钻井工程:第五章 井眼轨道设计与轨迹控制
钻井轨迹控制基础知识

地面环境条件限制
8
地下地质条件要求
9
处理井下事故
10
11
第一节
井眼轨迹的基本概念
目的:掌握有关参数的概念及这些参数之间的关系。
一.轨迹的基本参数
测量方法:非连续测量,间断测量。“测段”,“测点”。 井深、井斜角和井斜方位角----轨迹的三个基本参数。 (1) 井深(或称为斜深、测深)
井口(通常以转盘面为基准)至测点的井眼长度。
2
180
i i 1 180时,
i i i 1 360
c
i i 1
2
180
25
三.轨迹计算方法
1、计算顺序:计算的目的是算出每个测点的坐标值。 从第1个测段开始,逐段向下进行; 算出每个测段的坐标增量;累加求得测点的坐标值。 第0测点的坐标值,D0=Dm0 , Lp0=0, N0=0, E0=0 。 2、计算内容: 测点:五个直角坐标值( D , Lp ,N , E , V ), 两个极坐标值( S ,θ) 。 测段:四个坐标增量( ΔD,ΔLp,ΔN,ΔE ), 井眼曲率Kc 。
5
二维
三维
6
概述:
直井用途:油田开发和勘探。有井斜限制要求。 定向井用途: 1.地面环境条件的限制 高山,湖泊,沼泽,河流,沟壑,海洋,农田或重要的 建筑物等。 2.地下地质条件的要求 断层遮挡油藏、薄油层、倾角较大的地层钻进等。 3.处理井下事故的特殊手段 井下落物侧钻、打救援井等。 4.提高油藏采收率的手段 钻穿多套油气层、老井侧钻等。
30 平均曲率: K c Dm
狗腿角(γ )的计算: Lubinski公式:
cos cos A cos B sin A sin B cos(B A )
第五章:井斜及其控制

(2)井斜角(α): 井斜角( )
指井眼方向线与重力线之间的夹角。单位为度( 指井眼方向线与重力线之间的夹角。单位为度(°)。 井眼方向线: 井眼方向线: 过井眼轴线上某测点作 过井眼轴线上某测点作 轴线上 井眼轴线的切线, 井眼轴线的切线,该切线向 井眼前进方向延伸的部分称 为井眼方向线。 为井眼方向线。 井斜角增量( ∆α ): 井斜角增量( 下测点井斜角与上测点 井斜角之差。 井斜角之差。
1磁铁定向法双罗盘定向法双罗盘测斜仪定向磁铁安装在无磁钻铤上上罗盘处在定向磁铁位置指针标志工具面方位下罗盘远离定向磁铁指针指向正北方位
钻井工程
井斜及其控制
——钻井工程
重庆科技学院石油工程学院制作
第五章 井斜及其控制
本节主要内容: 本节主要内容:
第一节 第二节 井斜及其控制标准 井斜原因
第三节 控制井斜的措施 第四节 虹吸测斜仪
二、衡量井斜的参数
目的:掌握有关参数的概念及这些参数之间的关系。 目的:掌握有关参数的概念及这些参数之间的关系。
1.轨迹的基本参数
测量方法:非连续测量,间断测量。 测段” 测点” 测量方法:非连续测量,间断测量。“测段”,“测点”。 井深、井斜角和井斜方位角----轨迹的三个基本参数。 轨迹的三个基本参数。 井深、井斜角和井斜方位角 轨迹的三个基本参数 (1)井深(或称为斜深、测深) 井深(或称为斜深、测深) 井口(通常以转盘面为基准)至测点的井眼长度。 井口(通常以转盘面为基准)至测点的井眼长度。 以字母D 表示,单位为米(m) (m)。 以字母Dm表示,单位为米(m)。 井深增量(井段) 下测点井深与上测点井深之差。 井深增量(井段):下测点井深与上测点井深之差。 表示。 以ΔDm表示。
(a) 井斜曲率对比图 (b)
井眼轨道设计与控制

b αm
c
R2
αm
αe
o2
ShoSh
井段:O—a
最大井斜角:0
方位角:0
垂直井深增量ΔD(m):
ΔDa= ΔDkop=400 垂直井深D(m):
f αe
Da = Dkop =400 水平位移增量ΔSh (m): ΔSha =0
ge
水平位移Sh(m): Sh =0 t 段长Δl(m): Δla= Dkop =0
5)工具面角(βt):造斜工具下到井底以后, 工具面所在的角度。它有两种表示方法:高边工具面 角和磁工具面角。高边工具面角是以高边方向线为始 边,顺时针转到工具面与井底圆平面的交线所转过的 角度;磁工具面角为以正北方向线为始边,顺时针转 到工具面与井底圆平面的交线在水平面上的投影线所 转过的角度。
6) 装置角(β):在启动钻具后且加压钻进时,工具面所处的角度,与工具面角一样,既可用高边工
She
井深Dw(m) : Dw = Dkop =0
o Dkop
a
k De D Do
j i
h
R1
o1
αm
b αm
c
R2
αm
αe
o2
ShoSh
井段:a—b
最大井斜角:40.51 °
方位角: 30°
垂直井深增量ΔD(m):
ΔDab= R1sinαm =558.31 垂直井深D(m):
Db = Da + ΔDab =958.31
目前常用的设计方法
查图法 作图法 解析法
o Dkop
a
R1
o1
αm
k
De
b
D Do
αm c
最大井斜角αm的确定 在△ kjf中:
钻井专业词汇翻译总复习

终切力10-minuto gel strength
固相控制solid control 钻屑cutting 砂sand 井漏(lost circulation ) 井塌(borehole collapse ) 钻井液污染(drilling fluid contamination )
第 20 页
泥silt
井下动力钻井hole bottom power drilling
涡轮钻具钻井turbine drilling 螺杆钻具钻井screw drilling
旋转钻井钻机Rotary Rig
动力系统(Power System) 旋转系统(Rotating System)
第3页
绪
提升系统(Hoisting System) 循环系统(Circulating System) 井控系统(Well Control System)
地面管汇surface pipeline 遥控面板remote control panel 压井管汇kill line 钻前准备drill preparation 钻进drilling 固井well cementation 完井well completion
第5页
绪
直井straight/vertical well
第 23 页
第五章 井眼轨道设计与轨迹控制
造斜点(kick off point) k 二维定向井Two-dimensional directional well 三维定向井Three-dimensional directional well
第 24 页
第六章 钻进参数优选
主要内容:
第一节
第二节
水力参数优选
第 22 页
第五章 井眼轨道设计与轨迹控制
定向井钻井井眼轨迹的设计与控制

定向井钻井井眼轨迹的设计与控制作者:刘峰来源:《智富时代》2018年第04期【摘要】随着油田钻井技术的不断发展进步,定向井已成为油田开发勘探的重要措施。
本文介绍了定向井井眼轨迹的设计技术,对井眼轨迹的控制措施进行了阐述。
只有全面掌握这些关键施工环节,才能施工定向井游刃有余,保障定向井施工顺利进行。
【关键词】定向井;施工;井眼轨迹;轨迹控制一、定向井剖面设计定向井的剖面设计工作,作业人员必须提供靶点水平位移和提供井口方位角与靶点的坐标位置,计算出方位角和水平位移。
还要通过资料查找地理位置和井身结构等情况。
设计人员应根据定向井不同的钻探情况对设计井的井身剖面类型、钻井液类型、完井方法等进行合理设计,以利于整洁、优质、快速钻井。
要根据不同的钻探目的对设计井的井身结构、剖面类型、完井方法等进行合理设计。
对靶点的层位要选择合理:井身结构、井控措施等应满足要求,尽可能选择简单的剖面类型,以减少井眼轨迹控制和施工难度,加快钻井速度,靶区半径要合乎操作要求。
二、定向井井眼轨迹的设计(一)定向井井眼轨迹设计的原则井眼轨迹就是指井眼轴线,是井身在地层中分布的一条具体空间曲线,井深、井斜角以及井斜方位角是井眼轨迹设计中最为重要的三个设计参数,也是钻井过程中对井眼轨迹进行有效控制的具体标准。
井眼轨迹的设计与计算主要应满足一下三个原则:一、可满足实际工程需要,二,能实现安全快速钻进,三、要有利于采油工艺措施。
(二)选择造斜点(1)地层比较稳定,要避免在破碎带、漏失层、流沙层、易坍塌等复杂地层造斜(2)可钻性比较均匀的地层,避免在硬夹层造斜。
垂深大位移小的定向井,应下压造斜点,以发挥直井段钻井优势;垂深小位移大的定向井,应提高造斜点,可减少定向施工的工作量。
(三)定向井井眼轨迹设计注意事项(1)地质施工条件的考虑。
地质施工条件是设计人员进行井眼轨迹设计的主要依据,地质资料即包括了地质部门经勘查后给出的施工区块的整体地形、地貌以及地层情况,还包括了钻井施工单位对定向井造斜点、井眼曲率等方面的具体施工要求。
项目五--井眼轨迹基本认知

井眼方位线:是指该点井眼方向线在水平面上的 投影。
(二)井眼轨迹计算参数
根据监测参数计算出来的其他井眼 轴线的几何、方位参数。 1.垂直井深D(垂深):井眼轨迹 上的点至井口所在水平面距离。垂 增ΔD。 2.水平投影长度LP(平长):井眼轨 迹上的点至井口的长度在水平面上 的投影长度,也是井深在水平面上 的投影长度,也称为水平长度。平 增ΔLP。 3.N坐标和E坐标:井眼轨迹上的 点在以井口为原点的水平面 坐标系 里的坐标值。增量分别为ΔN、ΔE 。
学习情境二 开钻准备 项 目三 井眼轨道与井眼轨迹
(一)井眼轨迹监测参数(测量参数、基本参数) 由监测仪器在井眼轨迹每个测点上测得的。
• 三个基本参数:井深、井斜角和井斜方位角。
1. 井深L(斜深、测深):井口(常以转盘面为基准)至测点的井 眼长度,单位米(m) ;以钻柱或电缆的长度来量测。井深既是测点的
注意:水平位移和水平长度是完 全不同的两个概念。在实钻的三 维井眼轨迹上,二者有着明显的 区别,但在二维轨道设计上是完 全相同的。
学习情境二 开钻准备 项 目五 井眼轨道与井眼轨迹
N坐标和E坐标 : 南北坐标轴,以 正北方向为正; 东西坐标轴,以 正东方向为正。
水平位移和水平长度是完全不同的概念。
度,量OB=ΔΦ;
(4)自B点向OA作垂线, 垂足为C点;
(5)按步骤(3)中的比例 (以长度代表角度的比例 ),量CA=Δα;
(6)连接A、B,并量A、 B长度,按步骤(3)中 的比例换算成角度, 此角 度即狗腿角γ。
第二套计算公式:
井眼曲率计算
假定测段是斜面圆弧曲线,则测段的狗腿角γ:
式中 : 若用半角和平均角形式表达,则可得:
井眼轨迹设计与控制方法共55页文档

1、最灵繁的Leabharlann 也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事,无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实,会谈使人敏捷,写作使人精确。——培根
1、不要轻言放弃,否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人,常是愿意 去做,并愿意去冒险的人。“稳妥”之船,从未能从岸边走远。-戴尔.卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡,喝起来是苦涩的,回味起来却有 久久不会退去的余香。
井眼轨迹设计与控制方法 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美,我宁愿选择无悔,不管来生多么美丽,我不愿失 去今生对你的记忆,我不求天长地久的美景,我只要生生世世的轮 回里有你。
井眼轨迹控制技术讲义

井眼轨迹控制技术 (1)三、海洋定向井直井防斜技术 (12)四、海洋定向井预斜技术 (14)上图为某平台表层预斜轨迹与内排井直井段轨迹对比图 (15)五、造斜段、稳斜段、降斜段轨迹控制 (15)井眼轨迹控制技术井眼轨迹控制指:按照设计要求(地质设计、钻井工程设计、定向井设计等),利用定向井工艺、技术,完成定向井、水平井、水平分枝井等轨迹控制的过程。
井眼轨迹控制技术按照定向井的工艺过程,可分为直井段、预斜段、造斜段、增斜段、稳斜段、降斜段和扭方位井段等控制技术。
目前海洋定向井轨迹控制使用的是导向钻具,而在陆地油田有的还是用常规钻具组合(增斜、降斜、稳斜、降斜)实现井眼轨迹的控制。
定向井井眼轨迹控制考虑的因素及工作内容包括:1.造斜点的选择(1).选择地层均一,可钻性好的地层(2).KOP在前一层套管鞋以下50米,套以免损坏套管鞋(3).初始造斜的准确性非常重要(4).大于25度的定向井方位易控制2.造斜率选择(1).大斜度大位移定向井:2~3度/30米(2).一般丛式井3 ~5度/30米(3).造斜率要均匀3.降斜率(1).对于“S”井眼,通常降斜率1~2度/30米(2).如降斜后仍然要钻长的井段,降斜率还要小,以免键槽卡钻4.预测井眼轨迹要考虑的方面(1).底部钻具组合的受力分析(2).地层的因素:岩性、均匀性、走向、倾向、倾角(3).钻头结构、形状(4).侧向切削模型和轴向切削模型,确定侧向力5.钻具组合影响轨迹:底部钻具组合表现不同的效果,是由于不同的钻具有各自的力学特性,产生钻头侧向力的方向和大小不同。
(1).1#STB和2#STB的距离(2).(刚度)钻铤内外径、材料(3).扶正器尺寸(4).钻头类型和冠部形状6.井眼方向控制内容:(1).井斜角的控制:增斜、降斜、稳斜;(2).井斜方位角控制:增方位、降方位、稳方位;7.定向井轨迹控制的主要做法1)第一阶段:打好垂直井段(1).垂直井段打不好,将给造斜带来很大的困难。
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第五章井眼轨道设计与轨迹控制1.井眼轨迹的基本参数有哪些?为什么将它们称为基本参数?08答:井眼轨迹基本参数包括:井深、井斜角、井斜方位角。
这三个参数足够表明井眼中一个测点的具体位置,所以将他们称为基本参数。
2.方位与方向的区别何在?请举例说明。
井斜方位角有哪两种表示方法?二者之间如何换算?答:方位都在某个水平面上,而方向则是在三维空间内(当然也可能在水平面上)。
方位角表示方法:真方位角、象限角。
3.水平投影长度与水平位移有何区别?视平移与水平位移有何区别?答:水平投影长度是指井眼轨迹上某点至井口的长度在水平面上的投影,即井深在水平面上的投影长度。
水平位移是指轨迹上某点至井口所在铅垂线的距离,或指轨迹上某点至井口的距离在水平面上的投影.在实钻井眼轨迹上,二者有明显区别,水平长度一般为曲线段,而水平位移为直线段。
视平移是水平位移在设计方位上的投影长度.4.狗腿角、狗腿度、狗腿严重度三者的概念有何不同?答:狗腿角是指测段上、下二测点处的井眼方向线之间的夹角(注意是在空间的夹角).狗腿严重度是指井眼曲率,是井眼轨迹曲线的曲率。
5.垂直投影图与垂直剖面图有何区别?答:垂直投影图相当于机械制造图中的侧视图,即将井眼轨迹投影到铅垂平面上;垂直剖面图是经过井眼轨迹上的每一点做铅垂线所组成的曲面,将此曲面展开就是垂直剖面图.6.为什么要规定一个测段内方位角变化的绝对值不得超过180 ?实际资料中如果超过了怎么办?答:7.测斜计算,对一个测段来说,要计算那些参数?对一个测点来说,需要计算哪些参数?测段计算与测点计算有什么关系?答:测斜时,对一个测段来说,需要计算的参数有五个:垂增、平增、N坐标增量、E坐标增量和井眼曲率;对一个测点来说,需要计算的参数有七个:五个直角坐标值(垂深、水平长度、N坐标、E坐标、视平移)和两个极坐标(水平位移、平移方位角).轨迹计算时,必须首先算出每个测段的坐标增量,然后才能求得测点的坐标值。
8.平均角法与校正角法有什么区别?实际计算结果可能有什么差别?答:平均角法假设测段是一条直线,该直线的方向是上下二测点处井眼方向的“和方向”(矢量和)。
校正平均角法假设测段形状为一条圆柱螺线。
校正平均角法的计算公式是在平均角计算公式的基础上加入了校正系数。
9.直井轨迹控制的主要任务是什么?答:直井轨迹控制的主要任务就是要防止实钻轨迹偏离设计的铅垂直线。
一般来说实钻轨迹总是要偏离设计轨道的,问题在于能否控制井斜的度数或井眼的曲率在一定范围之内。
10.引起井斜的地质原因中最本质的两个因素是什么?二者如何起作用?答:最本质的两个因素是地层可钻性的不均匀性和地层的倾斜。
沉积岩都有这样的特征:垂直层面方向的可钻性高,平行层面方向的可钻性低.在地层倾斜的情况下,当地层倾角小于45°时,钻头前进方向偏向垂直地层层面的方向,于是偏离铅垂线;当倾角超过60°以后,钻头前进方向则是沿着平行地层层面方向下滑,也要偏离铅垂线;当地层倾角在45°~60°之间时,井斜方向属不稳定状态。
11.引起井斜的钻具原因中最主要的两个因素是什么?他们又与什么因素有关?答:钻具导致井斜的主要因素是钻具的倾斜和弯曲.导致钻具倾斜和弯曲的主要因素:首先,由于钻具直径小于井眼直径,钻具和井眼之间有一定的间隙.其次,由于钻压的作用,下部钻具受压后必将靠向井壁一侧而倾斜。
12.井径扩大如何引起井斜?如何防止井径扩大?答:井眼扩大后,钻头可在井眼内左右移动,靠向一侧,也可使受压弯曲的钻柱挠度加大,于是转头轴线与井眼轴线不重合,导致井斜.要防止井径扩大,首先要有好的钻井液护壁技术;其次可以抢在井径扩大以前钻出新的井眼。
13.满眼钻具组合控制井斜的原理是什么?它能使井斜角减小吗?08答:满眼钻具组合采用在钻铤上适当安装扶正器(近钻头扶正器、中扶正器、上扶正器、第四扶正器),采用扶正器组合的办法解决井斜问题。
满眼钻具组合并不能减小井斜角,只能做到使井斜角的变化(增斜或将斜)很小或不变化.14.钟摆钻具组合控制井斜的原理是什么?为什么使用它钻速很慢?08答:钟摆钻具组合在钻柱的下部适当位置加一个扶正器,该扶正器支撑在井壁上,使下部钻柱悬空,则该扶正器以下的钻柱就好像一个钟摆,也要产生一个钟摆力。
此钟摆力的作用是使钻头切削井壁的下侧,从而使新钻的井眼不断降斜。
钟摆钻具组合的性能对钻压特别敏感.钻压加大,则增斜力加大,钟摆力减小。
钻压再增大,还会将扶正器以下的钻柱压弯,甚至出现新的接触点,从而完全失去钟摆组合的作用.所以钟摆钻具组合在使用中必须严格控制钻压,故钻速很慢。
15.定向井如何分类?常规二维定向井包括哪些?答:根据轨道的不同,定向井可分为二维定向井和三维定向井两大类,按照井斜角的大小,可将定向井分为三类:井斜角在15°~30°的属小倾斜角定向井;井斜角在30°~60°的属中倾斜角定向井;井斜角超过60°的属大倾斜角定向井。
常规二维定向井轨道有四种类型:三段式、多靶三段式、五段式和双增式.16.从钻井工艺的角度看,定向井的最大井斜角是大点好还是小点好?答:在可能的条件下,尽量减小最大井斜角,以便减小钻井的难度。
但最大井斜角不得小于15°,否则井斜方位不易稳定.17.多靶三段式与三段式有何区别?轨道设计方法有何不同?答:多靶三段式的轨道给定条件中,没有目标的水平位移。
多靶三段式在设计中需要求出目标点的水平位移,确定地面上的井位,所以被称为“倒推设计法”。
18.轨道设计的最终结果包括哪些内容?答:设计结果包括:井斜角/°、垂增/m、垂深/m、平增/m、平移/m、段长/m和井深/m.19.动力钻具造斜工具有哪几种形式?他们的造斜原理有何共同之处?答:动力钻具又称井下马达,包括涡轮钻具、螺杆钻具、电动钻具三种.动力钻具接在钻铤之下,钻头之上.在钻井液循环通过动力钻具时,驱动动力钻具转动并带动钻头旋转破碎岩石。
动力钻具以上的整个钻柱都可以不旋转.这种特点对于定向造斜非常有利。
20.螺杆钻具在定向井造斜方面有何优点?答:螺杆钻具的扭矩与压力降成正比。
压力降可从泵压表上读出,扭矩则反映所加钻压的大小,所以可以看着泵压表打钻。
根据泵压表上的压力降还可以换算出钻头上的扭矩,从而可以较为准确的求得反扭矩。
这是螺杆钻具在定向钻井应用中的突出优点。
21.变向器与射流钻头造斜原理有什么不同?它们能连续造斜吗?答:变向器是钻出小井眼扩眼并增斜来钻井的,射流钻头是利用一个大喷嘴中喷出的强大射流形成的冲击来造斜的,它们不能连续造斜。
22.BHA是什么意思?它有什么用途?08答:BHA(Bottom Hole Assembly)为靠近钻头的那部分钻具,称为“底部钻具组合"。
BHA是定向造斜的关健,通过它进行定向井轨迹控制。
23.轨迹控制的三个阶段的主要任务各是什么?答:(1)打好垂直井段。
在钻垂直井段时要求实钻轨迹尽可能接近铅垂线,也就是要求井斜角尽可能小。
(2)把好定向井造斜关。
如果定向造斜段的方位有偏差,则会给以后的轨迹控制造成巨大困难.所以定向造斜是关键.(3)跟踪控制到靶点.从造斜段结束,至钻完全井,都属于跟踪控制阶段。
这一阶段的任务是在钻进过程中,不断了解轨迹的变化发展情况,不断地使用各种造斜工具或钻具组合,对井眼轨迹进行控制,原则就是既要保证中靶,又要加快钻速.24.高边方向与装置方向线各是怎样形成的?这两条线是否处在同一平面上?答:我们假设造斜工具放在井内时不受井眼地限制,钻头将在井底地外面。
旋转钻柱,则钻头中心点将画出一个与井底圆同心地圆。
井底圆上地最高点与圆心的连线称为“高边方向线”,转头中心与圆心的连线称为“装置方向线"。
两条线都在井底平面上。
25.装置角有什么重要意义?当装置角等于240 时,井眼轨迹将如何发展?答:可以根据装置角算出钻具的高边,确定钻头的位置.26.有了装置角为什么还要有装置方位角?它们之间有什么关系?答:装置方位角可以正确指出弯接头在井下的装置角的大小.装置方位角是装置角与井斜方位角之和。
27.动力钻具反扭角是如何产生的?为什么反扭角总是使装置角减小?答:动力钻具在工作中,液流作用于转子并产生扭矩,传给钻头去破碎岩石.液流同时也作用于定子,使定子受到一反扭矩。
此反扭矩将有使钻柱旋转的趋势,但由于钻柱在井口处是被锁住的,所以只能扭转一定的角度,此角度称为反扭角。
28.什么是定向?定向的目的和意义是什么?答:定向就是把造斜工具的工具面摆在预定的定向方位线上。
在扭方位计算中,我们可以算出造斜工具的定向方位角,定向可以知道造斜工具在井下的状况,以及使造斜工具的工具面正好处在预定的定向方位.29.井下定向的工艺过程有哪些?答:井下定向法是先用正常下钻法将造斜工具下到井底,然后从钻柱内下入仪器测量工具面在井下实际方位;如果实际方位与预定方位不符,亦可在地面上通过转盘将工具面扭到预定的定向方位上。
30.定向键法是如何使测量仪器中罗盘的” 发线”与造斜工具的工具面对准?答:在测量仪器的罗盘面上有一个“发线",在测量仪器的最下面有一个“定向鞋”,定向鞋上有一个“定向槽”,在仪器安装时使“发线”与“定向槽”在同一个母线上对齐。
当仪器下到井底时,定向鞋的特殊曲线将使定向槽自动卡在定向键上,从而使罗盘面上的发线方位能表示造斜工具的工具面方位。
31.无磁钻铤在定向中的作用是什么?什么情况下需要使用无磁钻铤?答:使用无磁钻铤是为了消除钻铤磁性对磁性测斜仪的影响。
在安装磁性测量装置的位置,应使用无磁钻铤。
32.水平井分类的依据是什么?为什么要分类?答:水平井的分类是根据从垂直井段向水平井段转弯时的转弯半径(曲率半径)的大小进行的。
因为各类水平井的曲率半径不同,钻井所用的设备、工具和方法不同,固井、完井方法也不一样.33.水平井的难度主要表现在哪些方面?引起这些难度的原因是什么?答:(1)水平井的轨迹控制要求高,难度大。
要求高,是指轨迹控制的目标区要求高.水平井的目标区是一个扁平的立方体,不仅要求井眼准确进入窗口,而且要求井眼的方位与靶区轴线一致,俗称“矢量中靶”。
难度大,是指在轨迹控制过程中存在“两个不确定性因素”。
一是目标垂深的不确定性;二是造斜工具的造斜率的不确定性.这两个不确性的存在,对直井和普通定向井来说,不会有很大的影响,但对水平井来说,则可能导致脱靶。
(2)管柱受力复杂.由于井眼的井斜角大,井眼曲率大,管柱在井内运动将受到巨大的摩阻,致使起下钻困难,下套管困难,给钻头加压困难;在大斜度和水平井段需要使用“倒装钻具",下部的钻杆将受轴向压力,压力过大将出现失稳弯曲,弯曲之后摩阻更大;摩阻力、摩扭矩和弯曲应力将显著增大,使钻柱的受力分析、强度设计和强度校核比直井和普通定向井更为复杂;由于弯曲应力很大,在钻柱旋转条件下应力交变,将加剧钻柱的疲劳破坏。