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3.4-地质导向工具

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3.4 地质 导向 工具
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第三章 井下控制工具及应用 质导向工具 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 测井综合评价系统 。 导向方式 几何导向 ( 第三代 ) 地质导向 ( 1993年 , 我国 2006年 ) 旋转导向 ( 第四代 ,我国至今仍在研发 ) 质导向工具 由井下随钻测量工具 ( 测量的工程参数 , 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 。 (1) 几何导向 ① 弯接头 +直螺杆 +测斜仪器 ② 弯壳体螺杆钻具 +测斜仪器 ③ 弯筒涡轮钻具 +测斜仪器 ④ 测斜仪器 单点测斜 多点测斜 无线随钻测斜( 质导向工具 ( 2) 地质导向技术简介 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 。 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。 定义:根据各种地质资料 , 随钻测井及测量数据 ,实时地调整井眼轨迹的测量控制技术 。 质导向工具  在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 。  螺杆马达 +近钻头地质参数 、近钻头工程参数 + 地质参数 电阻率 自然伽马 ( 2) 地质导向技术简介 质导向工具 电 磁 波 短 传方 式 把 近 钻头地质参数 、工 程 参 数 传到 无 线 接 收系统 。 无线接收系统将近钻头地质参数、工程参数向上传递并融入正脉冲无线随钻测量系统 (通过泥浆脉冲将井下信息传向井口,地面系统接收并决策。 ( 3)地质导向工具仪器的结构: 质导向工具 无线接收系统示意图 测传马达示意图 ( 3)地质导向工具仪器的结构: 井 下 仪器 质导向工具 井 下 仪器 质导向工具 测传马达 质导向工具 ( 3)地质导向工具仪器的结构: 地面监测与决策系统 质导向工具 ③ 井径测井 ( 4)随钻测井地质参数测量原理: 自然电位是淡水泥浆砂泥岩剖面中划分储层和非储层的测井方法 , 如在碳酸盐岩剖面和盐水泥浆改为自然伽马 。 ① 标准电极系测井(电阻率) ② 自然电位测井 表示地层导电能力的物理量 , 数值上相当于截面积为 1长度为 1单位为欧姆 · 米地层的电阻率与岩性 、 物性 、 含油性 、 地层水性质有关 。 质导向工具 泥岩:幅度低 , 无幅度差或正负不定的小幅度差 , 曲线平直 。 渗透性砂岩:幅度中等 , 明显正幅度差 , 幅度和幅度差随粒度变粗而增加 , 随含油性变好也增加 。 渗透性生物灰岩:幅度高 , 正幅度差大 。 孔隙性裂缝灰岩:幅度比致密灰岩低的多 , 一般有正幅度差 。 致密岩石:高幅度 , 由幅度不大的正或者负的幅度差 ,成锯齿状 , 在砂泥岩剖面一般度最高 , 薄夹层呈尖 峰状 。 ( 4)随钻测井地质参数测量原理: ① 标准电极系测井(电阻率) 质导向工具 ( 4)随钻测井地质参数测量原理: ④ 自然伽马测井 自然伽玛 (测量地层中天然放射性原素的含量。由于放射性元素通常聚集在页岩和粘土中,故可间接测量沉积地层中的泥质含量。 质导向工具 ( 5)随钻测井地质参数测量的作用 ① 划分岩性 ② 油水层区分 储层:自然电位明显的负异常和井径的明显缩径。 泥质非储层:自然电位曲线平直,扩径。 水层:电阻率低,自然电位负异常最大。 油气层:高电阻率,自然电位异常比水层小。 质导向工具 ( 5)随钻测井地质参数测量的作用 质导向工具 16 质导向工具 质导向工具 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; ( 6)地质导向的优越性 : 质导向工具 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; ( 6)地质导向的优越性 : 质导向工具  钻井之前首先了解地质结构 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。  地震资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。 ( 7)地质导向设计的步骤 : 质导向工具  评估可用的地震资料;  计算和评估邻井的测井数据;  评估邻井 /油田的生产数据;  选择目标段;  设计和优化井身轨迹剖面;  确定目的层内井眼合适位置的允许误差及风险;  完成钻井评估 /完井计划;  开钻,将垂直井段钻至造斜点并进行初始定向钻井;  进行地质对比和目标控制; ( 7)地质导向设计的步骤 : 质导向工具  需要时在最后的造斜段调整井眼轨迹剖面;  监测大斜度井段的轨迹及导向能力;  确定钻头的前探距离及预测异常情况的位置;  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;  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;  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。 ( 7)地质导向设计的步骤 :
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