井斜控制技术的应用研究

井斜控制问题一直是国际钻井界给予充分重视的技术问题。 本专题应用鲁宾斯基的井斜控制理论（八十年代新成果），统计了40口井的资料，求出了江苏地区地层的各向异性指数值，使钻井设计和施工有了可靠的依据。 本专题研究应用鲁宾斯基的微分方程，开发了控斜设计的计算机软件，改变了以往繁杂的手工计算，提高了计算的速度与精度。 为了能随时检测井斜，研制了SC－III型单参数随钻测斜仪，该仪器设计新颖、工作可靠，采用“双轴双摆”机构，经现场试验具有使用方便、测斜范围大、可自动调节等优点，填补了国内空白，已获国家专利。 由以上三项研究成果，建立了较为完整的井斜控制技术体系，使井斜控制技术从凭经验控制提高到了科学控制的程度。 2100433B

中文名称

井斜测井

英文名称

inclination logging

定　　义

测量钻孔倾斜方位和角度的测井方法。

应用学科

煤炭科技（一级学科），煤田地质与勘探（二级学科），煤田地球物理勘探（三级学科）

井斜平面图（英文：drill-hole inclination plan），石油与天然气地质学术语。

释文：表示一口井井筒的弯曲在水平面上的投影。作法是每隔一定井深测一个井斜点,测出其井斜方位和井斜角,算出每个测斜井段的水平投影长度,取井口为原点、横轴为东西方向、纵轴为南北方向,从井口开始逐段向下画出各测斜段的倾斜方位和斜井身的水平投影,即得井斜平面图。2100433B

释义

井斜仪（测斜仪）（inclinometer；clinometer ，gradiograph）早期常用的井斜仪主要采由机械摆锤式倾角测量系统和磁罗盘方位测量系统两部分构成。倾角测量系统的摆锤带动一个弧形电位器的滑臂。当仪器随钻孔轴线倾斜时，重力作用于摆锤带动电位器滑臂取得与倾角成比例的电位信号，测量此电位差便得知倾角的大小。方位测量系统是由一环形电位器和一个磁针组成。磁针是用来指向地球磁北，测量时还充当环形电位器的滑动臂。测量方位前，磁针是跟随地磁场自由转动，要测量时通过锁紧装置把磁针与环形电位器接触（滑动臂）上，输出的电位差与方位角成比例。这种仪器在钻孔内一般只能点测，也只能用于非磁性地层的钻孔中。在有磁性的地层钻孔中、钻杆中、钢套管孔内，就要使用不依赖地磁场确定方位的测量方法，比如用陀螺仪来确定方位。安装在三自由度平衡框架里高速旋转的转子就构成了一种陀螺系统，它具有定向特性。在地面对准一个方向启动陀螺，它就一直保持在这个方向上，如同前面提到的磁针一直保持在地磁北向一样，陀螺保持的方向要事先用其它方法来确定，称作起始方位。仪器测量的钻孔方位是相对起始方位来说的，即相对陀螺启动时的方向所转过的角度。过去的陀螺测斜仪全是采用这种框架式机械陀螺元件来相对测量方位。历史上曾经出现过另外一些井斜仪，如腐蚀法井斜仪、照相法井斜仪、磁浮球井斜仪，其原理都较为简单。基本上都是利用重力和地磁场力对机械装置的直接作用，再用各种特殊的方法记录机械装置的状态位置来指示钻孔倾角和方位角。现代最新的井斜仪全都采用测量部分无活动部件的结构方式。由于无活动部件，仪器抗震性、可靠性、灵敏度、精度等各项性能指标都有很大的提高。按测量确定方位的方法不同，还应该分为地磁北方位测斜仪和地极北方位测斜仪两大类。它们测量倾角的方法差不多，都是用重力加速度计来实现。前者是用磁敏传感器测出地磁场的水平分量及与仪器座标的关系来计算钻孔方位角。后者是用高灵敏度陀螺元件测出地球自转角速度矢量的水平分量及与仪器座标的关系，然后计算钻孔方位。井斜仪是最古老的地质仪器种类之一，发展到现在出现了许多特殊用途的仪器。比如可用于岩土工程施工、土建工程、地质灾害监测等行业的位移测斜仪，水平孔测斜仪，用于地质、煤层气、石油勘探等行业定向钻进的随钻测斜仪等等。按使用方法不同可分为有线测量井斜仪，无线遥控测量井斜仪，定时测量井斜仪等等。2100433B