定方位射孔仪器测量原理及应用.pdf

定方位射孔仪器测量原理及应用 孙鹏 刘河秀 （大庆油田有限责任公司试油试采分公司黑龙江大庆 163412 ） 摘要：定向射孔技术是近几年出现的新型射孔完井技术。它通过专用的方位测量系统测量射孔孔眼方位。 测量系统包括井下测量仪器和地面控制仪器，井下测量仪器主要由陀螺仪和加速度计构成。本文详细介绍 了方位测量系统的基本原理和实现过程，仪器通过测量地球自转角速度在仪器坐标系上的分量，计算得出 工具面角，进而得到射孔孔眼方向，并以实例阐述了这项技术的应用情况。 关键词：定向射孔；陀螺；坐标变换；地应力 The principle and application of oriented perforation equipment Sun Peng Liu Hexiu (Well-testing Perforating Services, Daqing Oilfield Ltd. Co., Daqing 163412, China) Abstract: Oriented perforation is a new technique emerged in recent few years. It measures the orientation of perforation holes using particular system, which includes underground instrument and controlling instrument on the ground. The underground instrument includes gyroscope and accelerometer. The orientation of perforation hole is obtained by tool face angle, which is calculated from measuring the fraction of earth self rotation angular velocity on the coordinate. This paper introduced the principle and realization of orientation measurement system in details and application of this technique. Keywords: oriented perforation, gyroscope, coordinate transformation, ground stress 1 前言 射孔完井有许多分类方法，从输送方式上可划 分为电缆输送式射孔和油管输送式射孔两种，定向 射孔采用油管输送式射孔完井方式[1] 。 定向射孔技术的工艺原理：在常规油管输送式 射孔管柱中，在射孔器上部接入一个方向与射孔器 孔眼方向一致的标志短节，在深度确定完成后，用 电缆携带井下定向方位测量仪下入油管中，仪器底 部的定向引导槽与标志短节内部的定向引导键配 接，彼此相对固定，这时定点测量定向引导键的方 向，也就间接知道了射孔孔眼的方向。多次旋转管 柱，多次定点测量，直到达到目标方向。起出测量 仪器，起爆射孔器，完成定向射孔过程，图1 为定 向射孔工艺原理图。 该项技术主要包括方位测量仪器和配套的定 向射孔器。其中技术关键是方位测量仪器，它包括 井下仪器和地面仪器两部分。井下定向方位仪的核 图1 定向射孔工艺原理图 心部件是陀螺仪和加速度计。 Fig 1. Schematic diagram of oriented perforation 2 井下定向方位仪 井下定向方位（陀螺）测量仪是九十年代初期发展起来的一种不受地质和周围环境影响 的方位井斜测量仪器。采用的是比较先进的动调式陀螺，具有摩擦小、寿命长、漂移小，精 度高等特点。