旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向+地質(zhì)導(dǎo)向+水平井工具儀器介紹

2021/6/271SSTESS水平井工具儀器2021/6/272一、測量儀器發(fā)展歷程二、幾何導(dǎo)向井下工具儀器三、地質(zhì)導(dǎo)向井下工具儀器四、案例1：FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)五、案例2：FEWD應(yīng)用于哈得遜油田薄層水平井開發(fā)六、案例3：FEWD應(yīng)用于磨152H井施工內(nèi)容水平井儀器工具2021/6/273一、測量儀器發(fā)展歷程2021/6/2741、測量的基本概念

測量的定義：測量是指用儀器確定空間、時間、溫度、速度、功能等的有關(guān)數(shù)值。石油鉆井過程中的測量屬于工程測量的一種類型。從物理意義上講,測量井下鉆具的工具面角,即為井下鉆具定向或測量井眼的軌跡均屬于空間姿態(tài)的測量。由于石油鉆井工程的特殊性使得這一測量過程必須借助專門的工具和儀器,采取間接測量的方法來完成。目前,石油鉆井過程中的測量需要借助三種媒介,即大地的重力場、大地磁場和天體坐標(biāo)系,由此產(chǎn)生了與這三種測量媒介有關(guān)的測量儀器元器件。測量儀器發(fā)展歷程2021/6/275A.借助于重力場測量井斜角或高邊工具面,采用的測量元件為測角器、羅盤重錘或重力加速度計等。這類儀器的測量基準(zhǔn)是測點與地心的連線,即鉛垂線。主要測取井斜角

B.借助于地磁場測量方位角或磁性工具面,采用的測量元件為羅盤或磁通門等。這類儀器的測量基準(zhǔn)是磁性北極,所以磁性儀器測量的方位角數(shù)據(jù)必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐拇牌切拚烧姹睒O,即地理北極的數(shù)據(jù)。主要測取方位角

C.借助于天體坐標(biāo)系測量方位角或磁性工具面,采用的測量元件為陀螺儀。陀螺儀為慣性測量儀器,不以地球上任何一點為基準(zhǔn),這類儀器下井測量之前必須對陀螺儀的自轉(zhuǎn)軸進行地理北極的方位標(biāo)定。測量儀器發(fā)展歷程2021/6/2762、測量儀器發(fā)展歷程1）國外測量儀器的發(fā)展年代內(nèi)容測量儀器發(fā)展歷程2021/6/2772)、國內(nèi)測量儀器的發(fā)展年代內(nèi)容測量儀器發(fā)展歷程2021/6/278

上個世紀(jì)30年代,國外就開始研究隨鉆地質(zhì)測量儀器。到60年代初期，由ARPS公司和LANEWELLS公司聯(lián)合研制出了自然伽瑪和電阻率隨鉆測井儀器。由于遙測技術(shù)沒有發(fā)展成熟，井下工具性能受到限制，鉆井工藝落后，該技術(shù)沒有獲得廣泛推廣，僅在有限的幾口井中投入使用。但為以后隨鉆地質(zhì)測量儀器的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

60年代后期到70年代，人們認(rèn)識到了隨鉆測量技術(shù)在鉆井工業(yè)中的重要地位，開始重點研制井下遙測系統(tǒng)，先后開發(fā)出了有線隨鉆測量儀器（SST）和無線隨鉆測量儀器（MWD）。特別是無線隨鉆測量技術(shù)，為以后隨鉆地質(zhì)測量儀器的發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。

80年代初期,研究出具有商業(yè)應(yīng)用價值的隨鉆地質(zhì)測量儀器，為導(dǎo)向鉆井、大斜度井、水平井的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。此后,伴隨具有商業(yè)應(yīng)用價值的地質(zhì)導(dǎo)向儀器和工具的出現(xiàn)，隨鉆地質(zhì)測量儀器開始大規(guī)模應(yīng)用于生產(chǎn)。3、地質(zhì)導(dǎo)向儀器發(fā)展過程測量儀器發(fā)展歷程2021/6/279

4、SPERRY-SUN公司

SPERRY-SUN公司(現(xiàn)在屬于HALLIBURTON公司)是一家綜合性的鉆井技術(shù)服務(wù)公司。該公司率先采用短無磁鉆鋌測量方法1968年在世界上首次推出有線隨鉆測量儀器1983年首家推出具有商業(yè)應(yīng)用價值的電磁波感應(yīng)電阻率隨鉆測井工具1986年首家推出具有商業(yè)應(yīng)用價值的中子孔隙度隨鉆測井工具1988年首家推出具有商業(yè)應(yīng)用價值的地層密度隨鉆測井工具1992年首家推出具有商業(yè)應(yīng)用價值的四極多深度隨鉆電阻率測井工具1994年首家推出具有商業(yè)應(yīng)用價值的4-3/4“隨鉆測井工具1996年首家推出具有商業(yè)應(yīng)用價值的隨鉆聲波測井工具測量儀器發(fā)展歷程2021/6/2710

5、目前的技術(shù)水平

90年代，地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)進入了大規(guī)模應(yīng)用階段。各種功能全面、性能優(yōu)良、能滿足各種井眼尺寸隨鉆施工的新型隨鉆地質(zhì)測量儀器相繼出現(xiàn)。目前,已完全可以取代電纜測井。目前已開發(fā)出的隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向測井工具包括：自然伽瑪電阻率巖石密度孔隙度井徑井底壓力聲波測井核磁成像等。測量儀器發(fā)展歷程2021/6/2711

6、國內(nèi)無線隨鉆測量儀器配備現(xiàn)狀

測量儀器發(fā)展歷程目前國內(nèi)配備的MWD包括：斯派里森公司MWD通用公司QDT-MWD科學(xué)鉆井SDI-MWD北京海藍YST-48X英國吉奧林公司Orienteer哈里伯頓公司的探路者系統(tǒng)、斯倫貝謝SLIM-ONE貝克休斯公司Navi-Gator2021/6/27127、國內(nèi)地質(zhì)導(dǎo)向無線隨鉆測量儀器配備現(xiàn)狀測量儀器發(fā)展歷程目前國內(nèi)配備的MWD主要包括：斯派里森公司FEWD

英國吉奧林公司Orienteer

貝克休斯公司Navi-TRACK2021/6/27138、國內(nèi)在用的幾種進口地質(zhì)參數(shù)儀器對比性能參數(shù)哈里伯頓貝克休斯吉奧林儀器類型FEWD-RLLMPRLWDTRIMLWD測量參數(shù)伽瑪/電阻率/振動伽瑪/電阻率/振動伽瑪/電阻率具備擴展孔隙度/巖石密度能力否是是目前不具備地面系統(tǒng)WindowsNT集成軟件/

WindowsNT集成軟DOS操作系統(tǒng)，WINDOWS

伽瑪探測精度±3API@50API0–380API±3API@100API0–250API±3%

電阻率探測精度探測范圍±1%10歐姆米0.05-2000歐姆米±1%0.1-50歐姆米0.1-3000歐姆米±1%(全量程)0.1-2000歐姆米電阻率發(fā)射電極4個4個1個電阻率接收射極2個2個1個頻率類型2MHz,1MHz2MHz,400KHz20KHz傳感器類型鉆鋌式鉆鋌式探管式井下電源渦輪發(fā)電渦輪發(fā)電鋰電池脈沖方式正脈沖正脈沖負脈沖測量儀器發(fā)展歷程2021/6/2714項目哈里伯頓FEWD貝克休斯MPR吉奧林工作時間可長時間連續(xù)工作可長時間連續(xù)工作150-180小時地面系統(tǒng)性能明顯優(yōu)勢，WindowsNT與泥漿錄井、欠平衡鉆井集成作業(yè)，現(xiàn)場信息和控制/實時網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星傳輸

WindowsNT，現(xiàn)場信息和控制/可實時網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星傳輸

DOS、WINDOWS操作環(huán)境

電阻率傳感器性能

4個發(fā)射極，2個接收極

4種探測深度2MHz,1MHz電阻率曲線，沙、泥巖界面感應(yīng)電阻率4條曲線呈發(fā)散狀，有精度補償技術(shù)

多個發(fā)射極、2個接收極，一種頻率為2MHz,400KHz感應(yīng)電阻率單一曲線，有精度補償技術(shù)單個發(fā)射極、單個接收極，一種頻率為200kHz的感應(yīng)電阻率單一曲線，無精度補償技術(shù)

伽瑪傳感器性能鉆鋌短節(jié)式，鑲嵌在鉆鋌上，雙向自然伽瑪，直接接觸地層，雙向測量有鉆鋌隔離帶，單一測量有鉆鋌隔離帶，單一測量補償中子孔隙度鉆梃短節(jié)，镅241中子源無無巖石密度鉆梃短節(jié)，銫137中子源無無鉆柱震動傳感器咖瑪短節(jié)內(nèi)，切向震動-閃動實時數(shù)據(jù)，工況

無無8、國內(nèi)在用的幾種進口地質(zhì)參數(shù)儀器對比測量儀器發(fā)展歷程2021/6/2715二、導(dǎo)向(幾何)井下儀器工具2021/6/2716導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具●幾何導(dǎo)向鉆井井下鉆具主要由導(dǎo)向儀器、井下導(dǎo)向工具和配套工具組成。●導(dǎo)向儀器主要是只提供定向參數(shù)的測量儀器。導(dǎo)向儀器主要為MWD，但在我國由于各種因素的限制，目前部分油田仍然將SST作為導(dǎo)向鉆井的主要儀器，因此結(jié)合我國的國情，將SST也作為導(dǎo)向儀器加以介紹?！駥?dǎo)向工具主要是井下動力鉆具、可變徑穩(wěn)定器和配套工具組成。1、概述2021/6/2717MWD導(dǎo)向鉆具常用組合SST導(dǎo)向鉆具常用組合2、導(dǎo)向常用井下鉆具組合導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具2021/6/27183.1

有線隨鉆測量儀

有線隨鉆測量儀采用單芯鎧裝電纜傳輸數(shù)據(jù)，整個系統(tǒng)主要由

5部分組成：

地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)井下儀器總成地面數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)電纜操作設(shè)備輔助作業(yè)工具。

3、導(dǎo)向測量儀器導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具2021/6/27193.1.1有線隨鉆主要工作原理

系統(tǒng)進入工作狀態(tài)后，地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)給井下儀器通過電纜供電，井下儀器完成對數(shù)據(jù)的實時采集后，按一定格式對數(shù)據(jù)編碼，然后通過電纜將編碼后的數(shù)據(jù)以脈沖信號的形式傳送至地面，地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對井下儀器傳送上來的脈沖信號解碼、處理、計算，并將數(shù)據(jù)實時向鉆臺上的數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)司鉆閱讀器發(fā)送，實現(xiàn)隨鉆施工。地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)井下儀器地面數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)井下測量數(shù)據(jù)

供電有線隨鉆測量儀器工作原理圖3、導(dǎo)向測量儀器導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具2021/6/27203.1.2有線隨鉆測量儀器-SST

SST全稱為STEERINGSURVEYTOOL，是美國SPERRY-SUN公司生產(chǎn)的一種有線隨鉆測量儀器，普遍應(yīng)用于定向井的井身軌跡隨鉆測量施工，同時具有磁掃描功能、錯誤和狀態(tài)診斷功能。

SST利用重力加速度計和磁通門分別感應(yīng)地球的重力場和地磁場來測取井斜角和井斜方位角，并可測取大地磁場參數(shù)和井下溫度，通過單芯鎧裝電纜為井下儀器供電并作為信號傳輸通道把井下探管測的信號傳到地面。

3、導(dǎo)向測量儀器導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具2021/6/2721SST系列及規(guī)范探管型號1000系列全角探管900系列高溫探管700系列高溫探管井斜角測量范圍0～180°0～180°0～180°系統(tǒng)精度±0.3°±0.3°±0.3°井斜方位角測量范圍0～360°0～360°0～360°系統(tǒng)精度±2.0°±2.0°±2.0°工具面角測量范圍0～360°0～360°0～360°系統(tǒng)精度±2.0°±2.0°±2.0°外徑35mm25mm25mm耐溫125℃182℃182℃抗壓筒抗壓15000Psi15000Psi15000Psi抗壓筒外徑44.5mm34.5mm34.5mm3、導(dǎo)向測量儀器3.1.2有線隨鉆測量儀器-SST導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具2021/6/2722

MS3是美國SPERRY-SUN公司生產(chǎn)的一種組合式隨鉆測量儀器，可以進行有線隨鉆測量，也可進行單、多點測量。具有磁掃描功能、錯誤和狀態(tài)診斷功能。

MS3利用重力加速度計和磁通門分別感應(yīng)地球的重力場和地磁場來測取井斜角和井斜方位角，并可測取大地磁場參數(shù)和井下溫度，通過單芯鎧裝電纜為井下儀器供電并作為信號傳輸通道把井下探管測的信號傳到地面。

MS3作為電子單、多點時，可以在起下鉆過程中實現(xiàn)全井或部分井段的靜態(tài)測量。3.1.3有線隨鉆測量儀器-MS33、導(dǎo)向測量儀器導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具2021/6/2723MS3技術(shù)規(guī)范井斜角測量范圍0～180°系統(tǒng)精度±0.3°井斜方位角測量范圍0～360°系統(tǒng)精度±2.0°磁邊工具面角測量范圍0～360°系統(tǒng)精度±2.0°高邊工具面角測量范圍0～360°系統(tǒng)精度±2.0°外徑35mm工作溫度范圍-25～+125℃抗壓筒抗壓20000Psi抗壓筒外徑35mm3、導(dǎo)向測量儀器3.1.3有線隨鉆測量儀器-MS3導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具2021/6/2724

YST是北京海藍科技有限公司生產(chǎn)的一種有線隨鉆測量儀器，普遍應(yīng)用于普通定向井的井身軌跡隨鉆測量施工。

YST探管最下端是重力加速度計、磁通門和溫度傳感器，三個重力加速度計感受重力加速度在三個方向上的分量，磁通門感應(yīng)大地磁場，溫度傳感器探測井下溫度，分別得到井斜角、井斜方位角、工具面角和溫度。3.1.4有線隨鉆測量儀器-YST3、導(dǎo)向測量儀器導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具2021/6/2725YST技術(shù)規(guī)范設(shè)備代碼

井斜角測量范圍0～180°設(shè)備名稱有線隨鉆測斜儀井斜角測量精度±0.2°設(shè)備型號YST-35、YST-25方位角測量范圍0～360°系統(tǒng)電源220V±15%(40～60Hz)方位角測量精度±2°井下儀器供電方式接口電源箱磁性工具面角測量范圍0～360°最高工作溫度125℃磁性工具面角測量精度±2°井斜＜10°最大工作壓力＞100MPa高邊工具面角測量范圍0～360°儀器外筒外徑45mm、35mm高邊工具面角測量精度±2°井斜≥10°地面計算機類型通用計算機或?qū)Ｓ脭?shù)據(jù)處理儀Φ35探管長度670mm探管外徑35mm、25mmΦ25探管長度804mm系統(tǒng)軟件Windows98Φ35抗壓筒長度1450mm操作軟件HRM.exeΦ25抗壓筒長度1600mm3.1.4有線隨鉆測量儀器-YST3、導(dǎo)向測量儀器導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具2021/6/27263.2

無線隨鉆測量儀MWD

無線隨鉆測量儀MWD主要由五部分組成:

即地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)地面檢波系統(tǒng)地面數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)井下儀器總成輔助設(shè)備。

3、導(dǎo)向測量儀器導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具2021/6/27273.2.1無線隨鉆主要工作原理主要工作原理為：井下儀器利用自備發(fā)電機或電池供電。系統(tǒng)進入工作狀態(tài)后，井下儀器開始采集數(shù)據(jù)并按一定格式對數(shù)據(jù)編碼，然后泥漿介質(zhì)或地層介質(zhì)將編碼后的數(shù)據(jù)以泥漿壓力脈沖或電磁波的形式傳送至地面，地面檢波系統(tǒng)自動檢測來自井下的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳送到地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對地面檢波系統(tǒng)傳送來的信號解碼、處理、計算后，得到井下儀器的測量數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)實時向鉆臺上的數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)發(fā)送，實現(xiàn)隨鉆施工。地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)理系統(tǒng)井下儀器數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)地面檢波系統(tǒng)泥漿壓力脈沖或電磁波有線隨鉆測量儀器工作原理圖3、導(dǎo)向測量儀器導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具2021/6/27283.2.3無線隨鉆測量儀器-MWDDWD無線隨鉆測量儀器QDT無線隨鉆測量儀器SDI無線隨鉆測量儀器YST-48X無線隨鉆測量儀器導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具2021/6/27293.2.4無線隨鉆測量儀器-DWD

簡介

DWD無線隨鉆測斜儀是美國SPERRY-SUN公司生產(chǎn)無線隨鉆測量儀器，主要應(yīng)用于定向井、水平井的井身軌跡隨鉆測量施工。工作原理

DWD利用泥漿正脈沖傳輸信號。井下儀器自備發(fā)電機，以泥漿為動力，為探管供電；上端連接一液壓泵，為脈沖發(fā)生器提供能量。泥漿從孔板與蘑菇頭形成的環(huán)形空間內(nèi)流過，通過蘑菇頭的上、下往復(fù)運動形成正壓力脈沖。地面上傳感器檢測來自井下的泥漿脈沖信息，通過計算機處理后得到井眼軌跡數(shù)據(jù)。

導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具2021/6/2730技術(shù)規(guī)范

系

統(tǒng)

精

度井斜角測量范圍0～180°系統(tǒng)精度±0.2°井斜方位角測量范圍0～360°系統(tǒng)精度±1.5°磁邊工具面角測量范圍0～360°系統(tǒng)精度±2.8°高邊工具面角測量范圍0～360°系統(tǒng)精度±2.8°

測量數(shù)據(jù)修正時間2.5分鐘工具面修正時間14秒(0.5HZ)9.3秒(0.8HZ)類型超小系統(tǒng)350系統(tǒng)650系統(tǒng)950系統(tǒng)1200系統(tǒng)外徑89mm121mm165mm203mm241mm長度5.33m1.829m1.829m1.829m1.829m接頭特殊方扣NC384-1/2"IF6-5/8"REG7-5/8"REG3.2.4無線隨鉆測量儀器-DWD導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具2021/6/2731泥漿排量5.7～75.7l/s泥漿類型水基泥漿、油基泥漿泥漿密度小于2.17g/cm３含砂量小于1%塑性粘度小于50cp最大壓力102Mpa最高工作溫度125℃堵漏材料細、中型短纖維,含量小于57kg/m作業(yè)環(huán)境3.2.4無線隨鉆測量儀器-DWD導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具Super-slim:5.7~12.6,350:9.5~22.1,650:14.2~41,1200:22.1~75.72021/6/27323.2.5無線隨鉆測量儀器-QDT

簡介

QDT無線隨鉆測斜儀主要應(yīng)用于定向井、水平井的井身軌跡隨鉆測量施工，鋰電池供電，可以進行自然伽瑪測量。工作原理

QDT利用泥漿正脈沖方式傳輸信號。利用鋰電池為探管供電，泥漿從孔板與蘑菇頭形成的環(huán)形空間內(nèi)流過，當(dāng)有信號傳輸時，蘑菇頭伸出，停一下，然后回到原位。蘑菇頭伸長堵住了部分泥漿通道，壓力升高，產(chǎn)生瞬時正壓力脈沖。地面上的泥漿壓力傳感器檢測來自井下的泥漿脈沖信息，通過計算機處理后得到井斜角、井斜方位角、工具面及其它信息。

不發(fā)射脈沖發(fā)射脈沖導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具2021/6/2733技術(shù)規(guī)范

系

統(tǒng)

精

度井斜角測量范圍0～180°系統(tǒng)精度±0.1°井斜方位角測量范圍0～360°系統(tǒng)精度±1.0°磁邊工具面角測量范圍0～360°系統(tǒng)精度±1.0°高邊工具面角測量范圍0～360°系統(tǒng)精度±1.0°3.2.5無線隨鉆測量儀器-QDT導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具2021/6/2734

施工環(huán)境泥漿類型水基泥漿、油基泥漿泥漿密度小于2.17g/cm３含砂量小于1%塑性粘度小于50cp最大壓力102Mpa最高工作溫度125℃堵漏材料無3.2.5無線隨鉆測量儀器-QDT導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具2021/6/2735SDIMWD由井下儀器和地面設(shè)備兩大部分組成。井下儀器包括探管、鋰電池短節(jié)、MWD控制器、脈沖發(fā)生器驅(qū)動器、脈沖發(fā)生器等；地面設(shè)備包括控制箱MSI、編程電源、深度顯示器、司鉆閱讀器、壓力傳感器、泵傳感器等。

3.2.6無線隨鉆測量儀器-SDI導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具2021/6/2736

脈沖發(fā)生器工作原理泥漿流過控制閥未動作

產(chǎn)生脈沖，控制閥打開無泥漿流過時脈沖發(fā)生器的狀態(tài)導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具強有力的主彈簧推動蘑菇頭軸，一直試圖關(guān)閉該閥。蘑菇頭閥處于關(guān)的位置。鉆井液推動驅(qū)動活塞下移，推動主蘑菇頭下移，允許泥漿通過，驅(qū)動活塞兩端壓力相同。貫穿蘑菇頭總成有一個通道，連通脈沖發(fā)生器頂部與驅(qū)動活塞下部，驅(qū)動活塞下部的截面積比蘑菇頭閥座的大。2021/6/2737技術(shù)規(guī)范3.2.6無線隨鉆測量儀器-SDI導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具2021/6/27383.2.7無線隨鉆測量儀器-YST-48X導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具

YST-48X型無線隨鉆測斜儀是一種正脈沖的測斜儀，其利用控制循環(huán)管柱中泥漿壓力將測量參數(shù)傳輸?shù)降孛妫恍枰娎|連接，無需纜車等專用設(shè)備，具有活動部件少，使用方便，維修簡單等優(yōu)點，其井下部分是模塊狀組成并具有柔性，可以滿足短半徑造斜需要，其外徑為48毫米，適用于各種尺寸的井眼，而且整套井下儀器可以打撈。2021/6/2739系統(tǒng)精度設(shè)備代碼

井斜角測量范圍0～180°設(shè)備名稱泥漿脈沖隨鉆測斜儀井斜角測量精度±0.2°設(shè)備型號YST–48X方位角測量范圍0～360°系統(tǒng)電源160～260V(40～60Hz)方位角測量精度±2°井下儀器供電方式電池組磁性工具面角測量范圍0～360°最高工作溫度125℃磁性工具面角測量精度±2°,井斜＜10°最大工作壓力＞100MPa高邊工具面角測量范圍0～360°儀器外筒外徑48mm高邊工具面角測量精度±2°,井斜≥10°地面計算機類型通用計算機或?qū)Ｓ脭?shù)據(jù)處理儀遠程數(shù)據(jù)處理器型號SXW200探管外徑36mm

系統(tǒng)軟件Windows98

操作軟件HMWD.exe

3.2.7無線隨鉆測量儀器-YST-48X導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具2021/6/27403.2.9有線隨鉆、無線隨鉆施工效果對比儀器類型有線無線信號傳輸方式電纜泥漿或地層介質(zhì)優(yōu)點費用低、數(shù)據(jù)傳輸快、信號受鉆井操作影響小、對鉆井液沒有特殊要求。操作簡單、占用有效鉆機時間少、施工安全、效率高。缺點施工工藝復(fù)雜、占用有效鉆機時間過多、井下安全得不到有效保障、施工效率低下。數(shù)據(jù)傳輸速度較SST慢，信號受鉆井操作及介質(zhì)的影響較大，成本高。應(yīng)用情況國外已經(jīng)淘汰，我國在淺定向井、水平井中還在使用。國外是必須使用的儀器，國內(nèi)在定向井、水平井和大位移井的施工中廣泛使用。導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具2021/6/2741導(dǎo)向工具主要是動力鉆具和可調(diào)徑穩(wěn)定器，如下圖所示。

配套工具包括高性能鉆頭、無磁鉆桿、井下儀器MWD懸掛短節(jié)、無磁鉆鋌、短無磁鉆鋌、鉆鋌、短鉆鋌、加重鉆桿、斜臺階鉆桿、井下加力器、震擊器、扶正器、單向閥和其它無磁/非無磁配合接頭等，有時還需要配備定向接頭、彎接頭。4、導(dǎo)向工具導(dǎo)向(幾何）井下儀器工具2021/6/2742三、地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/2743地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具

幾何導(dǎo)向技術(shù)在提高定向井鉆井速度、縮短建井周期、精確控制軌跡走向方面發(fā)揮了積極的作用，但該鉆井技術(shù)不能確保軌跡一直在產(chǎn)層中穿行，在碰到意外地質(zhì)變化的情況下仍需要借助電測儀器來確定真實的目的層或重新評價其開發(fā)價值，因此，該技術(shù)存在一定的局限性。隨著鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對現(xiàn)場施工的要求不斷提高，鉆井技術(shù)人員不能再單單依靠常規(guī)導(dǎo)向方法，而需要地質(zhì)參數(shù)來輔助幾何導(dǎo)向。1、前言2021/6/2744

地質(zhì)導(dǎo)向井下鉆具主要由地質(zhì)導(dǎo)向儀器、地質(zhì)導(dǎo)向工具和配套工具共同組成。地質(zhì)導(dǎo)向儀器由MWD和帶地質(zhì)參數(shù)的傳感器組成。地質(zhì)導(dǎo)向工具主要是指能實現(xiàn)井下地質(zhì)導(dǎo)向施工的工具，主要是井下動力鉆具。和幾何導(dǎo)向相比，地質(zhì)導(dǎo)向工具的性能更高，范圍也更廣，如可調(diào)彎殼體、近鉆頭井斜伽瑪傳感器等。地質(zhì)導(dǎo)向儀器實時提供軌跡控制所需要的工程、地質(zhì)數(shù)據(jù)，井下導(dǎo)向工具更精確地實現(xiàn)軌跡的控制。2、地質(zhì)導(dǎo)向井下鉆具的構(gòu)成地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/27452.1地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)常用鉆具組合鉆頭+馬達+單向閥+LWD地質(zhì)短接+無磁鉆桿+轉(zhuǎn)換接頭+震擊器+轉(zhuǎn)換接頭+鉆桿（斜臺階或普通）+加重鉆桿+上部鉆具，如圖A和圖B所示。

圖A帶四種地質(zhì)測量儀器的地質(zhì)導(dǎo)向鉆具組合圖B帶二種地質(zhì)測量儀器的地質(zhì)導(dǎo)向鉆具組合

該鉆具組合是現(xiàn)場使用比較多的使用動力鉆具的鉆具組合結(jié)構(gòu)，在地質(zhì)導(dǎo)向鉆井施工中最常見。圖B是圖A的簡化鉆具組合，由于只采用兩種地質(zhì)儀器，鉆具結(jié)構(gòu)簡化，剛性減弱，在施工過程中既滿足了實時地質(zhì)評價的需要，又提高了施工安全，該鉆具組合也是經(jīng)常使用。

地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/27462.2地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)常用鉆具組合

鉆頭+可調(diào)徑穩(wěn)定器+單向閥+LWD短接+無磁鉆桿+轉(zhuǎn)換接頭+震擊器+轉(zhuǎn)換接頭+鉆桿（斜臺階或普通）+加重鉆桿+上部鉆具，如圖所示。帶四種地質(zhì)測量儀器的地質(zhì)導(dǎo)向鉆具組合

該鉆具組合是比較常用的不帶動力鉆具的井下地質(zhì)導(dǎo)向鉆具結(jié)構(gòu)，常用于穩(wěn)斜段、水平井水平段施工。地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/27472.3地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)常用鉆具組合鉆頭+帶地質(zhì)測量儀器的動力鉆具+LWD地質(zhì)短接+無磁鉆桿+轉(zhuǎn)換接頭+震擊器+轉(zhuǎn)換接頭+鉆桿（斜臺階或普通）+加重鉆桿+上部鉆具，如圖所示。

該鉆具組合使用了帶地質(zhì)儀器的動力鉆具和井徑、地層壓力/溫度測井儀，這樣使實時地質(zhì)參數(shù)更接近鉆頭，利用井徑數(shù)據(jù)對測量的地質(zhì)數(shù)據(jù)進行校正，使得測量結(jié)果準(zhǔn)確。還可利用地層壓力、地層溫度參數(shù)對地層進行評價，同時也增加了施工的安全。帶地質(zhì)測量儀的動力鉆具所組成的簡化地質(zhì)導(dǎo)向鉆具組合

地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/27482.4地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)常用鉆具組合鉆頭+帶地質(zhì)測量儀器的動力鉆具+LWD地質(zhì)短接+無磁鉆桿+轉(zhuǎn)換接頭+震擊器+轉(zhuǎn)換接頭+鉆桿（斜臺階或普通）+加重鉆桿+上部鉆具，如圖所示。

該鉆具組合采用聲波傳感器，不使用地層密度和中子孔隙度參數(shù)就可實現(xiàn)對地層的全面評價。地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具帶聲波測井儀的地質(zhì)導(dǎo)向鉆具組合

2021/6/2749LWD是國際上九十年代發(fā)展起來的一種先進的隨鉆測量儀器，它將地質(zhì)參數(shù)測量與井身軌跡控制測量組合在一起，可以提供地質(zhì)參數(shù)的隨鉆測量。使現(xiàn)場地質(zhì)師可以及時的獲取準(zhǔn)確的地質(zhì)資料，對地質(zhì)變化作準(zhǔn)確、及時的判斷和預(yù)報，配合工程施工，對井身軌跡進行及時的調(diào)整，保證井眼的準(zhǔn)確命中儲層并穿行于儲層中有利于開采的最佳位置，完成地質(zhì)導(dǎo)向施工。3、地質(zhì)參數(shù)隨鉆測量儀-LWD地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/2750?可實現(xiàn)地質(zhì)資料的隨鉆測量；?獲得的地質(zhì)資料及時、準(zhǔn)確；地層暴露時間短，地層未受泥漿侵入。?模塊化設(shè)計；可根據(jù)現(xiàn)場需要，采用不同的傳感器組合。?可擴展性。隨技術(shù)進步和現(xiàn)場的需要，可以添加新的傳感器。特點地質(zhì)參數(shù)隨鉆測量儀-LWD地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/2751伽瑪傳感器DGR傳感器采用雙向伽瑪測量技術(shù)，雙向自然咖瑪傳感器包含有兩組伽馬射線探測器，每組由8根22.9mm長的蓋革·米勒計數(shù)管組成，16根計數(shù)管在儀器周圍按360度排列。兩組探測器捕獲的地層自然伽瑪射線計數(shù)，地層中的放射性元素主要有鉀、釷、鈾。鉀和釷存在于頁巖和粘土礦物（伊利石、高嶺石、蒙脫石）中。傳感器將記數(shù)捕獲的自然咖瑪?shù)脑加嫈?shù)轉(zhuǎn)換成API標(biāo)準(zhǔn)計數(shù)，經(jīng)過平均計算后合成咖瑪測井曲線。這種結(jié)構(gòu)可以在有一組探測器失效的情況下，仍可以保證獲得可靠的伽瑪計數(shù)。地質(zhì)參數(shù)隨鉆測量儀-LWD地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/2752DGR傳感器主要技術(shù)參數(shù)

伽瑪傳感器地質(zhì)參數(shù)隨鉆測量儀-LWD地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/2753地質(zhì)參數(shù)隨鉆測量儀-LWD伽瑪傳感器主要應(yīng)用a、劃分巖性并確定地層界面b、進行地層物性的初步評價c、水平井鉆進時，根據(jù)曲線變化可以預(yù)告地層變化。地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/2754電阻率傳感器地質(zhì)參數(shù)隨鉆測量儀-LWDSPERRY-SUN公司的EWR-Phase4電磁波電阻率傳感器采用獨有的四相位測量技術(shù)，具有高精度、高靈敏度和可靠性好的特點。儀器由四個發(fā)射器和兩個接受器組成，通過測量每一組傳感器和接受器之間的相位差和波幅衰減，可以繪制出八條不同探測深度（極淺、淺、深、極深）的電阻率曲線，相位差和對應(yīng)的波幅衰減經(jīng)過組合，可以得到組合電阻率曲線（CPA）。

地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/27551MHzTransmitter2MHzTransmittersNearReceiverFarReceiverMeasurePoint12”12”6”6”6”電阻率傳感器地質(zhì)參數(shù)隨鉆測量儀-LWD電阻率傳感器地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/2756電阻率傳感器地質(zhì)參數(shù)隨鉆測量儀-LWD技術(shù)參數(shù)地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/2757地質(zhì)參數(shù)隨鉆測量儀-LWD主要應(yīng)用a、利用地層的電阻率差異區(qū)分油水界面或其他液相界面。b、配合咖瑪測量數(shù)據(jù)，可預(yù)告地層變化，回避油水界面。c、結(jié)合咖瑪數(shù)據(jù)，進行地層物性的初步評價。d、水平井鉆進時，根據(jù)曲線變化可以預(yù)告地層變化。電阻率傳感器地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/2758原理補償中子孔隙度測井傳感器采用Am241-Be作為中子源。Am241在衰變過程中產(chǎn)生α粒子，α粒子轟擊Be，產(chǎn)生平均能量為4MeV的中子。中子在放射源附近與地層中的氫原子發(fā)生彈性散射減速為熱中子后，很快被巖石中的其它原子核俘獲，放出中子γ射線。中子γ射線的有效運行距離約為12”,而傳感器設(shè)計的放射源至蓋革-米勒計數(shù)管之間的距離為14”，因此在放射源附近和地層中的氫原子發(fā)生彈性散射的中子變成熱中子后，很快被巖石中的其它原子核俘獲，放出中子γ射線在沒有到達蓋革-米勒計數(shù)管之前就已經(jīng)消失，這時探測器檢測到的γ射線是沒有和氫原子發(fā)生彈性散射的中子經(jīng)過長距離的運行后，到達探測器附近被其它原子俘獲后釋放的γ射線。由此可見，傳感器蓋革-米勒計數(shù)器檢測到的中子-γ射線的強度取決于地層中的含氫量。地層中含氫量越大，在放射源附近被俘獲的中子越多，到達γ探測器的γ射線的強度值越低，地層的孔隙度高；反之氫含量越小，在放射源附近被俘獲的中子越少，到達γ探測器的γ射線的強度值越高，地層的孔隙度低。補償中子孔隙度測井傳感器上裝有遠、近兩個探測γ射線的探測器，該探測器組通過測量到達探測器的中子γ射線的分布情況，從而統(tǒng)計、計算出地層的孔隙度。

地質(zhì)參數(shù)隨鉆測量儀-LWD補償中子孔隙度傳感器地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/2759補償中子孔隙度傳感器地質(zhì)參數(shù)隨鉆測量儀-LWD地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具Near1FarDetectorSourceDrillCollarNearDetectorFarDetectorNearDetectorNear0Far0Far12021/6/2760主要技術(shù)參數(shù)地質(zhì)參數(shù)隨鉆測量儀-LWD地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/2761地質(zhì)參數(shù)隨鉆測量儀-LWD補償中子孔隙度傳感器主要應(yīng)用：A、確定地層的巖性；B、與DGR測量參數(shù)一起,劃分油/氣層界面和油、氣層厚度；C、確定地層的孔隙度D、對孔隙壓力進行正確評估，準(zhǔn)確預(yù)測高壓，回避鉆井風(fēng)險。地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/2762地質(zhì)參數(shù)隨鉆測量儀-LWD

巖石密度測井傳感器采用銫-137（Cs-137）作為γ射線放射源。在放射源附近，有近、遠兩個低密度窗口，窗口內(nèi)有各自的γ射線探測器----閃爍記數(shù)器。銫-137發(fā)射γ射線，γ射線經(jīng)過一段距離的運行后，到達密度窗口。密度窗口允許地層反射回來的γ射線進入，并引發(fā)內(nèi)部閃爍計數(shù)器對γ射線進行計數(shù)。由于閃爍記數(shù)器具有區(qū)別γ射線能量級的功能，因而可以獲得的在不同能窗范圍內(nèi)的計數(shù)，從而統(tǒng)計、計算出所測巖石的密度值和光電值，再采用“脊-肋”校正技術(shù)，對近、遠兩個探測器測取的密度值進行校正，最終得到巖石真實密度值。

巖石密度傳感器地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/2763地質(zhì)參數(shù)隨鉆測量儀-LWD技術(shù)參數(shù)主要應(yīng)用：A、確定巖層的密度及地層的孔隙度；B、與中子孔隙測井曲線對比分析，區(qū)分油、氣界面，劃分油、氣層厚度；C、有效預(yù)測異常高壓地層，實現(xiàn)風(fēng)險回避。地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/27641、實時隨鉆測井FEWD地質(zhì)評價無線隨鉆測量系統(tǒng)綜合應(yīng)用（1）隨鉆測井：

伽嗎曲線、電阻率曲線、孔隙度曲線、密度曲線（2）精確的軌跡控制

---確定標(biāo)志層

---卡好油層界面

地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/27652、分辨地層、確定地層巖性、泥砂/砂泥巖含量評價地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/2766

根據(jù)DGR測井曲線可以對泥巖含量進行評價，具體的計算方法為：

Vsh=(GRsh-Grzone)/(GRsh-Grclean)GRsh-泥巖基準(zhǔn)線讀數(shù)

Grzone-產(chǎn)層讀數(shù)

GRclean-純砂巖讀數(shù)上圖中，泥巖的基準(zhǔn)線讀數(shù)GRsh為85API，砂巖的基準(zhǔn)線GRclean為47API，而A點處的伽瑪讀數(shù)Grzone為60API。這樣，B點泥砂含量為65.7%。地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/27673、分辨油、氣、水層以及油/氣、油/水界面地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/27684、判斷儲層位置，準(zhǔn)確進行地質(zhì)評價備注:樁1-平5井垂深下移2米,此圖顯示的是實際實時測量曲線.地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/27695、預(yù)測軌跡在油層中行進的情況，實時指導(dǎo)鉆井施工地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/27705、預(yù)測軌跡在油層中行進的情況，實時指導(dǎo)鉆井施工地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/27716、預(yù)測高壓地層回避鉆井風(fēng)險存在異常高壓情況下的地層壓力、電阻率變化趨勢圖。地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/27727、分辯薄的油氣層，有效開發(fā)地下油氣資源地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/27738、根據(jù)地層侵入帶、沖蝕帶和純地層的電阻率，評價巖性AB地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/2774

FEWD測井曲線與電纜測井曲線吻合。哈得4油田HD1-1井伽瑪及電阻率對比曲線地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具9、取消中途及完井電測，節(jié)約鉆井投資，提高施工效率2021/6/2775●地質(zhì)導(dǎo)向鉆井工具

地質(zhì)導(dǎo)向井下儀器工具2021/6/2776FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)五、案例1：FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)2021/6/2777FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)●自1990年在埕東油田完成了第一口水平井埕科1井后，勝利油田已經(jīng)先后完成水平井400余口，取得了巨大的經(jīng)濟效益?！耖L期實踐表明，利用普通測量儀器進行水平井施工時，存在著一定的缺陷，設(shè)計的靶區(qū)經(jīng)常不能與實際情況相吻合。進目的層卡層時需要中途測井才能確定，這在一定程度上延長了建井周期，增加了鉆井費用?！裨谒蕉毋@進時因不能根據(jù)井下油層情況及時調(diào)整井身軌跡，而鉆出油層外，從而降低油層穿透率，在有底水的油層還容易鉆入水層。2021/6/27783口沒有用FEWD完成的水平井軌跡之一FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)●本井的目的層位為沙二W3，根據(jù)地質(zhì)錄井分析2858m鉆遇泥巖，降斜鉆進至2958m。未鉆遇目的層完鉆。B靶設(shè)計垂深2533.25m,實鉆2537.83m,預(yù)計2542m，實際比設(shè)計深8.75米。2021/6/27793口沒有用FEWD完成的水平井軌跡之二FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)●本井的目的層位為沙二下3，根據(jù)地質(zhì)錄井和中間測井分析，目的層油層頂垂深A(yù)靶的位置比設(shè)計淺1.67m。B靶設(shè)計垂深1735.25m,實鉆1732.93m,實際比設(shè)計淺2.82米。2021/6/27803口沒有用FEWD完成的水平井軌跡之三FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)●本井的目的層位為沙二W2，油層厚度7米，為典型的底水油藏。中間測井對比分析認(rèn)為，A靶點鉆入目的層頂部，原設(shè)計向B點方向為高點，經(jīng)討論決定按原設(shè)計施工。施工過程中兩次現(xiàn)場落實鉆入油層不明顯，分別降1m施工。完鉆測井分析，水平段鉆遇泥質(zhì)砂巖，不含油，決定填井。A靶垂深改為2166m(2163.2)，B靶垂深改為2169m(2163.2)。第二個井眼鉆到A靶點經(jīng)落實未鉆遇油層，又決定降至2168m施工。2021/6/2781●1999年下半年，引進FEWD地質(zhì)評價無線隨鉆測量系統(tǒng)，通過現(xiàn)場測試性施工后，在樁1-平5和埕北21-平1進行了試驗，獲得成功，所測取的地質(zhì)參數(shù)曲線與測井曲線進行對比吻合，滿足鉆井過程油藏分析要求?！?000年10月投入薄油層開發(fā)水平井的施工，在勝利油田完成薄油藏及邊底水油藏水平井32口,油層穿透率平均達85%以上,取得了良好的經(jīng)濟效益，利用FEWD獲得的測井資料經(jīng)與鄰井電纜測井資料對比，提高了油層鉆穿率。FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)2021/6/2782FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)●2000-2002年，與地質(zhì)部門合作，完成了中國石化集團公司重點項目《已開發(fā)油田水平井地質(zhì)設(shè)計及薄油層水平井鉆井技術(shù)》，并獲國家科技進步二等獎，取得巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。●2003年1月進入大規(guī)模推廣應(yīng)用。勝利油田利用FEWD完成營31-平1和營31-平2井以來，在開發(fā)薄油層、邊底水油藏等難動用儲量方面做了大量工作，F(xiàn)EWD測量施工工藝日益成熟，極大的提高了開發(fā)速度，提高了油藏的采收率。2021/6/2783FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)FEWD完成的工作量及應(yīng)用領(lǐng)域累計完成183口水平井年年完成井口井?dāng)?shù)工作時間平均工作時間井型19991200200實驗水平井200021053526大位移井和薄層水平井200182901362.6薄層水平井2002101786178.6薄層水平井和水平井2003314092132薄層水平井和水平井2004789906127薄層水平井和水平井2005538347.5157.5薄層水平井和水平井2021/6/2784

●勝利油田五號樁地區(qū)由于長期開發(fā)，已經(jīng)進入了高含水期，剩余油層較??；長期注水開采，油藏呈現(xiàn)出嚴(yán)重的非均質(zhì)狀態(tài)，造成油層不穩(wěn)定。

●樁1-平5井是在五號樁地區(qū)樁1斷塊布置的一口開發(fā)水平井，配合地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)鉆進，以控制軌跡準(zhǔn)確著陸于可開采油層，確保軌跡穿行于油頂部上下1米的范圍內(nèi)的最佳位置，實現(xiàn)該井快速鉆進，以達到回避風(fēng)險、改善開發(fā)效果、提高施工效益的目的。FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)現(xiàn)場應(yīng)用1----FEWD應(yīng)用于樁1-平5井施工2021/6/2785

根據(jù)施工需要，采用不同的地質(zhì)儀器組合施工●由于DGR、EWR能滿足地層界面區(qū)分、油水層區(qū)分的需要，因此在造斜段采用該儀器組合?！袼蕉问┕?，為了確定斷層巖性變化情況，采用DGR、EWR、CNφ、SLD地質(zhì)儀器組合施工。

現(xiàn)場應(yīng)用1----FEWD應(yīng)用于樁1-平5井施工FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)2021/6/2786

根據(jù)實時地質(zhì)參數(shù)調(diào)整軌跡位置●樁5-平1井由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，目的垂深不明確。在軌跡控制過程中，當(dāng)井深按設(shè)計鉆進至1689.64m、井底垂深為1571.22m時，從FEWD實時測井曲線上未發(fā)現(xiàn)油氣顯示的跡象。●控制井斜繼續(xù)鉆井，當(dāng)鉆進至井深1699.31m、垂深為1572.65m時，地層的電阻率明顯偏高、DGR值降低、ROP升高，由此判斷鉆頭已經(jīng)鉆遇儲層，實際目的層頂界垂深比設(shè)計深2米，為1573.36--1577.18m之間?！袼蕉毋@進過程中，根據(jù)FEWD實時地質(zhì)參數(shù)，始終控制軌跡在垂深為1573.36--1577.18m之間的油層內(nèi)穿行，取得了良好的效果?，F(xiàn)場應(yīng)用1----FEWD應(yīng)用于樁1-平5井施工FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)2021/6/2787樁1-平5井實鉆軌跡示意圖FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)2021/6/2788樁1-平5井實時、與鄰井電纜測井結(jié)果對比樁1-平62021/6/2789●營31斷塊是一典型的斷塊油藏，位于勝利油田東營穹隆背斜南翼，三面有斷層，下有底水，油層厚度不足2米，且地質(zhì)情況不明朗。北、東、西三面的斷層，造成了油層位置的不確定，在前期的開發(fā)設(shè)計中無法給出準(zhǔn)確的目的層位置和深度；而下部的底水一旦在開發(fā)過程中被鉆穿，會破壞被開發(fā)的油層?！裨摌?gòu)造原含油面積0.9平方公里,石油地質(zhì)儲量87萬噸,已累計產(chǎn)油25.6萬噸，剩余可采儲量為8.3萬噸。FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)現(xiàn)場應(yīng)用2----FEWD應(yīng)用于營31斷塊水平井施工2021/6/2790

●為了提高該構(gòu)造高部位儲量的動用程度，決定利用水平井控制面積較大的優(yōu)勢，利用營31-平1井、營31-平2井完成該構(gòu)造薄油層剩余儲量的開發(fā)。

●鉆井施工過程中，采用地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)鉆進，以避開高壓水錐和水層，改善開發(fā)效果，提高采收率。FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)現(xiàn)場應(yīng)用2----FEWD應(yīng)用于營31斷塊水平井施工

2021/6/2791●營31-平1井施工中實際油層比設(shè)計油層下移5.49米，水平段傾角與設(shè)計有變化，利用地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)，及時發(fā)現(xiàn)了上述變化，在實現(xiàn)軌跡精確調(diào)整、控制的同時，也探明了該區(qū)塊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)?！窭?趟鉆完成造斜、水平段施工，鉆透薄油層110米，完井后試油獲日產(chǎn)26噸的良好效果。FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)現(xiàn)場應(yīng)用2----FEWD應(yīng)用于營31斷塊水平井施工2021/6/2792電阻率升高

進入產(chǎn)層

1818m(TVD1628.9m)

1850m(TVD1629.8m)伽瑪電阻率FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)現(xiàn)場應(yīng)用2----FEWD應(yīng)用于營31斷塊水平井施工2021/6/2793

營31-平1井，2001年10月7日開鉆，10月18日完鉆，開發(fā)油藏厚度1m,水平段長116m,鉆穿油層率100%。FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)設(shè)計A垂深：1624.30;實際:1628.03設(shè)計B垂深：1629.30;實際:1634.742021/6/2794

營31-平2井，11月27日開鉆，12月21日完鉆，開發(fā)油藏厚度0.9m,水平段長269m,鉆穿油層率85%。FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)目的層油層頂垂深B靶點比設(shè)計深7.73mC靶點比設(shè)計深8.58mD靶點比設(shè)計深6.36m2021/6/2795FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)

樁1塊西與樁52斷塊相鄰，以樁15—樁19斷層為界，東與樁11斷塊相接，北為渤海海域。樁1塊的主要含油層系為上第三系館陶組上段，為河流相沉積，巖性以粉細砂巖為主，泥質(zhì)膠結(jié)疏松，油層易出砂。樁1-平11井位于樁1塊的高部位，復(fù)雜的地質(zhì)條件，形成了目的層獨特地質(zhì)構(gòu)造特點：三面有斷層，下有底水，且地質(zhì)情況不明朗；南、東、西三面的斷層，造成了油層位置的不確定，在前期的開發(fā)設(shè)計中無法給出準(zhǔn)確的目的層位置和深度；而下部的底水一旦在開發(fā)過程中被鉆穿，會破壞被開發(fā)的油層。1、樁1-平11井地質(zhì)情況現(xiàn)場應(yīng)用3----FEWD應(yīng)用于樁1-平11井施工2021/6/2796FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)鉆具組合與鉆井參數(shù)樁1-平11井第一增斜段首先采用普通MWD儀器定向鉆進，在井深1445.65m井斜45度時起鉆，下入FEWD儀器導(dǎo)向鉆進，F(xiàn)EWD儀器用DGR與EWR傳感器，鉆具組合如下：244.5mm

三牙輪鉆頭+197mm井下動力鉆具+172mmFEWD井下儀器+172mmDWD懸掛短節(jié)+127mm無磁承壓鉆桿+127mm加重鉆桿+127mm鉆桿。鉆井參數(shù):鉆壓50KN 排量32L/S 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速60轉(zhuǎn)/分 泥漿比重1.18 泵壓11MPa現(xiàn)場應(yīng)用3----FEWD應(yīng)用于樁1-平11井施工2021/6/2797FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)接近目的層的施工

在接近目的層以前沒有標(biāo)志層的情況下，鉆進目的層難度非常大。A點的設(shè)計是斜深1656.54m,垂深1530.1m，在第三增斜段斜深1620m時以井斜85°穩(wěn)斜鉆進，現(xiàn)場施工人員與地質(zhì)師對DGR與EWR兩條實時曲線的對比對地層進行分析，尋找油層。

DGR的探測半徑是300mm，其測點距鉆頭是7.74m，EWR的探測深度是762mm，其測點距鉆頭10.11m，所以在鉆頭接近油層時，EWR首先有反應(yīng)并且電阻值升高，在鉆進斜深1642m時，電阻值由2.3ohm-meter開始升高，從而判斷接近油層，并且開始全力增斜，在鉆進斜深1649m時電阻值已升高到4ohm-meter，咖瑪值由121API開始下降，此時預(yù)計鉆頭位置井斜89°。在斜深1651m進入主力油層，電阻值16ohm-meter，咖瑪值75aapi左右?，F(xiàn)場應(yīng)用3----FEWD應(yīng)用于樁1-平11井施工2021/6/2798FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)③接近目的層的施工現(xiàn)場應(yīng)用3----FEWD應(yīng)用于樁1-平11井施工進入主力油層MD:1651m電阻率開始升高MD:1642m2021/6/2799FEWD應(yīng)用于勝利油田水平井開發(fā)④水平段的施工在斜深1651m進入油層后，運用FEWD隨時監(jiān)測DGR與EWR值的變化，確保水平段在油層中穿過，隨時調(diào)整井眼軌跡。從斜深1651m到斜深1680m，DGR值是75aapi左右，EWR值在16-18ohm-metre之間，從而判斷整個水平段在油層高部位穿過，達到樁1-平11井的施工要求。效益①樁1-平11井建井周期短。與樁1區(qū)同類型井比較，建井周期縮短3-4天，因應(yīng)用FEWD此井從造斜點到完鉆只用兩趟鉆，沒有中途電測與對比電測，減少了起下鉆次數(shù)，并且減少了油層因泥漿浸泡而受到污染。②樁1-平11井產(chǎn)量高。與鄰井或同類型水平井相比，產(chǎn)量與含水均好于本區(qū)同類型井，用8mm油嘴放噴，日產(chǎn)液50.6方，含水56%?，F(xiàn)場應(yīng)用3----FEWD應(yīng)用于樁1-平11井施工2021/6/27100FEWD應(yīng)用于哈得遜油田薄層水平井開發(fā)六、案例2：FEWD應(yīng)用于哈得遜油田薄層水平井開發(fā)2021/6/27101

由塔里木油田，勝利鉆井工程技術(shù)公司，塔里木勝利鉆井公司等單位于2000年8月開始，在HD1-H1井的石炭系中泥巖段薄砂層聯(lián)合研究攻關(guān)，利用FEWD無線隨鉆測量、測井儀器來監(jiān)控地層變化并對井眼軌跡及時調(diào)整，成功穿越垂深距3.8米，油層厚度分別為1米和1.5米兩套油層，兩個水平段總長259米，鉆穿油層193米，并取得了良好的開發(fā)效果。2000年１１月１９日，HD１-Ｈ１井在完井試油中，用７毫米油嘴求產(chǎn)，折合日產(chǎn)油１６０立方米，天然氣５３１１立方米，喜獲高產(chǎn)工業(yè)油氣流。為塔里木難動用的邊際油田的開發(fā)、鉆井提供了寶貴經(jīng)驗和技術(shù)保障，開辟了新的勘探開發(fā)領(lǐng)域，為雙臺階超薄油藏的水平井滾動開發(fā)趟出了一條可行之路。繼HD1-1井之后，勝利鉆井工程技術(shù)公司在哈得1區(qū)塊的雙臺階薄砂層先后完成了HD1-9H井、HD1-6H井、HD1-7井、HD405井、HD1-8H井的鉆井施工，均獲得了成功。為開采類似油藏找到了新的途徑,為今后的施工積累了寶貴經(jīng)驗。FEWD應(yīng)用于哈得遜油田薄層水平井開發(fā)背景2021/6/27102FEWD應(yīng)用于哈得遜油田薄層水平井開發(fā)開發(fā)超薄油層的技術(shù)難點：（1）油層埋藏深，如何準(zhǔn)確確定儲層位置為首要的難點；因此，利用FEWD隨鉆地質(zhì)參數(shù)導(dǎo)向功能，及時對下部地層進行預(yù)報和準(zhǔn)確的判定砂、泥巖界面是首要解決的技術(shù)難題；（2）利用水平井技術(shù)開采厚度不足1.5米的超薄油層，國內(nèi)外沒有成功經(jīng)驗可供借鑒；（3）油層超薄，精度要求高，水平段施工中需要對井眼軌跡進行精確的地質(zhì)導(dǎo)向，以保證其準(zhǔn)確地穿行于油層中，軌跡波動的范圍極小；（4）超長裸眼、階梯式水平井，鉆進時泥漿排量偏低，井眼內(nèi)巖屑床現(xiàn)象嚴(yán)重；水平段滑動鉆進時傳壓困難，嚴(yán)重時無法進行滑動鉆進；2021/6/27103FEWD應(yīng)用于哈得遜油田薄層水平井開發(fā)（5）油層太薄，入靶時著陸點的選擇比較困難；（6）在同一彎度馬達的情況下，滑動導(dǎo)向鉆進和旋轉(zhuǎn)鉆進長度比例關(guān)系的選擇比較困難；（7）地層傾角不十分明確，雖然水平段的井斜角設(shè)計為90度，但是實鉆地層存在著一定的傾角，在個別井，地層變化無規(guī)律可尋,地層有時上傾有時下傾且幅度也不一樣;(8)在鉆越油層上下界面時，導(dǎo)向馬達造斜率無任何規(guī)律可尋；同時，在轉(zhuǎn)盤鉆進時井斜角的增降也無規(guī)律。2021/6/27104FEWD應(yīng)用于哈得遜油田薄層水平井開發(fā)開發(fā)超薄油層的技術(shù)關(guān)鍵：（1）、通過已完成超薄油層井的情況看FEWD的作用已非常突出。首先鉆完導(dǎo)眼后，根據(jù)FEWD測井曲線所定油層的位置與實鉆油層位置吻合得較好；第二在水平井段的鉆進中能準(zhǔn)確地反應(yīng)純油層、進出油層、泥巖條帶及純泥巖的特性。另外隨鉆實時測取的地層參數(shù)比電纜測井更接近地層的真實性，因此FEWD隨鉆測量、測井系統(tǒng)是成功開發(fā)超薄油藏至關(guān)重要的手段。（2）、對于超薄油層的開發(fā)，從軌跡控制方面，要從幾何導(dǎo)向的方式轉(zhuǎn)換到地質(zhì)導(dǎo)向的概念上來，使井眼軌跡最大限度地在儲層的最佳位置中運行。（3）、加強對已完成的超薄油層水平井資料的總結(jié)分析，明確在油層厚度不一、儲層物性變化的情況下FEWD電阻率、咖瑪?shù)淖兓闆r，充分而準(zhǔn)確的發(fā)揮FEWD測量系統(tǒng)的地質(zhì)導(dǎo)向作用。2021/6/27105FEWD應(yīng)用于哈得遜油田薄層水平井開發(fā)1、鉆直導(dǎo)眼確定薄油層位置●利用FEWD鉆下部直導(dǎo)眼，通過和電纜測井結(jié)果對比，確定標(biāo)志性地層和薄油層的準(zhǔn)確位置，明確實鉆地層與設(shè)計的偏差，及時對靶點進行調(diào)整。●由于FEWD采用自身的深度追蹤系統(tǒng)，與鉆桿的深度一致，避免了電纜測井時深度誤差，使得確定的地層確定得更準(zhǔn)確。

超薄油層地質(zhì)導(dǎo)向關(guān)鍵點：2021/6/27106FEWD應(yīng)用于哈得遜油田薄層水平井開發(fā)2、根據(jù)儀器地質(zhì)顯示情況，調(diào)整軌跡準(zhǔn)確入靶

哈得油田油層薄，準(zhǔn)確地卡準(zhǔn)目的層界面的垂深、有效確定入靶井斜角是軌跡精確進入油層的關(guān)鍵。利用FEWD的DGR、EWR傳感器對地層反映靈敏的特性，在出現(xiàn)地質(zhì)變化前，及時調(diào)整軌跡，使實鉆軌跡準(zhǔn)確進入真實的目的層。超薄油層地質(zhì)導(dǎo)向關(guān)鍵點：2021/6/27107FEWD應(yīng)用于哈得遜油田薄層水平井開發(fā)●DGR和EWR對地層的伽瑪含量和電阻率反應(yīng)靈敏，地層變化前，這兩種傳感器都有明顯的界面效應(yīng)?！駥嶃@過程中，當(dāng)軌跡將要穿出油層或進入油層時，根據(jù)界面效應(yīng)，就可及時根據(jù)需要調(diào)整軌跡，控制軌跡在油層中穿行。3、隨鉆軌跡監(jiān)控，提高薄油層的穿透率超薄油層地質(zhì)導(dǎo)向關(guān)鍵點：2021/6/27108FEWD應(yīng)用于哈得遜油田薄層水平井開發(fā)自然伽瑪曲線利用自然伽瑪曲線，能準(zhǔn)確的劃分出巖性界面。在隨鉆監(jiān)測中，能清楚顯示軌跡是否脫離油層，結(jié)合垂深、巖屑確定軌跡方向。通過幾口井的資料對比，利用自然伽瑪值，可定量的分析鉆頭進入砂巖或泥巖的深度。2021/6/27109FEWD應(yīng)用于哈得遜油田薄層水平井開發(fā)

表1鉆頭進入砂、泥巖深度與GR的關(guān)系表

井號GR140API深度GR120API深度垂深差(m)FEWD確定的A、C點(m)斜深(m)垂深(m)斜深(m)垂深(m)HD1—9H51115006.3751125006.470.10A點5112.052991010.335301.55010.430.10C點5301.5表2鉆頭1/2位置在砂、泥巖界面與在純泥巖中的GR對比的垂深差

以A、C點為例分析：在斜深5111.00m、垂深5006.37m，GR從140API開始下降至90API，對應(yīng)的斜深5113.50m、垂深5006.57m，垂深差0.2m。該井使用的是215mm鉆頭鉆進，垂深差接近鉆頭直徑（見表1）。鉆頭1/2斜深5112.00m、垂深5006.47m對應(yīng)的GR為120API，這個點正好是FEWD解釋的A點（見表2）。

在斜深5299.00m、垂深5010.33m，GR從140API開始下降到90API，對應(yīng)的斜深5306.00m、垂深5010.56m，垂深差0.23m，與該井使用鉆頭直徑接近（見表1）。鉆頭1/2斜深5301.50m、垂深5010.43m，對應(yīng)的GR為120API，這個深度正好是FEWD解釋的C點（見表2）。2021/6/27110FEWD應(yīng)用于哈得遜油田薄層水平井開發(fā)

根據(jù)表1、表2和舉例分析，鉆頭中線處在砂、泥巖界面時，GR為120API，若上部為泥巖、下部為砂巖，鉆頭在砂巖、泥巖界面之上GR多為140API，鉆頭在砂、泥巖界面之下緊貼砂、泥巖界面，GR值為90API，鉆頭全部進入砂巖，垂深與A點或C點之差大于或等于0.20m，GR為70—80API（如圖1）。從表1、表2和圖1可以看出，140API對應(yīng)的垂深加0.11m和90API對應(yīng)的垂深減0.11m，等于120API對應(yīng)的垂深，即要確定的薄砂層面（A或C點）的準(zhǔn)確垂深。在錄井中確定的A或C點垂深是根據(jù)巖屑巖性、熒光、氣測確定的。它受多種因素的影響，如遲到時間、入靶角度，鉆時快慢等因素影響，是不準(zhǔn)確的（見表1、2）。A、C點垂深確定了，油層軌跡就確定了。用以上方法，用在HD405H井A、C點的確定和油層軌跡的控制，在地層有較大傾斜的情況下，仍取得了理想的油層有效長度。

2021/6/27111FEWD應(yīng)用于哈得遜油田薄層水平井開發(fā)電阻率值的變化預(yù)測巖性的變化哈得地區(qū)FEWD隨鉆油層電阻率值一般在7—8Ω.m，但有時也受油層非均質(zhì)性影響，電阻率值特別高，如HD1—9H、HD1—6H井，AB段油層局部電阻率高達40—50Ω.m。HD1—6H井甚至高達70—80Ω.m。電阻預(yù)測油層深度表井號油層頂斜深(m)垂深(m)

電阻上升斜深(m)垂深(m)趨勢值（Ω.m）到油頂深(m)HD1—9HA點5112.005006.475105.005005.637120.84C點5304.505010.555090.005009.727150.83HD1—6HA點5119.005007.565108.005006.70780.86C點5358.005012.075342.005011.207110.87HD405HA點5132.005009.545115.005008.667100.88C點5384.005014.92

2021/6/27112FEWD應(yīng)用于哈得遜油田薄