统。
软件系统包括地面信息处理系统和导向决策系统，主要对井下上传的实时动态数据进行处理、解释、分析、判断和决策并指挥导向钻井工具精准钻入油藏储层的最佳位置[3]。
3 地质导向钻井技术的应用2016年6-7月，江汉测录井公司地质研究中心辅助甲方完成了平桥区块焦页188-2HF井、焦页182-6HF井、焦页184-2HF静的地质导向工作，取得了预期的效果。
地质导向方法
地质导向方法地质导向方法是勘探工作中常用的一种技术手段。
它通过对地质特征的观察、研究和分析，结合物探数据进行综合判断，以达到找矿的目的。
本文将介绍10种关于地质导向方法的技术手段，并对其进行详细描述。
1. 地质调查地质调查是一种了解地球表层结构和矿产资源分布的方法。
通过对地质地貌、矿床地质、矿床储量和分布等方面的调查，确定矿产资源的类型和分布规律，为后续的工作提供依据。
2. 地球物理勘探地球物理勘探是通过地球物理方法获取地下和地表的物理信息，来推测地下结构、矿床存在和分布的方法。
如重力法、电磁法、地震法、磁法等。
3. 钻探技术钻探技术是通过钻取地下岩层，获取岩石样品来分析地下构造特征、岩石类型、矿物成分等信息。
常用的钻探方法有钻孔、工程钻井、岩心钻取等方法。
4. 地球化学勘探地球化学勘探通过对地球表层和地下矿体周边物质的化学分析，寻找有矿质点的分布规律和矿体性质。
常用的地球化学方法有土壤丈量、水样分析、岩石分析、矿物测定等。
5. 矿物学分析矿物学分析是通过对地质样品中的成分和结构进行分析，寻找矿物和矿床的特征和规律。
矿物学分析方法可以包括矿物形态分析、EBSD(电子背散射衍射)分析等。
6. 地质雷达勘探地质雷达勘探是通过测定地下介质内的物理对象的电磁波反射、折射等现象，获取地下岩石结构等信息。
常用的地质雷达勘探有单频雷达、多频带雷达等。
7. 计算机辅助矿产普查计算机辅助矿产普查是基于计算机技术和地理信息系统的手段，在数字化数据收集、管理和分析方面比传统普查方法更有效。
技术包括数据收集、数据分析与可视化、智能模型等。
8. 地形地貌分析地形地貌分析是通过对地形地貌特征的研究，确定矿床的分布规律和形成条件，从而推测矿源所在地。
分析方法包括地形测量、数字高程模型分析、三维可视化等。
9. 遥感技术遥感技术是通过对卫星图像等无人机获取的地表信息的处理，来推测地表相应的岩层构造信息以及影响加成等因素。
遥感技术包括光学遥感、雷达遥感等。
地质导向[优质ppt]
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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
地质导向
（二）地质导向地质导向是在拥有几何导向能力的同时，又能根据随钻测井（LWD）得出的地层岩性、地层层面、油层特点等地质特征参数，随时控制井下轨迹，使钻头沿地层最优位置钻进。
在预先并不掌握地层性质特点、层面特征的情况下，实现精确控制。
美国Anadrill公司的地质导向钻井系统已取得商业性成功，并在一些油田得到较好应用。
值得一提的是，目前导向技术大多是以几何导向为特征，而且由于控制机构在地面，还没有实现井下自动导向控制。
在实际钻井中究竟使用哪一种导向方式，应视其具体工作环境而定。
对于一些油层变化不大、油层较厚、对地层性质特点了解较清楚的场合，使用几何导向较适宜，既能满足精度要求，又能降低成本。
而对于一些地层性质特点了解较少、油层厚度很薄的场合，使用地质导向更为合适。
根据导向工具特点及导向方式，井下自动导向钻井系统可采用如下四种组合方式：1、几何导向十滑动式井下自动导向钻井系统；2、地质导向十滑动式井下自动导向钻井系统；3、几何导向十旋转式井下自动导向钻井系统；4、地质导向十旋转式井下自动导向钻井系统。
井下自动导向钻井系统采用上述哪种方式更为合适，应从发展的观点加以论证。
目前国外的几何导向系统与地质导向系统还是分离的，尚无一家公司的样机兼备这两项功能。
今后的发展方向是把二者结合在一个系统中，实现真正的“几何--地质”导向控制。
四、地质导向技术（一）地质导向技术的概况地质导向技术是水平井钻井的一项重大发展，它标志着水平井钻井技术上升到一个更高的层次。
地质导向技术是根据钻头处的实时地质数据和储层数据作出调整井眼轨迹的决定，引导钻头前进。
其中的技术关键是要求能实时测量钻头处有关地层、井眼和钻头作业参数等方面的数据，并及时将这些数据传送至地面，便于作业人员迅速作出决策。
应用地质导向技术可以确保水平井眼准确进入和保持在目标层内（即使储层很薄），保证在产层内井眼与油水或油气界面之间保持一定距离，并可连通数个断裂储层。
不为众多石油人所知的地质导向
不为众多石油人所知的地质导向，是上世纪90年代发展起来的前沿钻井技术。
所谓地质导向，就是使用随钻测量数据和随钻地层评价测井数据，以人机对话方式来控制井眼轨迹的技术。
由美国Spsrrysun公司生产的FEWD地质参数无线随钻测量仪，是近年来在不断改进MWD、LWD工具的结构、性能和可靠性基础上发展起来的一种新型无线随钻测量仪，与LWD随钻测井仪相比，FEWD具有测点靠近钻头、探测深度大、垂直分辨率高的优点。
它将地质参数测量传感器与工程参数传感器组合在一起，根据设置内容顺序采集最新的工程、地质数据，统一编码后，由脉冲信号发生器以正脉冲的方式，通过钻柱内的钻井液传至地面。
地面设备对钻井液脉冲进行检波、编码、处理后，形成数据和测井曲线。
FEWD除进行轨迹几何导向（三维导向）外，主要用于地质导向和随钻地层评价。
而导向钻井技术，在水平井施工中，是一项常用的关键技术。
在轨迹控制中，根据实际情况和剖面要求，可采用定向造斜和转盘钻交替进行调整井身轨迹，以对井身轨迹进行有效控制，使得实钻轨迹沿设计和预测趋势发展，以达目标点，而且使井眼光滑畅通，有利于携砂、清除岩屑、保证钻进安全。
如何进行水平井的井眼轨迹控制，是水平井施工技术的核心，并贯穿于钻井的全过程。
其井眼控制工艺技术主要包括：钻具组合选用、测量技术、井底预测技术、影响轨迹控制因素分析和实时综合分析技术等几个方面。
井眼轨迹控制技术，随着水平井在不同区块施工、不同区块每口井的地质情况变化、在控制过程中遇到的问题不同等，其表现有以下几个方面：一是实钻地质情况复杂多变，油层埋深与设计深度差异大，井眼轨迹需要随地质情况变化及时进行调整；二是水平段油层埋深在横向上变化不一，有从低部位到高部位的，也有从高部位到低部位的，还有先从低部位到高部位然后再下降的；三是不同区块工具造斜能力和地层对井眼轨迹的影响不同；四是测量数据的相对滞后，对地质导向和井眼轨迹的预测和调整带来的困难；五是老平台钻井的防碰问题，在水平井钻井中更为突出，在水平井的直井段、造斜段及水平段，都存在防碰问题，要特别小心。
地质导向原理简述
地质导向原理简述地质导向原理是指通过对地质现象和地质特征的观察和分析，利用地质学原理和方法来预测和定位矿产资源的富集区域或矿产赋存带的原则和规律。
它对于勘查和开发矿产资源具有重要的指导作用。
地质导向原理的核心是根据地质原理和地质特征识别出与矿产资源形成有关的控制因素，进而实现对矿产资源的预测和寻找。
地质导向原理的主要内容包括构造地质导向原理、岩性地质导向原理、矿化地质导向原理和地球化学地质导向原理等。
1. 构造地质导向原理：构造地质导向原理是指通过分析和研究地壳构造活动的规律，预测和定位矿产资源的富集区域。
构造地质导向原理主要包括断裂、褶皱和岩浆活动等构造特征的研究。
根据构造特征的分布和演化过程，可以预测出矿体的赋存区域和分布规律。
2. 岩性地质导向原理：岩性地质导向原理是指通过对地质岩性的特征和性质的分析，预测和定位矿产资源的富集区域。
岩性地质导向原理主要包括岩性组合、岩性变化和岩性特征等方面的研究。
通过分析不同岩性的分布和变化，可以推断出矿床的形成环境和地质条件，从而预测和寻找矿产资源。
3. 矿化地质导向原理：矿化地质导向原理是指通过对矿化作用的机制和规律的研究，预测和定位矿产资源的富集区域。
矿化地质导向原理主要包括成矿作用、矿化类型和矿石特征等方面的分析。
根据不同矿化类型的形成条件和特征，可以判断出矿产资源的赋存环境和分布规律。
4. 地球化学地质导向原理：地球化学地质导向原理是指通过对地球化学特征和地球化学异常的研究，预测和定位矿产资源的富集区域。
地球化学地质导向原理主要包括地球化学元素、地球化学异常和地球化学勘查等方面的探索。
通过分析地球化学元素的分布和异常情况，可以推断出矿产资源的富集程度和成因关系。
综上所述，地质导向原理是通过对地质现象和地质特征的观察和分析，利用地质学原理和方法来预测和定位矿产资源的富集区域或矿产赋存带的原则和规律。
它包括构造地质导向原理、岩性地质导向原理、矿化地质导向原理和地球化学地质导向原理等方面的研究内容。
地质导向钻井技术
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；
地质导向钻井技术
Compan.地质导向钻井的钻具组成
3.地质导向钻井的工作原理 4.地质导向钻井的施工工艺
5.地质导向钻井的优缺点
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一.地质导向钻井技术的发展
1.地质导向钻井的定义：
在定向钻井作业的同时,能实时测量地层参数和井眼 轨迹,并能绘制各种测井曲线的一种钻井技术。
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一.地质导向钻井技术的发展
导向钻井 技术 地质导向 钻井技术 旋转导向 钻井技术 闭环 钻井技术
导向 仪器 有 线 随 钻 （ 我 国 ） 无 线 随 钻 MWD
导向 工具 井 下 动 力 钻 具
导向 仪器 FEWD
导向 工具 井 下 动 力 钻 具
导向 仪器 FEWD/MWD
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二.地质导向钻井的钻具组成
地质导向仪器由MWD和能够测量地质参数的地质传感器共同 组成。MWD仪器和导向钻井技术的MWD通用，主要用来测量工程 参数、采集各地质参数并将工程、地质参数按一定的格式编码 后，向地面发射这些测量数据。 目前用于地质导向的测井仪器包括自然伽玛测井仪、电阻 率测井仪、岩层密度测井仪、中子孔隙度测井仪、声波测井仪、 井径测井仪、地层压力/温度测井仪等。
井下地质导向仪器LWD
将根据要求组装的井下地质仪器和MWD连接，随钻具下入井底。系统进入 工作状态后，井下地质仪器开始测量地质参数，井下MWD探管测量工程参 数并根据预先设置的工作方式采集地质仪器测量到的地质参数，按一定 的格式编码后，控制脉冲发生器向地面以泥浆脉冲信号或电磁波的形式 发送。地面信号检波器将检测到的井下信号经信号过滤传输系统传输到 地面数据处理系统。地面数据处理系统对井下信号进行解码、处理、计 算后，得到实际的井下模拟数据，并将该数据与深度追踪系统测量到的 深度一一映射对应后存储，根据用户的指令进行打印、绘图、向地面数 据显示系统（司钻阅读器）发送，从而完成了地质导向实时测量任务。
地质导向工作要点
地质导向工作要点目录前言一地质导向系统简介1 地质导向系统工作界面2 地质导向流程简介3 地质导向工具4 输出系统5 轨迹控制二地质导向人员管理1 人员组成2 人员管理前言水平井作为大幅度提高单井产量和采收率的重要手段越来越多地被应用在油田开发中，特别是在油田开发的后期，如东部公司HZ26－1、HZ21－1等合作油田；近几年，渤海矿区也广泛采用水平井来增加产量，提高经济效益，因为一个采油平台有两口水平井，就足以达到开采一个产层（组）的目的。
水平井可理解为高角度的定向井或近于水平的井，但其真正含意应该是井眼轨迹和产层近于平行的井，并非要水平，这主要取决于目的层的倾角。
水平井段往往被锁定在离目的层顶面一定的距离，以最大限度地提高采收率，减少死油区。
对于薄油层或差油层，水平井段必须位于理想的部位，上下活动幅度很小，只有1－2米，甚至几十公分(图1)；即使是厚油层，井眼轨迹也不能在油层内任意穿梭，必须限定某个特定的部位；另一方面，井的轨迹还要随产层的波动而浮动。
渤海矿区为陆相沉积，岩性、岩相及厚度变化较快，油层往往呈组出现，如Ⅰ油组、Ⅱ油组等，每个油组往往由多个单油层组成，这些单层在某些部位相通，而在另一些部位是不相通的，这就要求井眼轨迹只能在最上部的单层顶部，而不能位于其它部位，否则，会造成大块的死油，甚至提前见水，严重降低采收率。
所有这些都使得水平井轨迹趋于复杂化，不再局限在二维平面内，而是三维展布；井眼轨迹越来越难控制，定向难度可想而知（图2）。
完成高难度水平井作业离不开地质导向，它是完成水平井的必须保证。
Schlumberger 的Anadrill和Baker Hughes 的Autotrak公司是两家世界上最著名的地质导向服务公司，目前，被广泛应用在CACT、Phillips及其渤海的某些油田开发中。
地质导向系统可分为井下工具部分和地面部分，包括数据采集、处理和输出等。
这里探讨的主要内容有以下几个方面：地质导向系统，包括设备组成、人员管理、管理和协调；资料的收集整理；目的层位置的预测，及井眼轨迹的控制；目前存在的问题、解决方法及工作设想。
近钻头地质导向钻井技术在某井的实际应用
近钻头地质导向钻井技术在某井的实际应用近钻头地质导向钻井技术是指利用测量仪器和控制装置，通过实时测量钻头所处位置、方位和倾斜度等参数，实现钻井过程中的地质导向控制技术。
该技术广泛应用于石油、天然气和地热开发等领域，为油田勘探和开发提供了重要支持。
本文将围绕某井的实际应用，阐述近钻头地质导向钻井技术的原理、应用效果和发展前景。
近钻头地质导向钻井技术原理主要包括位移测量、方位测量和倾斜度测量。
位移测量是通过测量钻头在轴向上的位移量，确定钻头所处位置的变化；方位测量是通过测量钻头所在平面内的方向，确定钻头所处方位的变化；倾斜度测量是通过测量钻头离开垂直线的倾斜角度，确定钻头的倾斜程度。
利用这些数据,可以实时监测钻头的运动轨迹，并通过调整钻井参数和方向控制装置，实现地质导向钻井的精确控制。
近钻头地质导向钻井技术在某井的实际应用中，可以有效解决复杂地层条件下的导向钻井难题，提高钻井精度和效率。
具体应用效果主要表现在以下几个方面：近钻头地质导向钻井技术可以识别矿层的变化，减少钻井事故的发生。
通过实时测量和监测钻头的位置和方位，可以及时发现地层变化，避免因突发地质事件导致的钻井事故。
这可以有效保护钻杆和钻头的完整性，并提高钻井作业的安全性。
近钻头地质导向钻井技术可以提高钻井效率和成本效益。
通过实时监测钻头的位置和方位，可以及时调整钻井参数和方向控制装置，实现地质导向钻井的准确控制。
这不仅可以提高钻井的精度和效率，还可以节约人力和物力资源，降低勘探成本。
近钻头地质导向钻井技术可以拓展油气资源的开发范围。
传统的垂直钻井只能在固定位置进行，而近钻头地质导向钻井技术可以在地下选择更优的开发区域。
通过实时监测地层情况和调整钻井参数，可以选择更丰富的油气层并减少开采误差，从而有效提高油气资源的开发程度。
近钻头地质导向钻井技术在某井的实际应用不仅可以提高钻井的成功率和效率，还可以减少人为因素的干扰，提高勘探和开发的成功率。
三维地质导向技术及应用实例
三维地质导向技术及应用实例随着经济发展对能源需求的不断增加以及油气勘探形势的日趋严峻，老油区面临剩余储量难动用，采收率低；新探区面对勘探开发难度越来越大，成本越来越高的现实，水平井成为开发特殊类型油气藏及老区挖潜，提高采收率的重要手段。
随钻地质导向技术是20世纪90年代国际钻井界发展起来的前沿钻井技术之一[1]，其在开发薄油层、致密油气层、复杂断块油藏、油水关系复杂油藏方面发挥了重要的作用，但是目前的地质导向技术严格来讲是二维地质导向。
1 二维地质导向简述二维地质导向一般使用一口邻井资料作为导向建模的参考依据，主要考虑地层属性的垂向分布，导向过程相对简单。
其主要使用的数据局限在地质、测井数据，在一定程度上能够满足水平井地质导向的要求；地震数据包含了更多潜在的地层及油气信息，能够反映地层形态、岩层性质及油气储层位置等，在目前的二维地质导向过程中几乎没有或很少应用。
目前，国内油气田一般采用MWD（带GR或GR+RT）或LWD（带GR、RT）结合综合录井进行水平井地质导向工作。
二维地质导向不能准确反映井眼轨迹三维空间展布形态，以及井眼轨迹周围地层构造变化与储层各向非均质性变化，无法准确描述断层、裂缝形态的，无法利用地震数据的储层反演结果，因此给地质导向工作带来了一定的不确定性。
2 三维地质导向2.1 基本思路三维地质导向是将地质导向的理念与三维地质建模结合起来，即在三维地质模型里实现水平井、大斜度井的地质导向功能。
具体过程如下：在钻前应用已有的地质、物探数据建立地质模型精细刻画地下构造及油藏特性；在钻井过程中通过井场各种数据的补充不断修正地质模型，模拟井轨迹在三维地质模型中的穿越，参考模型数据为地质导向提供井眼轨迹调整建议，通过可视化显示邻井，辅助解决多井眼防碰问题。
2.2 关键技术2.2.1 地质建模与模型调整构建定量储层地质模型是三维地质导向的核心和基础，对地下油藏特性进行准确、精细的刻画是导向成功的前提。
一种判断钻头位置地质导向的方法
一种判断钻头位置地质导向的方法说实话判断钻头位置地质导向这事儿，我一开始也是瞎摸索。
我就想啊，这钻头在地下钻呢，咋就能知道它在地质里面的准确位置呢。
我试过很多方法。
刚开始就像没头的苍蝇一样，到处乱撞。
比如说，我只单纯依靠一些传统的测量工具和传感器的数据，像那种测量深度和角度的传感器，我觉得这些数据够了吧，结果根本不是那么回事儿。
因为地下的地质状况千变万化，只靠那些简单的数据完全把握不准钻头到哪儿了，这是我第一个失败的教训。
后来我想啊，地质是分层的，不同的地层有不同的特点，这就像不同口味的蛋糕层层叠叠放在一起一样。
我们可以从钻出来的岩屑去分析，钻头钻到的应该是哪种地层。
我就开始收集岩屑，仔细看这些岩屑的颜色啊，颗粒大小啊，质地什么的。
但是这个方法也有很大的不确定性。
比如说，有时候不同地层的岩屑可能因为水流或者钻头搅拌混合在一起了，就像做蛋糕的时候，虽然蛋糕胚和奶油是分层的，但是搅拌一下就混了很难分得清，我刚看到一点希望又被泼冷水了。
再后来啊，我就琢磨着把之前那些方法综合起来。
就像做菜，一道好菜不能只靠一种调料一样，判断钻头位置也不能只靠一种手段。
一方面继续重视那些传感器的数据，一方面更细致地分析岩屑。
而且我还查阅了很多之前这个地区的地质勘探报告，了解地下大概的地层结构。
这就像你要去一个陌生的地方，先看看地图了解一下大致地形一样。
我还考虑到了时间因素，因为随着钻探的进行，钻头在不断深入，地质情况也会在动态变化。
我就定时去重新评估数据和岩屑样本。
虽然到现在我还不能说我的这个方法是最完美的，但是至少是我经过这么多折腾后摸索出来相对靠谱一点的。
还得不断地试验不断地改进，感觉这就像是一场跟地下地质状况的斗智斗勇的游戏，得一直玩下去，慢慢就能玩得更好。
这里我给大家的建议就是，千万不要一条道走到黑，像我开始只依赖传感器或者岩屑分析都是不对的。
而且大家一定要对之前已有的地质资料重视起来，这就好比下棋的时候你要看之前别人的棋谱一样有借鉴意义。
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（一）地质导向的优越性
1、连续井眼轨迹控制，减少起下钻次数； 2、近钻头处的井斜传感器减少了大斜度井、水平井的井斜误差，增 强了井眼位移延伸的能力，减少了钻柱的摩阻； 3、近钻头钻速传感器可帮助司钻最佳使用导向马达，提高机械钻速， 延长马达的使用寿命，减少起下钻换钻具的时间； 4、近钻头传感器使钻头处参数测量的滞后时间接近于零，能使井眼 最大限度地保持在油气层内； 5、方位伽马射线测量能在钻头处进行地层对比，这对探测标志层、 确定套管下深和取心层位是非常有用的，同时还可使司钻确知是否钻穿地 层的顶部或者底部； 6、定性的电阻率测量能够实时显示油气和岩性，这对地层对比和确 定油气水界面是非常有用的； 7、方位电阻率可使司钻得知油水、油气和其它液相界面流体边界的 方向。
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
（二）地质导向设计与施工
钻井之前首先了解地质结构.把地震资料、邻井的相关测井资料 和其他石油物理数据结合在一起进行分析。地震质料能揭示大量的地 质地层特性，如地层倾角、断层、横向延伸以及不连续性。根据掌握 的资料可绘出详细的油藏图，确定流体的接触情况、压力分布情况， 以及油藏参数的空间变化，进行敏感性研究，以确定井眼位置对产能 的影响。 把以上资料、限制条件以及轨道设计中的不确定因素结合起来设 计井眼轨道，同时对不同的方案进行成本或效益分析，可得到一个优 化的目标和井眼轨道设计。 设计与施工步骤： 1、对大斜度井的预期目标建立依据； 2、评估可用的地震资料； 3、计算和评估邻井的测井数据； 4、评估邻井/油田的生产数据； 5、选择目标段；
偏置机构（执行机构）
可伸缩的翼肋结构 导 向 力 液压活塞机构
方向
导向力方向与翼肋 伸出方向相反
工作原理
偏置机构（执行机构）
导向力大小方向与接触象限有关
接触力
导向力
Fk F0 sin 0 0
1 F0 d 2 ( Pi Po ) 4
(0 0 )
工作原理
★发电
工作原理
稳定平台的控制原理
控制回路 遥控指令 1 预置井眼轨迹 参数给定环节 放大及 计算装置 2 3 放大器 执行机构 控制面 下部钻具 控制面随动和稳定回路 干扰 干扰
位置传感器
测速传感器
空间姿态测量元件
工作原理
影响稳定平台随动稳定的因素
▲
井眼形状钻柱角运动及纵向、横向振动 ▲ 泥浆流体的摩擦力矩 ▲温度、压力
GEO-PILOT系统
导向方式：
POINTING THE BITS
偏置钻柱
不旋转外筒式
旋转导向钻井系统工作原理
地面监控系统
地 面 控 制 指 令
双向通讯
井下旋转导向钻井系统
可调节式旋转导向钻井系统井下系统组成
偏置机构（执行机构） 三大部分：
盘阀机构（压力分配机构）
稳定平台（控制机构）
工作原理
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GEOPILOT系统
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。
6、设计和优化井眼轨道剖面； 7、确定目的层内井眼合适位置的允许误差及风险； 8、完成钻井评估/完井计划； 9、开钻，将垂直井段钻至造斜点并进行初始定向钻井； 10、进行地质对比和目标控制； 11、需要时在最后的造斜段调整井眼轨迹剖面； 12、使钻头准确定位于水平井入口点处； 13、监测大斜度井段的轨迹及导向能力； 14、确定钻头的前探距离及预测异常情况的位置； 15、对地质上的意外情况采取补救方法，必要时采取绕障法或做出 侧钻决策； 16、用关于井眼稳定性风险评价的最新资料来有效地确定总井深； 17、根据达到的设计目标或已钻井段中所遇到的不可接受的风险 值来确定总井深。
A 接钻头 A 可伸缩翼肋
旋转内筒
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
AutoTrack RCLS系统
导向方式：偏置钻头 （BIAS THE BITS）
不旋转外筒式
动力：独立液压系统
AutoTrack RCLS系统
1996年现场试验成功，1997年投入商业应用， 截止到2001年6月:共在15个国家575口井应用 累计工作时间超过7万小时,总进尺100万米 • 单次下井工作时间：6 3/4″系统创下了单次下井 工作时间286.2h(纯钻进时间241.7h)的世界纪录 • 单次下井进尺：8 1/4″系统创下 了单次下井进尺 4037m的世界纪录 • 目前可靠性水平：75%的单次下井工作时间超过75h
盘阀机构（压力分配机构） 控制轴 与控制机构相联 高压孔
控制轴 进液孔 进液控制开关 轴承 控制阀 高压孔 上阀 低压室 通环空 下阀 进液开关 控制轴
上盘阀
低压孔 下盘阀 与翼肋伸缩的液 压缸相通
通伸缩翼肋 加压通道 卸压通道
高压孔
低压孔
上阀(盘)
工作原理
盘阀机构（压力分配机构） 导向力大小 方向控制 稳定平台输出 特 性
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。
自动导向钻井技术简介
周广陈
中国石油大学石油工程学院
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。
四、地质导向钻井
地质导向 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。
PowerDrive SRD系统
井眼 支撑翼肋 控制机构
导向方式：偏置钻头 （BIAS THE BITS）
偏置方向
调制式：整体旋转 动力：钻井液压差
PowerDrive SRD系统
1994年现场试验成功 截止到1999年底：共下井138次
累计工作时间11,610小时 总进尺47,780米 目前，世界上3口位移超过10,000米的大位 移井中，有2口应用了该系统。
作用下就可以改变自己原来的切削轨迹。
2
1 3 F
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。