1、1改进陀螺测斜资料解释方法探讨摘要：本文运用两种测斜仪器在多口直井和斜井中进行试验，利用开发的陀螺测斜解释软件对测井数据格式进行解编及解释，解释结果与原始钻井数据和现有井斜数据相符，得到了有关方面的肯定，取得了较好的应用效果。 关键词：陀螺测斜 解释 数据 方法 为了提高油井开发的成功率，地质部门对井眼轨迹的准确性提出了更高的要求。只有井眼轨迹的测量数据精确可靠，地质技术人员才能有效地对地层情况进行准确的评估和预测。但是以前由于受仪器精度及设备技术条件等历史原因的限制，井眼轨迹的测量解释结果往往存在较大的偏差，从而影响了对地层的正确评估。 一、原因分析 （1）点测解释成果： 由于国产陀螺测斜仪
2、只能点测，解释结果需人工输入，费时费力，容易出现误操作。 （2）连续测斜仪解释成果： 虽然能够连续测量，但是只有现场测井软件，也无配套的解释软件，如果使用传统的解释方法，每口井至少需要两天才能将原始数据录入到微机形成 Word 文档，数据量大，人工操作中容易出现误操作造成解释结果的不准确。 2二、对策实施 由于以上两套测斜仪都只有现场跟踪测井软件，而没有配套的计算机解释软件，解释结果只能通过手工输入计算机。针对这一现状，我们决定改进陀螺测斜资料解释方法，自主研发并编写符合生产需求的井斜解释软件：陀螺测斜解释软件。 （1）井眼轨迹计算模型 井眼轨迹的形态是由一系列测点的空间坐标和井眼方向来表述的
3、。井斜数据主要包括实际井深、井斜角和井斜方位角。显然根据井斜数据并不能直接获得各点的具体空间坐标值，只有借助一定的模型，对各测点进行曲线拟合，才能获得各测点的空间坐标值和井眼方向。然而，测点是不连续的，在进行井眼轨迹间的相互关系分析、井眼轨迹的预测与控制时，我们需要计算许多测点之外的点的轨迹参数，这就涉及到井眼轨迹的插值问题。 最近的研究结果表明，井眼轨迹的插值不同于一般的数学插值问题，它与钻井工艺过程有密切的联系。一般认为，井下动力钻具定向钻进井段，井眼轨迹基本上属于空间圆弧；转盘钻进井段，比较符合圆柱螺线；而具有方位漂移规律的井段，井眼轨迹更接近于自然参数曲线。由于钻进方式对井眼轨迹形状特
4、点的影响是不可忽略的，因此在对井眼轨迹进行插值时，应首先按钻进方式选择合理的井眼轨迹参数计算方法，然后再根据井眼轨迹参数计算方法确定与之相适应的插值模型。 井眼轨迹参数计算方法很多，在实际的应用中我们如何选择那种方法要根据工程上对精度的要求。我们可以假定两测点之间为直线、折线、3圆弧、圆柱螺线，当假设为不同的轨迹类型时，就要采用不同的插值方法来拟合井眼轨迹。一般来说方法有正切法、平均角法、平衡正切法、校正平均角法、圆柱螺线法、曲率半径法、最小曲率法、自然参数法、三次样条函数法等等。这些方法中后五种方法的精度较高，在现有的现场作业中采用较多，而且也满足工程上的需要，前几种方法一般进行估算。本文主
5、要采用了使用较广的曲率半径法来计算测点的三维坐标。 （2）曲率半径法计算模型 曲率半径法认为相邻两测点之间为一段圆弧曲线，它在垂直剖面图和水平投影图上的井身投影均为一段圆弧，整个井身由若干段曲率半径不等的圆弧组成。 （3）Akima 插值方法计算井眼轨迹 通过曲率半径法计算模型得到井斜数据各个测点的空间坐标后，出于绘图计算的需要，还需要利用合理的插值方法求得井眼轨迹上的任意点的各个参数。本文使用 Akima 插值法分段进行插值计算。设测点总数为 i，在这些测点中任意选取连续的 k 个测点，根据钻井工程的特点以井深 l 为自变量，若以垂深 H 为自变量将不适应大斜度井或水平井；分别将井眼轨迹的东
6、坐标 E、北坐标 N、垂深 H、井斜角 和方位角 表示成井深 l 的插值多项式，这样便得到了任意井深处井眼上的各个参数值。Akima 分段三次多项式插值得到的曲线严密经过每一个已知数据点，整条曲线上具有连续导数的光滑性，是一种局部插值方法，数学原理严密、计算过程简便、程序设计简单、计算量小。由于 Akima 插值仅利用4较少的局部数据点，因而插值曲线不易出现摇摆现象，较三次样条插值方法更接近原始曲线的形态。 三、效果验证 （一）利用井斜资料作业防偏磨分析 通过陀螺测斜数据进行分析，可以确定易发生偏磨的具体位置，三维图的成功引入使得成果更直观，便于井斜方位变化的分析，从而可以制定相应措施进行防偏磨治理。因此，在防偏磨治理中，应充分利用陀螺测斜技术，为偏磨治理提供可靠技术依据，提高了偏磨治理的效果。 四、结论 通过计算机解释，可自动生成 word 文档，生成井身轨迹计算表、正北方向垂直投影图、正东方向垂直投影图、位移垂直投影图、水平投影图和三维立体图，形象直观易懂，大大提高了井斜资料的解释精度和资料处理效率，减少了人工操作误差，陀螺测斜解释软件研发成功。
