导向钻井技术

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探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术

探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术

探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术石油定向井钻井中的旋转导向技术是一种通过旋转钻杆来实现井眼轨迹控制的技术。

这种技术能够实现井眼的精确定位和控制,对于油气勘探和开发具有重要意义。

本文将探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术的原理、应用和发展方向等内容。

在石油勘探和开发过程中,常常需要钻探非垂直的井眼。

旋转导向技术通过控制钻杆的旋转、下压和抗拉力等参数,使得钻头在地下井眼中沿着预定轨迹移动。

旋转导向技术的基本原理是利用钻头与地层的摩擦力和导向力之间的平衡关系,通过适当的控制井内钻具的运动,来实现井眼的定向控制。

旋转导向技术在石油勘探和开发中具有广泛的应用。

首先,旋转导向技术能够在探井阶段减小井眼偏斜角度,提高探测工具在地层中的测量精度。

其次,旋转导向技术能够在井眼定向阶段实现井眼轨迹的精确控制,减小井眼偏斜角度,降低其对井口设备的占地面积和投资成本。

此外,旋转导向技术还能够在水平井和水平侧钻井中实现井眼轨迹的控制,提高油气井的产能。

石油定向井钻井中旋转导向技术的发展方向有以下几个方面。

首先,需要进一步提高旋转导向技术的可靠性和稳定性。

由于井深、温度和压力等因素的影响,旋转导向技术在实际应用中仍然存在一定的不足。

因此,需要通过改进导向工具和相关设备,提高其可靠性和稳定性。

其次,需要提高旋转导向技术的自适应能力。

在复杂地质条件和高井深井眼中,需根据实际情况进行调整和优化,以提供更好的导向效果。

此外,还需要加强旋转导向技术的自动化和智能化水平。

通过引入传感器和计算机控制等技术,提高旋转导向技术的自动化水平,使其能够更好地适应各种复杂环境和工况。

总之,石油定向井钻井中的旋转导向技术是一种实现井眼轨迹控制的重要技术。

它能够在石油勘探和开发过程中实现井眼的精确定位和控制,对于提高油气勘探和开发效率具有重要意义。

随着技术的不断进步和发展,旋转导向技术将进一步提高其可靠性、稳定性和自适应能力,以满足不断变化的勘探和开发需求。

旋转导向钻井技术应用研究及其进展

旋转导向钻井技术应用研究及其进展

旋转导向钻井技术应用研究及其进展1. 引言1.1 背景介绍旋转导向钻井技术是一种先进的油田开发技术,随着油气资源的日益枯竭和全球能源需求的增长,对高效、安全、环保的油田开发技术的需求也日益迫切。

传统的钻井方法存在着诸多问题,如控制能力差、效率低、作业周期长等,无法满足现代油田开发的需求。

而旋转导向钻井技术的出现,有效地解决了这些问题,大大提高了油田勘探和开发的效率和质量。

随着油田开发技术的不断进步和发展,旋转导向钻井技术逐渐成为油田勘探和开发领域的主流技术之一。

它通过使用旋转钻具,结合导向器和定位系统,实现了井眼的准确控制和导向,能够有效避免钻井过程中的诸多问题,提高了钻井作业的效率和安全性。

对旋转导向钻井技术进行深入研究和应用具有重要的意义和价值。

本文旨在对旋转导向钻井技术进行全面的研究和探讨,以期为油田开发领域的进一步发展提供参考和借鉴。

1.2 研究意义旋转导向钻井技术的研究意义主要体现在以下几个方面:1. 提高钻井效率:传统的钻井技术在复杂地质条件下存在着钻头偏离井轨、钻进速度慢、井眼形状难以控制等问题,而旋转导向钻井技术通过实时监测井身方向,能够精确控制钻头的方向和位置,提高了钻井效率,缩短了钻井周期。

2. 降低钻井风险:在油田勘探开发过程中,地质构造复杂、地层变化大等因素导致钻井风险较高,采用旋转导向钻井技术可以有效减少钻井事故的发生概率,提高钻井安全性。

3. 对油田开发的重要意义:随着油气资源逐渐枯竭,油田对于提高采收率和延长井的有效期至关重要。

旋转导向钻井技术具有定向控制能力和改善井筒质量的优势,能够更好地满足油田开发的需求。

4. 推动行业技术进步:旋转导向钻井技术是钻井技术领域的创新,其应用推动了钻井工程技术的不断改进和创新,为行业发展注入新的活力。

研究和应用旋转导向钻井技术不仅可以提高钻井效率,降低钻井风险,对油田开发具有重要意义,还可以推动行业技术进步,为我国石油行业的可持续发展做出贡献。

地质导向钻井技术专利分析

地质导向钻井技术专利分析

地质导向钻井技术专利分析一、地质导向钻井技术专利概况地质导向钻井技术专利主要涉及到钻井工具、钻井方法、测井装置、数据处理系统等多个领域。

这些专利技术在实际应用中,能够帮助石油勘探开发企业实现对复杂地质条件下的高效钻探,提高资源勘探开发的效率和经济效益。

针对地质导向钻井技术的专利技术,主要包括以下几个方面的内容:1. 钻井工具:钻井工具是实现地质导向钻井的关键设备之一,相关专利技术主要涉及到钻头设计、测井工具、钻具下压测量和导向工具等。

这些专利技术主要提高了钻井工具的使用寿命、钻探效率、穿越能力和导向精度。

2. 钻井方法:地质导向钻井的方法技术是钻井过程中的关键环节,相关专利技术主要包括井位评价、井位设计、钻进方式、井眼质量控制、测井参数优化等方面的技术。

这些专利技术在实际应用中,有效提高了钻井作业的安全性、精度和效率。

3. 测井装置:测井技术是地质导向钻井的重要支撑,相关专利技术包括测井仪器、测井数据处理技术、测井参数优化等方面的技术。

这些专利技术在测井过程中,能够提供准确的地层信息,为钻井作业的实施提供可靠的数据支持。

4. 数据处理系统:地质导向钻井涉及到大量的数据处理和解释工作,相关专利技术主要包括数据采集技术、数据处理算法、地层解释模型等方面的技术。

这些专利技术通过智能化的数据处理和解释手段,帮助钻井作业人员快速、准确地获取地质信息,指导钻井作业的实施。

通过对公开专利数据库的检索,可以发现地质导向钻井技术专利数量呈逐年增长的趋势。

这表明地质导向钻井技术在石油勘探开发领域的重要性日益凸显,相关专利技术的研发和应用也逐渐得到了重视。

地质导向钻井技术专利申请人主要分布在石油勘探开发企业、科研院所和专业服务机构等领域。

石油勘探开发企业占据了主要的专利申请地位,这表明地质导向钻井技术在石油行业内部的技术竞争日趋激烈。

(1)钻井工具的智能化和自适应化设计:钻井工具作为地质导向钻井的关键设备,其设计和制造技术一直是专利申请人们关注的焦点。

导向钻井技术(jk)

导向钻井技术(jk)
目前这种旋转导向工具主要有两种: 一种是静止式,当钻柱旋转时,导向支撑块不 转动,可沿井眼轴线方向滑动; 另一种是调节式,当钻柱旋转时,支撑块随钻 柱一起转动,但其整体工作效果具有导向作用。
1.2 测量仪器的类型
按方位的测量原理可分为两大类:
磁性和非磁性测量仪器
按测量方式来分,又可分为:
单多点和随钻类
A.井斜控制式导向工具
• 这种工具的核心是可变径稳定器,一般用于大井斜 的条件下。在方位变化较小时,主要是通过调整稳定器 的外径尺寸来改变BHA的性能,从而达到控制井斜、控 制井眼轨迹的目的。
AGS可变径稳定器
B.全角控制式旋转导向工具
全角控制式旋转导向工具:
既能控制井斜,又能控制方位,是导向工具的 发展方向。
二、解决胜 利油田开发 问题的手段
胜利油田为解决开发后期所面临的问题, 实现稳产,必须提高以下3个方面的能力:
• 提高复杂油气藏开发能力 • 提高滩海油气田的海油陆采能力 • 提高深层资源的开发能力和开发速度
1、提高复杂 油气藏开发能 力
主要用于解决复杂小断块油藏、岩性 油藏等难动用储量和新增储量复杂油 气藏的勘探开发问题,提高其开发效 率和油气采收率,降低勘探开发成本。
• 随着旋转导向钻井系统投入现场应用:随钻地质导向配
合旋转导向钻井系统成为了各大石油公司追求的目标。 Schlumberger Anadril 公 司 的 Ideal 地 质 导 向 系 统 配 合 其 Power Drive SRD 旋转导向系统,Baker Hughes Inteq公司 的RNT (Reservoir Navigation Tool) 地质导向系统配合其
国外:旋转导向钻井系统
为满足上述特殊工艺井导向钻井需要,旋转导向钻井技术得以迅速发展

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在某井的实际应用
近钻头地质导向钻井技术是一种利用测井工具和导向工具实时采集井壁测量数据,结
合电脑数据处理技术,对井身的地质构造及目标层位置进行准确定位,以实现垂直钻井、
定向钻井和复杂井型钻井等多种工况下的精确导向钻井技术。

该技术具有导向钻井速度快、操作简单、钻井精确、风险低的特点。

该技术的实际应用案例是某一钻井工程中,钻井难度较大,地层复杂,存在敏感层和
目标层,且需要在限定的地层厚度内完成沉积层的钻井作业,并保持井眼轨迹的控制精
度。

在该钻井工程中,通过在钻具上安装测井仪,能够实时采集钻具所经过地层的测井数据,包括地层的电阻率、自然伽马辐射等各项指标。

这些指标可以为后续的地层分析提供
重要的依据。

通过在钻井井底安装一个导向工具,以及在钻完饱和井段之后进行一次固定的测井操作,可以利用导向工具采集的方位角和倾角数据,根据测井仪所得到的地层数据,利用精
确的电脑数据处理技术,实时计算井眼轨迹的位置、方向和趋势,从而精确定位井眼。

通过将测井数据和导向数据进行分析和综合处理,可以对地层结构进行进一步的分析
和解释,确定井眼位置,并为后续的钻井作业提供操作指导。

在实际钻井作业中,导向钻具还可以配备旋进传感器,实时监测井曲率、井径变化以
及钻头位置等参数,以判断井眼进展情况,并及时调整钻控参数,以保持井眼的控制精
度。

近钻头地质导向钻井技术在该钻井工程中的应用,通过实时采集地层测量数据和导向
数据,并结合精确的电脑数据处理技术,实现井眼轨迹的精确定位,提高了钻井作业的效
率和精度。

该技术还可以有效降低钻井事故和地质灾害的风险,提高钻井的安全性。

第六节 导向钻井技术

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。

导向钻井技术的原理和应用

导向钻井技术的原理和应用

导向钻井技术的原理和应用导向钻井技术(Directional drilling),又称水平井钻井技术,是一种通过改变钻井井斜角度和方向的方法,来达到在地下水平方向波动井眼的目的。

导向钻井技术通过控制钻头的运动,实现在地下进行位置、角度和航向的精确调整。

它的原理和应用广泛,可以在地下钻孔中取得更好的结果。

导向钻井技术的原理基于多种原理和注入钻井工艺的结合。

首先,通过引入方向钻井工具(如扭曲土工钻)可以改变钻铤方向的角度。

通过调整工具的旋转角度和力量,可以引导钻台在井斜方向移动,从而最终达到水平钻探的目的。

其次,通过适当的钻井液系统以及利用重钢球或倾斜模块,可以控制钻铤的角度和方向。

此外,借助技术进展和先进的感应技术,现代导向钻井系统经常使用传感器和测量工具来监测钻探过程中的方位和位置。

这些传感器可以提供导向钻井师所需的数据,以使整个过程保持稳定和控制。

1.油气开采:导向钻井技术在油气开采中广泛应用,可以在地下受限地区实现地层的最大有效开发。

通过水平或倾斜钻井,可以将井眼穿过油气藏层,以提高生产效率和产量。

此外,导向钻井技术还可以通过选择合适的路径,避开地下障碍物,使油气井的路径更加有效和经济。

2.水井钻探:导向钻井技术在水井钻探中也有广泛应用。

通过水平钻井技术,可以在地下水井中取得更好的水源。

通过控制钻井井斜角度和方向,可以钻出更多的水管,提供更多的水资源。

3.基础工程:导向钻井技术在基础工程中可以实现精确钻孔和钢筋混凝土结构中的导管穿越。

通过控制钻井井斜角度和方向,可以在地下准确定位,避开其他地下设施和地质障碍。

4.矿产勘探:导向钻井技术在矿产勘探中也有很大的应用潜力。

通过水平钻井技术,可以在地下开采矿石和矿藏资源,并提高开采效率。

总的来说,导向钻井技术的原理基于钻铤角度的调整和工具位置的控制。

通过引入方向钻井工具、调整钻井液系统、使用传感器和测量工具等先进技术,可以实现钻井的精确控制和地下导向。

导向钻井技术操作规范(试验推广阶段)

导向钻井技术操作规范(试验推广阶段)

导向钻井技术操作规范(试验推广阶段)编写:审核:审定:二OO一年三月导向钻井技术操作规范(试验推广阶段)1.0总则:导向钻井是一种新的定向钻井技术。

它可以连续完成直井段、定向造斜、增斜、稳斜、扭方位和降斜钻进施工,在钻头及动力马达寿命满足钻井需要时就可实现连续控制井眼轨迹,而不需要起钻改变钻具组合。

由于采用转盘与井下动力马达转速的迭加作用,可大大提高钻头转速,从而提高钻井速度和质量。

导向钻井系统包括:高效钻头(PDC 及金刚石)、可导向井下动力马达(异向双弯、单弯)、无线随钻测斜仪(MWD)、计算机监控软件组成;根据我局钻井装备条件和现场试验认为,采用高效(普通)三牙轮钻头、可导向单弯马达、磁性照相式单点测斜仪、现有定向井软件、组成适应我局实际情况的导向钻井系统。

采用与常规转盘钻井方式相结合的钻井方式实现定向钻井施工。

现已进入试验的推广阶段,为加快推广应用的步伐,现草拟《导向钻井技术操作规范(试验推广阶段)》,下发试验推广钻井队。

望各钻井队认真学习实施,尽快掌握导向定向钻井技术。

同时欢迎及时反馈实施意见和现场问题,以便我们进一步发展和完善导向钻井技术。

2.0应用导向钻井技术理论基础2.1应用导向钻井技术方案采用高效(普通)三牙轮钻头、可导向单弯马达配双稳定器钻具结构、使用磁性照相式单点测斜仪、现有定向井软件、组成适应我局实际情况的导向钻井系统。

同时采用与常规转盘钻井方式相结合的钻井方式实现定向钻井施工。

2.2基本理论利用导向钻具可直接在地面采用不同的工作方式钻进来控制种种客观因素对井眼轨迹的影响,而不需起下钻倒换钻具。

但导向钻具并非“自动导航钻具”,地层自然漂移规律对导向钻具同样有影响;导向钻具造斜率由钻头和上下稳定器的位置决定:如单弯马达配双稳定器造斜率的计算:Kα=2α/(L1+L2)2.3技术素质要求具备现场实施、分析、解决常规定向钻井各项施工的技术能力;熟练掌握单弯动力马达的性能及使用工况的判断技术;掌握常规定向井井眼轨迹控制相关的计算基础;2.4导向钻井所需钻井工具螺杆:5LZ165×7Y(100‘’)、(1015‘’)、(1030‘’)导向单弯,级数:4~ 6级,弯点距1.55~1.80米,马达近钻头螺旋稳定器外径210毫米;推荐使用5LZ165×7Y(100‘’)、(1015‘’)、6级数螺杆钻头:推荐使用81/2xhp2c、81/2B517、81/2HJT437、1/2HJT537稳定器:212~208螺旋稳定器;定向直接头:431×460;5“钻杆滤清器;磁性照相式单点测斜仪;足够测斜使用铅销;3.0井身剖面设计原则及设计参数确定●中靶垂深在1000米以内设计剖面采用直增;中靶垂深在1000米以内设计剖面采用直增稳;●造斜率18~25度/100米;增斜率3~4度/100米;初始井斜4~6度;稳斜段长:400~800米;稳斜段井斜小于30度;●造斜段、增斜段选在洛河、直罗、延安,发挥导向钻进在软地层提高钻速的作用。

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一种通过实时监测钻井参数来控制钻井过程的技术,它可以提高钻井质量、降低工作量、缩短钻井周期,因此在实际钻井作业中被广泛应用。

在某油田的一口井中,我公司采用了近钻头地质导向钻井技术,取得了很好的效果。

在钻井前,我们通过地质勘探、测井和岩心分析等手段对井区进行了详细的地质分析,确定了目标油层的位置、厚度、性质等信息。

然后,结合井斜孔道的布置和目标油层的位置,我们选用了适合的导向钻具和测量仪器,搭配运用近钻头地质导向钻井技术。

在钻井过程中,通过对测量仪器的实时监测和数据分析,我们能够准确掌握钻进井斜段的方位和位置,及时调整钻具的导向力和方位,确保钻进路径与目标油层的测井位置保持一致。

根据测量仪器反馈的井斜度、方位角等数据,我们能够判断井面工程师设定的参数是否合理,并及时进行调整。

这样,我们能够精确控制井斜段的轨迹,并避免可能出现的偏斜和漂移现象。

在实际应用中,我们不仅能够取得稳定的钻进速度和质量,还能够大大缩短钻井周期。

因为近钻头地质导向钻井技术能够实时监测井下情况,及时发现井下异常,避免事故发生;我们还能够根据地层变化对钻井参数进行动态调整,减少工作量和钻头磨损。

由于钻进路径准确,测井位置准确,我们还能够通过测井数据对地层进行更准确的评价,为后续的井筒设计和油藏开发提供了重要的依据。

近钻头地质导向钻井技术在某井的实际应用中发挥了重要作用。

通过实时监测和数据分析,我们能够精确控制钻进路径,提高钻井质量、缩短钻井周期,为油田开发提供了可靠的技术支持。

该技术的应用也使钻井作业更安全、更高效,为公司的经济效益和社会效益的提升做出了贡献。

旋转导向钻井技术(简版)

旋转导向钻井技术(简版)

扩大应用范围
03
旋转导向钻井技术的应用范围不断扩大,不仅适用于直井和斜
井,还可应用于水平井、分支井和多分支井的钻井作业。
旋转导向钻井技术的发展前景
技术创新
随着科技的不断进步,旋转导向钻井技术将不断创新和完善,提高 钻井效率和精度。
智能化发展
未来旋转导向钻井技术将与智能化技术相结合,实现钻井过程的自 动化和智能化,进一步提高钻井效率和安全性。
操作难度大
旋转导向钻井技术的操作 难度较大,需要专业技术 人员进行操作和维护。
维护保养成本高
旋转导向钻井技术的维护 保养成本较高,需要定期 进行检测和维修。
03
技术应用
旋转导向钻井技术在石油工业中的应用
水平井和复杂结构井的钻井
旋转导向钻井技术能够实现水平井和复杂结构井的高效钻井,提 高油藏的采收率。
案例概述
某研究机构致力于旋转导向钻井技术的研发,经过多年的 研究与实践,成功开发出具有自主知识产权的旋转导向钻 井系统。
技术研发
该研究机构在旋转导向钻井技术方面取得了多项突破,包 括高精度导航控制、钻头稳定器设计、信号传输技术等关 键技术。
成果与效益
该研究机构的旋转导向钻井技术成果得到了广泛应用,为 国内外石油公司提供了技术支持与解决方案,推动了该技 术的发展与进步。
地热能开发
在地热能开发领域,旋转导向钻 井技术有助于实现地热井的高效、 精确钻进。
地下水开采
在地下水开采领域,旋转导向钻 井技术能够优化井位布局,提高 开采效率。
旋转导向钻井技术的未来发展技术将不断 进行技术创新和改进,提高钻井精度和效率。
智能化与自动化
分析认为旋转导向钻井技术在该地区油气田开发中取得了良好的应用效 果,建议进一步推广该技术,提高油气勘探开发水平。

导向钻井技术

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)。

探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术

探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术

探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术石油定向井钻井是指在液压钻机的作用下,通过使用钻柱上的定向工具,将钻孔方向控制在一定范围内的钻井方式。

旋转导向技术则是在钻进过程中,通过旋转钻头来改变孔向的技术手段。

本文将探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术。

一、旋转导向技术的分类1. 人工导向技术人工导向技术是通过旋转钻头时操作人员对钻柱的制动和转向来实现的。

(1)制动转向钻井技术制动转向钻井技术是通过操作人员控制液压钻机钻柱的制动和转向,使钻井方向发生改变。

这种技术具有操作灵活、定向效果好等优点。

(2)非制动转向钻井技术非制动转向钻井技术是通过操作人员控制液压钻机钻柱的下压力和回压力来实现转向,而不是通过制动钻柱。

2. 自动导向技术自动导向技术是通过钻井工具的力学和动力特性来实现的,它主要包括两种形式:机械导向技术和电子导向技术。

(1)机械导向技术机械导向技术是通过设置在钻具上的导向装置来实现的。

导向装置可以使钻头按照预定的方向前进,并使钻孔方向变化最小化。

(2)电子导向技术电子导向技术是通过测量钻井参数和使用电子设备进行控制来实现的。

这种技术可以监测钻井参数的变化,并通过控制系统调整钻具的方向,使钻孔按照预定的方向前进。

二、旋转导向技术的应用旋转导向技术广泛应用于石油定向井钻井中,其主要应用场景包括以下几个方面:1. 难钻地层的导向钻井在难钻地层中,如高强度岩层、水井、岩溶地层等,使用旋转导向技术可以减小钻井难度,提高钻孔质量。

2. 水平井和水平裂缝井的钻井水平井和水平裂缝井的钻井需要在指定的方向上穿过地层,以实现水平井的压裂或生产。

使用旋转导向技术可以精确控制钻孔方向,保证钻井质量。

3. 油气层探测和开采在油气层的探测和开采中,需要通过钻井探测油气层的位置、良好地连接油气层与地面设备。

使用旋转导向技术可以准确控制钻孔方向,提高钻孔穿透率和提高油气的产量。

三、旋转导向技术的发展趋势当前,随着油气资源的逐渐枯竭和对生态环境的重视,对石油定向井钻井的需求也越来越高。

地质导向钻井技术介绍

地质导向钻井技术介绍

地质导向钻井技术介绍地质导向钻井技术是一种通过使用测井、地震资料和其他地质信息,引导钻井从始至终经过预定地层的技术。

这种技术的主要目的是提高钻井效率和准确性,降低钻井成本,并最大程度地确保井眼的目标地层的质量和完整性。

本文将对地质导向钻井技术进行详细介绍。

在地质导向钻井之前,必须进行钻井前的地质评价,收集地质文献、钻探、测井、压力测试等资料。

这些数据用于确定钻井目标地层的位置和性质,以及井身中其他地层的特征。

然后,在地面上,根据这些信息,绘制出一个地质导向钻井地图。

地质导向钻井地图是一份引导钻井的蓝图。

它显示了井眼的需求方位和倾角,并考虑了目标地层的位置和性质,以及井身中的其他地层特征。

地质导向钻井地图还可以包含导向钻领和导向测井仪在覆盖整个井身过程中的具体位置和角度要求。

在实施地质导向钻井时,钻具必须按照地质导向钻井地图的要求进行布置和操作。

导向钻领和导向测井仪要能够准确测量井眼的方位和倾角,并将这些数据传送到地面。

使用这些数据,钻井工程师可以实时确定井眼的位置,并根据导向钻领的控制指令,对钻具进行调整以保证井眼的正确导向。

地质导向钻井技术的优势主要体现在以下几个方面。

首先,它可以减少钻探工程的成本,因为井眼可以更准确地抵达目标地层,从而减少了不必要的冗余钻探。

其次,它可以提高钻井效率,因为不需要进行大量的时间和精力来重新钻井。

此外,地质导向钻井技术还可以减少井眼弯曲和截层等不良钻井现象的发生,从而提高井眼质量和完整性。

总之,地质导向钻井技术通过使用测井、地震等地质信息,使钻井过程更加准确和高效。

它可以提高钻井的成功率,降低钻井成本,并确保井眼的目标地层的质量和完整性。

随着技术的不断发展,地质导向钻井技术在石油勘探和开发中的应用前景将会更加广阔。

地质导向钻井技术

地质导向钻井技术
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。

旋转导向钻井技术应用研究及其进展

旋转导向钻井技术应用研究及其进展

旋转导向钻井技术应用研究及其进展旋转导向钻井技术是一种通过旋转钻杆来改变钻头在井眼中的方向的钻井方法。

该技术通过控制钻杆和钻头的旋转方向和速度,从而控制钻头在井眼中的前进方向,实现井眼的弯曲和定向钻井。

旋转导向钻井技术在石油勘探和开发中得到了广泛应用,同时也在地热能、地下储气库等领域得到了应用。

一、旋转导向钻井技术的原理及特点1. 高效性:旋转导向钻井技术可以实现井眼的弯曲和定向钻井,可以快速地改变井眼的方向,提高钻井效率。

2. 灵活性:旋转导向钻井技术可以根据具体的钻井需求来灵活调整钻杆和钻头的旋转方向和速度,适应不同的地质条件和井眼形状。

3. 精准性:旋转导向钻井技术可以实现高精度的定向钻井,能够满足复杂地质条件下的钻井需求。

1. 旋转导向钻井技术在石油勘探中的应用在石油勘探中,旋转导向钻井技术可以帮助勘探公司快速地找到潜在的油气储层,提高勘探效率。

通过控制钻头的旋转方向和速度,可以实现垂直井眼向水平井眼的转变,同时可以实现井眼的弯曲,应对不同地质条件下的勘探需求。

地热能开发需要在地下岩石中进行钻井,以获取地热能资源。

在这种情况下,由于地下岩石的复杂性和不同地质条件,传统的钻井方法往往难以满足需求。

而旋转导向钻井技术可以根据地质条件和井眼形状,灵活地调整钻头的方向和速度,使钻井过程更加灵活和高效。

地下储气库需要在地下进行大规模的储气钻井,为城市供应天然气。

在这种情况下,旋转导向钻井技术可以帮助储气库公司实现良好的储气井眼设计,并在钻井过程中提高钻井效率和精度。

在技术方面,随着石油工程技术的不断发展,旋转导向钻井技术已经实现了自动化和智能化。

通过加装传感器和控制系统,可以实现对钻头运动的实时监测和控制,实现钻井过程的智能化管理。

还可以通过井下遥控系统,实现对钻井过程的远程控制,提高了钻井的安全性和效率。

在应用方面,旋转导向钻井技术已经被广泛应用于复杂地质条件和水平井眼的钻井中。

通过对钻井工艺和设备的调整和优化,可以更好地满足不同地质条件下的钻井需求。

旋转导向钻井技术介绍

旋转导向钻井技术介绍
旋转导向钻井技术简介
2020/9/5
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主要内容
1. 旋转导向钻井技术概述 2. 井下旋转导向钻井系统分类 3. 典型的旋转导向钻井系统
(1)AutoTrak RCLS系统: Baker Hughes公司 (2)PowerDrive SRD系统:Schlumberger公司 (3) Geo-Pilot系统:Halliburton公司
②为稳定器设置了多个控制位置,采用钻井液脉冲遥控技术、电 子及液压技术对稳定器的径向位置进行控制。
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PowerDrive 结构及工作参数
• 长度:16 ft [4.9 m] • 排量:500 - 1000 gpm [1900 - 3800 lpm] • 转速:40 - 220 rpm • 工具压降:少于100 psi [6 bar] • 最小钻头所需压降:500 psi [34 bar] • 现最高运行温度:250ºF [120º C] • 泥浆比重:7.5 - 20 ppg [0.9 - 2.4 sg] • LCM :使用MWD 指示
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Application Areas
Directional / Geosteering wells in 8.1/2” - 12.1/4” hole size Where the operator wants:
– better hole cleaning, less circulation time, less wiper trips – extented run lengths by using PDC bits – better hole quality to ease logging and completion – superior geometrical steering & geosteering to maximise

旋转导向钻井技术应用研究及其进展

旋转导向钻井技术应用研究及其进展

旋转导向钻井技术应用研究及其进展旋转导向钻井技术是一种钻井工艺,通过管柱的旋转来实现油气井的定向钻井。

这种技术可以有效地提高井眼的质量和准确度,从而提高油井的产能和经济效益。

随着石油勘探和开采技术的不断发展,旋转导向钻井技术已经成为了油气井钻井的重要工艺之一,对提高油田开发效率、保障油气输送管线安全和稳定运行具有重要意义。

旋转导向钻井技术的原理是利用钻井管柱在矿井中旋转,并通过控制钻井头的扭矩和旋转速度,从而使钻井头朝向特定的方向钻进。

在这个过程中,钻井工程师需要通过测斜仪和方位仪等设备来实时监测钻井方向和井眼轨迹,以确保钻井的准确性和安全性。

与传统的直井钻井相比,旋转导向钻井技术具有更好的定向性和控制性,可以有效地避开地层中的障碍物,从而提高井眼的质量和完整度。

旋转导向钻井技术在油气勘探和开采中有着广泛的应用。

它能够提高油井的产能和采收率。

由于旋转导向钻井技术在钻井过程中具有更好的定向性和控制性,能够在地层中钻出更加规整和完整的井眼,从而提高了油井的采收率。

旋转导向钻井技术可以降低井口的施工难度和风险。

在复杂地质条件下,通过旋转导向钻井技术可以更好地避开地层中的障碍物,从而减少钻井事故的发生。

旋转导向钻井技术还可以提高油井的经济效益。

通过旋转导向钻井技术,可以钻出更深层的油气层,从而提高油气资源的开采量和综合利用率,减少对外界环境的影响,实现环保高效的油气开采。

目前,国内外对旋转导向钻井技术进行了广泛的应用研究和进展。

很多石油勘探和开发公司对旋转导向钻井技术进行了深入研究,并提出了一系列技术方案和工艺优化措施,以解决复杂地质条件下的井眼定向问题。

一些科研机构和大学院校也对旋转导向钻井技术进行了深入研究,并取得了一些重要的研究成果。

他们通过理论分析和实验验证,提出了一些新的理论模型和技术方法,以指导和推动旋转导向钻井技术的进一步发展。

一些钻井设备制造企业也积极开发和推广新型的旋转导向钻井设备和工具,以满足不同地质条件下的钻井需求。

探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术

探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术

探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术石油定向井钻井中的旋转导向技术,是指通过利用钻杆和测斜仪等设备,根据地层情况,调整钻头的方向,使钻孔符合设计要求,达到预期的钻井效果。

在石油勘探开发中,定向井钻井技术在复杂地层条件下的应用越来越广泛,因此旋转导向技术在定向井钻井中起着重要的作用。

本文将着重探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术的原理、方法和应用。

一、旋转导向技术的原理1.测斜仪测量原理测斜仪通过误差电源悬挂在井下,利用地磁测量方法来测量孔道或孔周地层和孔轴的方向,然后通过电缆传输数据到地面。

测斜仪中的磁敏传感器和加速度计感应地磁场和重力场的指向,然后通过数据传输到记录仪,最后分析数据,获取目标地层的信息。

2.旋转导向原理旋转导向原理是通过旋转钻柱,在地面控制测斜仪旋转角度,使其测量方向相对于地面保持稳定不变,从而实现在井下连续测量的目标井眼方向、孔斜和方位信息。

并根据上位机的数据计算,做出合理的钻头位移方向,从而保持井眼垂直或者按设计的轨迹方向钻井。

1.受控钻头旋转通过传统的受控钻头旋转技术来实现,就是通过调整钻井工具、钻头和管柱的旋转方向,使井眼朝向地质构造的方向。

2.自转模块技术自转模块技术是通过在钻杆中安装自转装置,实现钻杆在井下自转,并通过调整自转方向,使钻井孔斜度及方位满足设计要求。

3.测斜仪数据采集及处理通过在测斜仪上加装数据采集卡,将地面指令传输至井下测斜仪进行数据采集和处理,实现钻井的旋转导向。

1.复杂地质条件下的钻井在复杂地质条件下,如地层变化频繁、地质构造错综复杂等情况下,传统的定向钻井技术往往难以满足钻井设计要求。

而旋转导向技术由于其灵活性和精准度高,可以有效地应对这些挑战,提高钻井的成功率。

2.提高钻井效率旋转导向技术可以帮助钻井人员及时调整钻头的方向,使钻孔在设定的方向内保持,提高了钻井的效率和质量。

3.节约钻井成本由于旋转导向技术可以帮助钻井在较短的时间内完成目标孔,避免了不必要的多次调整,节约了钻井成本。

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。

探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术

探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术

探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术石油定向井钻井是一种在地下目标层中定向开采各种石油资源的工程技术。

它通常用于解决传统直井钻井难以达到的开采效果。

旋转导向技术是定向井钻井中的一种重要技术手段,它能够帮助油田工程师在地下多层地层中进行精准定向,实现精准钻井和开发。

本文将探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术,介绍其原理、应用和发展趋势。

一、旋转导向技术的原理旋转导向技术是指通过旋转钻杆和导向工具来改变钻杆的方向,调整井眼轨迹,以实现井眼的定向目标。

其原理是通过在钻井时实时监测井下情况,根据目标地层的方位和倾角,不断调整钻井方向,使钻井井眼在地下目标层中垂直或斜向打入,实现精准定向。

旋转导向技术通常采用陀螺仪、磁定向仪等导向装置来实现对井眼方向的监测和调整。

通过这些导向装置采集的地下方向信息,再经过数据处理和计算,以指导钻井作业人员进行井眼调整,从而实现精确定向。

旋转导向技术主要应用于地层复杂、地质构造繁杂、油气分布不均匀的油气田。

通过旋转导向技术,工程师可以在井眼设计中考虑地质构造和地层分布的复杂性,实现在地下不同地层中进行有效定向,并解决传统直井难以达到的开采效果。

这种技术在增强油气田开发效果、提高产量、降低成本和减少井数方面有着重要作用。

旋转导向技术还广泛应用于水平井和水平段井的钻井中。

通过旋转导向技术,工程师可以实现水平井、S形井等复杂井眼的精确定向,从而实现地下储层的有效开采。

这种技术在提高井眼质量、提高井底定向效果、提高完井质量等方面具有重要作用。

随着油气勘探开发技术的不断进步和油气田开采难度的不断增加,旋转导向技术也在不断发展和完善。

未来,旋转导向技术将朝着更高精度、更高效率、更智能化的方向发展。

随着导向装置和测量技术的不断进步,旋转导向技术将实现更高精度的定向。

通过采用更精密的导向设备和更先进的数据处理技术,可以实现对井眼方向的更准确监测和调整,从而实现更精确的定向目标。

随着自动化技术的不断发展,旋转导向技术将实现更高效率的应用。

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导向钻井技术一概述1.定义钻井技术发展的新阶段是自动化钻井。

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:(1)地面实时测量主要用综合录井仪。

(2)井下随钻测量目前主要用MWD/LWD/FEWD等。

(3)数据实时采集由相关计算机(井下或地面)完成。

(4)数据综合解释并发出指令应用人工智能优化钻井措施。

(5)地面操作自动化地面操作自动化(铁钻工/自动排管机)(6)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(即自动导向钻井技术)(AutoTrak自动跟踪/ClosedLoopSteeringDrilling 闭环钻井)。

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。

2.发展沿革自动导向钻井技术是钻井工程领域的高新技术,代表着世界最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。

迄今为止,定向钻井技术经历了三个里程碑:(1)利用造斜器(斜向器)定向钻井;(2)利用井下马达配合弯接头定向钻井;(3)利用导向马达(弯壳体井下马达)定向钻井。

这三种定向钻井工具的广泛使用,促进了定向钻井技术的快速发展,使得今天人们能够应用斜井、丛式井、水平井、水平分支井技术开发油田。

随着石油工业的发展,为了获得更好的经济效益,需要钻深井、超深井、大位移井和长距离水平井,而且常常要在更复杂的地层如高陡构造带钻井。

这些都对定向钻井工具提出了更高的要求。

为了克服滑动导向技术的不足,从20世纪80年代后期,国际上开始研究旋转导向钻井技术,到20世纪90年代初期多家公司形成了商业化技术。

旋转导向钻井系统实质上是一个井下闭环变径稳定器与测量传输仪器(MWD/LWD)联合组成的工具系统。

它完全抛开了滑动导向方式,而以旋转导向钻进方式,自动、灵活地调整井斜和方位,大大提高了钻井速度和钻井安全性,轨迹控制精度也非常高,非常适合目前开发特殊油藏的超深井、高难度定向井、水平井、大位移井、水平分支井等特殊工艺井导向钻井的需要。

导向钻井技术最初用于水平井的施工,随后应用在大斜度井和大位移井。

钻井施工中,导向钻井技术逐步完善和成熟,在一些条件合适的定向井中采用此技术,取得了良好的效益,大幅度提高了油田定向井的钻井速度和质量。

二导向方式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。

由井下随钻测量工具(MWD/LWD)测量的几何参数,井斜、方位和工具面的数值传给控制系统,由控制系统及时纠正和控制井眼沿预定的井眼轨迹前进。

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地质导向的目的就是要根据地层中碳氢化合物的含量控制井眼轨迹穿越油气层,而不是利用常规的几何方式控制井眼轨迹在地层中穿行。

利用地质评价仪器进行地质导向施工,仪器测量点滞后钻头的距离达20~30m,易导致EP点确定不精确、不能有效避开油/气、油/水界面、不能及时发现和避开断层等现象,实钻井眼轨迹难免会在油气层的上界或下界中交叉穿越,从而降低了油气层的暴露程度,不利于提高施工的效益。

地质导向工具将地质仪器与钻井工具(井下动力钻具、可调径稳定器等)融为一体,缩短了地质参数测量点距钻头的距离,在钻进过程中能及早感应到地层的变化,以此控制轨迹,能保证轨迹最大限度地在油气层中穿行、提高油井产量、降低完井费用。

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。

2.1地质导向钻井技术地质导向钻井系统是近年来国内外发展起来的前沿钻井技术之一,是石油钻井工业的一次技术革新,它以近钻头地质参数与工程参数的随钻测量、传输、地面实时处理解释和决策控制为主要技术特征,被广泛应用于水平井(尤其是薄油层水平井)、大位移井、分支井、侧钻井和深探井。

地质导向钻井技术是随着水平井钻井技术、地质评价仪器、地质导向工具发展和地质评价的需要而逐步发展起来的,到20世纪90年代初期,能满足当时各种不同需要的随钻地质评价仪器和地质导向工具相继出现,标志着地质导向钻井技术已经基本成熟。

目前,地质导向钻井技术在大位移定向井、水平井及特殊工艺井中获得广泛应用,已经成为现代钻井技术的核心技术之一。

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,但是和导向钻井技术又有着明显的区别,其核心是随钻地质评价仪器和地质导向工具。

利用地质导向钻井技术施工,具有实时获得真实的地质参数、实现地质导向、风险开发施工回避、提高勘探开发效率等优势。

2.2地质导向钻井的优越性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。

2.3地质导向系统地质导向系统是把井眼轨迹测量和地层特性参数测量的传感器以短节的形式装在近钻头位置,测量的数据通过MWD传到地面,供控制人员识别地下情况,调整井眼轨迹。

1、地质导向系统的组成地质导向系统:马达、近钻头电阻率测井仪、伽马射线测井仪、几何参数测井仪2、地质导向测量工具导向马达的壳体内安装多种传感器组件,使导向马达仪器化。

工具直接与钻头相连,测量近钻头处的电阻率、自然伽玛、井斜及钻头转速等。

(1)近钻头电阻率工具(RAB)RAB是一种仪器化的近钻头稳定器,直接与钻头相连,测量近钻头处的电阻率、自然伽玛、井斜和振动等参数。

其最大特点是利用测得的数据进行地层评价、裂缝、薄产层或渗透性产层的检测。

RAM测量原理图利用环状电极测电阻率(2)钻井参数测量工具测量井下的钻压、扭矩、钻头压降及环空压降等。

(3)动力脉冲MWD可测量井斜、方位和钻柱振动等参数,并用连续载波编码技术将数据传至地面。

(4)补偿双电阻率(CDR)及中子密度仪测井眼补偿感应电阻率、自然伽玛、中子密度等。

三地质导向工具导向钻井的实现主要靠导向工具,导向工具分两大类:滑动式导向工具、旋转式导向工具。

1.滑动式导向工具滑动式导向工具的特征是导向作业时钻柱不旋转,钻柱随钻头向前推进,沿井壁滑动。

这就带来以下问题:(1)钻柱的扭矩、摩阻问题。

(2)井眼清洗问题。

(3)机械钻速慢。

(4)钻头选型受限。

滑动式导向工具虽存在诸多缺点,但目前仍占主导地位,因导向钻井大多使用井下动力钻具。

主要的滑动式导向工具有弯外壳马达、可调弯接头等。

工具组合方式:钻柱+MWD/LWD+动力钻具+导向工具+钻头2.旋转式导向工具2.1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。

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。

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。

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。

2.1系统组成旋转自动导向钻井技术的核心是旋转自动导向钻井系统,如图1,它主要由井下旋转自动导向钻井系统、地面监控系统和将上述2部分联系在一起的双向通讯技术3部分组成。

旋转自动导向钻井系统的核心是井下旋转自动导向钻井系统,它主要由以下几部分组成。

a)测量系统包括近钻头井斜测量、地层评价测量,MWD/LWD随钻测量仪器等,用于监测井眼轨迹的井斜、方位及地层情况等基本参数。

b)控制系统接收测量系统的信息或地面控制指令进行处理,并根据预置的控制软件和程序控制偏置导向机构的动作。

偏置导向机构在井下CPU的控制下进行导向钻井作业。

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