陀螺测井技术在江苏油田勘探开发中的应用

陀螺测斜技术以动力调谐速率陀螺测量地球自转角速率分量和石英加速计测量地球加速度分量为基础,通过计算得出井筒的倾斜角、方位角等参数,绘制井身轨迹曲线。此项测井技术可用于井身轨迹复测、钻井定向和侧钻井开窗定向等。文章通过对近几年陀螺测井资料在江苏油田的应用情况分析,介绍利用该项技术在部署新井、井位校正、重新认识油藏剩余油潜力和油水动态分布,挖掘油藏潜力等方面取得的良好效果。     

陀螺测井技术在吉林油田的应用及研究

陀螺测斜技术以动力调谐速率，陀螺测量地球自转角速率分量和石英加速计测量地球加速度分量为基础，经计算得出井筒的倾斜角、方位角、工具面角等参数。该技术可用于井身轨迹复测、钻井定向和侧钻井开窗定向等。在吉林油田利用该仪器成功地进行了老井复查、连续测斜仪数据验证。同时，对陀螺数据解释方法进行了研究，提出采用最小曲率法进行数据处理。     

动力调谐陀螺测井技术及应用

陀螺测斜技术以动力调谐速率陀螺测量地球自转角速率分量和石英加速计测量地球加速度分量为基础,经计算得出井筒的倾斜角、方位角、工具面角等参数。该技术可用于井身轨迹复测、钻井定向和侧钻井开窗定向等。应用该项技术进行复杂断块油藏及岩性油藏中井点校正,分析油藏剩余油潜力和油水动态分布,挖掘油藏潜力,提高储量动用程度获得了较好的效果。     

捷联式惯性测向系统及其在石油工程中的应用

介绍了基于动力调谐式挠性速率陀螺的捷联式惯性测向系统的构成、工作原理及特点.该系统采用惯性测量组件直接固连在载体上,通过建立捷联数学模型完成惯性导航数据的解算,进而确定空间某点方位,可用于开窗侧钻井、定向井和水平井导向、井身轨迹测量、定向射孔、丛式井组复合导向等工程.与传统的磁方位测量方法和框架式陀螺测量系统的比较结果表明,该系统克服了磁方位测量方法在套管、钻杆、油管以及在磁干扰地层中测定方位时存在的问题,其测量精度优于框架陀螺系统.给出了丛式井组定向作业、井身轨迹测量方面2个应用实例.     

速率陀螺测斜仪在海洋CDX井组的应用

简要介绍了速率陀螺测斜仪的结构特点、测量原理、技术指标及优点，详细介绍了速率陀螺测斜仪在海洋CDX井组表层套管的井眼轨迹测量和表层套管内定向绕障中的应用及其注意事项。现场应用表明，速率陀螺测斜仪测量精度高，能在磁干扰的情况下，精确定向。     

特殊结构井管柱图绘制方法

特殊结构井与一般定向井或直井最主要的区别在于井眼轨迹的不同,因此井眼轨迹的确定以及井身结构的绘制方法是特殊结构井管柱图绘制的基础。侧钻井、分支井以及鱼骨井的井眼轨迹比定向井更复杂,无法直接绘制或描述,可以将特殊结构井的井眼轨迹进行分段绘制。将井眼轨迹数据进行分段处理,可得到井眼中心线和关键点,以中心线为中心,利用三次样条插值函数可得到井筒曲线,结合套管、水泥返高数据可以绘制井身结构底图。利用井眼轨迹数据,插值计算工具所处位置井斜角,按井斜角旋转工具图,并将其绘制在井筒中,再叠加到井身结构底图上,即可得到能够正确反映井下管柱结构的管柱图。     

江苏油田实钻井眼轨迹误差因素初探

对实钻井眼轨迹误差因素进行阐述．主要从现场磁干扰对测量数据精度的影响、方位角归化、测量数据取值及处理方法等方面进行了探讨，并通过在水平连通井和F18平1井的应用进行分析，得出井身轨迹描述中要引入子午线收敛角：对资料不全、年代间隔长的老井应采用陀螺测斜仪重新测斜等认识与建议。这对老区调整井的安全施工，小断块油田开发具有指导意义。     

基于光纤陀螺仪的油井测绘系统

陀螺测斜仪是井身轨迹测量仪器,它利用惯性传感器感应地球重力和自转的三维分量,利用捷联惯导算法解算出载体姿态角变化,达到连续描绘井位曲线的目的.研制了一种用于油井轨迹测绘的光纤陀螺连续测斜仪.它采用双轴光纤陀螺仪和3个加速度计组成惯性测量单元,在测角机构和驱动机构的配合下,能完成实时的姿态角解算.解决了静态单点测量效率低...     

大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司

高精度综合方位测井技术 工作原理及特点 高精度综合方位测井仪主要由挠性陀螺、框架陀螺、加速度计、电子线路、伺服电机等组成。该仪器的3个互相垂直安放的重力加速度计，测量仪器的3个重力加速度分量，用挠性陀螺确定仪器的起始方位，用框架陀螺仪测量相对转动的角度，获得井身斜度和倾斜方位等井眼轨迹资料；同时可与井壁超声成像仪、十六臂、二十臂和三十六臂井径仪等具有方向性的工程测井仪器组合提供基准方向角等信息。     

光纤陀螺连续测斜仪在油田首次应用获得成功

<正>日前,测录井公司首次应用光纤陀螺连续测斜仪圆满完成熊4-7cz井陀螺测井施工任务,准确测量了该井的井眼轨迹,这标志着该项技术在油田成功应用。光纤陀螺连续测斜仪是国内先进的小直径井身参数连续测量系统。它能够在套管中连续测量井斜、方位等井眼参数,帮助甲方准确了解井身结构。同时该技术还能够为老井定向开窗及定向射孔提供准确的方位数据。传统的机械式陀螺仪只能进行点测,测量眼轨迹耗费工时长,所测资料精度和完整度有限,并且当井斜角大于40度时测量误差较大。光纤陀螺连续测斜仪不但可以实现陕速连续测量,测量精度更高,能够更准确     

用于斜井轨迹定向钻进的无角差定位接头

随着侧钻井、定向井、水平井等斜井钻井工艺的发展,原有的定位接头结构给随钻施工带来了许多不便和危险。针对这种情况,在原有定向接头的基础上,研制出用于斜井轨迹定向钻进的无角差定位接头,即对原接头的活塞和主体加以改进,采用花键式活塞配合结构,克服了原定位接头的不足。该接头在施工中拆装灵活,螺杆或工具弯方校正后具有径向自锁和密封功能,随钻数据输入时无需校正角差值。12井次的现场应用表明,使用无角差定位接头的一次定向成功率100%,并且大大降低了随钻施工的难度。     

BHA轴向磁干扰对方位测量误差的影响——基于人工磁场模拟方法

井下钻具组合(BHA)磁化形成的轴向磁场干扰是定向组件磁方位测量的一个重要的误差因素。为了对该误差因素进行独立分析,建立了大型三轴亥姆霍兹线圈人工磁场系统作为研究环境,使用不同磁通量的多个磁化组件作为干扰源研究在理想环境中轴向干扰磁场对定向组件的影响,并在此基础上提出了一种估算磁化组件磁极强度和校正轴向干扰的方法,通过改变空间姿态和三轴亥姆霍兹线圈磁场强度,分析了在不同井斜角、方位角和磁倾角的井眼轨迹中,轴向磁干扰对定向组件方位测量误差的影响,最后证明了校正磁性组件的轴向干扰方法,可以有效地提升BHA定向组件的方位测量精度。     

三稳定器钻具在定向井轨迹控制中的应用分析

为配合实现钻井大提速,各油气田对定向井井眼轨迹控制提出了更高要求。不仅要求能控制好井眼轨迹,减少钻井中各种事故的发生,而且要求高效、快速优质的施工。面对井下工况复杂多变、甲方对钻井工程质量标准要求提高等不利因素,以前的一些常规技术已经不能胜任。为此,依靠科技进步,加强技术创新,对三稳定器钻具结构进行研究,从三稳定器钻具结构模型建立入手,分别设计出稳斜、增斜、降斜三稳定器钻具组合,并在某区块进行试验,探索出三稳定器钻具组合使用的一些规律,改变以往单纯依靠单、双稳定器控制井斜和方位的局面。结果表明,使用三稳定器钻具组合后在钻井速度、工程质量等方面较以前都有明显的提高,缩短了钻井周期,降低了单井钻井成本。     

定向井井身轨迹数学模型及软件实现

通过建立井身轨迹数学模型,采用平均角法进行程序设计,计算出垂深、地下坐标、狗腿等数据,得到井身的变化规律。主要结论为:采用该数据模型,提高了程序的运行效率和井身精度;采用该方法得到的井身轨迹资料更符合实际,提高了钻井的准确性。     

基于VB与OpenGL的三维井眼轨迹可视化描述

在石油钻井中,实钻井眼轨迹的计算与描述是井眼轨迹监测的重要环节,也是井眼轨迹控制的基础。通过对测斜数据的处理并结合计算机图形学,可以更直观地显示井眼轨迹的空间形态。在理论研究的基础上,运用Visual Basic 6.0开发了井眼轨迹可视化模块,绘制了井眼轨迹二维投影图,并利用OpenGL在Visual Basic 6.0平台上实现了实钻井眼轨迹三维可视化,并能对井眼轨迹进行缩放、平移、旋转等交互操作,为井眼轨迹的设计和控制方案的制定带来便利。     

定向井方位漂移轨道设计问题的数值算法

方位漂移是实际钻井过程中普遍存在的现象,常规的轨道设计方法没有考虑方位漂移的影响,增加了钻井施工过程中的井眼轨迹控制的难度。考虑方位漂移影响的轨道设计方法采用井段的自然曲线模型,能够较好地反映地层自然造斜和方位漂移规律。所产生的约束方程组为三元非线性方程组,通常使用的数值迭代方法不易给定迭代初始值、迭代收敛性能差、收敛速度慢。推导出了用稳斜井段井斜角来表示的初始方位角和稳斜段长的解析公式,将三元方程组的求解问题归结为以稳斜井段井斜角为未知数的一元非线性方程方程的求解问题,并给出了求解该一元非线性方程的数值迭代算法。理论分析和大量实际算例表明,文中新算法具有收敛速度快、迭代初值相关性小、全局范围收敛等良好性质。     

定向井套管应力随地应力条件的变化规律研究

基于坐标变换方法建立了适用于任意井眼轨迹的定向井套管应力三维有限元计算模型.以室内岩心试验结果和现场常用套管尺寸为基础,研究了三种不同地应力条件下软、硬地层内套管最大有效应力随井斜角、方位角的变化规律.地应力条件包括:上覆岩层压力为最大主应力且水平地应力均匀、上覆岩层压力为最大主应力且水平地应力非均匀,上覆岩层压力为中间主应力.计算结果表明,复杂的原地应力场、井眼轨迹及地层性质对定向井套管的受力状态有重要影响,各种组合条件下均存在井眼轨迹优选值.在油井设计时,应充分考虑这些特点,合理确定井眼轨迹.     

SAGD成对水平井磁导向测距仪研制与应用

在稠油开发中,SAGD（蒸汽辅助重力燃油）成对平行井是两口间距固定,且保持在同一垂直剖面上的平行水平井,上部为注气井,下部为生产井。为保证注气井钻井施工的顺利进行,在注气井钻井过程中,必须实时掌握准确的井间距和井间扫描角信息。常规MWD测量工具受邻井套管或筛管的磁干扰影响,无法提供准确的井间距和井间扫描角数据,无法保证成对水平井的间距。利用旋转磁场的定向和测距特性,研制出一种磁导向测距仪,利用幅度解调和角度扫描算法实现井眼间距和井间扫描角的直接测量。实现了井眼间距测量范围3~10 m,测量精度0.3 m,井眼高边偏离角测量范围±180°,测量精度2°。数值模拟试验、室内地面试验验证了该仪器测量结果的准确性,现场试验及应用进一步证明该仪器在成对水平井定向服务的可行性。     

旋转磁场定向测距随钻测量仪的研制与试验

采用水平对接连通井开发煤层气时,为了确保水平井能够与洞穴井准确连通,需要给司钻人员提供准确的导向信息,即需要精确测量2口井的相对距离和方向。通过研究旋转磁场信号强度与相对位置关系,根据正交磁偶极子模型,提出了一种旋转磁场定向测距方法,研制了旋转磁场定向测距仪样机,进行了样机的地面试验和现场试验。该样机主要包括近钻头强磁短节、井下数据采集系统和地面解算系统3部分。地面试验装置包括转速可调的永磁短节台架、姿态可调的数据采集系统台架和轨道正交的50 m×30 m试验场地。地面试验结果表明,30 m以内的定位误差不超过0.1 m。现场试验结果表明,钻头距离洞穴井80 m时就可以探测到有效信号,偏航角平均误差小于1.5°,能够用于连通井的引导钻进。试验结果说明,利用旋转磁场将钻头与洞穴井靶点耦合为一个闭环系统,进行2口井的相对定位是可行的。