第三节--定向井轨迹控制技术

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定向井钻井轨迹设计与控制技术分析

定向井钻井轨迹设计与控制技术分析

21我国的油气资源在不断的勘探开发过程中,生产开采条件日益恶化,在这种情况下断层遮挡、复杂地层油田区块的勘探开发受到了高度重视,在针对上述油田区在进行开发的过程中定向井钻井技术得到了广泛应用,使得油田开采效率得到全面提升,钻井成本也得到有效控制。

一、定向井直井段轨迹控制技术分析在定向井钻井施工过程中井眼轨迹剖面设计是非常关键的一个环节,只有针对井眼轨迹进行不断完善优化才能充分保障井眼轨迹设计的科学性和合理性,从而实现定向井钻井施工目标。

具体针对定向井井眼轨迹剖面进行优化设计的时候必须要坚持以下一些原则。

优化设计要以实现定向井钻井地质目标为基本出发点,在定向井钻井施工过程中涉及到了穿越多个油层提升勘探效果、避开断层开采剩余油储层、实现在目的层中大范围延伸井眼轨迹增加油藏裸露面积等一些地质目标[1],与此同时,在钻井施工过程中一旦发生安全事故会对油井正常开采产生严重影响,充分利用定向井钻井技术可以针对目的性进行侧钻来达到勘探开发目标,而如果在实际开发过程中由于地面存在障碍物而导致正常钻井施工无法正常进行,也可以充分利用定向井来实现勘探开采,为了能够最大程度节约钻井施工成本,可以充分利用丛式定向井钻井平台进行钻井施工,这样就能够最大程度减小平台占地面积;在进行造斜点设计的过程中要保证其尽量避开容易出现坍塌、缩径、漏失等事故的地层,而且要将井斜角严格的控制在15~45°之间,如果井斜角设置过大会进一步增加钻井施工难度,甚至会引发钻井安全事故,而如果井斜角设置过小,又会导致在实际断裂使用过程中钻井方位出现不稳定现象。

2.定向井钻井轨道设计在当前在油田钻井施工过程中定向井可以按照施工目的以及具体用途的不同进一步划分为常规定向井、丛式井以及大位移井等几种类型,通常情况下常规定向井水平位移不会超过1km,而且垂直深度处在3km以内;丛式井在实际应用过程中能够最大程度减小井场面积;大位移井通常情况下采取的都是悬链曲线轨道,井眼轨迹在设计过程中主要采取的是高稳斜看一下角和低造斜率。

华池地区定向井轨迹控制

华池地区定向井轨迹控制

华池地区定向井轨迹控制一、引言随着石油勘探开采技术的不断发展,定向井钻井技术在油气开采中的应用越来越广泛。

定向井能够在地面上沿着特定方向,如水平、倾斜或弯曲方向钻井,有效地利用储层并提高产能,因此在油气勘探开采中扮演着重要的角色。

在华池地区,由于地层结构复杂、油气资源丰富,因此对定向井轨迹控制的需求也越来越大。

本文将从华池地区定向井的特点出发,详细介绍定向井轨迹控制的方法和技术。

二、华池地区定向井特点华池地区地层复杂,包括砂岩、泥岩、页岩等多种岩性,地质构造复杂,存在断裂、地层变形、岩层倾斜等情况。

华池地区油气资源较为丰富,需要考虑储层的合理开采。

定向井在华池地区具有以下特点:1. 钻进路径需要避开断裂带和地层变形区,保证钻井不受地质构造的干扰;2. 需要精确控制井眼位置和井眼方向,以便有效地开采储层;3. 需要根据地质条件灵活调整井径和井斜,实现钻井路径的灵活控制。

三、定向井轨迹控制方法1. 影响井轨的因素在进行定向井钻井时,会受到多种因素的影响,如地层岩性、构造、孔隙度、地层倾角、井深等。

这些因素会直接影响井的轨迹,因此需要进行合理的轨迹控制。

2. 技术手段在定向井的轨迹控制中,主要采用以下技术手段:(1)导向工具:导向工具包括测斜仪、磁性测斜仪、惯性导航系统等,通过这些导向工具可以实时监测井眼的位置和方向,从而实现钻井路径的控制。

(2)钻头设计:合理的钻头设计可以提高定向井的控制能力,通常包括方向钻头、可调旋转钻头、倾斜孔径钻头等。

3. 轨迹控制方法在进行定向井钻井时,可以采用以下轨迹控制方法:(1)姿态控制:通过控制钻杆的姿态,可以改变钻头的方向,实现轨迹的控制;(2)定向工具控制:通过实时监测井眼位置和方向,调整导向工具,实现钻井路径的控制;(3)动态定向:根据地层情况实时调整井斜角和井径,灵活控制钻井路径。

五、定向井轨迹控制的挑战与应对措施1. 地质复杂性带来的挑战华池地区地质条件复杂,包括砂岩、泥岩、页岩等多种岩性,地质构造复杂,存在断裂、地层变形、岩层倾斜等情况,这些因素会给定向井的轨迹控制带来很大挑战。

定向井水平井轨迹控制技术讲诉

定向井水平井轨迹控制技术讲诉

第二章定向井井眼轨迹控制技术前言定向井是指按照预先设计的井斜方位和井眼轴线形状进行钻进的井,是相对于直井而言的,而且是以设计的井眼轴线形状为依据。

直井的井斜角为零度,没有井斜方位角。

尽管实钻的直井都有一定的井斜角,有的井斜角甚至很大,但仍然属于直井。

定向井又可分为二维定向井和三维定向井。

也是以设计的井眼轴线形状为依据划分的。

凡是井眼轴线形状只在某个铅垂平面上变化的定向井,称为两维定向井,它们的井斜角是变化的,而井斜方位角则是不变的。

三维定向井则是既有井斜角的变化,又有井斜方位角的变化。

实钻的两维定向井,其井眼轴线都是既有井斜角的变化,又有井斜方位角的变化,但它仍然属于两维定向井。

定向井在石油勘探与开发中得到了广泛的应用。

在地面上难以建立或不允许建立井场和安装钻井设备进行钻井的地区,要勘探开发地下的石油,唯一的办法是从该地区附近打定向井,在海洋或湖泊等水域上勘探开发石油,最好是建立固定平台或从岸边打定向井和丛式定向井。

当在钻达油气层所经过的地层中,有难以穿过的复杂地层时,用定向井可以绕过这些复杂地层。

为了扩大勘探效果和增加油井产量,可以打多底井、水平井以及丛式水平井、分支井或径向水平井等。

在发生断钻具、卡钻以及井喷着火等恶性钻井事故的情况下,钻侧钻井、救援井是处理此类事故的有效方法。

我国的定向井钻井开始于1956年,在60年代,曾达到了相当高的水平,钻出了许多高难度的定向井,与当时世界先进水平的差距并不大。

我国是世界上第二个钻成水平井的国家。

但在60年代中期以后,我们与世界先进水平的差距拉大了,直到70年代中后期,开始大力研究和发展定向井,80年代以后,我国积极地学习国外先进技术,二十多年来,国外在定向井钻井技术最主要的进展是随钻测量仪器的出现和发展,螺杆钻具、金刚石钻头、可控弯接头和旋转导向钻井等工具发展,以及近几年来,自动化钻井系统、旋转地质导向钻井系统的出现与发展,都显著地提高了定向井钻井的技术水平。

定向井轨迹控制办法

定向井轨迹控制办法

定向井轨迹控制实施办法一、定向井技术规程1.定向井施工钻机,应按如下公式选择钻机类型,钻机原有能力=井深(斜深)×(1+井斜角/100),以确保安全运行。

2.定向井施工前,必须作出详细的剖面设计,定向段造斜率按3.6°/30米,复合钻近增斜段按4°/100米,最大井斜与原设计最大井斜相符。

7.井斜超过40度,或位移超过500米的井段,钻具在井下静止时间不得超过2分钟。

8.井下钻具的摩阻,应控制在钻机允许范围之内,对大斜度、大位移井特须注意观测,必要时采取各种措施降低摩阻,如加减阻剂等。

9.当定向井位于井位密集的油区或在井的设计方向有一至数口已钻井时,为避免新老井眼相碰,必须参考老井有关资料,作出合理的井深设计;施工中运用防碰技术,严密监视及控制井眼发展趋势,两井轨迹的最小距离不得小于5米。

10.要求定向井各项技术资料及施工记录齐全、准确、及时、并充分利用已有资料进行分析,以提高定向中靶率和降低综合成本。

二、定向井安全施工规定(一)井身轨迹控制1.严格按设计施工。

井身轨迹尽可能接近设计的井身轴线,保持井身轨迹圆滑。

造斜点、最大井斜角均不得随意更改。

定向前直井段之井斜角控制在1°/1000米以内。

2.严格控制全角变化率12°~13°/100米。

一般情况下使用1°单弯螺杆定向。

(二)泥浆1.固控设备必须全功能运转,使用率不低于95%。

泥浆密度1.20以下固含10%,1.60固含25%,含砂量小于0.3%。

2.泥浆要有良好的润滑性,对其润滑性要定深化验。

定向前化验一次,定向后200米或每天化验一次。

泥浆摩阻系数符合设计要求。

3.为了保持良好的润滑性,泥浆中必须加入足量的润滑剂或混入原油。

加润滑剂和混原油可交替使用。

(三、)钻具管理1.入井钻具应有记录,并打钢印号、丈量内外径及长度,计算准确,确保井深无误,为施工提供数据。

2.为保证井下安全,钻具结构要简化。

第三章 定向井、水平井井身轨迹控制

第三章  定向井、水平井井身轨迹控制

第三章定向井、水平井井身轨迹控制技术第一节定向井、水平井井眼轨迹控制理论无论是定向井,还是水平井,控制井眼轨迹的最终目的都是要按设计要求中靶。

但因水平井的井身剖面特点、目的层靶区的要求等与普通定向井和多目标井不同,在井眼轨迹控制方面具有许多与定向井、多目标井不同的新概念,需要建立一套新的概念和理论体系来作为水平井井眼轨迹控制的理论依据和指导思想。

我们在长、中半径水平井的井眼轨迹控制模式的形成和验证过程中,针对不断出现的轨迹控制问题,建立了适应于水平井轨迹控制特点的几个新概念。

一、水平井的中靶概念地质给出的水平井靶区通常是一个在目的层内以设计的水平井眼轨道为轴线的柱状靶,其横截面多为矩形或圆。

我们可以把这个柱状靶看成是由无数个相互平行的法面平面组成,因此,控制水平井井眼轨迹中靶,与普通定向井、多目标井是个截然不同的新概念,主要体现是:井眼轨迹中靶时进入的平面是一个法平面(也称目标窗口),但中靶的靶区不是一个平面,而是一个柱状体,因此,不仅要求实钻轨迹点在窗口平面的设计范围内,而且要求点的矢量方向符合设计,使实钻轨迹点在进入目标窗口平面后的每一个点都处于靶柱所限制的范围内。

也就是说,控制水平井井眼轨迹中靶的要素是实钻轨迹在靶柱内的每一点的位置要到位(即入靶点的井斜角、方位角、垂深和位移在设计要求的范围内),也就是我们所讲的矢量中靶。

二、水平井增斜井段井眼轨迹控制的特点及影响因素对一口实钻水平井,从造斜点到目的层入靶点的设计垂深增量和水平位移增量是一定的,如果实钻轨迹点的位置和矢量方向偏离设计轨道,势必改变待钻井眼的垂深增量和位移增量的关系,也直接影响到待钻井眼轨迹的中靶精度。

水平井钻井工程设计中所给定的钻具组合是在一定的理论计算和实践经验的基础上得出的,随着理性认识的深化和实践经验总结,设计的钻具组合钻出实际井眼轨迹与设计轨道曲线的符合程度会不断提高。

但是,由于井下条件的复杂性和多变性,这个符合程度总是相对的。

定向井钻井轨迹设计与控制技术

定向井钻井轨迹设计与控制技术

定向井钻井轨迹设计与控制技术近年来,中国发展迅速,石油在经济快速发展中的重要作用已经显现。

石油不仅可以提炼汽油和柴油,维持汽车和机器的运转,还可以将天然气作为人们生活和工业的重要燃料。

因此,石油勘探开发逐渐增多,石油钻井技术也得到很大发展。

19世纪中后期,石油钻井中定向井钻井技术的首次正式应用。

在工程建设过程中,井眼轨迹控制技术可视为定向井钻井的关键技术。

直井、斜井和稳定斜井段的井眼轨迹控制技术也不同。

总的来说,随着井眼轨迹控制技术的不断改进和完善,定向井轨迹控制水平有了很大的提高。

定向井;轨迹;控制技术引言在油气开采中,定向钻井技术是一种应用广泛的技术,其开采效率和施工质量直接影响油气开采的整体质量。

它在提高天然气和石油开采效率方面发挥着重要作用。

由于使用的地形复杂多变,决定了定向井建设项目对轨道设计和控制的要求更加严格。

影响整个施工过程的最重要因素是轨迹控制的准确性,轨迹设计和轨迹控制对钻井的整体质量起着至关重要的作用。

在石油钻井工程中,在整个定向井施工过程中,轨迹控制技术对整个工程的整体质量具有重要的现实意义。

1 定向井轨迹设计1.1 设计原则第一,实现地质目标是建设的原则。

定向钻井时,钻井的主要目的是使钻井穿过地层中的多个油层,防止井下复杂,地层易坍塌、易漏,或提取井间难以到达的死油气,或钻应急救援井,或在平台上钻定向井,节省占用空间,达到后期管理的目的。

无论哪种定向井,井眼轨迹设计都要首先考虑地质设计。

对于地质设计,如果不能满足设计要求,就无法设计出完美的钻孔轨迹。

第二,是达到安全、优质、高效钻井的目的。

在定向井轨道的设计中,地质目标有望实现。

因此,要实现这一地质目标,需要各种轨道形式。

选择最有利于现场施工难度、最小摩擦力矩和井眼轨迹控制的轨道形式,才能实现安全、优质、高效的定向钻进。

因此,在设计定向井轨迹和确定偏移点时,需要选择地层稳定、易偏移的层位。

第三,满足后期生产的要求。

第三个原则对于满足后期采油的要求至关重要,尽管这两个原则在定向井轨道设计中更为重要。

定向井轨迹控制技术

定向井轨迹控制技术

定向井轨迹控制技术定向井的井眼轨迹控制技术是定向井钻井成套技术中的关键环节。

文章介绍了轨迹剖面优化设计,对直井段、增斜段、稳斜段轨迹控制技术进行了详细的阐述,同时对轨迹预测方法和轨迹修正设计技术进行了论述,对现场施工具有一定的指导作用。

标签:轨迹控制;轨迹预测;剖面设计;定向井定向井的井眼轨迹控制技术是定向井钻井成套技术中的关键环节。

定向井施工成败的关键是能否控制井眼轨迹的变化。

1 轨迹剖面优化设计定向井井身剖面的选择对于钻井施工的安全、高效、降低成本起着至关重要,四段制轨迹剖面易形成键槽,岩屑床,起下钻和钻井过程中摩阻扭矩大,易卡钻,给井下安全带来极大隐患。

经过理论计算分析,并结合大庆地质情况,三段制或者五段制井眼轨迹剖面成为大庆定向井施工的首选对象,这两种轨迹剖面具有轨迹短、投资少、效益高、利于井眼轨迹控制等特点。

2 井眼轨迹控制技术2.1 直井段轨迹控制定向井直井段的井眼轨迹控制原则是防斜打直。

有人认为常规定向井(指单口定向井)直井段钻不直影响不大,通过后续的调整最终也可中靶,这种想法是不对的。

因为当钻至造斜点,如果直井段不直,造斜点处不仅因为有一定的井斜角而影响定向造斜的顺利完成,还会因为这个井斜角形成一定的水平位移而影响下一步钻进的井眼轨迹控制。

所以在直井段施工中,采用塔式钻具组合或钟摆钻具组合,配以合理的钻进参数,每钻进100-120米测斜一次,及时监测井斜的变化趋势,如发现井斜有增大趋势,及时调整钻井参数,加密测斜,必要情况下进行螺杆钻具纠斜。

造斜点前100m采取轻压吊打,严格控制钻进参数,保证造斜点处的井斜不超过0.5°。

2.2 造斜段轨迹控制造斜就是从造斜点开始强制钻头偏离垂直方向增斜钻进的过程。

由于大位移水平井直井段多数存在井斜方位,且方位与新设计方位不一致,所以必须利用定向井计算软件计算出直井段各点轨迹参数,同时根据最后几个测点趋势,预测出井底的井斜角和方位角,计算出井底水平位移、垂深、闭合方位、视位移、视垂距等参数。

定向井大井眼轨迹控制技术与应用研究

定向井大井眼轨迹控制技术与应用研究

定向井大井眼轨迹控制技术与应用研究随着石油勘探开发技术的不断发展,定向井钻井技术已经成为了油田勘探开发的重要手段之一。

在定向井工程中,大井眼轨迹控制技术是关键的环节之一,对于提高石油勘探开发效率、降低成本、减少环境污染具有重要意义。

本文将对定向井大井眼轨迹控制技术与应用进行研究探讨。

一、定向井大井眼轨迹控制技术概述定向井是指在一定地层深度范围内,通过调整井眼轨迹,使井眼的水平和竖直段长度适应地层条件进行勘探开发的一种钻井方式。

而大井眼指的是井眼直径较大的定向井。

大井眼轨迹控制技术作为定向井工程的重要组成部分,旨在实现井眼的曲率和方位的精确控制,从而确保井眼能够准确地穿越预定地层,并达到地质勘探开发的目的。

大井眼轨迹控制技术主要包括钻头定向技术、测斜测向技术和井眼轨迹设计技术。

钻头定向技术是指通过选用了具有特殊几何形状或者内部结构的钻井工具,在施加外部磁场或者重力场的作用下,产生相应的钻头方向控制力矩,实现井眼偏转。

测斜测向技术是指通过测量或计算井眼的倾角和方位角,帮助工程技术人员准确地掌握井眼的位置和方向。

而井眼轨迹设计技术则是指根据地质条件和勘探开发需求,为大井眼的设计制定合理的轨迹方案。

二、定向井大井眼轨迹控制技术的关键问题1. 钻头设计与性能在大井眼轨迹控制技术中,钻头的设计与性能是至关重要的。

合理的钻头设计能够保证钻进过程中产生足够的弯曲力矩,实现井眼的曲率控制;而钻头的性能则直接影响到钻进效率和完井质量。

需要钻井工程技术人员充分了解钻头的设计原理和工作特性,选择合适的钻头类型,并加强对钻头性能的监控和评估,以确保大井眼的轨迹控制效果。

2. 测斜测向技术的精度和稳定性测斜测向技术是实现大井眼轨迹控制的关键手段之一。

然而在实际应用中,测斜测向仪器的精度和稳定性往往受到诸多限制,如地质条件、井深和井眼倾角等因素的影响。

如何提高测斜测向技术的精度和稳定性,是当前亟待解决的问题。

可以通过引入先进的传感器技术、改进算法和提高数据处理能力等手段,不断提升测斜测向技术的水平。

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第三节--定向井轨迹控制技术井眼轨迹控制的内容包括:优化钻具组合、优选钻井参数、采用先进的井下工具和仪器、利用计算机进行井眼轨迹的检测预测、利用地层的方位漂移规律、避免井下复杂情况等等。

轨迹控制贯穿钻井作业的全过程,它是使实钻井眼沿着设计轨道钻达靶区的综合性技术,也是定向井施工中的关键技术之一。

井眼轨迹控制技术按照定向井的工艺过程,可分为直井段、造斜段、增斜段、稳斜段、降斜段和扭方位井段等控制技术,其中直井段的控制技术见第七章第四节。

一.定向选斜井段初始造斜方法有五类,即井下马达和弯接头定向、喷射法、造斜器法、弯曲导管定向、倾斜钻机定向。

目前,我国海洋定向井一般采用第一种方式,常用造斜钻具组合为:钻头十井下马达十弯接头十非磁钻铤十普通钻铤(0~30米)十挠性接头十震击器十加重钻杆。

这种造斜钻具组合是利用弯接头使下部钻具产生一个弹性力矩,迫使井下动力钻具驱动钻头侧向切削,使钻出的新井眼偏离原井眼轴线,达到定向造斜或扭方位的目的。

造斜钻具的造斜能力主要与弯接头的弯角和动力钻具的长度有关。

弯接头的弯角越大,动力钻具长度越短,造斜率也越高。

弯接头的弯角应根据井眼大小、井下动力钻具的规格和要求造斜率的大小选择。

现场常用弯接头的弯角为1.5~2.25度,一般不大于2.5度。

弯接头在不同条件下的造斜率见第四节。

造斜钻具组合使用的井下动力钻具型号应根据造斜井段或扭方位井段的井深选择。

使用井段在2000米以内,一般采用涡轮钻具或普通螺杆钻具,深层走向造斜或扭方位应使用耐高温的多头螺杆钻具。

造斜钻具组合、钻井参数和钻头水眼应根据厂家推荐的钻井参数设计。

由于井下动力钻具的转速高,要求的钻压小[一般为29.4~78.4千牛(3~8吨)],因此,使用的钻头不宜采用密封轴承钻头,尤其是在浅层,可钻性好的软地层应使用铣齿滚动轴承钻头或合适的PDC钻头。

根据测斜仪器的种类不同,分为四种定向方式:1.单点定向此方法只适用造斜点较浅的情况,通常井深小于1000米。

因为造斜点较深时,反扭角很难控制,且定向时间较长。

施工过程如下:(l)下入定向造斜钻具至造斜点位置(注意:井下马达必须按厂家要求进行地面试验)。

(2)单点测斜,测量造斜位置的井斜角,方位角,弯接头工具面;(3)在测斜照相的同时,对方钻杆和钻杆进行打印,并把井口钻杆的印痕投到转盘面的外缘上,作为基准点;(4)调整工具面(调整后的工具面是:设计方位角十反扭角)。

锁住转盘、开泵钻进;(5)定向钻进。

每钻进2~4个单根进行一次单点测斜,根据测量的井斜角和方位角及时修正反扭矩的误差,并调整工具面;(6)当井斜角达到8~10度和方位合适时,起钻换增斜钻具,用转盘钻进。

在单点定向作业中要注意:①在确定了反扭角和钻压后,要严格控制钻压的变化范围,通常在预定钻压±19.6千牛(2吨)内变化;②每次接单根时,钻杆可能会转动一点,注意转动钻杆的打印位置至预定位置;③如果调整工具面的角度较大(>90度),调整后应活动钻具2~3次(停泵状态),以便钻杆扭矩迅速传递。

2.地面记录陀螺(SRO)定向在有磁干扰环境的条件下(如套管开窗侧钻井)的定向造斜,需采用SRO定向。

这种仪器可将井下数据通过电缆传至地面处理系统,并显示或用计算机打印出来,直至工具面调整到预定位置,再起出仪器,施工过程如下:(l)选择参照物,参照物应选择易于观察的固定目标,距井40米左右;(2)预热陀螺不少于15分钟,工作正常才可下井;(3)瞄准参照物,并调整陀螺初始读数;(4)接探管,连接陀螺外筒,再瞄准参照物,对探管和计算机初始化;(5)下井测量,按规定作漂移检查;(6)起出仪器坐在井口,再次瞄准参照物记录陀螺读数;(7)校正陀螺漂移,确定测量的精度;(8)定向钻进。

3.有线随钻测斜仪(SST)定向造斜钻具下到井底后,开泵循环半小时左右,然后接旁通头或循环接头。

把测斜仪的井下仪器总成下入钻杆内,使定向鞋的缺口坐在定向键上。

定向造斜时,可从地面仪表直接读出实钻井眼的井斜、方位和工具面,司钻和定向井工程师要始终跟踪预定的工具面方向,保持井眼轨迹按预定方向钻进。

4.随钻测量仪(MWD)定向MWD井下仪器总成安装在下部钻具组合的非磁钻铤内,其下井前要调整好工作模式和传输速度,并准确地测量偏移值,输入计算机。

仪器在井下所测的井眼参数通过钻井液脉冲传至地面,信息经地面处理后,可迅速传到钻台。

MWD不仅可用于定向造斜,也可用于旋转钻进中的连续测量,是一种先进的测量仪器。

5.定向造斜中的注意事项:(1)如果定向作业前的裸眼段较长,应短起下钻一趟,保证井眼畅通。

(2)井下马达下井前应在井口试运转,测量轴承间隙;记录各种参数,工作正常方可下井;(3)MWD等仪器下井前,必须输入磁场强度、磁倾角等参数;(4)定向造斜钻进,要按规定加压,均匀送钻,以保持恒定的工具面。

(5)造斜钻进或起下钻,用旋扣钳或动力水龙头上卸扣,不得用转盘上卸扣;(6)起钻前方位角必须在20~30米井段内保持稳定,且保证预定的提前角。

目前,“一次造斜到位法”也经常在我国海洋定向井中使用,这种方法适用于造斜点较浅,且机械钻速很快的造斜井段,常常配合使用随钻测量仪。

(7)井下马达出井时,按规定程序进行清洗、保养。

二.转盘钻增斜井段常用增斜钻具组合为:钻头十近钻头稳定器十非磁钻铤十钻铤(非磁钻铤和钻铤的总长度为18~30米之间)十稳定器十钻铤(10米)十稳定器十钻铤十随钻震击器十加重钻杆十钻杆(见图9-10,从下至上,增斜效果越来越强。

图中UG是指尺寸不足的扶正器)。

施工注意事项:1.按设计钻井参数钻进,均匀送钻,使井眼曲率变化平缓。

2.每钻进25~50米测量一次,随时作图,掌握井斜、方位的变化趋势。

如果增斜率不能满足设计要求,应及时采取措施:(1)调整钻压改变增斜率。

增加钻压可使增斜率增大,减小钻压,则使增斜率降低。

(2)更换钻具组合,改变近钻头稳定器与相邻稳定器之间的距离。

改变的范围为10~30米,距离越短,增斜率越低,距离越长,增斜率越高;(3)改变近钻头稳定器与相邻稳定器之间的钻铤刚性,刚性越高,增斜率越低;刚性越低,增斜度越高。

(4)钻头底部距近钻头稳定器翼片中部的距离为0.7~1.2米。

3.如果增斜率比设计值稍低(5°/100米以内),可采用强行增斜法。

(l)接单根后,开泵至设计排量,慢慢加压至设计钻压的75%左右;(2)转动转盘至设计转速,同时逐步增加钻压至允许的最大钻压;(3)钻完一个单根时,马上停转盘,钻压不回零,上提钻具。

(4)划眼时,井底的最后2米左右不划眼。

采用强行增斜法要注意:一是当前钻进的转盘扭矩不应过大;二是启动转盘时,要保持钻压达到预定的数值;三是整个井下钻具各组件质量应合格;四是采用这种特殊方法只能达到微增效果(增斜率可提高4°/100米左右——经验数据)。

三.稳斜井段常用的稳斜钻具组合(见图9-11,从下至上,稳斜效果越来越强。

图中UG是指尺寸不足的扶正器)。

钻头十近钻头稳定器十短钻铤(3~6米)十稳定器十非磁钻铤十稳定器十钻铤十键槽破坏器十挠性接头十震击器十加重钻杆。

施工措施:l.造斜或增斜结束后,下入第一趟稳斜钻具时,从造斜点开始要慢慢下钻。

尤其是在软地层、高造斜率的情况下,容易遇阻,并可能产生新井眼,必须注意:(1)下钻遇阻时,活动钻具3~5次,切勿“压死”钻具;(2)开泵,慢慢下放2~3次。

(3)在遇阻点以上1.5米左右,中高速转动转盘(80~90转/分),快速下放,钻压不超过98千牛(10吨);(4)通过遇阻点以后,上、下活动钻具l~2次,继续下钻。

注意:在硬地层时,稳斜钻具在造斜段遇阻,仍可采用前述(l)、(2)步骤,只是活动钻具的次数适当减少,仍然遇阻时,同样要转动转盘,只是转速适当地低一些,且控制钻压,慢慢下放,切勿“压死”钻具。

2.在方位右漂严重的地层中钻进,可采用“超长翼”的稳定器(钻具组合相同),以稳定方位角。

也可采用PDC钻头(如R426型),以利用PDC钻头具有方位左漂趋势的特性。

3.总结同一地层的自然增斜或降斜特性,合理地选择稳斜钻具组合。

4.测斜,最大测斜间距不超过100米,特殊井的关键井段测斜间距应为30米左右,并及时绘制垂直剖面图和水平投影图,随时掌握实钻井眼轨迹情况。

四.降斜井段常用降斜钻具组合(见图9一12,从下至上,降斜效果越来越强)。

钻头十短钻铤(3~8米)十稳定器十非磁钻铤十稳定器十钻铤十键槽破坏器十挠性接头十震击器十加重钻杆十钻杆。

注意。

1.定向井的降斜钻具组合不宜采用大钟摆式,否则降斜率过高,起下钻困难。

2.降斜段一般接近完井井段,井下扭矩和摩擦阻力较大,在满足中靶的前提下,应尽量简化钻具组合,使用加重钻杆加压。

五.扭方位一般地说,井斜的控制要比方位控制容易一些,如何实现方位的自由控制,也是定向井钻井的一大难题。

影响方位的因素很多,除地层这一不可改变的因素之外,钻井参数和钻具组合也对方位产生一定的影响。

其影响规律如下:在钻具组合方面,一般认为,对方位漂移产生主要的影响是前30~60米的钻具组件。

稳定器能起到稳定方位漂移的作用,稳定器越多,方位漂移总趋势的变化不会太大。

也就是说,对稳斜钻具组合,由于稳定器较多,方位的漂移趋势变化不大,而对于增斜和降斜钻具组合,方位的漂移趋势可能变化。

在钻井参数方面,钻压和转速也对方位产生影响。

一般地认为,适当的高转速(为90~110转/分)和中等钻压98~147千牛(10~15吨),抑制方位向右漂移的效果较好。

由于影响方位漂移的因素很多,地层的变化也很难掌握,因此方位控制的确较困难。

但是,要尽量少扭方位,一口井最多扭两次方位,还是可以接受的。

当实钻井眼轨迹严重偏离靶区范围,且根据当前的方位漂移趋势无望进入靶区时,应下入造斜钻具组合扭方位。

1.施工要点:(1)扭方位钻具组合及其采用的钻井参数和定向造斜施工基本上相同(建议尽量少下钻铤,防止压差卡钻);(2)选择可钻性和稳定性较好的地层(尤其是大段砂层),实施扭方位作业;(3)深井扭方位,由于反扭角较大,一般采用随钻测斜仪扭方位;(4)井斜角较大井段(40°以上)扭方位,容易降斜。

扭方位前一趟钻,可以事先增加2~3°井斜,以弥补扭方位时的降斜效果。

当然,采用先扭完方位,井斜自然降低以后,再适当地增斜,也能保证较好的井眼轨迹;(5)依据实钻的垂直剖面图,确定采用何种扭方位的工具面角度(增、降或稳斜)。

2.方位扭转角的计算方位扭转角的计算,可按如下步骤进行:(l)进行测斜计算,算出目前的井底坐标位置。

如图9-13所示,OT为设计的井斜方位线,ode为实钻井眼轴线的水平投影,e为目前的井底。

d为距井底较近的测点位置。

目标点T的坐标为HT、(2)计算现用钻具组合的方位漂移率Kp。

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