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地质导向钻井技术

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地质 导向 钻井 技术
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地质导向钻井技术地质导向钻井的 定义及原理地质导向钻井的 发展现状地质导向钻井 钻具 的组成地质导向钻井的 施工特点地质导向钻井的 应用实例认识和 体会• 地质导向钻井的定义使用 井下动力钻具近钻头测量 地质和工程参数并 随钻传输 到地面进行处理、解释、指导井下工具姿态,满足地质要求的钻井方式。地质导向钻井的原理由随钻测井仪 ,测出油气层的 渗透率或电阻率 后 ,将信息发至地面的 闭环钻井调控台 ,经电脑优选参数自动下达指令给 井下随钻测斜监控仪 ,以便按照指令增斜、减斜或调控方位。还可跟踪油层电阻率、渗透率 ,并 指导轨迹控制 ,能在薄层内水平钻进。四种信号传输方式• 连续波法• 连续发生器的转子在泥浆的作用下产生正弦或余弦压力波,由井下探管编码的测量数据通过调制系统控制的定子相对于转子的角位移使这种正弦或余弦压力波在时间上出现相位移,在地面上连续的检测这些相位移的变化,并通过译码、计算得到测量数据。• 优点:数据传输速度快、精度高。• 缺点:结构复杂,数字编译能力差。正脉冲法• 泥浆正脉冲发生器的针阀与小孔的相对位臵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。• 缺点:数据传输速度慢,不适合传输地质资料参数。负脉冲法• 泥浆负脉冲发生器需要组装在专用的无磁钻铤中使用,开启泥浆负脉冲发生器的泄流阀,可使钻柱内的泥浆经泄流阀与无磁钻铤上的泄流孔流到井眼环空,从而引起钻柱内部的泥浆压力下降,泄流阀的动作是由探管编码的测量数据通过调制器控制电路来实现。在地面通过连续的检测立管压力变化,并通过译码转换成不同的测量数据。• 优点:数据传输速度较快,适合传输定向和地质资料参数。• 缺点:下井仪器结构复杂,组装操作维修不方便,需要专用的无磁钻铤。电磁波法• 电磁波信号传输主要是依靠地层介质来实现的。井下仪器将测量的数据加载到载波信号上,测量信号随载波信号有电磁波发射器向四周发射。地面检波器在地面将检测到的电磁波中的测量信号卸载并解码计算,得到实际的测量数据。• 优点:数据传输速度快,适合于普通泥浆、泡沫泥浆、空气钻井、激光钻井等钻井施工中传输定向和地质资料参数。• 缺点:地层介质对信号的影响较大,低电阻率的地层电磁波不能穿过,电磁波传输的距离也有限,不适合超深井施工。地质导向钻井的现状国外地质导向钻井现状国内地质导向钻井现状国外地质导向钻井现状目前国外仅有 993年推出了 推出了 目前只进行高价技术服务而不出售商品工具,已收到巨大经济回报。国际第三大石油技术服务公司 正在积极进行开发。 国内地质导向钻井现状和国外地质导向钻井技术相比,我国地质导向钻井技术的整体水平还处于十分落后的地位。主要表现为:向仪器)无线随钻测量仪器目前,国内的 产大港油田钻井工艺研究所开发的 京海蓝公司生产的 京普利门公司生产的 安石油勘探仪器总厂生产的 些国产的 前有的仍然在攻关,有的还处于现场实验阶段,都还没有达到大规模生产和使用的地步。内近几年才开始进行这几门方面的理论研究,如北京航空航天大学等单位。它的如地质导向动力钻具,可变径地质导向稳定器、旋转导向工具等国内尚未生产出来。 地质导向工具离国际水平相差甚远。• 地质导向钻井钻具的组成地质导向钻井技术由 地质导向仪器 和 导向工具 共同组成。下图为两种地质导向钻具组合实例 :导向钻井技术的导向工具主要是 马达 。为了满足施工的需求,又陆续开发除了可调径马达、仪器马达、可调径稳定器、近钻头井斜传感器、井下加力器等先进工具。如右图所示 。然伽马测量仪、中子孔隙度测量仪器、地层密度测量仪、随钻声波测井仪、井径测量仪等。如右图所示。为了满足施工要求,现在又出现了 时还有钻头 /扭矩测量仪、井底压力测量仪等钻井参数测量仪。• 地质导向钻井的施工特点地质导向钻井施工过程中,任何时候地面都可以得到所需要的 实时工程、地层、岩性 等方面的参数,工程、地质人员根据这些参数,可以对所钻地层的 性质、轨迹 所处的位臵进行 实时分析和评价 ,及时采取措施对轨迹按地质要求进行调控,使轨迹能量最大限度地在产层中穿行,在提高产层暴露程度、高效开发复杂油藏、节省钻井时间、提高采收率及回避风险等方面具有重要意义。但是地质导向钻井不能有效克服井下动力钻具转动时高扭矩、滑动施工时高摩阻的限制,由此导致其 钻进深度有限 、施工 安全 不能得到有效保障、不适于 大位移 延伸井施工。• 地质导向钻井的应用实例1、国外 在英国 质导向系统与变径稳定器配合使用钻井,几乎全部实现了旋转钻进,提高钻速和井身质量,大大减少了井下事故和风险。 在英国北海 少避免了两次侧钻。井场地质师用近钻头方位伽马射线确定井眼上下是否遇到泥岩,通过正确的导向控制将井眼扭回砂岩储层。 在墨西哥湾的某一油田,先前所钻的 8口井的总产量仅为 923桶 /天 ,后来, 产原油 1793桶 ,使这一枯竭的油田得以重新复活。国内营 31油藏是一块具有代表性的断块油藏,一部分被断块遮挡形成半开启状态,并且西为营 61断块,东接 11断块,北面为 47断块,这三条断块将其切割。这块油藏的特点是地质构造十分复杂:断层环绕三面,下部有水,可开发的油层大约有2米厚。而且油层的位臵十分难以确定。基于上述原因,开采技术人员已经意识到利用传统的钻井技术已经无法进行开采,所以决定使用地质导向钻井技术。在现场施工操作过程中,采用了 电阻率和伽马参数 两套仪器的组合配合使用。对此油层的开发是通过以下三步。首先,对地层的岩性以及其流体的性质测定,准确无误的测定 目标油层的垂直深度 ;其次,对于探测轨迹的走向进行准确的预测,来保证其轨迹运行在 目标油层中的穿行率 ;最后,要进行 预测地层的变动 ,来达到对探测轨迹的准确控制。根据测井资料的显示:对于该井的开发完全符合标准,并且轨迹在目标油层中穿行率达到了 100%。 认识与体会1、地质导向钻井技术是当今国际钻井界的一项高新技术,体现了钻井、测井和油藏工程的结合,对 提高勘探开发和钻井总体效益 具有重要意义和作用,应大力促进这一高新技术在我国的研究与应用进展。2、地质导向钻井技术能在钻井施工过程中通过井下地质评价仪器或地质导向工具获取地层被污染前的参数,使得 地质评价 结果更加真实、可靠。3、地质导向钻井技术利用实时地质参数 ,能有效地控制井眼轨迹的着陆和走向、及时调整井身轨迹和产层的位臵关系 ,在回避钻井风险、提高产层暴露程度、简化施工过程、提高勘探开发效果和效益等方面 ,具有重要意义。4、国内地质导向钻井技术仍处于研究阶段,我们应加大科研投入力度,广揽人才、借鉴学习国外的先进技术,使自主研发的仪器能够尽快投入使用。
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