导向钻井技术的发展与应用.ppt

* 31 Geo-pilot长的稳定平台刚性高、直径大，具有较大地井下不安全性，对泥浆性能和井壁稳定性的要求较高。 Auto track和Geo-pilot稳定平台存在微小的漂移；Power Drive稳定平台只是相对稳定，两边摆动的幅度可达到90°，一定程度上影响了工作效率。 * 32 Power Drive和Auto track都需要测向切削能力较强的钻头 而Geo-pilot沿用SlickBore钻头 * 33 旋转导向钻井的优 点 更少的每桶成本 更少的进尺造价 与/或 与/或 稳定的偏离 由井下工具控制 无关于钻头扭矩. 避免 调整工具面所遇困难 定向时连续地转动 更清洁井眼 高井斜所带来的困难 由连续转动的钻杆所克服 平滑的井眼 井眼的曲折由更好的定向所减少 更少的磨阻 改善对钻压的控制 减少卡钻风险 完井费用降低 作业更简单 油层中良好的定向 更长的水平井段  更少的开发井 更长的大位移井 可接受的磨阻 节省时间 更快地定向 减少划眼 与/或 更少的平台 * 34 优化钻头切削齿结构 优化钻井参数 钻具连续旋转 不因滑 动钻进而降低机械钻速 更好的 井眼清洁 更少的划眼 机械钻速的全面提高 旋转导向钻井改善了机械钻速 * 35 三、RNDS原理简介 我公司利用人才和设备资源优势，研究开发了一套地面控制旋转导向钻具系统，本系统与Baker Hughes IN-TEQ公司研制的井下闭环钻井系统RCLS（Auto Track）的原理基本相同，都属于静止式旋转导向钻井系统；整个系统包括井下旋转导向工具、地面计算机信息终端、井下MWD测量系统。由钻井液脉冲信号控制，具有井下-地面双向通讯功能。 本系统设计原理和结构简单，性能可靠，使用成本低，适应性强，与国外同类型产品相比，具有其独特的优越性。 * 36 力学原理图 合力方向 旋转轴 非旋转套筒 * 37 工作原理示意图 旋转导向工具 MWD 上稳定器 * 1 欢迎各位领导专家光临指导 * 2 导向钻井技术的发展与应用 胜利钻井定向井公司 LIMIN QIN * 3 一、引言 随着科学技术的高速发展，特别是计算机技术的应用和发展，使自动化控制技术变得简单和实用，钻井技术也已经逐步向着自动化方向发展。垂直钻井技术已经达到了井下闭环控制阶段，基本实现了自动化钻井。三维控制的定向井、水平井还没有完全实现闭环控制钻井。 * 4 自动化钻井主要可分为两种方式，即大闭环控制方式和井下闭环控制方式。 * 5 * 6 浅释 就两种控制方式对比，井下闭环控制应该更简单和更准确，人们也是正向着这方向发展；但是井下闭环控制的井下工具研制技术也是比较困难的。 特别是加入地质参数测量和卫星数据实时传输，基地建立油井地球物理模型，就可实现自动化地质导向钻井。 * 7 组织机构 * 8 二、导向钻井技术的发展 导向钻井是从80年代开始逐步发展起来的具有革命性的钻井技术，特别是旋转导向钻井技术是大位移延伸井轨迹控制的关键技术，它可以克服大位移带来的高的摩阻和扭矩，是实现自动化钻井的最关键的组成部分；又是解决垂直钻井、超薄油藏水平钻井（近钻头井斜测量）的有效方法。 目前，国外已有许多公司研究和使用旋转导向系统，我国目前仅处于理论研究与开发阶段，随着大位移井的研究和推广应用，研究开发旋转导向系统是非常必要的。 * 9 1、井眼轨迹控制理论的发展 井眼轨迹控制技术所要研究的对象是一个多目标的、具有多种干扰因素的复杂系统。在钻井工程发展初期，该系统堪称是黑色系统。随着多方面理论的研究（包括BHA分析、岩石力学研究、地层作用分析、钻头分析等），在一定程度上提示了该系统内某些参数之间的相互联系与作用机理，增加了系统透明度。就目前的认识水平来看，该系统尚属灰色系统。 * 10 如果一个控制系统不受外界的随机干扰而只受输入的控制，则称此系统为确定性控制系统。 如果最优控制u*(t)是系统X(t)的反馈控制，则称此控制为闭环控制。 若系统的输出量对系统的控制作用没有影响，不管当时系统处于什么状态，控制规律都按控制函数u(t)执行，这种控制方式称为开环控制。 控制的概念 * 11 2、影响井眼轨迹控制的主要因素 1、底部钻具组合。 BHA的类型（滑动导向或旋转导向的工具）、结构（钻头类型，稳定器个数、直径，各跨长度、刚度等等）。 2、底部已钻井眼的几何形状（井眼的方向、空间位置以及井眼直径等）。 3、钻井工艺参数（钻压、转速、排量、泵压