中海石油技术服务—定向井公司
MWD 测量技术培训
徐飙
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钻井领域新技术
• • • • • PDC 钻头 油基泥浆 线性震动筛 LWD地质导向 顶部驱动
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勘探开发领域
• • • • 油气井产能预测技术：对储层进行油气产能预测 测井沉积相研究技术 泥浆储层保护技术 核磁共震测井技术：测量层动中流动体孔隙度
• 数据集成与传输技术：
– – – – 地面测试 防砂数据 随钻数据 信息发布
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介绍目录
测量技术基础的介绍 地磁场的理论 测量数据的比较 作业中存在的问题 仪器的静态测试
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测 量 技 术 基 础 简 介
• 在现代钻井工程中，定向钻井技术的发展相当 快，从钻小斜度小位移的普通定向井发展到能钻 大斜度大位移的高难度定向井，进而发展到钻水 平井等特殊工艺井。
• 稳定磁场是地磁场的主要部分，是来描述地球表面的地磁场 • 分布规律的。
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电子类的磁性测量仪器（ESS，MWD）
•都是以地磁北极为测量基准。 •目前现场使用的较先进的电子类磁性 测 •量仪器，在进行测量前必须输入当地的 •磁场强度值和磁偏角值，做为测量结果
地磁场与测量仪器的关系
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坐标校正
• 坐标系： 井斜角方位角井下测量是以地磁北为基 础，在最终输出结果是以地理北为测量基准。关键 词---地理北；地磁北；网格北 • 相互关系：Grid North= True North + 收敛角 • North= 地磁北 + 磁偏角 • 校正以下参数： 收敛角—在高斯坐标系中的纵线 与地理坐标的纵线之间的夹角。磁偏角—地理坐标 纵线与地磁坐标纵线的夹角。
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方位校正
•
校正方位角是根据磁场校正理论计算出来的井斜 角和方位角。 • 磁干扰主要作用在钻柱轴向Bz上，所以采用开始 测量前人工输入当地磁场强度和地磁偏角来计算出Bz 理论值代替Bz实际值，并与实际测量得出的Bx和By值 一起可以计算出井斜和方位角。 • 研究表明，在大斜度井和水平井的井斜角方位角 的测量中，当井眼朝向接近正东或正西的方位钻井时， 只能采用短钻铤方法，才能保证测量精度。
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油田生产领域
• • • • • • 氮气泡沫修井技术 化学堵水技术 储层动态监测技术：水油界面的推移规律 井眼稳定性分析技术：防止泥浆漏失和井壁垮塌 低密高强固井技术：松软地层的固井 泥浆侵入深度预测技术：对测井射孔提供参考
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数字集成方面
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测量计算公式 1
• • • • • • 井斜角= Arc tan Gxy/Gz Gxy=( Gx² +Gy² )½ Gtotal= (Gx² + Gy² + Gz² )½ Btotal= (Bx² + By² + Bz² )½ 高边工具面=Arc tan Gy/ -Gx 磁工具面=Arc tan Bx/By
•的计算依据。
•我们所钻井眼的井斜角方位角的测量基
•准是地理北极。而井下仪器测量是以地
•磁北极为基准的。
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磁场参数影响测量精度
•
目前现场使用的较先进的电子类磁性测量 仪器，在进行测量前都必须输入当地的磁场强 度值和磁偏角值，来作为测量结果的计算依据。 • 我们知道测量仪器本身的设计参数允许误 差作为检测点是否受地磁异常和钻柱轴磁干扰 影响的依据。（磁偏角± 3度，Btotal ± 0.3uT） • 测量值超过出该范围，该方位测量值是不 能用的。---由地磁异常或邻井套管造成的
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测量计算理论
井眼轨迹是由井斜角,工具面角,和方位角的测量值 来描述的.这些值是由磁通们+重力计提供.. • 方法1(标准法)—用测得的Bx,By,Bz,工具面角,井斜角来 计算得出Az1(由于Bz受到干扰而引起误差,方位角会有 最大的误差) • .方法2(短钻铤法)---在方位角中的Bz分量不参加计算所 得出的值为Az2。(不用有误差的Bz来代入公式,而用 Bz1代替Bz.它是由地磁场感应强度Be,地磁倾角Dip,和 实测值Bx,By四个数据计算得到.)
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测量的计算理论
井眼轨迹是由井斜角,工具面角,和方位角的测量值 来描述的.这些值是由磁通们+重力计提供.. • 方法1(标准法)—用测得的Bx,By,Bz,工具面角,井斜角来 计算得出Azi-1(由于Bz受到干扰而引起误差,方位角会 有最大的误差) • .方法2(短钻铤法)---在方位角中的Bz分量不参加计算所 得出的值为Azi-2(不用有误差的Bz来代入公式,而用Bz1 代替Bz.它是由地磁场感应强度Be,地磁倾角Dip,和实测 值Bx,By四个数据计算得到.)
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地磁场理论
• 基本特性—由地磁学可知有四个特点 •
地球表面的地磁南极和北极极性相反 。 • 地磁场是一个弱磁场，其表面的平均磁
• 感应强度为 0.05 mt。
• 地磁场是随时间变化的，他的变化来源 • 于地球内部的物质运动。
• 地磁场B主要由内部的稳定磁场和外部的变化磁场组合成的。
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测量计算公式 2
磁通门传感器(Bx,By,Bz),重力加速度计(GxGyGz)。 (井斜角θ,方位角Azi,工具面角ω)
Azi= tg-1[(-BxSinω+ByCosω)/Cosθ(BxCosωBySinω)+BzSinθ 一般来讲：Bz 的值较大，但在无磁干扰时较稳定。
•测量设备也随着工业技术的发展也在不断地更新。 从磁性单点多点的照相测斜仪发展到电子多点测 斜仪 ESS，进而发展到有线随钻测斜仪 SST 和无 线随钻测斜仪 MWD。
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测 • 他们测量的基准都没有改变—与大地有关 量 技 •电子类测量仪器的传感器主要是大地重力场的重 力加速度计和敏感大地磁力场的磁通们。 术 具备定向井测量技术基础才能钻出高精度的定向 基• 井。 础 •测量技术基础包括有：磁场理论 地磁参数的应 简 用 测量数据比较。 介