序言：
在上一集里，我們介紹了鉆具組合和噴嘴的安裝及造成的壓力降，也拿出了一些技術(shù)員的經(jīng)驗(yàn)。如果同一口井，一個(gè)深度，同樣的泵在鉆頭(14*15*16)+螺桿+一根鉆鋌+上部鉆具組合的情況下，開(kāi)泵循環(huán)有16Mpa的壓力，而后鉆頭卸去噴嘴，甩掉螺桿和鉆鋌就接上部鉆具在同一個(gè)井深，同一個(gè)泵，同種泥漿性能下開(kāi)泵循環(huán)卻只有13Mpa，請(qǐng)問(wèn)那3個(gè)Mpa從哪來(lái)的？那么螺桿造成了壓降會(huì)使鉆頭的壓降忽略不計(jì)嗎？請(qǐng)同學(xué)，朋友們思考一下！
今天這一集，我們主要介紹定向方面的一些知識(shí)，很淺顯，僅用于現(xiàn)場(chǎng)的操作。
正文
一．井口操作
我們經(jīng)常碰見(jiàn)的井大都是定向井，就算有直井，也會(huì)打偏而定向糾偏。
那么在打一口定向井，或者水平井時(shí)，對(duì)直井段的要特別注意，必須要加以控制。參看資料1中對(duì)3000米內(nèi)，地層傾角大于30度的井有水平位移的要求，一般可以通過(guò)單點(diǎn)測(cè)斜來(lái)獲得當(dāng)前井斜，方位的數(shù)據(jù)。在起鉆前把多點(diǎn)從鉆柱內(nèi)投到靠進(jìn)鉆頭處，然后在起鉆過(guò)程中利用每起一個(gè)立柱靜止卸口的時(shí)間進(jìn)行測(cè)量和記錄。也就是說(shuō)每上提一柱，司鉆在本子上記錄當(dāng)前時(shí)間。起鉆完后將一起把記錄本和儀器送到定向服務(wù)中心做數(shù)據(jù)分析來(lái)了解當(dāng)前井的軌跡，如果需要提前下入定向儀器糾偏，會(huì)打電話聯(lián)絡(luò)什么時(shí)候上定向的儀器和人員。
井下定向法是先用正常下鉆法將造斜工具下到井底，然后從鉆柱內(nèi)下入儀器測(cè)量工具面在井下的實(shí)際方位；如果實(shí)際方位與預(yù)定方位不符，亦可在地面上通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)將工具面扭到預(yù)定的定向方位上。在定向組合鉆具入井時(shí)，我們經(jīng)常看見(jiàn)定向工程師在井口量角差。這個(gè)角差是有螺桿上的高邊方向線和定向接頭上的定向鍵組成。
上圖中的紅圈里的線就是螺桿的高邊線，它是彎螺在井下定向時(shí)所鉆進(jìn)的方向。
上圖為定向儀器乘載的定向接頭的結(jié)構(gòu)圖。
上圖的上面的鉆具為螺桿，下圖將定向接頭的定向鍵和高邊方向線平移到同一個(gè)平面來(lái)計(jì)算角差。從高邊順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到頂直接頭鍵的位置，用直尺量是多少，在量出一圈的周長(zhǎng)，則可以算出角差是多少度，在司鉆顯示器和軌跡控制軟件上所顯示的出的工具面是已經(jīng)把角差帶入后計(jì)算好的。
上圖是司鉆讀出器，讀出當(dāng)前的井段數(shù)據(jù)。圖中象雷達(dá)一樣的就是工具面，詳細(xì)作用可以參考資料2，書(shū)中有詳細(xì)的敘述。那么這個(gè)雷達(dá)一樣的工具面有什么作用呢？把它用360度來(lái)劃分，那么當(dāng)紅線指零度時(shí)是增斜，指180度時(shí)是降斜，90度時(shí)是增方位，270度是降方位。在特殊井軌道設(shè)計(jì)這個(gè)軟件中，這四個(gè)度指起著非常重要的作用，我們?cè)谙旅嬉还?jié)的內(nèi)容里會(huì)介紹它是如何重要的。
某時(shí)刻，我們測(cè)的工具面如上圖所示的位置，我們這時(shí)候需要全力增井斜，應(yīng)該怎么辦？所給的鉆進(jìn)參數(shù)是120KN，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)10KN=10度，當(dāng)我們加了120KN鉆壓時(shí)，紅線是否能擺到0度的位置上呢？不一定，我們要考慮反扭角。
動(dòng)力鉆具在工作中，液流作用于轉(zhuǎn)子并產(chǎn)生扭矩，傳給鉆頭去破碎巖石。液體同時(shí)也作用于定子，使定子受到一反扭矩。此反扭矩將有使鉆柱旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，但由于鉆柱在井口處是被鎖住的，所以只能扭轉(zhuǎn)一定的角度，此角稱為反扭角。
現(xiàn)場(chǎng)中，我們?cè)谵D(zhuǎn)盤(pán)做一道記號(hào)，調(diào)整工具面，在加壓使紅線到0度位置。另外一種方法是，接完單根，定向工程師不做要求，讓司鉆加壓到120KN直接打，看工具面前后的變化，知道120KN下反扭角有多少(在工具面穩(wěn)定的狀況下，這幾分鐘的忙打不會(huì)有多少進(jìn)尺，也不會(huì)影響到定向作業(yè))。然后準(zhǔn)確的調(diào)整工具面。
二．軟件操作
先來(lái)介紹下，一般下井的定向儀器的結(jié)構(gòu)與功能。
儀器是將傳感器測(cè)得的井下參數(shù)按照一定的方式進(jìn)行編碼，產(chǎn)生脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)控制伺服閥閥頭的運(yùn)動(dòng)，利用循環(huán)的泥漿使主閥閥頭產(chǎn)生同步的運(yùn)動(dòng)，這樣就控制了主閥閥頭與下面的限流環(huán)之間的泥漿流通面積。在主閥閥頭提起狀態(tài)下，鉆柱內(nèi)的泥漿可以較順利地從限流環(huán)通過(guò)；在主閥閥頭壓下?tīng)顟B(tài)時(shí)，泥漿流通面積減小，從而在鉆柱內(nèi)產(chǎn)生了一個(gè)正的泥漿壓力脈沖。定向探管產(chǎn)生的脈沖信號(hào)控制著主閥閥頭提起或壓下?tīng)顟B(tài)的時(shí)間，從而控制了脈沖的寬度和間隔。主閥閥頭與限流環(huán)之間的泥漿流通面積決定著信號(hào)的強(qiáng)弱，我們可以通過(guò)選擇主閥閥頭的外徑和限流環(huán)的內(nèi)徑尺寸來(lái)控制信號(hào)強(qiáng)弱，使之適用于不同井眼、不同排量、不同井深的工作環(huán)境。實(shí)際上，整個(gè)過(guò)程涉及到如何在井下獲得參數(shù)以及如何將這些數(shù)據(jù)輸送到地面，這兩個(gè)功能分別由探管和泥漿脈沖發(fā)生器完成。
定向探管
這種測(cè)斜儀是利用當(dāng)?shù)匾阎闹亓?chǎng)和地磁場(chǎng)做為基準(zhǔn)定義方向參數(shù)的，并利用定向探管坐標(biāo)系與基準(zhǔn)的相互關(guān)系計(jì)算出方向參數(shù)，因此需要建立探管測(cè)量頭坐標(biāo)系是很自然的。
X、Y、Z、O直角坐標(biāo)系的XOZ平面與T形槽定位面平行，而Z軸平行于測(cè)量頭軸向。三個(gè)加速度計(jì)Gx、Gy、Gz和三個(gè)磁通門(mén)Bx、By、Bz的敏感軸分別平行于OX、OY、OZ。因此，前者可以感受重力場(chǎng)的重力加速度在三個(gè)方向上的分量，后者感受地磁場(chǎng)在三個(gè)方向上的分量。當(dāng)這些傳感器感受輸入量時(shí)，與其伺服電路一起將輸入量變換成與之對(duì)應(yīng)的輸出電壓。溫度敏感頭及其電路，將溫度變換成輸出電壓（VT）。這7個(gè)輸出電壓和一個(gè)基準(zhǔn)電壓（VR）及電源電壓（VD）共9個(gè)電壓經(jīng)多路開(kāi)關(guān)依次輸入到V/T變換器，經(jīng)8次采樣平均之后形成一組輸出脈沖串（P8），這一脈沖串和同步脈沖（PS）在電壓時(shí)間變換器內(nèi)部通過(guò)與門(mén)形成P0，并輸入到CPU處理單元，CPU把這一脈沖串的各脈沖間隔變成數(shù)字量，并可以解算出工具面、井斜、方位等參數(shù)的值。CPU進(jìn)一步將這些參數(shù)進(jìn)行編碼，形成脈沖串，驅(qū)動(dòng)后續(xù)電路工作。
伽馬探管
伽馬探管是綜合測(cè)量地殼巖層自然放射性強(qiáng)度的儀器。由于地殼巖層中存在自然放射性核素（主要是鈾（U238）、釷（TH232）、鉀（K40）），在自然衰變時(shí)放射出γ射線，測(cè)井時(shí)用γ射線探測(cè)器沿井眼實(shí)時(shí)進(jìn)行地殼巖層的測(cè)量，得到地層剖面的自然伽馬記錄。
根據(jù)地球化學(xué)和地球物理學(xué)知識(shí)可知，地殼巖層的巖性（如：巖層的種類、生成方式、沉積環(huán)境、形成年代等）與其自然放射性γ射線強(qiáng)度有著一定的聯(lián)系，結(jié)合其它測(cè)井方法的測(cè)量結(jié)果即可有效的推測(cè)生油巖層，這也是自然伽馬測(cè)井應(yīng)用的主要目的。
無(wú)線伽馬與有線伽馬測(cè)井相比，除有效的完成自然伽馬測(cè)井記錄外，還具有眾多突出優(yōu)點(diǎn)，首先，無(wú)線伽馬測(cè)井記錄具有更高的可信度，因?yàn)樵诘貙颖汇@開(kāi)很短的時(shí)間內(nèi)即進(jìn)行測(cè)量，地層暴露時(shí)間較短，受泥漿沖洗較少，記錄更真實(shí)可靠；其次是測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)鉆井施工具有較好的指導(dǎo)作用，可以優(yōu)選鉆井參數(shù)，提高鉆井功效，降低鉆井成本；再有，可以有效回避風(fēng)險(xiǎn)，降低鉆井事故的發(fā)生率；還有，在水平鉆井作業(yè)中，可以根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)有效的調(diào)整鉆井方位，使井眼有效的穿越儲(chǔ)集層，提高礦藏的采收率和經(jīng)濟(jì)效率；另外，還可以有效的在鉆井事故發(fā)生時(shí)獲得第一手有效的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，避免寶貴數(shù)據(jù)的丟失。
泥漿發(fā)生器
泥漿脈沖隨鉆測(cè)斜儀是通過(guò)電磁機(jī)構(gòu)控制閥門(mén)頭與限流環(huán)之間的流通面積，進(jìn)而引起在鉆桿內(nèi)流動(dòng)的泥漿壓力產(chǎn)生變化，達(dá)到傳輸信號(hào)的目的。由電磁機(jī)構(gòu)直接帶動(dòng)閥門(mén)頭需要相當(dāng)大的功率，在井下實(shí)現(xiàn)是不現(xiàn)實(shí)的，在設(shè)計(jì)中，采用了利用流動(dòng)的泥漿由伺服閥閥頭帶動(dòng)主閥閥頭的方式。如下圖所示，沒(méi)有信號(hào)時(shí)，伺服閥閥頭處于壓下?tīng)顟B(tài)，在無(wú)磁鉆鋌內(nèi)高速流動(dòng)的泥漿在限流環(huán)處產(chǎn)生反向的壓力，使主閥閥頭提起，彈簧被壓縮，主閥閥頭與限流環(huán)之間的流通面積較大，泥漿可以快速通過(guò)，鉆桿內(nèi)泥漿的壓力較小。當(dāng)有信號(hào)時(shí)，如圖4所示，伺服閥閥頭被提起，泥漿可以從伺服閥閥頭處流入，儀器內(nèi)外的壓力平衡，原來(lái)被壓緊的彈簧將釋放，主閥閥頭與限流環(huán)之間的流通面積減小，鉆桿內(nèi)泥漿的壓力將升高，信號(hào)被傳輸出去。
遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理操作
遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理器（司顯）具有顯示隨鉆測(cè)量數(shù)據(jù)、脈沖波形、簡(jiǎn)短文字消息和為立管壓力傳感器提供電氣接口的功能。通過(guò)該設(shè)備，操作者可以將立管壓力信號(hào)傳送到井臺(tái)下的專用數(shù)據(jù)處理儀，并實(shí)時(shí)獲取地面解碼數(shù)據(jù)。對(duì)于屏幕上顯示的內(nèi)容，用戶既可以通過(guò)鍵盤(pán)在井臺(tái)上調(diào)整，也可以通過(guò)通信聯(lián)系在計(jì)算機(jī)軟件上做遠(yuǎn)程調(diào)整。
1． 度盤(pán)/消息區(qū)
該區(qū)域用于顯示定向度盤(pán)或來(lái)自于計(jì)算機(jī)的短消息（用1鍵切換）。作為度盤(pán)顯示時(shí)，用戶可以指定其顯示的內(nèi)容（即從井斜、方位、工具面中選擇一個(gè)作為度盤(pán)指針?biāo)甘镜臄?shù)據(jù)）。度盤(pán)上顯示的指針共有五段，從內(nèi)圈到外圈依次代表從最新到最舊五個(gè)不同時(shí)間的解碼數(shù)據(jù)；每一段的指針是等腰三角形（空心三角形指針代表重力工具面，否則為磁性工具面），其頂角所指即是其代表的角度。作為短消息顯示時(shí)，該區(qū)域的左上方顯示消息的序號(hào)（最多16條，用↑，↓鍵可翻閱），其余部分顯示消息內(nèi)容；若文字較長(zhǎng)，會(huì)自動(dòng)折行顯示；若在新消息到來(lái)之前已經(jīng)設(shè)置了自動(dòng)顯示消息（用3鍵切換），則新消息在收到后會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)在屏幕上，否則需要用戶手動(dòng)顯示消息（即通過(guò)切換度盤(pán)/消息或前后翻閱來(lái)顯示新收到的消息）。
2． 數(shù)據(jù)區(qū)
該區(qū)域位于屏幕的右上方，主要用于顯示各種數(shù)據(jù)的數(shù)值。在該區(qū)域最上方顯示當(dāng)前工作狀況：工作/空閑（當(dāng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理儀連接到系統(tǒng)中，并且計(jì)算機(jī)一側(cè)正在處于解碼工作狀態(tài)時(shí)，顯示為工作，否則為空閑），以及當(dāng)前的日期/時(shí)間（該時(shí)間在計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理儀建立通信聯(lián)系時(shí)自動(dòng)校準(zhǔn)，也可由用戶在計(jì)算機(jī)軟件中的“司顯設(shè)置”窗口中校準(zhǔn)，校準(zhǔn)用的時(shí)間基準(zhǔn)取自計(jì)算機(jī)時(shí)鐘）。接下來(lái)的部分用較大字體顯示主要的測(cè)量數(shù)據(jù)（井斜、方位、工具面、立管壓力等），用較小的字體顯示相對(duì)次要的測(cè)量數(shù)據(jù)（定向傳感器采樣值、電壓、溫度等）。數(shù)據(jù)顯示格式為數(shù)據(jù)名稱+數(shù)據(jù)值。數(shù)據(jù)值均來(lái)自于計(jì)算機(jī)的解碼輸出，并且與計(jì)算機(jī)同時(shí)更新。在井斜、方位、工具面三個(gè)數(shù)據(jù)前，由一個(gè)“??”狀的標(biāo)志來(lái)指出當(dāng)前度盤(pán)指針?biāo)甘镜臄?shù)據(jù)內(nèi)容（即度盤(pán)指示的是井斜、方位，還是工具面）；在度盤(pán)顯示方式下，通過(guò)“↑，↓”鍵可以移動(dòng)該標(biāo)志的位置，從而選擇度盤(pán)顯示內(nèi)容。最新解碼的數(shù)據(jù)其數(shù)據(jù)名稱會(huì)高亮（即反白）顯示；磁性工具面的數(shù)據(jù)值會(huì)高亮（即反白）顯示。
3． 波形區(qū)
波形區(qū)位于屏幕的下方，用于描繪當(dāng)前立管壓力的波形。波形顯示的橫坐標(biāo)軸為時(shí)間，縱坐標(biāo)軸為壓力（以千帕為單位），隨計(jì)算機(jī)一側(cè)同步調(diào)節(jié)。
4．狀態(tài)區(qū)
該區(qū)域位于屏幕的最下方，用于顯示一些提示信息。是否自動(dòng)顯示消息的狀態(tài)即顯示在該區(qū)域的最右側(cè)，反復(fù)按3鍵，即可看到該狀態(tài)顯示在變化。
淺層測(cè)試
儀器裝入套管后，即可開(kāi)泵進(jìn)行淺層測(cè)試。觀察脈沖信號(hào)的波形，并可繼續(xù)測(cè)出一組數(shù)據(jù)，以判斷儀器是否工作正常。若出現(xiàn)異常需要取出儀器進(jìn)行檢查、采取相應(yīng)措施，必要時(shí)也可以更換有關(guān)部件。
軟件的主窗口被分成了多個(gè)區(qū)域，用于顯示不同種類的數(shù)據(jù)，它們分別是：立管壓力值顯示區(qū)、度盤(pán)顯示區(qū)、數(shù)據(jù)顯示區(qū)及波形顯示區(qū)，下面分別加以介紹。
立管壓力值顯示區(qū)
以柱狀圖和數(shù)值方式顯示立管壓力值，單位為MPa。柱狀圖上又分成了三個(gè)區(qū)：藍(lán)色的欠壓區(qū)，綠色的正常區(qū)和紅色的過(guò)壓區(qū)。當(dāng)壓力值處于某個(gè)區(qū)域之內(nèi)時(shí)，用于表示壓力值的柱狀圖會(huì)以該區(qū)的顏色顯示。這些區(qū)的分界點(diǎn)是隨壓力傳感器標(biāo)定數(shù)據(jù)一同保存的，可以在壓力傳感器標(biāo)定窗口中修改。
波形圖顯示區(qū)
以波形的形式顯示立管壓力的變化。另外用一條綠色虛線顯示當(dāng)前設(shè)定的脈沖檢測(cè)門(mén)限值。
度盤(pán)顯示區(qū)
度盤(pán)中顯示的內(nèi)容包括：當(dāng)前井斜、方位、工具面的數(shù)值和圖示，度盤(pán)的最外圈表示的是井斜，次外圈是方位，內(nèi)部的五圈表示的是工具面，從內(nèi)到外分別顯示著五段不同時(shí)刻的工具面值，最內(nèi)圈的是最新值。磁性工具面和重力工具面以不同顏色區(qū)分，重力工具面以純灰色顯示，磁性工具面以藍(lán)灰色顯示。隨度盤(pán)一同用大字體顯示的數(shù)值都是最新的值，除數(shù)據(jù)本身外還顯示該數(shù)據(jù)的到達(dá)時(shí)刻，供現(xiàn)場(chǎng)人員判斷數(shù)據(jù)的新舊程度和有效性。
數(shù)據(jù)顯示區(qū)
該區(qū)域位于窗口最右側(cè)。儀器數(shù)據(jù)列表中以數(shù)值方式顯示來(lái)自探管的測(cè)量數(shù)據(jù)，包括采樣測(cè)試時(shí)以有線方式讀出的和下井工作時(shí)通過(guò)脈沖解碼得到的數(shù)據(jù)。解碼得到的數(shù)據(jù)顯示方式與有線方式讀出的數(shù)據(jù)略有不同，除了基本的數(shù)據(jù)名稱和解碼值以外，還會(huì)同時(shí)從左到右依次顯示傳輸精度（由編碼信息量限制造成的最大誤差），不確定性（以百分比表示，此值越小越好，達(dá)到或超過(guò)50%意味著數(shù)據(jù)可能是無(wú)效的），校驗(yàn)結(jié)果（對(duì)或錯(cuò)，只有在選用了校驗(yàn)的數(shù)據(jù)后面才有顯示）和脈沖錯(cuò)誤（多脈沖或丟脈沖）。在顯示過(guò)程中，軟件還會(huì)判斷數(shù)據(jù)的有效性，如果發(fā)現(xiàn)可疑數(shù)據(jù)，會(huì)以紅色顯示，以提示操作人員，此數(shù)據(jù)可能是無(wú)效的。
表中的數(shù)據(jù)依新舊次序自下向上排列，最多可以容納22 個(gè)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)量超過(guò)22 個(gè)之后，舊的數(shù)據(jù)向上滾動(dòng)，新數(shù)據(jù)追加在最下面一行。工具面的性質(zhì)（磁／重）以文字形式標(biāo)注于數(shù)據(jù)之后，如上圖所示。
數(shù)據(jù)校正
對(duì)于工具面測(cè)量，由于安裝上的原因，會(huì)出現(xiàn)“IMO－探管內(nèi)部安裝偏差”和“DAO－鉆具組合偏差”兩個(gè)角度偏差。軟件中使用如下方式對(duì)這兩項(xiàng)偏差進(jìn)行補(bǔ)償：
補(bǔ)償工具面 = 測(cè)量工具面－（IMO + DAO）
對(duì)于方位測(cè)量，由于儀器測(cè)量的是磁方位，而磁北與地理北之間存在磁偏角，因此需要用戶給出當(dāng)?shù)禺?dāng)年的磁偏角才能換算到地理北。軟件中使用的是東磁偏角(即以東為正方向得到的磁偏角。例如：若某地磁北在地理北以東5°，則東磁偏角為+5°；若磁北在地理北以西5°，則東磁偏角為-5°)，換算公式如下：
地理方位 ＝ 磁方位（由儀器測(cè)得） + 東磁偏角
在講常用的定向設(shè)計(jì)軟件前，先講幾個(gè)概念吧。
1）井深：指井口（轉(zhuǎn)盤(pán)面）至測(cè)點(diǎn)的井眼實(shí)際長(zhǎng)度，人們常稱為斜深。國(guó)外稱為測(cè)量深度（Measure Depth）。
2）測(cè)深：測(cè)點(diǎn)的井深，是以測(cè)量裝置的中點(diǎn)所在井深為準(zhǔn)。
3）井斜角：該測(cè)點(diǎn)處的井眼方向線與重力線之間的夾角。
4）井斜方位角：是以正北方位線為始邊，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至井斜方位線所轉(zhuǎn)過(guò)的角度。
5）磁偏角：磁北方位線與真北方位線并不重合，兩者之間有一個(gè)夾角，這個(gè)夾角稱為磁偏角。磁偏角又有東磁偏和西磁偏角之分，當(dāng)磁北方位線在正北方位線以東時(shí)， 稱為東偏角；當(dāng)磁北方位線在正北方位線以西時(shí)稱為西偏磁偏角。進(jìn)行磁偏角校正時(shí)按以下公式計(jì)算：
真方位角＝磁方位角＋東偏磁偏角
真方位角=磁方位角－西偏磁偏角
6）井斜變化率：是指井斜角隨井深變化的快慢程度。
7）井深方位變化率：實(shí)際應(yīng)用中簡(jiǎn)稱方位變化率，是指井斜方位角隨井深變化的快慢程 度。
8）全角變化率（狗腿嚴(yán)重或井眼曲率）：從井眼內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)，井眼前進(jìn)方向變化的角度（兩點(diǎn)處井眼前進(jìn)方向線之間的夾角），該角度既反映了井斜角度的變化又反映了方位角度的變化，通常稱為全角變化值。
《特殊工藝井軌道設(shè)計(jì)》這個(gè)軟件，是本油田常用的軟件，也是定向工程師(不是指儀器工程師)常用的軟件。雖然它不夠全面，但已經(jīng)滿足油田定向井施工要求。這款軟件自帶有使用說(shuō)明《特殊井軌跡設(shè)計(jì)說(shuō)明.doc》，里面有最基本的操作，如數(shù)據(jù)的錄入，讀入，讀出，打印等。
新建，刪除，更新操作是定向工程師在一口井開(kāi)始定向時(shí)，進(jìn)行分析軌跡而使用的。其產(chǎn)生的操作地方在AB兩個(gè)區(qū)中。數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)完了，需要點(diǎn)旁邊計(jì)算器一樣的圖標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。一般第一行在B區(qū)的方位欄填入本口井的自然地層傾角方位。然后生成，后面根據(jù)造斜率和造斜的段長(zhǎng)來(lái)逐步設(shè)計(jì)軌跡。
一般我們看某段是否在定向鉆井還是復(fù)合鉆井，及定向鉆具的造斜率都可以參看全角率,K井斜，K方位。這三欄是鉆具在實(shí)際地層的真實(shí)值很有指導(dǎo)意義。比如某種鉆具組合穩(wěn)斜鉆進(jìn)增斜會(huì)是多少或者，復(fù)合鉆能有多少的增斜等。一般小數(shù)點(diǎn)后面第二位有值，且值很小被認(rèn)為是復(fù)合鉆進(jìn)，而第一位就有值被認(rèn)為定向鉆進(jìn)。
三．LWD介紹
CGDS-Ⅰ近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)是我國(guó)具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鉆井裝備，由中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院、北京石油機(jī)械廠和中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司測(cè)井儀器廠共同研發(fā)完成。地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是國(guó)際鉆井界公認(rèn)的21世紀(jì)鉆井高新技術(shù)，它集鉆井技術(shù)、測(cè)井技術(shù)及油藏工程技術(shù)為一體，用近鉆頭地質(zhì)、工程參數(shù)測(cè)量和隨鉆控制手段來(lái)保證實(shí)際井眼穿過(guò)儲(chǔ)層并取得最佳位置，根據(jù)隨鉆監(jiān)測(cè)到的地層特性信息實(shí)時(shí)調(diào)整和控制井眼軌道，使鉆頭聞著“油味”走，具有隨鉆識(shí)別油氣層、導(dǎo)向功能強(qiáng)等特點(diǎn)。
下面介紹下，近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)組成。CGDS-Ⅰ近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)由測(cè)傳馬達(dá)（CAIMS）、無(wú)線接收系統(tǒng)（WLRS）、正脈沖無(wú)線隨鉆測(cè)量系統(tǒng)（CGMWD）和地面信息處理與導(dǎo)向決策軟件系統(tǒng)（CFDS）組成。
CAIMS測(cè)傳馬達(dá)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2，自上而下由旁通閥、螺桿馬達(dá)(i=5/6)、萬(wàn)向軸總成、近鉆頭測(cè)傳短節(jié)、地面可調(diào)彎殼體總成(α=0～2°)和帶近鉆頭穩(wěn)定器的傳動(dòng)軸總成組成。近鉆頭測(cè)傳短節(jié)由電阻率傳感器、自然伽馬傳感器、井斜傳感器、電磁波發(fā)射天線和減振裝置、控制電路、電池組組成。該短節(jié)可測(cè)量鉆頭電阻率、方位電阻率、方位自然伽馬、井斜、溫度等參數(shù)。用無(wú)線短傳方式把各近鉆頭測(cè)量參數(shù)傳至位于旁通閥上方的無(wú)線短傳接收系統(tǒng)。
WLRS無(wú)線接收系統(tǒng)主要由上數(shù)據(jù)連接總成、穩(wěn)定器、電池與控制電路艙體、短傳接收線圈和下接頭組成，如圖3所示。上與CGMWD連接，下與馬達(dá)連接。接收由馬達(dá)下方無(wú)線短傳發(fā)射線圈發(fā)射的電磁波信號(hào)，由上數(shù)據(jù)連接總成將短傳數(shù)據(jù)融入CGMWD系統(tǒng)。
CGMWD正脈沖無(wú)線隨鉆測(cè)量系統(tǒng)包括CGMWD－MD井下儀器 (圖4)和CGMWD－MS地面裝備(圖5)。二者通過(guò)鉆柱內(nèi)泥漿通道中的壓力脈沖信號(hào)進(jìn)行通信，并協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)鉆井過(guò)程中井下工具的狀態(tài)、井下工況及有關(guān)測(cè)量參數(shù)（包括井斜、方位、工具面等定向參數(shù)，伽馬、電阻率等地質(zhì)參數(shù)，及鉆壓等其他工程參數(shù)）的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。地面裝備部分由地面?zhèn)鞲衅?/span>(壓力傳感器、深度傳感器、泵沖傳感器等)、儀器房、前端接收機(jī)及地面信號(hào)處理裝置、主機(jī)及外圍設(shè)備與相關(guān)軟件組成，具有較強(qiáng)的信號(hào)處理和識(shí)別能力，可傳深度4500m以上。地下儀器部分由無(wú)磁鉆鋌和裝在無(wú)磁鉆鋌中的正脈沖發(fā)生器、驅(qū)動(dòng)器短節(jié)、電池筒短節(jié)、定向儀短節(jié)、下數(shù)據(jù)連接總成組成。上接普通(或無(wú)磁)鉆鋌，下接無(wú)線短傳接收系統(tǒng)。由于采用開(kāi)放式總線設(shè)計(jì)，該儀器可兼容其它型號(hào)的脈沖發(fā)生器正常工作。除用于CGDS-Ⅰ近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)作為信息傳輸通道外，還可用于其他鉆井作業(yè)。
CFDS地面應(yīng)用軟件子系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)處理分析、鉆井軌道設(shè)計(jì)與導(dǎo)向決策等軟件組成，另外還有效果評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)管理和圖表輸出等模塊。應(yīng)用該軟件系統(tǒng)可對(duì)鉆井過(guò)程中實(shí)時(shí)上傳的近鉆頭電阻率、自然伽馬等地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行處理和分析，從而對(duì)新鉆地層性質(zhì)作出解釋和判斷，并對(duì)待鉆地層(鉆頭下方某一深度內(nèi))進(jìn)行前導(dǎo)模擬；再根據(jù)實(shí)時(shí)上傳的工程參數(shù)，對(duì)井眼軌道作出必要的調(diào)整設(shè)計(jì)，進(jìn)行決策和隨鉆控制。由此可提高探井、開(kāi)發(fā)井對(duì)油層的鉆遇率和成功率，大幅度提高進(jìn)入油層的準(zhǔn)確性和在油層內(nèi)的進(jìn)尺。
CGDS-Ⅰ近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)具有測(cè)量、傳輸和導(dǎo)向三大功能：
1) 測(cè)量在近鉆頭測(cè)傳短節(jié)中裝有電阻率傳感器、自然伽馬傳感器和井斜傳感器，在無(wú)線短傳接收短節(jié)中裝有接收線圈。近鉆頭測(cè)傳短節(jié)可測(cè)量鉆頭電阻率、方位電阻率、自然伽馬和近鉆頭井斜角、工具面角，這些參數(shù)由無(wú)線短傳發(fā)射線圈以電磁波方式，越過(guò)導(dǎo)向螺桿馬達(dá)，分時(shí)傳送至無(wú)線接收短節(jié)中的接收線圈。
2) 傳輸無(wú)線接收線圈接收到馬達(dá)下方的信息后，由數(shù)據(jù)連接系統(tǒng)融入位于其上方的CGMWD正脈沖隨鉆測(cè)量系統(tǒng)，CGMWD通過(guò)正脈沖發(fā)生器在鉆柱內(nèi)泥漿通道中產(chǎn)生的壓力脈沖信號(hào)，把所測(cè)的近鉆頭信息(部分)傳至地面處理系統(tǒng)，同時(shí)還上傳CGMWD自身測(cè)量信息，包括井斜、方位、工具面和井下溫度等參數(shù)。
3) 導(dǎo)向地面處理系統(tǒng)接收和采集井下儀器上傳的泥漿壓力脈沖信號(hào)后，進(jìn)行濾波降噪、檢測(cè)識(shí)別、解碼及顯示和存儲(chǔ)等處理，將解碼后的數(shù)據(jù)送向司鉆顯示器供定向工程師閱讀；同時(shí)由CFDS導(dǎo)向決策軟件系統(tǒng)進(jìn)行判斷、決策，以井下導(dǎo)向馬達(dá)(或轉(zhuǎn)盤(pán)鉆具組合)作為導(dǎo)向執(zhí)行工具，指揮導(dǎo)向工具準(zhǔn)確鉆入油氣目的層或在油氣儲(chǔ)層中繼續(xù)鉆進(jìn)
地質(zhì)導(dǎo)向在本井中的使用情況。由于本井的標(biāo)志層不明顯，所以在特定的垂深處使用地質(zhì)導(dǎo)向。使用LWD獲得大量地質(zhì)參數(shù)，如地層電阻率，自然伽馬值等，總結(jié)這些參數(shù)在砂巖和泥巖，水層和油氣層中的變化特征，并在實(shí)踐中結(jié)合錄井各類參數(shù)及巖樣檢測(cè)資料綜合評(píng)價(jià)和應(yīng)用。
在水平井的著陸階段，鉆頭是以一定的角度由泥巖接近儲(chǔ)集層，由于儲(chǔ)集層電阻率很高，進(jìn)一步鉆進(jìn)，電阻率曲線會(huì)明顯升高
上圖為在無(wú)磁鉆鋌中的儀器
由于地層物性影響電測(cè)曲線及鉆時(shí)曲線的過(guò)程比較緩慢，在錄井過(guò)程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)鉆時(shí)開(kāi)始下降而隨鉆測(cè)井電阻率有抬升的趨勢(shì)，就應(yīng)當(dāng)注意是否已經(jīng)鉆入儲(chǔ)集層，并結(jié)合地質(zhì)設(shè)計(jì)和鄰井資料綜合判斷巖性界面，及時(shí)調(diào)整井眼軌跡，使鉆頭保持在油層中穿行。
識(shí)別地層界面的方法，可以使用極化角，它的產(chǎn)生是由于儀器的原因引起的，當(dāng)隨鉆測(cè)井儀器在井眼軌跡與地層界面夾角小于30度進(jìn)入另一個(gè)地層，并且地層界面兩側(cè)電阻率由差別時(shí)，在目的層就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電流激增來(lái)干擾儀器發(fā)出的傳播波，儀器接收到被干擾的電流后引起電阻率測(cè)量值的激增，然后迅速回到正常值。界面兩側(cè)電阻率差別越大，這種激增就越大：并且一般淺電阻率比深電阻率更容易產(chǎn)生這種現(xiàn)象
使用方位伽馬同樣可以判斷地層界面：方位伽馬探測(cè)器在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，可以測(cè)量不同方位的地層伽馬值，根據(jù)接近界面的先后順序而依次探測(cè)到新地層的出現(xiàn)。泥巖層的伽馬值為高值，由于伽馬對(duì)泥巖敏感，依據(jù)方位伽馬預(yù)測(cè)泥巖的存在會(huì)有很高的準(zhǔn)確性。
水平井要求井眼軌跡保持在儲(chǔ)集層中上部距蓋層一定距離處，這時(shí)由于探測(cè)范圍的不同，深電阻率比淺電阻率曲線要低；進(jìn)入水層深電阻率將會(huì)降低，若井眼軌跡向下部水層靠近的話，深電阻率將脫離上部泥巖的影響，并受下部水層的影響；考慮到井眼軌跡距離泥巖及水層的距離，電阻率曲線有可能會(huì)先升高再降低。在現(xiàn)場(chǎng)錄井過(guò)程中必須結(jié)合工程參數(shù)，巖屑變化等綜合考慮分析。
附加內(nèi)容
常有朋友和同學(xué)說(shuō)自己無(wú)法用肉眼去分辨配合接頭的型號(hào)及大小，其實(shí)作為工程人員的我們有專門(mén)用的尺子。當(dāng)然也由朋友會(huì)用直尺去量后除以25.4得到英制尺寸。
如上圖，我用下面的直尺量出的扣型大小并不準(zhǔn)確，不信你可以去試試。而用上面專用的接頭尺量，不但可以量出扣型也可以量出大小。非常的準(zhǔn)確。大家可以放大圖中的紅圈的地方仔細(xì)讀數(shù)，此為5寸鉆桿的母扣，時(shí)410的扣型。
總結(jié)：
本集中簡(jiǎn)單的介紹了下定向工作者的日常工作，使讀者能了解其意義。同學(xué)，朋友們可以參看其他詳細(xì)介紹定向方面的文章書(shū)籍來(lái)提高自己的定向水平。在這里感謝下定向的岳師傅，他在本口井的施工設(shè)計(jì)中給了我很多指導(dǎo)和幫助。
參考資料：
1．Q/SH10350058-2004《鉆井井身質(zhì)量要求》
2．陳庭根，管志川《鉆井工程理論與技術(shù)》
3．定向服務(wù)中心絕密《定向基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)》
4．梁定火《地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)在水平井中的使用》
5．《CGDS-1近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)—產(chǎn)品簡(jiǎn)介》
