随钻陀螺测斜仪GWD90

<正>美国陀螺数据公司研制的随钻陀螺测斜仪GWD90不受井斜角大小限制,能实现全井斜范围的轨迹测量。GWD90使用最新研制的速率光纤陀螺传感器MXY,可用于从直井段到任意角度斜井段的实时测量。MXY是为适应井下苛刻环境而设计优化的光纤陀螺传感器,可以延长GWD90在井下的工作时间,并提高测量精度。GWD90与磁性MWD结合使用时,测量数据具有二次校验及冗余的能力。GWD90还可在上提时测量并存储测量数据,以验证MWD和GWD90的性能,并为下套管前确定井眼轨迹提供帮助。GWD90     

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     

磁力随钻测斜仪轴向磁干扰校正方法

针对磁力随钻测斜仪在受到轴向磁干扰时会出现方位角测量结果不准确的问题,在介绍磁力随钻测斜仪测量原理的基础上,研究了Russell法和短钻铤测量修正法2种间接磁干扰校正方法的原理及迭代计算过程,提出了矢量和法和钻具截面法2种直接磁干扰校正方法,并对这4种方法进行了数据仿真分析。数据仿真结果表明,直接校正方法计算简单,但具有一定的局限性;间接校正方法计算复杂,但具有较好的准确性。在其他井眼参数不变的条件下,方位角偏差随干扰磁场增强而增大;在轴向干扰磁场固定的情况下,方位角偏差随井斜角增大而增大,井斜角相同时,0°~360°范围内方位角偏差先增大后减小,呈现对称性;井眼轨迹接近水平东西方向时,轴向磁干扰的校正效果最差。4种校正方法均可以降低轴向磁干扰对方位角测量精度的影响,减少无磁钻铤的使用长度,具有较好的现场实用性。      

全姿态随钻陀螺测斜技术

全姿态随钻陀螺测斜技术克服了传统MWD/无线随钻陀螺测斜仪(GWD)技术的局限性,可有效减少井眼轨迹控制的不确定性,降低钻井施工风险,非常适合于大斜度套管开窗井导斜器定向、丛式井或加密井防碰绕障、救援井及提高向东或向西的大斜度井测量精度。介绍了传统MWD/GWD技术的缺陷和全姿态GWD的结构、性能和测量要点。美国得克萨斯州Lake Worth某油田的3口水平井应用结果表明,全姿态GWD数据与连续陀螺测斜仪数据吻合,全姿态GWD数据可信度高。建议加大随钻陀螺测斜技术的研发力度,以提升我国的定向钻井技术水平,为复杂井定向施工提供先进的技术支持。     

随钻陀螺测量系统研发及应用

为了解决海上油田丛式井网磁干扰环境下的井眼轨迹随钻精确测量与防碰难题,成功研发了基于光纤陀螺的随钻陀螺测量系统。系统由地面部分和井下部分组成,井下部分安装在203.2 mm钻铤内,通过泥浆压力脉冲进行数据传输。对陀螺传感器进行小型化和提高抗振性的研究,使其满足了钻井环境的要求。在室内和试验井进行了系统的测量精度、抗振性、耐温性以及钻井环境适应性测试,各项性能都达到了研发指标。通过在渤海某油田的现场应用结果表明,随钻陀螺测量系统的测量精度达到轨迹控制要求,工具性能及结构强度满足钻井作业环境。该系统现场操作简单,对磁干扰环境下的井眼轨迹精确测量与控制具有重要作用。     

高精度油井测斜系统及校正方法的研究

为提高旋转导向钻井姿态(井斜角、方位角和工具面角)的测量精度,研究了高精度油井测斜系统及校正方法。对该系统的下位机硬件数据采集系统和上位机软件进行设计,根据试验数据确定传感器的性能,设计传感器的标定流程。测试结果表明,传感器工作正常,其输出范围符合标示指标。为避免误差超过设计指标,建立传感器误差补偿模型,提出12参数自动校正算法,据此可以计算出传感器的零位偏差、标度因子和不同心度偏差,从而对传感器输出数据进行误差补偿。应用结果表明,井斜角绝对误差在±0.29°以内,工具面角绝对误差最大为0.484 01°,均满足工业标准要求。说明该校正算法能提高井眼测量精度,从而可以指导钻头钻出更优的井眼轨迹,更有利于旋转导向钻进。     

定向井轨迹误差模型研究

井眼轨迹测量过程中存在测量误差,为实现井眼轨迹科学可靠的还原,针对测斜仪测量误差推导出应用于定向井测量环境的误差模型,为促进救险井相交和丛式井防碰提供可靠依据。用实测数据进行计算机仿真,优化后的模型应用到陀螺测斜仪测量数据后,井眼坐标系3个方向的椭球半轴长度都随着测深的增加呈增长趋势,符合测量误差传播的一般规律。研究给出的概率为73.9%的概率密度椭球可真实反映测斜仪在测量过程中存在的测量误差。     

随钻测斜系统的数学模型分析及应用

随钻测斜仪在钻井现场中应用相当广泛。文章首先对随外事测斜仪所测参数进行定义，包括井斜角、方位角、高边工具面角及磁性工具面角，然后分析了一系列确定井眼参数的数学模型。这些数学模型在计算中利用随钻仪传感器数据，同时对传感器输出数据的数学修正进行了分析。     

定向井井眼轨迹不确定性分析

为了提高定向井井眼轨迹的控制精度,减小实钻定向井井眼轨迹误差,从井眼轨迹计算方法、测斜仪器精度、磁干扰、井斜方位角校正、测斜仪器轴向对中误差等方面进行了探讨。结合定向井施工中的实例数据分析,验证了定向井井眼轨迹误差主要来自于施工现场的测量数据误差,提出了可行的减小定向井井眼轨迹误差的现场操作方法,对定向井的现场施工具有一定的指导意义。     

动调式陀螺仪数据处理解释软件开发与应用

动调式陀螺测斜仪是一种新型精密陀螺测斜系统,适用于有磁性干扰的丛式井、加密井的钻探测量及在完井后的套管内或钻杆内进行测量。该仪器漂移很小,有效地提高了井眼轨迹测量结果的准确性。为了匹配仪器测量精度,测试数据处理采用空间曲线积分法,实现井眼轨迹空间展布的精细描述,开发出对应测斜资料分析方法与解释平台,为老井轨迹复测、侧钻井等提供实施依据。     

随钻测斜与电缆连斜测井水平井井眼轨迹误差研究

水平井随钻测斜与电缆连斜测井数据计算的垂深误差较大。对比分析了长庆油田32口水平井井眼轨迹,对同一口井的随钻测斜与电缆连斜数据,均采用平均角法计算井眼轨迹,从测井工艺、深度计量、测量仪器精度等方面分析了垂深误差产生的原因,提出了随钻测斜与电缆连斜井眼轨迹误差校正方法。实际计算结果表明,应用该误差校正方法后,计算出的水平井井眼轨迹更接近实际,这对于正确分析水平井眼与地层关系,以及评价水平井测井资料有着重要意义。     

垂直钻井工具测斜仪精确校正理论与实验

针对自动垂直钻井工具因测斜仪（其核心部件为二轴或三轴重力加速度计）的安装误差而导致小井斜测量精度不高的问题,通过建立测斜仪的实际安装坐标系与其理想坐标系之间的映射关系,推导出利用测斜仪的实际输出信号计算真实井斜角的函数关系,从而在理论上实现了对测斜仪的精确校正。对基于二轴重力加速度计的测斜仪提出了只需要获取测斜仪的两个测量轴与其理想坐标系对应轴的夹角参数,即可对测斜仪进行精确校正的工程方法,并借助自行研发的某型号自动垂直钻具原理样机,对相应夹角参数提取及测斜仪的精确校正进行了实验分析。实验结果表明,利用该方法对测斜仪进行校正可保证测斜仪的测量精度不受测斜仪安装误差的影响。     

井眼轨迹曲线的计算机描绘

阐述一种井眼轨迹的描绘方法即柱面图描绘法。这种方法可使测井人员更加直观、有效地根据测井资源（井斜角、方位角及测量井深）描绘井眼轨迹曲线。井眼坐标的计算方法采用平均角法,该方法计算简单、准确度高。柱面图描绘方法应用于测斜仪数据处理软件,可在计算机屏幕上获得井眼轨迹的水平投影图和垂直剖面图,为钻井工程技术人员合理地设计井下钻具结构,为定向井的设计和施工提供依据。实验结果表明,井眼轨迹柱面图描绘方法简单     

磁力随钻测量磁干扰校正方法研究

为提高磁力随钻测量的井眼轨迹精度,研究了随钻测量磁干扰校正方法。利用随钻测量参数,计算井斜角、工具面角和方位角;采取360°旋转钻柱记录、分析径向磁力计读数的方法,纠正磁热点引起的径向磁干扰;采用循环迭代的方法,纠正钻柱磁化引起的轴向磁干扰。通过仿真测量参数、磁干扰数据和地磁参数,应用磁干扰校正方法计算得到校正方位角,并与实测方位角、真实方位角进行了对比,结果发现,在其他井眼参数保持不变的条件下,井斜角接近90°或方位角接近90°、270°时,实测方位角误差变大;井斜角接近0°或方位角接近0°、180°时,实测方位角误差变小;真实方位角为0°~180°时,实测方位角比真实方位角小,真实方位角为180°~360°时,实测方位角比真实方位角大;井眼轨迹接近水平东或水平西方向时,轴向磁干扰的校正效果最差。磁干扰校正方法能够提高方位角测量精度,减少无磁钻铤长度。      

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。     

水平井段钻进中快速预测实钻井底位置的方法

江苏油田属于小断块、小储油构造，采用水平井的方式开发，对水平段井眼轨迹的精确度要求高。井斜和方位的测量误差，会使实钻中井底位置偏离预测的井底位置，导致轨迹出层或脱靶。因此，通过方位角和井斜角的测量误差对井眼轨迹的影响分析后发现：若方位角存在误差，则偏离预测井底位置最大位移为Y=1.988e^{0.432 6x}；若井斜角存在误差，则偏离预测井底位置最大垂深为Y=0.28z。将这种预测方法成功应用到江苏油田HY1HF井，储层钻遇率达100%，能有效地指导水平井轨道设计和现场井眼轨迹控制。     

随钻电阻率测井的环境影响校正主次因素分析

环境影响校正是随钻电阻率测井资料精细解释与应用中的重要问题.分析了随钻电阻率测井中井眼、围岩、地层倾角(或井斜角)、地层各向异性及泥浆侵入等环境因素对测井结果的影响及其校正方法.在大斜度井、水平井中采集随钻电阻率测井数据,当地层倾角或井斜角比较大时受地层各向异性影响最为明显;当目的层为薄油气层时需要考虑围岩影响;当钻速较低、测井仪器离钻头较远、岩层暴露时间较长时需要考虑泥浆侵入的影响.推导出地层视电阻率与垂直层界面方向的电阻率、平行层界面方向的电阻率的关系式,并给出了随钻电阻率测井环境影响主次因素判释流程图.依据校正公式和数值逼近迭代方法及所编制的主次因素分析与自动校正程序处理了某油田的多口井随钻电阻率测井资料,认为井斜角和各向异性导致实测的电阻率值增高,通过校正提高了随钻测井解释的精度和准确性.     

磁导向钻井技术在井眼重入中的应用

在储气库库址筛选评价中发现某些生产老井,由于卡钻、钻具落井等历史原因,存在弃置裸眼钻穿储气库盖层的现象,为了建库安全,需要对其裸眼进行有效封堵。但由于井下钻具与周边套管对测量工具存在严重的磁干扰影响,常规方法不能有效封堵裸眼。为此,通过救援井重入裸眼固井封堵的方式,利用国内自主研制的首套主动磁测距系统计算出两井眼的空间距离,搭配陀螺测斜仪校正救援井的方位,反演出两井眼的空间位置关系,引导救援井重入裸眼,完成冲探、封堵作业。结果表明：(1)救援井重入裸眼方案具有可行性和操作性,可通过无线随钻测量系统接近老井、磁测距定位逼近、轨迹伴行跟踪、连通重入裸眼4个阶段实现对救援井轨迹的精准控制;(2)通过轨道优化调整、岩屑识别及元素分析、钻具组合优选及钻井参数优化等多项技术手段,现场顺利实现裸眼重入;(3)国内首套主动磁测距系统可满足井眼重入轨迹的精度要求,磁导向钻井技术在储气库复杂弃置井眼的重入封堵领域得到了成功应用。     

井眼轨迹模式定量识别方法

为了准确计算实钻轨迹,提出了井眼轨迹模式定量识别方法,并进行实例分析。随钻测量数据可以提供井斜角、方位角以及工具面角的实测值,据此提出利用工具面角来识别井眼轨迹模式的技术思路。根据导向钻具的定向造斜机理建立了适用所有井眼轨迹的工具面角方程,结合各种井眼轨迹模型的特征参数便可计算工具面角理论值。评价工具面角理论值与实测值之间的误差,可优选出最符合实际的井眼轨迹模型。井眼轨迹模式识别提供了测斜计算方法的定量评价指标和选用依据,可避免主观和随意选用测斜计算方法等问题,从而能提高井眼轨迹的监测精度及可靠性。     

基于ABAQUS的底部钻具组合下垂误差校正分析

井眼轨迹姿态计算精确度受井斜角、方位角以及测深三个关键参数影响,其中底部钻具组合下垂误差是影响井眼轨迹计算精度的主要误差源,对底部钻具组合下垂误差的精确校正能够使井眼轨迹更接近真实值.参照实钻井眼钻具组合,借用ABAQUS仿真软件构建重力场下底部钻具组合受力变形分析模型,求解钻柱轴线各点下垂误差值并获取测点位置下垂误差...