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摘要：本文介绍了井深跟踪计算原理，结合钻井过程中对井深跟踪产生影响的相关因素，提出了井深误差校正方法，通过对大钩高度计算方法的进一步改进，使相关因素影响的井深跟踪计算误差减小，提高了井深计算的准确性。
关键词：井深跟踪 计算原理 大钩高度 校正方法
引言
井深的跟踪计算是录井过程中最为重要的一项任务，所有的录井数据都是以井深数据为依据，所以，录井过程中确保井深准确尤为关键。在录井过程中，录井软件对传感器测量的各种参数进行实时数据采集计算，并根据悬重坐卡门限、离井底门限、接单根门限以及最小泵压等参数对当前钻井状态进行判断，在判断为钻进状态，根据大钩高度降低的变化量计算钻头位置和井深的变化量，当钻头位置大于井深时，井深等于钻头位置的深度，实现对井深的跟踪计算；在非坐卡的其他状态，只要钻头位置的深度小于或等于井深，大钩高度的变化量只影响钻头位置的深度变化量计算。所以井深跟踪计算可以转化为对大钩高度的计算，下面对大钩高度的计算原理和对产生井深计算误差的影响因素进行探讨。
1 影响井深计算因素分析
1.1大钩高度计算原理介绍
大钩高度的计算根据标定方式分为三种：绞车参数标定、绞车计数值标定和电压值标定。在大多数录井软件中主要采用绞车参数标定方式，本文主要针对绞车参数标定方式进行讨论。
大钩高度变化由大钩悬挂系统、绞车滚筒控制系统、滚筒上的大绳收放来控制。在滚筒转动过程中，大绳收放带动悬挂在大钩悬挂系统中动滑轮上的大钩升降，其升降距离与大绳的收放长度成正比关系。为了准确计算其升降距离，需要根据大绳在滚筒上的排列方式及滚筒的相关参数对大绳的收放长度进行准确计算，滚筒的主要参数包括滚筒直径、长度、大绳初始层数、初始圈数及大绳的直径等参数，在录井软件中为了对大绳的收放计算有个初始参考点，设置了大钩初始高度、绞车计数初始值和绞车计数方向控制等参数。
对井深计算产生影响的主要因素包括滚筒的大绳初始圈数、初始层数、大绳收放长度计算方法、大绳在滚筒上的排列方式、悬重坐卡门限等，次要因素包括接单根门限、最小立压门限。
1.2主要影响因素分析
1.2.1大绳初始圈数
在搜集滚筒参数时，大钩高度起始参考点对应的滚筒参数采用全方入时的滚筒参数。通常在软件中输入的初始圈数为整数，而初始圈数不一定正好为整数，按照大钩高度计算方法进行计算时就会存在误差。假设其初始圈数输入值为a，实际初始圈数为b，则在计算滚筒上大绳的实际周长时存在的误差△C为：
其中： Abs（）表示对括号内的内容取绝对值；
Circumn为对应第n层的大绳的周长，单位mm；
1.2.2大绳的初始层数
大绳初始层数在不同的录井软件中设置有区别，有的软件将初始层数定义在大钩高度起始参考点时对应的滚筒上大绳完全排满的层数；有的软件则定义为在大钩高度起始参考点时滚筒上大绳所有的盘绕层数。
1.2.3悬重坐卡门限
悬重的坐卡门限是判断钻头位置根据大钩高度变化的一个重要参数，在重载状态下，钻头位置随着大钩高度的变化而变化；在坐卡状态下，钻头位置始终保持不变。由于钻具与卡瓦之间摩擦力左右、大绳运动重量变化和抖动等因素，接钻具时的钻井状态转换通过传感器测量的悬重值会有一定的波动，导致钻头位置停止变化的深度出现误差，该误差造成的后果会使井深计算提前或滞后。如果钻头位置在坐卡之前的深度比实际的浅，导致井深跟踪滞后，得到的井深比实际的要小；反之得到的井深比实际的大。坐卡/重载转换悬重曲线变化示意如图1所示。
1.3 次要因素分析
1.3.1接单根门限
对接单根进行判断的主要参数是坐卡门限，如果该值设置不合理，录井软件不能正确判断接单根状态，对于井深跟踪最多会产生一个单根长度左右的误差。
1.3.2最小立压门限
最小立压门限用来判断是否为循环状态，当立压值大于门限时，判断钻井状态为循环状态。通常停泵后，经常出现立压值不为零的现象。在录井软件中当前只能存在一种钻井状态，所以当测量的立压值大于最小门限时，录井软件会优先判断为循环状态，而不会根据坐卡门限值、接单个门限等进行状态转换，从而产生井深跟踪误差。
2 井深校正方法
通过以上分析，对于影响井深计算的因素，操作人员可以根据经验对滚筒的相关参数进行修正，尽量减少井深计算的误差，但是并不能完全消除。次要影响因素操作人员可以根据现场经验克服，下面针对主要影响因素的修正方法进行讨论，进一步消除井深计算的误差。
2.1大绳初始圈数和初始层数校正
为了保证大钩高度初始参考点的一致性，在收集绞车参数时，需要与司钻配合，将大钩放到最低位置，同时保证悬重值与钻具提起静止时的悬重值一致；使用顶驱时将顶驱连接的钻具全部放入井内。在大钩下放过程中观察滚筒上的大绳排列情况，记录大绳更换盘绕层时的位置，准确记录初始圈数和初始层数，输入到软件的绞车参数中，并在软件中将大钩位置复位到初始参考点状态。
2.2大绳收放长度的计算方法
通过前面对大绳排列的叙述，在进行计算过程中，大绳每增加一层的第一圈或者减少层的最后一圈对滚筒的等效直径Den1采用下式进行重新计算：
……..（2-1）
2.3悬重坐卡门限
根据图1所示，通过设置坐卡门限ON SLIP和解卡门限OFF SLIP可以消除因为悬重坐卡门限造成的影响，但多数仪器均采用一个坐卡门限值的设置，为了减小悬重坐卡门限造成的误差，操作人员根据经验尽量将悬重的坐卡门限设置为靠近OFF SLIP线的数值。选择该数值时，通过对大钩重量、水龙头和方钻杆或者顶驱本体、悬挂系统附件的重量等参数，准确标定悬重参数，并根据坐卡状态时测量的悬重值对坐卡门限进行设置，使录井软件对钻井状态能够进行准确判断。
2.4其它校正方法
为了进一步消除软件计算方法缺陷，在新的软件设计中根据前面介绍的计算方法增加大绳间距Correct参数，消除计算方法产生的误差。对于现有的录井软件计算方法，操作人员可以通过对滚筒参数中的滚筒直径、大绳直径以及校正系数进行修正，使井深跟踪更加准确。
3 结论
通过以上对大钩高度计算原理和影响井深计算的因素分析，在录井仪器软件不能修改的情况下，除了准确收集绞车滚筒的有关参数外，结合操作人员的经验，对绞车滚筒的相关参数进行修正调整，可以减小井深计算误差；通过修正软件中大绳收放长度的计算方法，结合录井仪器软件的相关参数设置，可以进一步消除井深跟踪误差，使井深跟踪更加准确。
关键词：井深跟踪 计算原理 大钩高度 校正方法
引言
井深的跟踪计算是录井过程中最为重要的一项任务，所有的录井数据都是以井深数据为依据，所以，录井过程中确保井深准确尤为关键。在录井过程中，录井软件对传感器测量的各种参数进行实时数据采集计算，并根据悬重坐卡门限、离井底门限、接单根门限以及最小泵压等参数对当前钻井状态进行判断，在判断为钻进状态，根据大钩高度降低的变化量计算钻头位置和井深的变化量，当钻头位置大于井深时，井深等于钻头位置的深度，实现对井深的跟踪计算；在非坐卡的其他状态，只要钻头位置的深度小于或等于井深，大钩高度的变化量只影响钻头位置的深度变化量计算。所以井深跟踪计算可以转化为对大钩高度的计算，下面对大钩高度的计算原理和对产生井深计算误差的影响因素进行探讨。
1 影响井深计算因素分析
1.1大钩高度计算原理介绍
大钩高度的计算根据标定方式分为三种：绞车参数标定、绞车计数值标定和电压值标定。在大多数录井软件中主要采用绞车参数标定方式，本文主要针对绞车参数标定方式进行讨论。
大钩高度变化由大钩悬挂系统、绞车滚筒控制系统、滚筒上的大绳收放来控制。在滚筒转动过程中，大绳收放带动悬挂在大钩悬挂系统中动滑轮上的大钩升降，其升降距离与大绳的收放长度成正比关系。为了准确计算其升降距离，需要根据大绳在滚筒上的排列方式及滚筒的相关参数对大绳的收放长度进行准确计算，滚筒的主要参数包括滚筒直径、长度、大绳初始层数、初始圈数及大绳的直径等参数，在录井软件中为了对大绳的收放计算有个初始参考点，设置了大钩初始高度、绞车计数初始值和绞车计数方向控制等参数。
对井深计算产生影响的主要因素包括滚筒的大绳初始圈数、初始层数、大绳收放长度计算方法、大绳在滚筒上的排列方式、悬重坐卡门限等，次要因素包括接单根门限、最小立压门限。
1.2主要影响因素分析
1.2.1大绳初始圈数
在搜集滚筒参数时，大钩高度起始参考点对应的滚筒参数采用全方入时的滚筒参数。通常在软件中输入的初始圈数为整数，而初始圈数不一定正好为整数，按照大钩高度计算方法进行计算时就会存在误差。假设其初始圈数输入值为a，实际初始圈数为b，则在计算滚筒上大绳的实际周长时存在的误差△C为：
其中： Abs（）表示对括号内的内容取绝对值；
Circumn为对应第n层的大绳的周长，单位mm；
1.2.2大绳的初始层数
大绳初始层数在不同的录井软件中设置有区别，有的软件将初始层数定义在大钩高度起始参考点时对应的滚筒上大绳完全排满的层数；有的软件则定义为在大钩高度起始参考点时滚筒上大绳所有的盘绕层数。
1.2.3悬重坐卡门限
悬重的坐卡门限是判断钻头位置根据大钩高度变化的一个重要参数，在重载状态下，钻头位置随着大钩高度的变化而变化；在坐卡状态下，钻头位置始终保持不变。由于钻具与卡瓦之间摩擦力左右、大绳运动重量变化和抖动等因素，接钻具时的钻井状态转换通过传感器测量的悬重值会有一定的波动，导致钻头位置停止变化的深度出现误差，该误差造成的后果会使井深计算提前或滞后。如果钻头位置在坐卡之前的深度比实际的浅，导致井深跟踪滞后，得到的井深比实际的要小；反之得到的井深比实际的大。坐卡/重载转换悬重曲线变化示意如图1所示。
1.3 次要因素分析
1.3.1接单根门限
对接单根进行判断的主要参数是坐卡门限，如果该值设置不合理，录井软件不能正确判断接单根状态，对于井深跟踪最多会产生一个单根长度左右的误差。
1.3.2最小立压门限
最小立压门限用来判断是否为循环状态，当立压值大于门限时，判断钻井状态为循环状态。通常停泵后，经常出现立压值不为零的现象。在录井软件中当前只能存在一种钻井状态，所以当测量的立压值大于最小门限时，录井软件会优先判断为循环状态，而不会根据坐卡门限值、接单个门限等进行状态转换，从而产生井深跟踪误差。
2 井深校正方法
通过以上分析，对于影响井深计算的因素，操作人员可以根据经验对滚筒的相关参数进行修正，尽量减少井深计算的误差，但是并不能完全消除。次要影响因素操作人员可以根据现场经验克服，下面针对主要影响因素的修正方法进行讨论，进一步消除井深计算的误差。
2.1大绳初始圈数和初始层数校正
为了保证大钩高度初始参考点的一致性，在收集绞车参数时，需要与司钻配合，将大钩放到最低位置，同时保证悬重值与钻具提起静止时的悬重值一致；使用顶驱时将顶驱连接的钻具全部放入井内。在大钩下放过程中观察滚筒上的大绳排列情况，记录大绳更换盘绕层时的位置，准确记录初始圈数和初始层数，输入到软件的绞车参数中，并在软件中将大钩位置复位到初始参考点状态。
2.2大绳收放长度的计算方法
通过前面对大绳排列的叙述，在进行计算过程中，大绳每增加一层的第一圈或者减少层的最后一圈对滚筒的等效直径Den1采用下式进行重新计算：
……..（2-1）
2.3悬重坐卡门限
根据图1所示，通过设置坐卡门限ON SLIP和解卡门限OFF SLIP可以消除因为悬重坐卡门限造成的影响，但多数仪器均采用一个坐卡门限值的设置，为了减小悬重坐卡门限造成的误差，操作人员根据经验尽量将悬重的坐卡门限设置为靠近OFF SLIP线的数值。选择该数值时，通过对大钩重量、水龙头和方钻杆或者顶驱本体、悬挂系统附件的重量等参数，准确标定悬重参数，并根据坐卡状态时测量的悬重值对坐卡门限进行设置，使录井软件对钻井状态能够进行准确判断。
2.4其它校正方法
为了进一步消除软件计算方法缺陷，在新的软件设计中根据前面介绍的计算方法增加大绳间距Correct参数，消除计算方法产生的误差。对于现有的录井软件计算方法，操作人员可以通过对滚筒参数中的滚筒直径、大绳直径以及校正系数进行修正，使井深跟踪更加准确。
3 结论
通过以上对大钩高度计算原理和影响井深计算的因素分析，在录井仪器软件不能修改的情况下，除了准确收集绞车滚筒的有关参数外，结合操作人员的经验，对绞车滚筒的相关参数进行修正调整，可以减小井深计算误差；通过修正软件中大绳收放长度的计算方法，结合录井仪器软件的相关参数设置，可以进一步消除井深跟踪误差，使井深跟踪更加准确。