定向井井眼轨迹计算
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定向井施工中常用计算方法钻井一公司赵相泽编内部资料。
讲课用,错误难免,请误外传一、定向井剖面专业术语1、井深:井眼轴线上任一点,到井口的井眼长度,称为该点的井深,也称该点的测量井深或斜深。
2、垂深:井眼轴线上任一点,到井口所在水平面的距离。
3、水平位移:井眼轨迹上任一点,与井口铅垂线的距离。
也称该点的闭合距。
4、井斜角:井眼轴线上任一点的井眼方向,与通过该点的重力线之间的夹角。
5、最大井斜角:全井井斜角的最大值。
6、方位角:在以井眼轨迹上任一点为原点的平面坐标系中,以通过该点的正北方向为始边,按顺时针方向旋转至该点处井眼方向线在水平面上的投影线为终边,其所转过的角度称为该点的方位角。
7、造斜率:在定向井中,开始定向造斜的位置叫造斜点。
通常以开始定向造斜的井深来表示。
8、井斜变化率:单位井段内井斜角的变化值。
通常以两测点间井斜角的变化量与两测点间的井段的长度的比值表示。
9、方位变化率:单位井段内方位角的变化值。
通常以两测点间方位角的变化量与两测点间的井段的长度的比值表示。
10、造斜率:表示造斜工具的造斜能力。
11、全角变化率:在单位井段内井眼前进的方向在三维空间内的角度变化。
12、增斜率:井斜角随井深增加的井段。
13、稳斜段:井斜角保持不变的井段。
14、降斜段:井斜角随井深增加而逐渐减小的井段。
15、目标点:设计规定的必须钻达的地层位置。
通常以地面井口为坐标原点的空间坐标系的坐标来表示。
16、靶区半径:允许实钻井眼轨迹偏离设计目标点的水平距离。
17、靶心距:在靶区平面上,实钻井眼轴线与目标点之间的距离。
18、工具面:在造斜钻具组合中,由弯曲工具的两个轴线所决定的那个平面。
19、反扭角:使用井底马达带弯接头进行定向造斜或扭方位时,动力钻具启动前的工具面与启动后且加压钻进时工具面之间的夹角。
反扭角总是工具面逆时针转动。
20、高边:定向井的井底是一个呈倾斜状态的圆平面,称为井底圆。
井底圆上的最高点称为高边。
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。
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。
1.井眼轨迹的基本概念1.1定向井的定义定向井是按预先设计的井斜角、方位角及井眼轴线形状进行钻进的井。
(井斜控制是使井眼按规定的井斜、狗腿严重度、水平位移等限制条件的钻井过程)。
1.2井眼轨迹的基本参数所谓井眼轨迹,实指井眼轴线。
测斜:一口实钻井的井眼轴线乃是一条空间曲线。
为了进行轨迹控制,就要了解这条空间曲线的形状,就要进行轨迹测量,这就是“测斜”。
测点与测段:目前常用的测斜方法并不是连续测斜,而是每隔一定长度的井段测一个点。
这些井段被称为“测段”,这些点被称为“测点”。
基本参数:测斜仪器在每个点上测得的参数有三个,即井深、井斜角和井斜方位角。
这三个参数就是轨迹的基本参数。
井深:指井口(通常以转盘面为基准)至测点的井眼长度,也有人称之为斜深,国外称为测量井深(Measure Depth)。
井深是以钻柱或电缆的长度来量测。
井深既是测点的基本参数之一,又是表明测点位置的标志。
井深常以字母L表示,单位为米(m)。
井深的增量称为井段,以ΔL表示。
二测点之间的井段长度称为段长。
一个测段的两个测点中,井深小的称为上测点,井深大的称为下测点。
井深的增量总是下测点井深减去上测点井深。
井斜角:井眼轴线上每一点都有自己的井眼前进方向。
过井眼轴线上的某点作井眼轴线的切线,该切线向井眼前进方向延伸的部分称为井眼方向线。
井眼方向线与重力线之间的夹角就是井斜角。
井斜角常以希腊字母α表示,单位为度(°)。
一个测段内井斜角的增量总是下测点井斜角减去上测点井斜角,以Δα表示。
井斜方位角:井眼轴线上每一点,都有其井眼方位线;称为井眼方位线,或井斜方位线。
井眼轴线上某点处的井眼方向线投影到水平面上,即为该点的井眼方位线(井斜方位线)以正北方位线为始边,顺时针方向旋转到井眼方位线(井斜方位线)上所转过的角度,即井眼方位角。
井斜方位角常以字母θ表示,单位为度(°)。
井斜方位角的增量是下测点的井斜方位角减去上测点的井斜方位角,以Δθ表示。
井眼轨迹计算方法综述
一、井眼轨迹概述
井眼轨迹是指钻井过程中井口周围岩石的运动轨迹。
井眼轨迹的确定对于钻井工程至关重要。
钻井过程中,井眼轨迹的控制非常重要,以确保钻井过程中不会对井口周围的岩石造成过度压力,避免井眼坍塌等问题。
二、井眼轨迹计算方法综述
目前,井眼轨迹计算方法主要包括以下几种:
1. 经验公式法
该方法主要是根据前人的经验,总结出一些适用于不同井型的公式,然后根据这些公式计算井眼轨迹。
该方法操作简单,但精度较低。
2. 有限元法
该方法主要是通过建立井眼周围的力学模型,并通过计算机模拟计算出井眼轨迹。
该方法适用于大型井眼轨迹计算,但需要较大的计算量和较长的计算时间。
3. 神经网络法
该方法主要是通过建立神经网络模型,模拟人脑神经元之间的连接关系,并通过训练神经网络,提高其预测精度。
该方法适用于复杂井眼轨迹计算,但需要大量的训练数据和较长的训练时间。
4. 遗传算法
该方法主要是通过遗传算法,在大量备选方案中快速找到最优解。
该方法适用于大型复杂井眼轨迹计算,但需要较长的计算时间。
三、井眼轨迹计算方法的应用
不同种类的井眼轨迹计算方法适用于不同的井眼情况。
目前,井眼轨迹计算方法主要应用于以下几个方面:
1. 定向井眼轨迹计算
定向井眼轨迹计算是井眼轨迹计算中最为重要的一种应用。
定向井眼轨迹计算需要准确预测井眼周围岩石的运动轨迹,以确保钻井过程中不会对井口周围的岩石造成过度压力,避免井眼坍塌等问题。
2. 水平井眼轨迹计算
水平井眼轨迹计算主要是为了实现水平井眼的钻井效果。