浅层阶梯水平井井眼轨迹控制技术

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吉林油田浅层丛式水平井井眼轨迹控制技术

吉林油田浅层丛式水平井井眼轨迹控制技术

wel at r n r d cin r t , n h rjco y c n r li t ek y t c nq e On t eb sso h il l p te n a d p o u to a e a d t etae t r o to s h e e h iu . h a i ft efed
Z 等 。 并利 用 该技 术 在扶 余 城 区 1 - - 2号 丛 式 水 平 井组 顺 利 实施 3 2口 井 ( 中水 平 井 2 其 3口 , 大位 移 定 向 井 8口 , 井 直
1口) 创 下 国 内单 个 平 台水 平 井数 量 最 多 的 纪 录 。现 场 应 用 表 明 , 层 丛 式 水 平 井 技 术 可 成 功 解 决 因井 场 征 地 困 , 浅
摘 要 : 浅层 丛 式 水 平 井 技 术 是 吉 林 油 田 扶 余 地 区 完善 井 网 、 效 开 采 的 有 效 手 段 , 浅层 丛 式 水 平 井 的 井 眼 高 而 轨 迹 控 制 是 其 成 功 实施 的 关键 技 术 。通 过 对 吉 林 油 田扶 余 城 区 1 2号 丛式 水 平 井 组 井 口 间 距 小、 浅 、 多 等技 术 井 井
a plc to u ma y a d c mpr h nsv na y i he d fi u te nc p ia i n s m r n o e e i e a l ss oft ifc li s e oun e e n Fuy 2 h c u t r h i tr d i u 1 t l s e or—
吉 林 油 田浅 层 丛 式 水 平 井 井 眼轨 迹控 制技 术
吴 宏 均 令 文 学。 初 永 涛 , ,
( .中 国石 油 大 庆 钻 探 工 程 公 司 钻 井 四公 司 , 1 吉林 松 原 1 8 0 ;.中 国 石 化石 油 工 程 技 术 研 究 院 , 京 1 0 0 ) 3002 北 0 1 1

水平井井眼轨迹控制

水平井井眼轨迹控制

水平井井眼轨迹控制第一章水平井的分类及特点 (2)第二章水平井设计 (4)第三章水平井井眼轨迹控制基础 (8)第四章水平井井眼轨迹控制要点 (13)第五章水平井井眼轨迹施工步骤 (21)第一章水平井的分类及特点水平井的概念:是最大井斜角保持在90°左右(大于86°),并在目的层中维持一定长度的水平井段的特殊井(通常大于油层厚度的6倍)。

一、水平井分类二、各类水平井工艺特点及优缺点三、水平井的优点和应用1、开发薄油藏油田,提高单井产量。

2、开发低渗透油藏,提高采收率。

3、开发重油稠油油藏,有利于热线均匀推进。

4、开发以垂直裂缝为主的油藏,钻遇垂直裂缝多。

5、开发底水和气顶活跃油藏,减缓水锥、气锥推进速度。

6、利用老井侧钻采出残余油,节约费用。

7、用丛式井扩大控制面积。

8、用水平井注水注气有利于水线气线的均匀推进。

9、可钻穿多层陡峭的产层。

10、有利于更好的了解目的层性质。

11、有利于环境保护。

第二章水平井设计一、设计思路和基本方法:简而言之,就是“先地下后地面,自下而上,综合考虑,反复寻优”的过程。

二、水平井靶区参数设计与定向井不同,水平井的靶区一般是一个包含水平段井眼轨道的长方体或拟柱体。

靶区参数主要包括水平段的井径、方位、长度、水平段井斜角、水平段在油藏中的垂向位置、靶区形状和尺寸。

1、水平段长度设计设计方法:根据油井产量要求,按照所期望的产量比值(即水平井日产量是临近直井日产量的几倍),来求解满足钻井工艺方面的约束条件的最佳水平段长度值。

约束条件主要有钻柱摩阻、扭矩,钻机提升能力,井眼稳定周期,油层污染状况等。

2、水平段井斜角的确定应综合考虑地层倾角、地层走向、油层厚度以及具体的勘探开发要求。

βα±︒=90H ,β为地层真倾角当地层倾角较大而水平段斜穿油层时,则应考虑地层视倾角的影响,[])cos(90HH d tg arctg Φ-Φ-︒=βα, d Φ为地层下倾方位角,H Φ为水平段设计方位角 3、水平段垂向位置确定油藏性质决定了水平段的设计位置。

水平井井眼轨迹控制技术

水平井井眼轨迹控制技术

水平井井眼轨迹控制技术(作者:___________单位: ___________邮编: ___________)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。

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。

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。

浅层水平井钻井轨迹控制技术

浅层水平井钻井轨迹控制技术

浅层水平井钻井轨迹控制技术
浅层水平井钻井轨迹控制技术是利用自然地质和地层结构,通过一系列钻井技术手段,控制钻井井身方向和位移,以实现井壁开发、矿藏开采和石油勘探的技术。

具体来说,浅
层水平井是指钻井深度低于2000米,钻井井段强度低,复杂岩性和钻井环境等特点的井。

为弥补浅层水平井储层厚度小、勘探难度大等缺点,钻井轨迹控制技术成为浅层水平井勘
探的重要手段。

目前,浅层水平井钻探技术中的钻井轨迹控制主要分为三类:直井探测、外挂工具和
钻井位移。

首先,直井探测是一种基础的钻井探测方式,通过测量钻孔方位角和倾角来确
定钻孔的方向和位置,可以满足浅层水平井的钻井轨迹控制需求。

其次,外挂工具是使用
一些外挂的设备或工具来保证钻井井身的方向和位移。

例如,利用钻井导向器、数码测斜
仪等设备进行定位和测量,以及通过钻井工具索引、引导器等设备来实现钻井方向调整。

最后,钻井位移技术是一种通过控制钻头轨迹变化来实现钻井方向调整的技术。

通常采用
偏向性钻头和钻头导向器等工具来实现井底力矩调整,通过改变钻井位移来改变钻井井身
方向,实现钻井轨迹控制。

此外,在钻井过程中还可以应用岩心资料、地球物理勘探资料
等来进行钻井轨迹控制。

总的来说,浅层水平井钻井轨迹控制技术是钻井过程中不可或缺的环节,通过控制钻
井方向和位移来实现矿藏勘探和开采,对于提高勘探开发效率和降低成本具有重要意义。

在技术创新和不断推进的背景下,相关行业要不断探索和应用新的轨迹控制技术,以适应
不同的钻井环境和钻井需求,实现更高效、更精准的钻井工作。

水平井井眼轨迹控制技术(1)

水平井井眼轨迹控制技术(1)

水平井井眼轨迹控制技术无论是定向井,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。

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。

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。

实钻井眼轨迹点的位置相对于设计轨道曲线总是会提前、或适中、或滞后,点的井斜角大小也可能是超前、适中或滞后。

浅层水平井钻井轨迹控制技术

浅层水平井钻井轨迹控制技术

浅层水平井钻井轨迹控制技术
浅层水平井钻井轨迹控制技术是一种用于控制水平井钻井施工中井眼轨迹的技术。


层水平井一般指垂深较浅的水平井,深度一般不超过500米。

浅层水平井钻井轨迹控制技
术的发展,可以帮助提高浅层水平井钻井施工效率,降低施工成本,增加产能。

1. 钻井设计:在进行浅层水平井钻井前,需要进行钻井设计。

钻井设计包括确定井
段长度、井段类型和钻井液方案等,以及制定合理的井径和井深参数。

钻井设计需要考虑
到岩石的物理性质和地层情况等因素,以确保钻井过程中井眼能够按照预定的轨迹前进。

2. 钻进工艺控制:在进行浅层水平井钻井时,需要对钻机进行合适的控制。

钻进工
艺控制包括钻进速度控制、转速控制和钻具使用控制等。

通过控制钻进速度和转速,可以
控制井眼轨迹的曲率和方向,以达到控制井眼轨迹的目的。

3. 定向钻井工具:在浅层水平井钻井中,还需要使用定向钻井工具来控制井眼轨迹。

定向钻井工具包括测斜仪、定向器、方位仪等。

通过合理使用这些工具,可以实时监测井
眼的轨迹,并进行调整,以保证井眼能够沿着预定轨迹前进。

4. 施工监控系统:在进行浅层水平井钻井时,施工监控系统可以提供实时的监测和
控制。

施工监控系统可以监测钻井参数,如钻进速度、转速、钻井液性质等,以及井眼轨
迹信息。

通过分析这些信息,可以及时发现问题并进行调整,以保证浅层水平井钻井的安
全和高效。

水平井井眼轨迹控制技术.doc

水平井井眼轨迹控制技术.doc

我就水平井井眼轨迹控制技术说一点:1、水平井井身剖面的优化设计(1)、井身剖面设计原则:.1)满足地质要求,实现地质目的;2)保证钻进和起下钻摩阻扭矩尽可能小;3)其形状有利于地质导向工作和现场实际井眼轨迹控制;4)能克服油层深度预测和工具(含地层)造斜率的不确定问题等等。

(2)、井身剖面类型的选择水平井井身剖面根据地质目标、油层情况、地质要求、靶前位移,选择不同的剖面类型。

油田施工的水平井,从曲率半径来分,选择长曲率半径水平井和中曲率半径水平井。

剖面选用了具有两个稳斜井段的直-增-稳-增-稳(探油顶)-增(着陆段)-水平段三增剖面、直-增-稳(探油顶)-增(着陆段)-水平段双增剖面、直-增-水平段单增剖面。

设计造斜率选为2~10o/30m。

(3)水平井防碰绕障技术受地面条件限制,油田多为丛式定向井,防碰绕障问题突出,水平井又需要一定的靶前位移,许多井往往从一个平台打到另一个平台下面,即要考虑本平台邻井的防碰,又要考虑下部斜井段和水平段的防碰,通过现场水平井钻井实践,形成了油田特有的水平井防碰绕障技术:1)、井身剖面的优化设计。

在设计时,充分考虑邻井情况,通过剖面类型、造斜点、造斜率等的优化设计,尽量避开老井,必要时进行绕障设计。

2)、利用软件进行防碰扫描和防碰距离计算。

3)、现场井眼轨迹的监控和防碰绕障施工。

4)、地质导向技术在防碰绕障中的应用。

2、井眼轨迹控制技术随着水平井在不同区块的施工,不同区块每口井的地质情况不同,井眼轨迹控制过程中遇到的问题也不一样。

突出表现在以下几个方面:(1)、实钻地质情况复杂多变,油层深度与设计变化较大,井眼轨迹需要随地质情况变化进行调整。

(2) 、水平段油层深度在横向上变化不一,有从低部位到高部位的,也有从高部位到低部位的,还有先从低部位到高部位再下降的。

(3) 、不同区块工具造斜能力和地层对井眼轨迹的影响不同。

(4) 、测量数据的相对滞后对地质导向和井眼轨迹的预测和调整带来困难。

第6讲 水平井井眼轨迹控制技术

第6讲 水平井井眼轨迹控制技术

2. 工具造斜能力误差
» 因受地层、工具面摆放不到位、送钻不均匀及理 论计算误差等影响,工具造斜能力不能准确预测;
3. 轨迹预测误差
» 由于MWD离钻头有一定的距离引起的。
6.2 水平井找油方案
1. 导眼法
» 先打一导眼WD,探知油顶位置和油层厚度, 然后回填至合适高度增斜中靶。
W C
D
A
B
6.2 水平井找油方案
避免、减少井下复杂情况并可在一定程度上加以解除。
» 具体考虑:
• • • 使用“倒装钻柱” ; 为了防止卡钻事故,一般在套管内的钻柱中装震击器; 校核钻机提升能力,并对钻柱强度进行详细校核。
6.4 水平井着陆控制
着陆控制是指从直井段的造斜点开始钻至 油层内的靶窗这一过程。其技术要点有:
1. 工具造斜率的选择“略高勿低”;
第6讲 水平井井眼轨迹控制技术
• 6.1 轨迹控制过程中的误差来源
• 6.2 水平井找油方案 • 6.3 水平井底部钻具组合及钻柱设计 • 6.4 水平井着陆控制 • 6.5 水平井水平段控制
6.1 轨迹控制过程中的误差来源
1. 地质误差
» 地质靶点垂深的误差对水平井着陆控制造成很大 困难,当这种误差较大或在薄油层中钻水平井时 问题更为突出;
2. 应变法
» 以一定的稳斜角探油顶,探知油顶后,直接增 斜中靶,通过稳斜段长短对靶点垂深的补偿作 用消除地质靶点的不确定性
可能油顶位置1 可能油顶位置2 可能油顶位置3
d
opt
t
6.3 水平井底部钻具组合及钻柱设计
1. 底部钻具组合设计
» 水平井底部钻具组合设计的首要原则是造斜率原 则,保证设计组合的造斜率达到设计轨道要求并
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深 18 . 5 垂深 678 m, 504 m, 9. 9 造斜点为 43 2m。本井 2 .1 有 两个 目的层 F 5和 F7 F5顶 的垂 深 为 6 3 实 际 I I, I 5m, 有效 厚 度 为 2 F 7顶 的 垂 深 为 6 4 5 有 效 厚 度 为 m, I 8. m, 2 两个层之间的垂深差接近 3m。所以它可以算是 m, 0
困难 。 2 2 优化 过 程 .
划 眼力 度 , 个 单 根 打 完 后 划 眼 两 次 , 井 身 质 量 达 每 使
为 了顺 利施 工这 口大 位移 浅层 阶梯水 平井 , 在实 钻 过程 经研究 后对 以下几个 方 面做 了优化 。 22 1 井 身剖 面 的优化 ..
从设计不难看出有些数据 相对于现场施工是不合 理的, 为了优化井眼轨迹和顺利下套管对本井做出一些 调整 。由于 B C C 、 2以及 D靶 点 的设 计 靶 窗高 、 、 1C 5 所 以利 用这 一优势 进 行调整 。 m, () 着陆后 走 油层 上 部 , 1在 在钻 到 B靶 点 时走 靶 窗 的下 部 , 样 就可 以提 前 降 斜 力 争 在 出 B靶 点 时 井 斜 这 降到 8 。 右 , 必须确 保第 一水 平段 的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 遇率 。 5左 但 () 2在从 B到 C时先降斜 以 8 。 2的角度稳斜 1~8。
* 收 稿 日期 :000 -2 2 1-82
第一 作者简 介: 宋程 ( 93) 男( 18 一 , 汉族) 黑龙江大庆人 , , 助理 工程师 , 现从事水平井技术服务工作 。
5 2
西 部探矿 工程
21 0 1年第 7期
备 老化 , 砂量 较高 , 以给定 向施 工 带 来 了 相 当大 的 含 所
3 实钻难 点
3 1 第一 次着 陆 .
三2 一平 1井 采 用 直 一增 一 稳 一增 一稳 的 剖 面 类 型 , 计 要 求 井 斜 角 5 。 开 始 稳 斜 , 斜 段 前 后 设 0时 稳 的造 斜 率 为 7 5/ 0 和 8 5/ 0 . 。3 m . 。3 m。为 了使 井 眼 轨
表 1 三2 一平 1井井眼轨迹分段设计
2 1 施 工难 度 .
() 平段 长 , 2水 钻具在 井 眼 中的摩 阻大 、 矩 大导致 扭
() 1设计垂深浅 、 造斜率高对钻井设备要求高 , 给井 眼轨迹控制带来难度。
工具面不易摆放 。
() 3使用水基钻井液 , 润滑效果差, 此外井 队固控设
l 地 质概 况与 设计 要 求
三2 一平 1 井位于松辽盆地东南 隆起 区长春岭背 斜 带 三站构 造 上 , 南 于 长 春 岭构 造 相 接 , 北 于 五 站 西 东
构 造成 鞍部 相 接 。这 口井 为浅 层气 水平 井 , 设计 完钻 井
是大庆第一 口浅层大位移阶梯水平井 , 口井的设计 目 这 的是 为 了增 加三站 气 田的产 量 , 采用 了大 阶梯大 位移水 平井 的钻 井 技术并 获得 成功 。 设计 的 目的层 为 F 5 F 7 个层 位 , 用 阶梯 式 I和 I两 采 水平井 , 设计网格方位 5. 。第一水平段在 F5 4 8, I 气层中 着陆水平钻进 20 然后 向下探 F7 0 m, I。在 F7内水平 I 钻进 40 完 钻 。原井 轨分 段设计 数 据见表 1 0m 。 2 技术 措施
2 1 年第 7 01 期
西部探矿工程
5 1
浅 层 阶梯 水 平 井 井 眼轨 迹 控 制 技 术
宋 程 , 王迎成
( 大庆 钻 探工 程公 司钻 井工 程技术 研 究院 , 黑龙 江 大庆 13 1) 64 3
摘 要: 应用阶梯 水平井钻井技术对 自 然形成的多层薄油气藏和剩余油气藏进行开发 , 对大庆油田的 增产和挖潜具有十分重要的意义。三 2 一平 1 井是一 口浅层阶梯水平 井, 由于它水平位移大、 穿油 钻 层的水平段长以及钻进过程 中摩阻和扭矩较大 , 针对这种情况对这 口井的井身剖面和井身结构、 钻井 液、 钻具组合 以及钻井方式进行 了 优化设计 , 它的实际中靶数据与设计 中靶数据非 常接近 , 为浅层水 平 井技 术发展 积 累 了丰 富的 经验 。 关键词 : 水平井; 摩阻; 井身剖 面; 中靶 中图分 类号 : 2 3 文献 标识 码 : 文章编 号 :0 4 5 l (0 1O 一 O 5 一 O TE 4 B 1(— 7 62 1 )7 O 1 3 、
在增斜 到 C靶 点增 到 8。在增 降 斜过 程 中尽 量 以最 小 5, 的造斜 率控 制在 (。 。/0 以 内 。 2~3)3 m () 3设计 时要 控制 最大 井斜 小于 9 。 0。
到合格 。在增 降井斜 过程 中保 持 小 的造斜 率 , 井 使 眼 圆滑 。造 斜 段 前 期 施 工 由 于 垂 深 浅 进 尺 较 快 , 进 人 大 斜 度 井 段 后 , 力 钻 具 处 于 滑 动 钻 井 状 态 , 虑 动 考 到 地 层 较 松 软 , 歇 性 的采 用 小 排 量 、 转 速 旋 转 钻 间 低 柱 以改 善 携 屑 效 果 , 除 岩 屑 床 , 高 钻 进 效 果 。钻 清 提 井参数 : 压8 9 a 钻 压 1 2, 盘 转 速 3 ~ 泵 ~ MP , ~ t转 O 4 rmi , 量 2 ~ 3 L s 0/ n 排 8 O /。 到了后期水平段施工时由于钻井液含砂量高 、 水平 段阶梯垂深落差大导致摩阻大进尺慢 , 复合钻进时增斜 太快致使每个单根都得定向, 增长了钻井周期。在定向 后期泵压较高时采取低泵压定 向高排量转盘钻进 以避 免憋 泵 , 钻井 参 数 为 : 压 1 ~ 1MP , 压 5 6, 泵 1 2 a钻 ~ t转 盘转 速 5  ̄6rmi, 量 3  ̄3L s 0 0/ n排 0 2 /。
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