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定向井井眼轨迹测量仪器中,磁罗盘单点或多点照像的仪器测点间隔长,多点测斜仪侧量时间又受钟机限制,且要人工阅读测斜卡片,精度有限,系统误差不可避免。由于使用磁罗盘,还必须限制非磁钻铤的最低长度以保证必要的磁屏蔽以获得测量精度,故难以对井眼轨迹作出连续和准确的描述。美国NL SPERRY—SUN公司研制的新型电子测斜仪(简称ESI)一改过去传统测斜仪的方式,可将测得的井眼轨迹数据输入到微机里,立即得到数字显示的测斜结果及井眼轨迹的计算结果。还可以消除并校正钻具组合中磁力对测斜仪器的影响,并可在短钻铤里正常工作。     

基于蒙特卡洛模拟的井眼轨迹测斜计算方法对比分析研究

井眼轨迹位置不确定性是井眼轨迹防碰和救援井钻井过程中需要考虑的一个重要组成部分。井眼轨迹不确定性误差椭球的大小不仅受各种误差因素(标准偏差)的影响,还取决于井眼轨迹测斜计算方法。本研究基于蒙特卡洛模拟获得了针对不同井眼轨迹测斜计算方法下井眼轨迹误差不确定度的评价方法。在同一口井,以最小曲率法计算的1 m间隔的陀螺仪测斜数据的井眼位置作为被参考值,以最小曲率法、曲率半径法和样条曲线法计算的30 m间隔的磁性测量工具测斜数据的井眼位置作为参考值,用概率统计知识对参考值的不确定度展开了置信区间、分布一致性评估,并与被参考值进行比较,比较结果反映了不同测斜计算方法对井眼轨迹的不确定度的影响,提高了对井眼轨迹位置不确定性的认识。     

定向钻井过程中不同测量间距导致的轨迹误差

常用的测斜计算方法拟合计算出的井眼轨迹与真实井眼轨迹之间存在着误差,该误差有可能导致井眼轨迹不符合设计要求,甚至引起井眼交碰等严重事故的发生,因而认识误差产生的原因并采取措施减小误差就显得十分重要。为此分析了定向钻井过程中不同测量间距（30 m、10 m）计算井眼轨迹曲率拟合轨迹曲线的误差情况,以及不同测量初始井深位置（N1、N1+10 m）的选择所导致的轨迹曲线的误差情况,并得出以下认识：选取适当测量间距（10 m）,可确保在一定长度测量间距内实现测斜计算结果与实钻轨迹的更精确吻合,从而减小测斜计算中井眼轨迹的误差。研究成果对定向井精确中靶、丛式井防碰具有一定的指导意义。     

提高带有惯性导航部件的测斜仪精度的方法

针对惯性导航部件构成的连续测斜仪,为了消除传感器安装误差所造成的对测斜精度的影响,在数据处理中采用了轴不正交校正方法和不同轴校正方法,提高了测斜精度。     

定向随钻测量误差分析及应用

定向随钻测量工具在钻井工程中得到了广泛应用。为了更好地应用定向随钻测量工具,基于其测量
原理,推导了定向参数计算公式,并对测量误差源进行讨论。由于测量深度和传感器误差,钻具组合及磁干扰对测
量的影响,根据定向测斜数据计算的井眼位置存在不确定性,在ＩＳＣＷＳＡ误差模型基础上,讨论了井眼位置不确定
性计算方法,进而阐述了定向随钻测量工具测量误差分析在定向钻井中的应用,为测量和控制工具的选择提供科
学依据,对提高井眼轨迹控制质量具有重要作用。     

测段选择对轨迹拟合精度的影响及其处理方法

目前的测斜计算方法将整个测段假设为某一种确定性质的曲线线段,而实际测段内井眼轨迹形状是未知的,因此计算得到的井眼轨迹与真实井眼轨迹间必然存在误差。为了分析测段选择对井眼轨迹拟合精度的影响,结合现场实际测斜数据,使用曲率半径法,对选择不同测段长度和选择不同测段位置2种情况下轨迹进行拟合,拟合结果表明,选择的测段长度不同时拟合的轨迹存在差异,选择的测段位置不同时拟合的轨迹亦存在差异。分析认为测段内钻进方式的频繁转换是导致该种误差的原因,提出了4种可以减小该类误差的测斜方法,并就其可实现性和存在的问题进行了探讨,以期通过精确测量、计算来实现井眼轨迹的精确定位。这对定向井精确中靶、丛式井防碰具有一定指导意义。     

罗盘定向测斜仪

为了提高定向斜井测斜工艺的效率、准确性和节省电测设备,我大队与沪州气矿攻关队、4061钻井队相结合,提出了改造旧的定向测斜方法和仪器的方案,在重庆石油仪修厂等单位的大力支待下利用地质钻孔用的JXY—2型井斜仪,改制了一套机械卡锁式罗盘定向测斜仪(简称罗盘定向测斜仪)。经地面校验和井下试验,仪器基本上达到了设计要求。这种     

MMT电子多点测斜仪在川渝地区的推广应用

MMP电子多点测斜仪是一种先进的数字化的测斜仪器，它能够在起钻过程中自动测量井眼井斜、方位、且测量精度高，操作简单，使用成本低，节约测井时间，重复性好的特点，是钻井工程测斜较理想的一种仪器。通过技术可行性和经济可行性两方面分析，在川渝地区推广应用MMT电子多点测斜仪测斜，不仅增加了钻井现场井身质量监控的手段，而且可缩短钻井周期，获得一定的经济效益。     

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...     

井眼环境影响钻柱信道的声波传播效果试验

研究井眼环境因素对钻柱中声波传播的影响规律不仅是实现井下信息声波传输技术的基础,也关系到井下信息声波传输技术载波的选取及中继装置的设计安装。为此,设计了用于测试声波在钻柱信道中传输及衰减特性的试验装置,开展了井壁性质、井眼内循环介质对声波传播的影响试验,分析了钻柱与井壁的接触状态及循环介质对钻柱声传播的影响规律。结果表明:①井眼环境主要影响声波在钻柱中的衰减,基本不影响通阻带分布规律;②随着井壁硬度的增加,声波衰减减小;③随着钻柱与井壁支撑点的增加,声波衰减加剧,但通阻带的位置和宽度变化不明显;④液体循环状态下的声波辨识效果弱于液体静止状态,有液体存在的声波辨识效果弱于气体状态。在井下信息声波传输系统载波选择及中继器位置确定过程中,应该充分考虑井眼环境引起的声波衰减,而基本不用担心其引起的频带变化。     

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文章讨论了经典的ＷｄＷ井眼测量误差分析理论的八项缺陷和不足,认为该理论不再适合于现代井眼轨迹测量误差的分析工作。根据现代井眼轨迹测量特点,从两种角度总结和概括了井眼轨迹测量误差的种类,从误差与仪器的内在关系上,可分为仪器相关误差和非相关误差;从误差本身的统计性质上,可分为系统误差、随机误差和粗差。针对目前最常用的,基于固态磁力或速率陀螺传感器的测量工具,进一步地描述了其模块意义上的七个独立误差根源,即原始传感器输出值误差、测量深度、磁偏角误差、磁干扰误差、磁化纠正误差、钻具组合下垂误差以及不同轴误差。之后文中又探讨了衡量井眼位置不确定性的重要指标—协方差矩阵的构造方法,并在此基础上介绍了如何确定井眼每一测点的误差椭球或椭圆及相应的置信水平。最后探讨了这套方法在评价井眼轨迹交碰概率上的应用     

基于全井钻柱动力学的轴向减振器安放位置确定

钻柱减振器是减小钻柱轴向振动的专用工具,能够部分吸收钻进过程中所产生的轴向振动,从而起到保护钻头以及其他井下重要工具的作用。然而,对减振器效果的评价却是观点不一,技术人员对使用减振器的态度也是褒贬各有。现有的大部分方法都是将钻柱系统简化为质量—弹簧体系进行减振器作用效果分析,不但无法考虑超细长钻柱的双重非线性特征的影响,而且还无法考虑横向和扭转振动的耦合作用。特别是,目前关于定向井下部井段减振器的安放鲜见报道。文章基于定向井井眼轨迹和全井钻柱动力学特性的有限元模型,使用有限元节点迭代的方法对具体工况下的整体钻柱的动力学特性进行求解,通过对比下部稳斜段减振器前后的振动状态、有无减振器时的结果来分析减振器的作用效果。在此基础上,研究了减振器刚度和安放位置对减振效果的影响。结果表明,减振器能有效起到减振作用,减振效果随减振器刚度减小而增强,对于不同的钻柱结构,减振器的最佳安放位置不同。     

打开式深井测斜仪

原先使用的虹吸测斜仪,测斜深度是靠不同直径的咀子来调节的。井越深,咀子内径越小,成功率就越低,而且钻具在井底静止的时间长,所以很不安全。一般到两千米以后就不再使用。江汉油田油层埋藏较深,一般都在三千米左右,地层倾角大,井眼易斜,在钻井过程中测斜次数比较频繁,原用的虹吸测斜仪已不能满足需要。为此,我们在原有基础上作了     

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。     

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。     

小井眼钻柱瞬态动力学研究及应用

考虑小井眼细长钻柱沿井深和井眼圆周方向的随机接触碰撞,建立了钻柱瞬态动力学模型。运用动力间隙元不仅能合理描述钻柱与井壁的接触碰撞过程,还能考虑井壁变形和泥饼的能量吸收,并用Newmark法求解钻柱动力学平衡方程。通过钻井全尺寸模型装置上的钻柱动力学试验,对理论计算结果进行了验证,也为钻头干扰力确定提供了依据。经大庆油田14口小井眼井应用表明,由钻柱动力学分析所设计的钻柱结构没有发生井下断钻具事故,防斜性能也比较好,机械钻速得到明显提高。     

基于开放图形库的井眼数据处理软件开发

井眼轨迹形成过程中,影响轨迹的许多因素都难于精确测量或描述。为使测斜仪所测数据更准确地反映真实轨迹情况,同时使其能够以最直观、形象的方式显示,利用VisualStudio编程工具和开放图形库开发了一套集数据处理功能及二维、三维图形化显示为一体的测斜数据处理软件。算法采用基于M估计的稳健估计方法去除原始数据中的粗差,将处理后的数据以二维图和三维图的形式显示出来。通过对马蓬63井的测斜资料进行处理并-9未处理的数据进行对比,经过本软件处理后,不仅数据质量有明显提高,而且显示更为直观、形象,有利于观察井眼轨迹的位置及其变化趋势,软件为其他仪器测量数据的处理软件开发在选择开发工具和语言上提供了参考。     

弯曲井眼中钻柱屈曲的非线性有限元分析

建立了弯曲井眼中的钻柱模型,在模型中考虑了重力、钻井液浮力、曲率半径、井眼轨迹等因素,用有限元法对钻柱屈曲过程进行分析,通过调整扶正器安放位置,得到超刚性钻具组合,并与满眼钻具组合计算结果进行比较。结果表明,超刚性钻具的最大挠度比满眼钻具的最大挠度小,说明超刚性钻具的刚度比满眼钻具的刚度大,受钻压和转速的影响小,抗地层造斜能力强;钻压和转速对钻柱挠度都有影响,但转速影响比钻压大得多。     

DS39型陀螺测斜仪及其在坪北油田开发中的应用

本文概括介绍了美国HUMPHRY公司DS39型陀螺测斜仪结构、组成、主要技术指标与测量软件,探讨了陀螺测斜现场施工工艺技术,并给出了鄂尔多斯盆地坪北特低渗油田的应用实例。为今后测井朋友推广应用陀螺测斜技术,油田开发专家利用陀螺测斜资料复查落实钢套管井井眼轨迹、部署加密井、分析油井抽油杆偏磨问题等,提供了有益的参考。     

轨迹误差分析在连通井轨道设计中的应用

井眼轨迹的不确定性使连通井眼的相对位置变得难以准确预测。为深入研究连通井两井间的轨迹误差,基于对常规测斜工具误差理论研究及软件的误差数据分析,结合连通工具的性能参数,定量描述井眼不确定性对连通井的影响,并将结果应用于连通井的轨道设计中,理论上可提高连通的成功率。研究结果表明:井眼轨迹的不确定性范围随井深和井斜的增大而增大,测距点设计时应加以考虑该影响;通过建模绘制的测距点选择图版可预估测距点的选择范围,从而简化设计步骤,为连通井轨道设计提供了技术支持。