地质导向系统
随钻测井及地质导向钻井技术 ppt课件
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地质导向钻井技术
组成
概念
根据地质导向工具提供的井下实时 地质信息和定向数据，辨明所钻遇 的地质环境并预报将要钻遇的地下 情况，引导钻头进入油层并将井眼 轨迹保持在产层延伸。
移定向井、水平井及特殊工艺井中广泛应用。
美国、挪威、英国等国家采用地质导向钻井技术完成的井
数逐年增加，钻井周期逐步缩短，钻井成本明显下降，油田开
发效果明显提高。
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一、地质导向钻井技术概述
地质导向钻井就是在钻井过程中通过测量多种地质和 工程参数来对所钻地层的地质参数进行实时评价，根据评 价结果来精确地控制井下钻具命中最佳地质目标。
现
几何导向
井眼准确钻入设计靶区。设计靶区可
导
能并非储层）
向
地质导向技术问 世之前，常规的
钻
井眼轨迹控制技
井 技
术均属几何导向 范畴。
以井下实际地质特征来确定和控
术
地质导向
制井眼轨迹。任务是对准确钻入油气 目的层负责，具有测量、传输和导向
三大功能。
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一、地质导向钻井技术概述
有线随钻——电缆作为数据传输介质，随钻连续测量
MWD/LWD——钻井液（或电磁波）作为数据传输介质，随钻连续测量
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都振川
二、随钻测量技术
1、有线随钻测量技术
有线随钻测斜仪是定向井测量仪器中的一种, 它可 在钻井过程中实时测量井斜、方位、工具面和温度等钻 井工程参数。
塔里木深井旋转地质导向钻井技术
【技术】塔里木深井旋转地质导向钻井技术文/张程光吴千里王孝亮吕宁，中国石油钻井工程技术研究院中国石油塔里木油田公司中国石化石油工程公司胜利分公司引言对于埋藏深、地质构造复杂的油藏，应用弯壳体导向螺杆钻具通常无法有效引导井身轨迹准确达到或穿越储集层，而旋转地质导向钻井因其技术优势被越来越广泛地应用，目前已成为一项主流技术。
近年来全球范围内的地质导向与旋转导向服务井数快速增长：以斯伦贝谢公司为例，地质导向作业井由2006年的近300 口上升至2009 年的700 口，旋转导向系统进尺则从2006 年的5 898 km 提高至2011 年的19 740km；2004—2010 年在国内各种复杂、难动用油气藏应用地质导向技术的水平井超过345 口。
塔里木油田某区块的薄砂层油层埋藏深、厚度小，且构造边缘横向发育不稳定。
为了更高效地开发该类油层，引入旋转地质导向技术，并通过不断摸索试验使该技术更好地适应区块地层条件，确保井眼轨迹始终处于油层中最佳位置。
1 塔里木油田深井薄油层钻井技术难点及对策①的层埋藏深、厚度薄。
目的层垂深超过5 000m，完钻井深5 500～6 000 m，采用传统滑动钻进方式会因井深增加造成摩阻扭矩的增加，对MWD（随钻测量）信号传输的要求也会提高；目的层为两套砂岩，油层薄，厚度仅为1～2 m。
为获得较好的开发效果，需采用双台阶水平井钻井。
旋转地质导向钻井技术的旋转钻进方式有利于岩屑运移和井眼清洁，能降低摩阻，从而提高水平井段延伸能力。
②裸眼井段长、岩性变化大。
二开裸眼井段长达5 000 m 左右，易出现托压和黏卡现象，渗漏层和垮塌层均处于同一井眼内，地层砂泥岩互层多，钻时不均匀，地层研磨性强。
因此，需控制合适的钻井液黏度和切力、根据导向工具的作业特点选择钻头型号，同时在旋转钻进的基础上加强短程起下钻协助带砂。
③构造边缘储集层横向展布不均、地层对比困难。
油藏构造边缘的砂体发育不稳定、地层倾角变化大，地层对比困难，增加了着陆位置判断和油层追踪的难度。
LWD特点及用途-new
40571
40542 40576 45727 40106 40107 50538 40576 40576 50538 50538 45727 50508 40571 40571 45756 40571
冀东
冀东 冀东 冀东 冀东 冀东 冀东 冀东 冀东 冀东 冀东 冀东 冀东 冀东 冀东 冀东 冀东
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LWD特点及用途
LWD是在MWD的基础上，加上地质参数测量短节，以特殊的连接方式组合
而成的井下测量系统，属于正脉冲无线随钻测量范畴，仍以泥浆脉冲作 为传输介质。
采用钻铤集成化结构设计，在短时间内完成仪器在井口的连接，大大节
约了现场组装调试的时间，在现场作为BHA的一部分，经井口开泵测试后， 可直接下钻，节约井队作业时间。
率能够对更深的地层进行测量，并且对环境和地层具有更大的抗干扰性。
该系统具有实时实现地质导向功能，又具有利用存储器数据详细分析已
钻遇地层的功能，部分油田的开发井利用LWD的MEM曲线，已不再电测， 而直接进行开发作业。
距仪器总成底部1.3m的近钻头井斜，为定向井工程师实现井眼轨 迹控制提供了较大便利。 APLS（Advantage Porosity Logging Service）系统利用CCN （Caliper Corrected Neutron）和ORD （Optimized Rotational Density）组合，能够得到高质量的岩石孔隙度和岩性密度测量。 CCN使用镅—铍241作为放射源，CCN工具具有补偿功能并且具 有环境特性描述功能的种子空隙度随钻测井工具。该工具能够 适应局大部分钻井施工的要求，能够适应不同的地层环境。并 能提供与电缆测井相同质量的孔隙度测井曲线 ORD使用铯137作为放射源，用近探测器和远探测器去探测 Gamma射线受地层的影响而被衰减和吸收的情况。三个声波传 感器安装在工具的下端，其中一个与探测器成一条线，另外两 个在两边120°位置，大大提高采样率，增加了仪器在随钻过 程中的可靠性。 该仪器具有6种脉冲宽度设置，（1s.0.8s.0.5s.0.36s.0.32s.0.24s）， 依据井队设备状况可随时用DOWNLINGK功能改变井下仪器的脉冲传 输宽度，加之独特的组合码解码方式，大大加速了数据传输速度。
地质导向钻井技术
地质导向钻井技术
四种信号传输方式 负脉冲
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降低，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：数据传输速度较快，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。
缺点是：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。
地质导向钻井技术
导向钻井技术施工特点
导向钻井技术在提高钻井速度、缩短建井周期、精确 控制轨迹几何走向方面发挥积极的作用，但不能确保轨 迹一直在产层中穿行，对于油气的运移不能识别，在碰 到意外地质变化的情况下仍需要借助电测仪器来确定真 实的目的层或重新评价其开发价值
导向工具主要是井下动力钻井具导向工具主要是井下动力钻井具其它的配套钻井工具包括钻头定向接头弯接头定向弯接头无磁钻杆井下仪器mwd悬挂短无磁钻杆井下仪器mwd悬挂短铤短钻铤加重钻杆斜坡钻杆井下加力器震击器扶正杆井下加力器震击器扶正器单向阀和其它无磁非无磁配合接头等右图为两种典型的导向具组合地质导向钻井技术地质导向钻井技术地质导向钻井技术地质导向钻井技术导向钻井技术的导向工具主要是马达其它配套钻井工具包括钻头定向接头弯接头或定向弯其它配套钻井工具包括钻头定向接头弯接头或定向弯接头无磁钻杆井下仪器mwd悬挂短节无磁钻铤短无磁钻铤钻铤短钻铤加重钻杆斜坡钻杆井下加力无磁钻铤钻铤短钻铤加重钻杆斜坡钻杆井下加力器震击器扶正器单向阀和其它无磁非无磁配合接头地质导向钻井技术地质导向钻井技术地质导向钻井技术地质导向钻井技术有线随钻工作原理和施工工艺有线随钻工作原理和施工工艺sst地面仪器给井下仪器通过电缆供电sst地面仪器给井下仪器通过电缆供电井下仪器完成对数据的实时采集后按一定数据格式通过电缆传送至地面地面仪器对接受到的信号经解码处理计算后器对接受到的信号经解码处理计算后得到井下实时数据并在司钻阅读器上显需要利用sst进行导向钻进或测量时将井下仪器通过电缆下放到井底进行测量或座键后随钻施工
向高端地质导向技术看齐(上)——世界地质导向技术研究综述
但是由于随钻测井技术发展滞后 、 射 陛测量的 自然伽玛模块 （ 含方位伽玛 定 向钻井控制装 备仅限于马达等低端技 和井身轨迹控制 ，保证井眼轨迹最大限 和 自然伽玛成像 ）、地层密度测量和孔 度地在油气层 （ 目的层 ）中钻 进 ，以最 术 ，使得定 向井技术的推广受 到极 大的 含方位密度 、中子测量 限制 。所 以世界三大石油服务公司先后 隙度测量模块 （
查 ，向地 面报告井下仪器的工作状态 ，
数据采集软件
并 为所有 电子仪器提供 电力 。其中双向
通讯是指 负责将井 下实时测量到的所 有
软
件
地球 物理 测量相关 参数 ，和井眼轨迹控 实时数据采集、 仪器检测 软件、井下通讯软件 制数 据编 码后通过 钻井液压力波传到地 面计算机 数据 采集模 块 ； 需要对井下 在
４ 个人工岛和２ 个码头上而 。每天人们驱 导 向技术 已成为海上油气 田开发必不可 车经过 时，并没有注意到地表下有这么 少的主力钻井和实时地层评价手段 ，占 多且复 杂的定 向井分布结构 。作为世界
上井眼最拥 挤的油 田之 一 ，Ｔ ＨＵＭＳ 项 目体现 了地质导 向技术的发展成果 。
少时间实现最大限度提高单井产量和油
气藏的勘探开发水平 。 来自井下几何参数测量模块 （ 井 投 巨资 ，甚至重金邀请美国航天空 中导 及成像 ）、
航领域 的技术精英参与石油地下钻 井的 斜 、方位 、工具面角 ）、井下机械参数 地下导航——地质导向技术研 究。随着 测量模块 （ 环空压力 、温度 、扭矩 、钻 自上世纪７ 年代末 以来 ，大斜度井和水 柱机械振动 、震动 ）、地层压力测试与 Ｏ 平 井钻井活动的增加 ，地质导向技术获 取样模块 、 声波测量模块等 。
地质导向技术在水平井钻探中的应用研究2006.4.20
地质导向技术在水平井钻探中的应用研究一、前言（一）项目的意义与来源水平井是大幅度提高采收率、加快资金回收、降低油田开发综合成本的有效途径。
它被国内外油田广泛应用到多种类型油气藏的开发生产中，取得了显著经济效益。
随着地震资料品质的提高和油藏精细描述工作的深入，冀东油田于2002年开始大力推广应用水平井技术，水平井的数量快速增长。
油田首先在柳赞油田柳102区块第三系边底水油藏成功实施了不同目的层的水平井5口；随后，相继开展了高104-5、高63、庙101等区块浅层油藏水平井开发，同时还在高78、高5等区块实施了穿层大斜度水平井、高29区块多油层分支水平井、高含水区小井眼开窗侧钻水平井作业。
已实施的水平井在提高单井产量、提高油藏采收率和降低成本方面均取得了较好的效果，为近几年油田产能建设、较大幅度提高区块原油产量打下了基础，使油田开发工作取得了重要进展。
可以认为，水平井技术是复杂断块油田提高采收率、提高产量，最终提高勘探开发整体效益的最有效途径之一。
地质、工程设计完成后，在水平井施工中，地质导向技术必不可少，是指导现场定向施工，及时引导钻头走向、最大限度地钻遇油层的关键技术，直接影响水平井成功实施。
冀东油田自2001年在开发生产中实施水平井技术以来，截止到2005年12月31日，已钻各类水平井111口。
地质导向技术通过这些大量的实践和研究，逐步发展为成熟的技术，形成了一套适合油田地质特点的导向技术。
为了进一步推广地质导向技术，系统总结以往经验，为今后不同井况、不同地层水平井施工提供最优方案，2004年冀东油田设立了《地质导向技术在水平井钻探中的应用研究》应用性科研项目，由勘探开发工程监督中心承担，研究时间为二年（2004年1月-2005年12月），课题编号2003-8-3。
（二）立项目的及主要研究内容1、立项目的该项目立项目的是通过对完钻水平井地质导向技术的应用效果进行总结分析，尤其是对钻探失败的水平井进行原因分析，结合实际工作中遇到的困难，寻求解决方案，建立切实可行的地质导向思路。
GeoPilot 旋转导向系统
-4080
-4090
-4090
-4090
-4100 -4110 -4120
-4100
4 5
6 7 -4110 8 9 10
干层 油层 差油层
油层
差油层 油层
含油水层
-4100 -4110
海拔（m） -4050 -4060 -4070 -4080 -4090 -4100 -4110 -4120
哈德1-24H 地质导向 :总结
runs of 5 wells
• Bit Hour: 75.77
• 1-1-WT-A-X-I-No-TD
Questions?
A Joint Collaboration with Japan Oil, Gas, and Metals National Corporation
time penalty
• FullDrift® system approach
– Consistent hole quality, lower vibration, longer runs at higher ROP
• Consistently delivers 5-6°/100’ doglegs in even challenging directional situations and formations
度岩
深感应 0.2 2000.0
性
解释结论
浅感应 0.00 0.00
1
干层
-4060 2
3
-4070
油层 油层
-4080
-4080
HD1-24H
自然电位 0.00 15.00
深
自然伽马 0.0 150.0
度岩
深感应 0.2 2000.0
地质导向工艺及方法
地质导向工艺及方法近年来，随着油气开采速度的加快和产量的不断增加，钻井过程中地质条件也变得越来越复杂，常規钻井方法所获得的数据信息通常都是不精确、模糊、不确定以及非数值化的，给钻井工作带来了许多不确定因素。
而地质导向钻井技术的应用，能够使钻井过程走所获取的大量的来源不同钻井信息通过经常数据库和模型数据库进行实时处理，对井眼轨迹进行实时动态跟踪监测和调整，为薄油层、厚油层顶部剩余油藏以及复杂油气储层的地质钻井提供了技术支持，本文对此进行分析。
标签：地质导向;钻井工艺;随钻测量;应用研究1 引言地质导向钻井（Geo-Steering Drilling）工艺技术是具有高科技含量的和现代化水平的钻井技术，该项技术是以油藏储层为目标，通过对钻井过程中的各项随钻地质、工程参数测量及随钻控制手段，对各项数据进行实时动态跟踪采集、分析、研究并指导井下钻具钻进姿态，使井眼轨迹能够精准钻入油藏储层[1]。
地质导向钻井技术对死油区中或者厚油层顶部剩余油藏、边际油田、较薄的油藏储层的开采具有重要意义，能有效提高油田产量和采收率。
2 地质导向钻井工艺技术地质导向钻井技术是以井眼轨迹精准钻入油藏储层为目标，包括测量、传输以及导向三项功能。
（1）测量。
主要对电阻率、自然伽马等近钻头参数及井斜角等工程参数进行随钻测量。
（2）传输。
使用MWD（随钻测量仪器）和LWD（随钻测井仪器）将井下实时动态测量数据传送至地面处理系统，作为地质导向钻井决策的依据。
（3）导向。
应用井下导向马达（或钻盘钻具组合）作为井眼轨迹导向执行工具，使用无线短传技术将近钻头测量数据不通过导向马达直接传送至MWD和LWD并上传至地面数据处理系统[2]。
（4）软件系统。
软件系统包括地面信息处理系统和导向决策系统，主要对井下上传的实时动态数据进行处理、解释、分析、判断和决策并指挥导向钻井工具精准钻入油藏储层的最佳位置[3]。
3 地质导向钻井技术的应用2016年6-7月，江汉测录井公司地质研究中心辅助甲方完成了平桥区块焦页188-2HF井、焦页182-6HF井、焦页184-2HF静的地质导向工作，取得了预期的效果。
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地质导向系统
随钻实时地质导向系统是华油阳光公司开发的一套集实时数据接入、导向建模、实时地层调整、井轨迹
预测、各种曲线综合对比、模型正演和反演等功能为一体的系统平台。该平台以强大的WITSLML实时数
据库为依托，采用非常先进的GEF标准MVC和虚拟继承技术，实现了基于静态数据和动态实时数据相结
合的地质导向功能。
地质导向系统能够随时“报告”钻进情况，让钻探目标不再固定不变，而是根据油（气）层的位置随时调
整，将原先预测固定的“几何靶”变成了实际的不确定“移动靶”，实现了油（气）层钻遇率最大化。
该系统集合国外各种成熟系统的优势功能，并结合国内业务需求和中国人的操作习惯，弥补了国外主流
软件功能上的一些不足，更符合国内用户的需求，在国内的一些大中型油田得到近20口井的实际应用，平
均钻遇率在93%以上，得到了用户的一致好评，打破国外专业公司对地质导向系统的技术封锁。