近钻头地质导向钻井系统

CGDS—I近钻头地质导向钻井系统

系统简介

CGDS-I，是由中国石油集团钻井工程技术研究院主持研发，拥有自主知识产权的第一代近钻头地质导向钻井系统。

该系统由测传马达、无线接收系统、正脉冲无线随钻测量系统和地面信息处理与导向决策软件系统等部分组成，具有实时判断地层属性、前探待钻地层、导向能力强等特点，特别适合于复杂地层、薄油层钻进的开发井，可提高探井发现率和开发井钻遇率和采收率。

CGDS172NB近钻头地质导向钻井系统结构组成

该系统的技术发明点主要包括：近钻头电阻率随钻测量方法及装置，井下信息无线短传与接收方法及装置，接收和检测泥浆压力脉冲的方法及装置，测传马达，用于随钻测量的井下仪器控制总线和通讯协议，泥浆正脉冲发生器，用于随钻测量的井下探管总成，以及随钻

测量地面信息综合处理系统及装置。目前，该系统申报国家专利27项，其中已获授权发明专利3项、实用新型专利14项。

系统功能

该系统具有随钻测量、实时传输和导向决策三大功能：

随钻测量在测传马达的近钻头测量短节中装有电阻率传感器(具有一定前探功能)、自然伽马传感器和井斜传感器，以及无线短传发射线圈。在钻进过程中，所测参数由无线短传发射线圈以电磁波方式，越过导向螺杆马达，分时传送至无线接收系统。

实时传输无线接收系统接收到马达下方的信息经解调后，由数据连接器融入位于其上方的正脉冲无线随钻测量系统(CGMWD)。该系统作为信息传输通道，将近钻头信息，以及自身测量的井斜角、方位角、工具面角和温度等参数上传至数千米的地面处理系统。

导向决策地面处理系统接收和采集井下仪器上传的泥浆压力脉冲信号后，进行滤波降噪、检测识别、解码及显示和存储等处理，将解码后的数据送到司钻显示器供定向工程师阅读；同时由导向决策软件系统进行判断、决策，以井下导向马达(或转盘钻具组合)作为导向执行工具，指挥导向工具准确钻入目的层或在油气储层中继续钻进。

系统作用

该系统能够实时地对井下地质、工程参数进行监控，实时对地层进行判断，实时指导并完成钻井导向作业，是一项直接服务于油气地质勘探和开发的随钻技术，其作用主要表现在：

由于该系统在近钻头处装有地质参数传感器(钻头电阻率传感器测点距钻头底面0.75米，方位电阻率传感器测点距钻头底面1.7米，自然伽马传感器距钻头底面1.88米)，能够及时判断钻开地层及钻头前方地层的特性，并寻找储层的位置。因此，该系统可解决复杂地质条件下探井、注水老油田开发水平井的信息不准，减少复杂情况和事故时效，提高钻井成功率，从总体上降低钻井成本。

在钻头附近的地质参数传感器、工程参数传感器，以及5LZ型AKO螺杆马达，使该系统能够随钻辨识泥岩位于井眼的上部还是下部，并及时调整钻头的姿态，保证钻头能一直在油层中穿行。因此，该系统可适用于地下油水关系复杂、薄油层、小断块油气藏的开发井以及大位移井，把非经济储量变为经济储量，实现增储上产。

应用情况

CGDS-I近钻头地质导向钻井系统研制从1999年5月正式启动，经历6年半时间的努力攻关，先后进行了20余口井的部件和单元现场实验，系统不断得到改进和完善，于2005年底由中国石油集团钻井工程技术研究院北京石油机械厂正式生产并出厂。

2006年1月，CGDS-I系统在冀东油田高59-51井首次整体现场应用；2006年12月，首次在薄油层(2～3米)水平井(辽河油田齐604-莲H2Z井)中应用；2007年1月，正式交付

国内首家用户——四川石油管理局钻采工艺研究院使用；2008年10月，销售给国内第二家用户——中国石油集团长城钻探工程有限公司工程技术研究院使用。

截至目前，该系统在冀东、辽河等油田应用15口井，累计水平段进尺4845米，应用效果良好。

应用前景

由于地质导向钻井技术可根据随钻检测到的地层特性来实时调整和控制井眼轨迹，所以可广泛应用于水平井(尤其是薄油层水平井)、大位移井、分支井、侧钻井和深探井，是国内十分需要的高新技术。

应用CGDS-I近钻头地质导向钻井系统可显著提高勘探发现率、油层钻遇率和采收率，随着推广应用面扩大，可进一步扩大水平井钻井数量，提高油气产量，经济效益显著。以该系统为依托，可建立具有我国自主知识产权的高新技术企业，形成新的经济增长点。

该系统拥有自主知识产权，将彻底改变依赖国外受制于人的局面；进入国际市场，可提高我国钻井技术在国际市场的竞争力。

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