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MGT导向技术在SAGD双水平中的应用及研制

陈勇1陈若铭1张兴国1罗维1关志刚2孙鹏1
(1西部钻探克拉玛依钻井工程技术研究院,2新疆油田分公司开发公司)
摘要：SAGD双水平井的施工对井眼轨道的精确测量和层间位置的准确计算提出了很高的要求，磁导
向技术就是解决这一需求的核心。它是利用测量的磁场信号来确定正钻井相对于参考井距离和方位的
一种导向技术。本文主要阐述了用于SAGD双水平井钻井作业的MGT导向技术应用理论、操作参数、
技术特点等；分析了MGT技术在风城油田的现场应用情况；最后针对克拉玛依钻井工艺研究院正在研
制的磁导向技术进行了简单的介绍。
关键词：SAGD双水平井磁导向MGT

蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD采油技术)可将采收率提高至60%左右，比常规水平井蒸汽
吞吐开采采收率高出约30%[1]。SAGD双水平井实施方法如下:就是在靠近油藏底部位置钻一
对水平段平行的水平井,上部水平井注蒸汽，注入的蒸汽向上超覆在地层中形成蒸汽腔并不
断向上面及侧面扩展，与原油发生热交换，加热的原油和蒸汽冷凝水靠重力作用泄流到下部
的生产水平井中,再用举升的办法进行生产。该技术的实施关键在于如何精确地控制两口水
平井的水平段，既要获得固定的空间距离，又要整体控制在储层砂体内延伸。这就对井眼轨
道的精确测量和层间位置的准确计算提出了很高的要求，磁定位导向技术就是解决这一需求
的核心。
磁定位指的是利用测量的磁场信号来确定正钻井相对于参考井距离和方位的一种导向
技术。它是通过在参考井中布置一个人工磁场源，人为地控制该磁场源产生的磁场的几何分
布，频率范围以及强度。该项技术已在石油钻井中得到了广泛的应用，包括用于引导救援井
的前进方向、蒸汽辅助重力泄油中双水平井的平行作业、水平井与直井的对穿作业。
当前国外主要形成了MGT、RMRS、SW、MAGTRaC、PWT等几种磁导向技术,而如今在SAGD
双水平井作业中应用最普遍、最成功的当属MGT导向技术[2，3]。

1MGT导向技术

1.1发展情况

上世纪80年代，艾伯特石油技术研究所（AOSTRA）进行了蒸汽辅助重力泄油（SAGD）
的试验。研究人员在艾伯特的一个地下试验基地钻成了世界上的第一对SAGD双水平井，
但是这对双水平井是从地下的矿井井筒开始钻的，从地表开始钻双水平井的技术在那个年代
还不成熟。直到1993年，从地表开始钻双水平井的技术才发展起来，在1993年6月，Amoco
Canada公司利用MGT技术在艾伯特北部的Wolflake油田从地表开始钻成了世界上第一对
SAGD双水平井。根据相关文献，此后，陆续有150多对这样的SAGD双水平井在艾伯特
省、萨克斯其万省、怀俄明州、加利福尼亚州、委内瑞拉被钻成功。如今，世界各大稠油油
田越来越多地利用这一磁导向技术开始钻SAGD双水平井。

1.2误差分析

对于SAGD采油技术，两口平行水平井水平段之间的间距控制的特别严格。如果两口
井靠的太近，蒸汽就会在注气井和生产井之间形成短路效应；如果两口井离的太远，蒸汽就
不能充分地加热沥青质，从而不能形成有效的重力泄油。对于一般的SAGD钻井方案，双
水平井水平段之间的间距通常要求控制在4～10m之间，而利用常规的井眼测量技术，如
MWD、EMS、陀螺仪等均不能满足测量精度的要求，而磁导向技术能使误差控制在设计要
求以内，完全满足SAGD钻井技术的要求。
MGT系统误差分为两部分，即径向误差和弧长误差，见图1和图2。径向误差是两井距
离的实际距离误差，通常较小。另一误差就是正钻井相对于参考井的弧长误差，或者称为角
度误差，此误差在位置测量过程中显得不是那么重要。对于两井间距少于10m时，绝对的测
量距离误差少于2cm，而弧长误差达到了20cm。

侧向误差
注气井的
Le
位置误差

垂直误差Ve
径向误差弧长误差
(m)

角度误差e
径向距离r

生产井位置误差
径向误差

井间距离（m）
图1MGT测量误差分析示意图图2MGT径向误差和弧长误差比较
因为磁场强度与测量距离r的立方是成反比关系，限制了MGT系统的最远测量距离。增
加磁场发射源的磁场强度，利用同样的探测仪器将会探测到更远的距离。

1.3MGT的技术缺陷

MGT系统在SAGD双水平井的钻井作业中已得到了成功的商业化应用。它已被证明为一
种稳定、可靠、有效的测量技术。但该技术主要存在以下缺陷：（1）定向时，需要将磁场发
射源下入参考井中；（2）探管距离钻头大约有17m。
由于该探测系统进行测量时，并不需要完全的无磁环境，非磁钻铤与钻头的间距减少会
使探管更靠近钻头，同时结合ABI传感器，将会很大地提高MGT的导向能力。

2MGT应用的案例分析

2009年8月由克拉玛依钻井工艺研究院承担了风城油田重3