井眼轨迹设计--大庆石油学院
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井眼轨迹设计与控制方法
1.地层条件:在设计井眼轨迹时需要考虑地层的性质、构造、压力等因素,以确定适合的钻井方法和工具。
2.钻井目标:包括井筒垂直深度、水平延伸距离、井眼倾斜角度等,根据具体的钻井目标确定井眼轨迹设计方案。
3.施工能力:包括钻机能力、钻具能力等,确保能够实施设计的井眼轨迹。
静态方法是指在井眼轨迹设计之前,先进行地质勘探和数据分析,结合已有的地层数据、水力地质条件等,通过计算机辅助工具进行模拟和优化设计,得到最优的井眼轨迹。
动态方法是指在钻井过程中,根据实时的地质、钻井工程和测井数据进行调整和优化井眼轨迹。
常用的方法有测井导向、地磁地力导航、地震导向、连续测定和微地震测定。
井眼轨迹的控制方法主要包括两个方面:一是井眼测定和测量,二是实时调整和控制。
井眼测定和测量是指通过各种测量工具,如测深、倾斜度、方位角、动力学参数等,对井眼轨迹进行测量和测定,从而获得井眼的实际情况。
实时调整和控制是指根据井眼测量和测定的结果,通过相应的调整控制方法,按照设计要求对井眼轨迹进行调整和控制。
常用的控制方法有钻头定向工具、定向套管、钻井液调整、堵漏、裸眼控制等。
总的来说,井眼轨迹设计与控制方法是一个复杂且关键的过程,需要综合考虑地层条件、钻井目标和施工能力等因素,并结合静态和动态的设
计方法,以及井眼测定和测量、实时调整和控制方法,确保钻井工程的安全和顺利进行。
钻井轨道设计与井眼轨迹监测三维可视化系统
孙正义;李玉;杨敏
【期刊名称】《西安石油大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2002(017)006
【摘要】采用了软件实现与硬件实现相结合,前者为主,后者为辅的策略,实现了虚拟现实技术中的三维图形与图像、立体显示、人机交互,并将其成功地应用于钻井轨道设计与井眼轨迹监测中.解决了钻井轨道设计与井眼轨迹监测的三维可视化问题.经加载埕北30区块的地层、设计轨道、靶点、实钻轨迹等数据进行测试,取得了很好的成果.整个系统用VC++6.0和OPENGL,辅助以必要的硬件配置,成功地开发完成.
【总页数】4页(P71-74)
【作者】孙正义;李玉;杨敏
【作者单位】胜利石油管理局,钻井工艺研究院,山东,东营,257017;上海交通大学,计算机工程与科学系,上海,200030;上海交通大学,计算机工程与科学系,上海,200030【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9;TE928
【相关文献】
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5.JPH-411井三维井眼轨道设计及轨迹控制技术 [J], 牛似成
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第一节井眼轨迹的基本参数井眼轨迹的基本参数是石油钻井过程中的重要参考数据,能够描述井眼在地下的几何形状、位置和方向等信息。
井眼轨迹的基本参数包括偏位、井深、井斜角和方位角等。
一、偏位偏位是指井眼轨迹在地层中与井口位置的相对位置关系,可以分为水平偏位和垂直偏位。
水平偏位指在地平面上井眼轨迹与井口的横向距离,垂直偏位指井眼轨迹在地层中与井口的纵向距离。
水平偏位通常用平面坐标系来表示,如笛卡尔坐标系或极坐标系。
在笛卡尔坐标系中,水平偏位可以通过井口位置和井眼轨迹点的平面坐标差来计算。
而在极坐标系中,水平偏位可通过井口位置和井眼的方位角、井斜角来计算。
垂直偏位通常用垂直深度来表示,垂直深度是指井眼轨迹中一些点相对于井口的垂直距离。
垂直深度可以通过井眼轨迹的井深和垂直角来计算。
二、井深井深是指井眼轨迹点相对于井口的累计垂直距离。
在钻井过程中,井深通常用来衡量井眼轨迹的长度,以确定井筒的总长度。
井深可以通过测量井眼轨迹中每个点的垂直深度来计算。
要准确计算井深,需要确保测量的垂直深度具有一定的精度和准确性。
三、井斜角井斜角是指井眼轨迹与垂直方向之间的夹角,用来描述井眼轨迹的倾斜程度。
通常用角度来表示,单位为度。
井斜角可以通过测量井眼轨迹中两个点之间的水平偏位和垂直偏位来计算。
以两个点的方位角和高程差来计算井斜角。
四、方位角方位角是指井眼轨迹在平面坐标系中与参考方向之间的夹角,用来描述井眼轨迹的走向。
方位角通常用角度来表示,单位为度。
方位角的测量一般以正北方向为基准,顺时针增加。
方位角可以通过测量井眼轨迹中两个点之间的水平偏位来计算,或者通过测量井眼轨迹中每个点与基准方向之间的夹角来计算。
以上就是井眼轨迹的基本参数,包括偏位、井深、井斜角和方位角。
这些参数在石油钻井中起到重要的作用,能够帮助工程师确定井筒的几何形状和方向,为后续的钻井作业提供重要的参考数据。
中国石油大学(钻井工程)实验报告实验日期:2014 成绩:班级:石工11 学号:姓名:教师:同组者:定向井轨迹测量及方位控制一、实验目的1.直观认识井眼轨迹参数(井斜角,井斜方位角)及造斜工具姿态参数(重力工具面角,磁工具角)。
2.了解常用电磁测斜仪的基本结构和测量原理,直观认识磁千扰现象。
3.定向及扭方位操作演示(或井眼轨迹测量操作演示)。
二、实验仪器(1)电子单多点测斜仪(探管)1套:YSS-32电子单多点测斜仪;(2)测斜仪校准台1台;(3)定向及测斜杆件1套(定向杆,抗压筒,加重杆各1个);(4)定向接头;(5)计算机1台:预先安装与测斜仪配套的操作软件。
三、实验原理以北京海蓝科技公司的YSS-32电子单多点测斜仪(以下简称测斜仪)为例,简单介绍常用的电磁测斜仪结构及测量原理。
YSS系列电子单多点测斜仪是类似于国外ESS的测斜仪器,具有使用方便、准确、可靠性高等忧点,是较好的油田钻井测斜仪器设备之一。
该测斜仪的技术参数如下:(1)测量精度见表1 ;(2)工作温度范围:+ 6〜105°C ;(3)预热时间:30min:3.1测斜仪的结构测斜仪主要由探管、接口电源箱、计算机、打印机、连接电缆等组成(见图2)。
另外,抗压筒、引鞋组件、加长杆等机械部件也是测斜仪下井不可缺少的重要组成之一。
探管是测斜仪的核心部件,由测量头、电子柱和电池筒组成。
其中,测星头有引入工具面基准的T形槽头和安装传感器的台体。
台体上安装3个加速度计和3个磁通门,可以测堂出重力场和地磁场在探管坐标系上的分量。
测斜仪无论处于哪种状态,都可以通过各传感器的测量值计算出井眼参数。
(1)加速度计加速度计是用来将输人速度变成与之对应的电压(或电流)或脉冲频率的传感器。
其中,磁悬浮加速度计抗冲击能力较强、结构简单、精度适中的,在钻井测斜仪上被广泛采用。
磁悬浮加速度计由敏感头和伺服电路组成,见图3。
敏感头的结构是在灌满磁性液的圆柱体内放罝圆柱头永久磁铁(磁钢),在圆柱体的外部绕有2个绕组,圆柱体的两端用端盖密封。
浅谈水平井井眼轨迹控制技术在长庆油田的应用孙海峰何积鹏李刚肖春学(川庆钻探长庆钻井总公司陕西西安710018)摘要:随着全球对化石能源需求量的不断攀升,能源的开采开发方式研究受到了越来越多重视。
水平井在油田被誉为提高单井产量的“金钥匙”,具有在油层内穿行的距离长、泄油面积增大、单井产量高等一系列优点,其投入产出比在多种井型中占有明显的优势,正不断探索用于低渗透气田的开发研究。
井眼轨迹控制技术作为水平钻井整套技术的关键环节,是提升勘探开发质量的突破口和切入点,在长庆油田乃至全国各个油田有着深刻的应用。
关键词:水平井;低渗透油气藏;水平井井眼;轨迹控制随着现代钻井过程中井斜角不断增加,常规定向井向大斜度井直至水平井发展,在这个过程中重力因素逐步转变为干扰钻井施工的因素,如井斜角的增加导致起下钻、施加钻压的困难;固相从钻井液和水泥浆中析出的可能性增加,提高了卡钻和其它井下事故的可能性等。
这就要求水平井在井身设计、井眼轨道控制等各个技术环节的设计必须具有与传统定向井不同的特殊性。
一、水平井井眼轨迹控制的难点与普通定向井相比,水平井的井眼轨迹控制技术既有类似,同时差异也很显著,体现了水平井轨迹控制技术的难度所在。
(1)井眼中靶要求更高:水平井的靶体通常可以描述为一个以矩形窗口为前端、呈水平或近似水平的长方体,或者形状相近的几何体,这就要求井眼在三维情况中靶,井眼轨迹不仅要进入靶窗而且还要防止由于水平段钻进过程中造成的脱靶。
(2)摆放工具面角困难:随着水平井斜井段的延伸,由于摩阻的增大,钻具在井眼中转动更加困难,因此增加了工具面角摆放的难度。
(3)钻井过程控制难度大:由于地质未知性、造斜工具受井斜角影响等客观因素的影响,水平井的井眼轨迹控制难度较大。
二、影响水平井井眼轨迹的因素1.地质构造条件。
从造斜段到水平段,实控井眼轨迹要钻遇诸多地质情况,进而造斜率出于变化之中。
由于造斜点处地层相对松软不易起井斜以及穿越坚硬的油盖层导致增斜幅度过大,井斜和方位变化率控制难度较大。
井眼轨迹设计与控制方法井眼轨迹设计与控制方法是指在石油工程领域中,为了实现最佳的钻井效果,需要设计合适的井眼轨迹,并通过控制方法来实施钻进操作。
井眼轨迹设计和控制方法的目的是确保井眼能够贯穿目标层,并达到钻井目标。
以下是井眼轨迹设计和控制方法的一般步骤和原则。
1.收集地质和地下信息:了解地质和地下条件对井眼轨迹设计的影响,包括地层构造、断层、岩性、陷落带等信息。
通过地质勘探技术,如地震勘探、测井等方法获得地下信息。
2.考虑钻进目标:确定钻井目标并制定井眼轨迹设计的目标,包括垂直井、平曲井、S型井、水平井等。
3.选择合适的钻头和井壁稳定措施:根据地层岩性和井眼设计目标,选择适当的钻头和井壁稳定措施,以减少钻井风险。
4.采用合适的井眼轨迹设计软件:使用井眼轨迹设计软件,根据地质和目标要求,进行井眼轨迹设计。
软件可以根据用户的输入参数,提供最佳的井眼轨迹设计方案。
5.优化井眼轨迹设计:根据设计的井眼轨迹,进行优化,以满足目标要求、降低钻井风险和成本。
6.完善设计:进行设计审查并完善井眼轨迹设计。
井眼轨迹控制方法的原则如下:1.根据地质情况进行实时调整:在钻井过程中,根据地质情况和实时测井数据,适时调整井眼轨迹设计。
控制方法可以包括调整钻头类型、调整钻井液密度等。
2.使用工具进行测量和记录:使用相关测量工具,如测井仪器、鱼雷测井等,对井眼轨迹进行实时测量和记录。
这些测量数据可用于分析地层情况和优化井眼轨迹设计。
3.采用适当的工具和技术:选择合适的工具和技术,如导航仪器和测量工具,帮助实施井眼轨迹控制。
这些工具可以提供准确的测量数据和实时导航。
4.数据分析和反馈:通过分析测量数据和井斜数据,对当前井眼轨迹进行评估和反馈。
根据评估结果,进行必要的调整和控制。
5.培训和提高技能:培训钻井工程师和工人,提高其井眼轨迹设计和控制的技能水平。
这样可以确保钻井操作的安全和高效。
总之,井眼轨迹设计和控制方法是确保钻井工程顺利进行的重要环节。
1、设计原则:(1)应能实现钻定向井的目的。
(2)应有利于安全、优质、快速钻进。
(3)要满足采油工艺的需要。
2、轨道类型:三段式、多靶三段式、五段式、双增式K 代表造斜点,b 代表增斜结束点,t 代表目标点, c 代表五段式的降斜始点或双增式的第二次造斜点, d 代表多目标井的目标终点。
3、设计依据的条件:D t 目标点或目标段入口点的垂深,m ;S t 目标点或目标段入口点的水平位移,m ; D kop 造斜点垂深,m ;K z 造斜点的造斜率,(°)/30 m ; K n 降斜段的造斜率,(°)/30 m ;K zz 双增轨道的第二增斜段的造斜率,(°)/30 m ;o θ 设计方位角,(°);t α 目标段井斜角,(°);mm D ∆ 目标段长度,m ;b α 稳斜段井斜角,(°);mw D ∆ 稳斜段长度,m ;z n zz z n zz 301719/;180c c R K K π==∙图1 三段式图2 多靶三段式图3 五段式图4 双增式4、关键参数计算:1)三段式轨道 正常情况下:e t kop D D D =- (1)e t S S = (2)e z R R = (3)220.5(2)e mw e e e D D S R S ∆=+-∙∙ (4)2arctan[()/(2)]b e mw e e D D R S α=∙-∆∙- (5)有时给定:D t ,S t ,D kop ,b α,关键参数变成了mw D ∆,K z ,这种情况下的计算公式如下:(/tan )/[tan(/2)]z t kop t b b R D D S αα=-- (6)1719/z z K R = (7)(sin )/cos mw t kop z b b D D D R αα∆=--∙ (8)有时也给定D t ,S t ,K z ,b α,而求D kop 和mw D ∆:/tan tan(/2)kop t t b z b D D S R αα=--∙ (9)(sin )/cos kop mw t z b b D D D R αα∆=--∙ (10)2)多靶三段式这种设计需要求出S t ,确定地面上的井位,所以被称为“倒推设计法”。
井眼轨迹控制技术教案课程时长:2学时适用对象:石油工程学、石油工程技术专业的大学本科生教学目标:1.通过本课程的学习,学生将了解到井眼轨迹控制技术的基本原理和应用;2.学生将掌握井眼轨迹控制的方法、技巧和常见问题的解决方法;3.培养学生的团队合作能力和问题解决能力。
教学内容:1.井眼轨迹控制技术的基本原理和意义;2.井眼轨迹控制的方法和技巧;3.井眼轨迹控制中常见问题的解决方法。
教学过程:第一节课(1学时)一、引入(10分钟)1.引导学生思考井眼轨迹控制在石油工程中的重要性和应用情况;2.提出本节课的教学目标和内容。
二、讲解井眼轨迹控制技术的基本原理和意义(20分钟)1.介绍井眼轨迹控制技术的定义和基本原理;2.分析井眼轨迹控制的意义和应用。
三、讲解井眼轨迹控制的方法和技巧(20分钟)1.介绍井眼轨迹控制的常用方法和技巧;2.分析每种方法和技巧的适用条件和优缺点。
四、讲解井眼轨迹控制中常见问题的解决方法(20分钟)1.分析井眼轨迹控制中常见的问题和难点;2.介绍解决这些问题的方法和技巧。
五、小结(10分钟)对本节课的重点内容进行小结,并预告下一节课的内容。
第二节课(1学时)一、复习上节课内容(10分钟)复习上节课讲解的井眼轨迹控制技术的基本原理、意义、方法和技巧。
二、案例分析(30分钟)提供一个井眼轨迹控制的实际案例,让学生通过分析和讨论,深入理解井眼轨迹控制技术的应用方法和技巧。
三、小组讨论和展示(30分钟)1.将学生分成小组,让每个小组选择一个实际问题进行讨论;2.每个小组展示他们的讨论结果,并对其他小组的提问进行回答。
四、总结和提问(10分钟)1.对本节课的内容进行总结;2.提问学生对井眼轨迹控制技术的疑问和深入思考的问题。
评价方法:1.学生的参与度和讨论的质量;2.学生对井眼轨迹控制技术的理解程度;3.学生对案例分析的掌握程度;4.学生总结和提问的水平。
教学用具:1.课件和投影仪;2.实际井眼轨迹控制案例;3.小组讨论题目。
井眼轨迹设计引言 (1)1井轨道设计依据 (1)2设计原则 (1)3设计步骤 (2)4基础数据 (3)5井身剖面设计参数 (3)6参考文献 (10)引言井眼轨道是指在一口井钻进之前人们预想的该井井眼轴线形状。
井眼轨迹是指一口已钻成的井的实际井眼轴线形状。
按照设计轨道的不同,井可以分为两大类:直井和定向井。
对于直井来说,井眼轴线就是一条铅垂线,不需要进行专门的设计。
定向井是指按照预先设计的井斜方位和井眼的轴线形状进行钻进的井,凡是设计目标偏离井口所在铅垂线的井都属于定向井。
1井轨道设计依据(1)以地质设计给定的入靶点、终止点垂深及大地测量坐标为依据。
(2)根据给定的井口坐标和靶点坐标,完成单井设计。
2设计原则(1)轨道设计应根据油藏特性及地质要求、区域地质资料和工程资料,结合造斜工具的造斜能力、井眼轨迹控制技术水平以及地面、地下条件,选择造斜率、靶前位移、造斜点深度,调整井段长度及位置,并应经过多次循环调整,优选上述参数。
(2)在地层岩性及造斜工具的造斜能力都确定时,增斜段应选择单增斜轨道。
在地层岩性及造斜工具的造斜能力都较稳定时,应选择靶前位移较小、造斜率较高和增斜段较少的轨道。
反之,在确定造斜率、靶前位移和增斜段的数量时要留有充分的控制余地。
(3)造斜点应选可钻性较好,无坍塌、无缩径的地层。
(4)调整井段的位置应放在最后一个增斜段之前。
(5)对确定的井眼轨道,应进行典型钻具组合的摩擦阻力和扭矩计算,并以此为根据进行钻机选型和钻具强度校核。
3设计步骤关键参数计算图1多靶三段式轨道给定t D 、t S 、a D 、a S 、a ∂、z K 、0θ、t ∂、m L ∆、b α,需计算的关键参数为t S 、w L ∆。
由图 可得)sin (sin )cos (cos tan z t a b a t b a z a t R D D R S S ∂-∂--∂-∂--=∂ (3-1)令:a z a t e R D D D ∂+-=sin (3-2) a z t R S S S ∂--=cos a e (3-3)z R R =e (3-4)则得:be e be b R D R S an ∂-∂+=∂sin cos t e (3-5)将 be e be e b R D R S ∂-∂+=∂sin cos sin (3-6)2tan 12tan 1cos 22bbb ∂+∂-=∂ (3-7) 代入式(3-5)中并简化,可得:222w e e e R S D L ++=∆ (3-8)ba b b a t a R D D S S ∂∂-∂--∂-+=cos )cos(1tan )(zt (3-9)4基础数据5井身剖面设计参数根据设计,选定造斜率m 30/391.2︒=K表2 轨迹主要点数据表126 3660 88.73 222.4 2437.83 -1047.95 -1076.33 1502.05 0 127 3690 88.73 222.4 2438.49 -1070.1 -1096.56 1532.01 0 128 3720 88.73 222.4 2439.15 -1092.25 -1116.78 1561.98 0 129 3750 88.73 222.4 2439.81 -1114.4 -1137 1591.94 0 130 3780 88.73 222.4 2440.48 -1136.55 -1157.23 1621.91 0 131 3810 88.73 222.4 2441.14 -1158.7 -1177.45 1651.87 0 132 3840 88.73 222.4 2441.8 -1180.85 -1197.68 1681.84 0 133 3870 88.73 222.4 2442.46 -1203 -1217.9 1711.8 0 134 3900 88.73 222.4 2443.13 -1225.14 -1238.12 1741.77 0 135 3930 88.73 222.4 2443.79 -1247.29 -1258.35 1771.73 0 136 3960 88.73 222.4 2444.45 -1269.44 -1278.57 1801.7 0 137 3990 88.73 222.4 2445.11 -1291.59 -1298.79 1831.66 0 138 4020 88.73 222.4 2445.78 -1313.74 -1319.02 1861.63 0 139 4050 88.73 222.4 2446.44 -1335.89 -1339.24 1891.59 0 140 4080 88.73 222.4 2447.1 -1358.04 -1359.46 1921.56 0 141 4110 88.73 222.4 2447.76 -1380.19 -1379.69 1951.52 0 142 4140 88.73 222.4 2448.42 -1402.33 -1399.91 1981.49 0 143 4170 88.73 222.4 2449.09 -1424.48 -1420.14 2011.45 0 144 4200 88.73 222.4 2449.75 -1446.63 -1440.36 2041.41 0145 4211.3488.73 222.4 2450 -1455 -1448 2052.74 0备注:施工前请地质、监督部门和定向井服务单位认真做好基础数据、包括海拔、钻机补心高的复核工作,以确定实际井深,以确保钻井施工顺利进行。