【7A文】侧钻开窗方位和井筒轨迹控制.ppt

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1、侧钻开窗方位和井筒轨迹控制方法汇报提纲一、陀螺仪选型二、陀螺测井定向理论基础三、陀螺定向工具面确定工艺改进四、井筒轨迹控制五、应用实例引言近年来开窗侧钻井技术得到了大力的推广，开窗质量和井眼轨迹控制是其中的关键工艺。使用斜向器的导方位和造斜作用，完成侧钻开窗钻井是目前广泛应用的工艺技术，采用斜向器开窗侧钻工艺的关键是斜向器在井眼中的准确定位，本文就结合老井轨迹和侧钻井靶标相关参数完成斜向器工具面角计算和工艺控制以及钻井轨迹的控制提出了相关的思路。一、陀螺仪选型机械陀螺半导体陀螺光纤陀螺陀螺类型目前广泛应用于手机等电子产品，高温对其精度等级影响较大。精度高、连续测量，但尺寸较大，目前最

2、小测井仪器70mm分为框架和绕性两种陀螺，点测，其中绕性陀螺实现了自寻北综合考虑我们使用了直径45mm的TLCX绕性动调陀螺，满足3½″钻杆水眼直径57mm的需要。二、陀螺测井定向理论基础第一次转动是坐标系XYZ绕OZ轴负方向转动角A，此即方位角，得到坐标系x1y1z1；第二次转动是坐标系x1y1z1绕oy1轴负方向旋转角度I，此即倾斜角，得到坐标系x2y2z2第三次转动是坐标系x2y2z2绕oz2轴负方向旋转角度T，此即工具面角，得到坐标系xyz二、陀螺测井定向理论基础通过陀螺测量获得地球自转角速度在正交三维空间的各项分量，通过加速度计获得重力角速度分量，复合计算获得井斜、方位和工具

3、面角。由此我们可以通过陀螺测井获得测量点的状态信息，经过座键和初始角校正得到斜向器的方位（＜3°使用陀螺工具面、≥3°使用重力工具面）。三、陀螺定向工具面确定和工艺改进3.1导向引鞋的改进3.2工具面角的确立3.3开窗工具面设计软件的编制3.1导向引鞋的改进原装TLCX陀螺中心减震器短节上有座键开槽，但其与仪器自身的工具面角间存在刻度转换关系，其定位杆在座键时成为障碍由此做了相应的改动。三、陀螺定向工具面确定和工艺改进3.2工具面角的确立三、陀螺定向工具面确定和工艺改进四相限定位计算方法八相限定位计算方法十二相限定位计算方法计算难度不断加大3.2工具面角的确立三、陀螺定向工具面确定和工

4、艺改进序号工具面角开窗相象限位置开窗目的造斜控制特点10°第四象限与第一相限交界处增斜稳方位井斜变化率最大，方位变化率为0200—-900第四象限上半部增斜减方位井斜变化率大于方位的变化率3-900—-450第四象限下半部增斜降方位井斜变化率小于方位变化率4-900第三象限与第四象限交界处稳斜降方位井斜变化率为0，方位变化率最大5-900—-1350第三象限上半部降斜减方位井斜变化率小于方位变化率6-1800—-1350第三象限下半部降斜降方位井斜变化率大于方位变化率71800第三象限与第二相限交界处降斜稳方位井斜变化率最大，方位变化率为081350—1800第二象限下半部降斜增方位井

5、斜变化率大于方位变化率9900—1350第二象限上半部降斜增方位井斜变化率小于方位变化率10900第一象限与第二相限交界处稳斜增方位井斜变化率为0，方位变化率最大11450—900第一象限下半部增斜增方位井斜变化率小于方位变化率1200—450第一象限上半部增斜增方位井斜变化率大于方位的变化率三、陀螺定向工具面确定和工艺改进软件的设计思路是将地层数据的数字化和相关计算的图形化，具体功能的实现方法如下：1.利用数据库完成空间点的赋值定位。2.根据参数输入完成3D成像显示3.根据工程需要定义计算方法，动用相关空间点数据参与计算，形成新的图形数据库。3.3开窗工具面设计软件的编制三、陀螺定向

6、工具面确定和工艺改进3.3开窗工具面设计软件的编制三、陀螺定向工具面确定和工艺改进四、井筒轨迹控制通常，井眼质量考核是考虑在规定井深处，井眼轨迹是否穿越以靶心、靶半径构成的空间靶圈，也就是常说的中靶考核，这时工程人员的注意力在于是否中靶，对于整个井筒轨迹的质量的控制缺乏考核指标。为此我们提出两种考核手段，中靶精度和轨迹符合率，一个基于这两个参数的趋势判断，用来考核和控制轨迹质量。以往这几个考核指标因为计算量大，不好在实际中展开应用。我们利用开窗辅助软件中数据库和空间计算的特点，进一步扩展，使得相应的计算变得非常容易，一些原来停留在理论上的技术指标能够在现场得以实现。四、井筒轨迹控制4.

7、1中靶精度4.2轨迹符合率4.3轨迹趋势判断四、井筒轨迹控制4.1中靶精度中靶精度考核实际井眼轨迹穿越平面靶时的质量，离靶心越近，精度越高。评判标准：中靶精度＜0脱靶；0～0.6合格；0.6～0.85良好；≥0.85优等。中靶精度示意图设计轨迹确定后，通过监测实钻轨迹与之的差别，可以考核实钻过程中的轨迹质量。完美的井眼轨迹涉及的各种因素很多，目前我们将钻井井筒设计作为标准轨迹，具体做法是对相同垂深上的两个轨迹距离进行加权处理，得出两条轨迹间的平