定向及水平侧钻工艺
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1,水平定向钻穿越施工过程如下:使用水平定向钻施工管道穿越一般分为两个阶段:第一阶段是尽可能准确按照设计曲线钻先导孔时,由导向孔的导向孔上的第二阶段中所完成的工作是一个导向孔,扩孔,产品管道(通常PE管,电缆,套管,油管)沿通过扩管。
1.1钻导向孔:跨越的地质条件,选择合适的钻头和导向板或地下泥浆马达启动泥浆泵安排,埋钻,钻头钻机推力旋转(或使用泥浆马达驱动钻头旋转)切削地层,不断前进,推动钻杆钻测量,而钻的钻头,钻孔方向调整,以满足设计要求的实际位置,所以,,以确保完成的先导孔曲线,直到当在预定的位置,完成的先导孔钻井钻头出土。
请参阅图1:钻一个导向孔。
钻机安装在侧钻地下出土点的曲线,作为预扩孔,回拖管道沿线精心设计的,埋埋点引导线。
1.2预扩孔和产品管道回调:在正常情况下,当使用小型钻机,需要使用大直径大于200毫米和铰链钻机,当该产品的管的直径是大于Dn350mm预扩孔预埋头孔的直径和的时间量,这取决于在特定的模型和钻机地质条件。
回调的产品线的第一铰刀和管道的连接,然后开始回调操作,钻机转盘带动钻杆旋转铰孔拖动的产品线回调过程中不旋转,满是泥扩孔,因此该产品扩大孔,管道周围的泥浆润滑孔壁之间处于暂停状态,因此,减少管道防腐层的回调性和保护性,一些预扩孔,并最终进入管直径大于200mm直径孔钻机,以便它不会损坏的防腐蚀层。
参见图二:预扩孔和原理图:回调?线。
钻导向孔阶段,钻出的孔往往是小于直径的回调管道口径钻杆直径回落1.3?1.5倍,需要,铰刀出土点开始一点需要埋孔直径扩大试点。
地下洞穴后,预扩孔实现的预告片,钻头,铰刀回调活节的要求,安装管道依次连接出土点,而扩孔侧埋地管道的回调点为止。
水平定向钻施工的特点:2.1定向钻穿越施工中不会阻碍交通,不会破坏绿地,植被,商店,医院也不会影响正常生活学校的居民和工作秩序,解决了传统开挖施工的生活的居民的干扰,破坏和不良影响的基础上,交通运输,环境,周围的建筑。
2. 以煤层气钻井工程为例,进行水平定向钻井轨迹设计或者欠平衡钻井工艺技术设计。
本文选择以煤层气钻井工程为例,进行水平定向钻井轨迹设计。
煤层气,又称煤层甲烷,俗称瓦斯,人们对它爱恨交加。
爱的是它是一种清洁能源,有很大的利用价值;恨的是它是矿难的原因之一。
因此,安全有效地采集煤层气可谓是一举两得的好事。
近些年,部分国家开始用定向钻井技术开采煤层气,取得了良好效果。
定向钻井,简单说就是让向地下竖着打的井拐个弯,再顺着煤层的方向横着打井。
定向钻井采集煤层气的原理同传统方法一样,即通过抽水减压,逼出煤层气,再进行采集。
但两者的区别在于,传统方法只用竖井穿到煤层采集,而横向井顺着煤层的走势大大增加了采气的面积,因而提高了效率。
定向钻井通常在石油和天然气开发中使用较多,但近些年煤炭行业也越来越多地将这项技术用于矿山开采前的瓦斯抽放、排水、矿井探查等方面。
在煤炭领域使用这一技术的主要有美国、澳大利亚、欧洲、南非等国家和地区,而利用这一技术采集、利用煤层气的国家以美国和澳大利亚等国为主。
澳大利亚目前有17个煤矿用定向钻井技术排放井内瓦斯,以确保安全生产。
而悉尼的一家公司在2000年成功地利用这一技术在地下600米深处开出了一口商业用煤层气井。
美国的一些煤矿企业为了矿井安全和开采煤层气也热衷采用定向钻井技术。
在2000年,美国10%的煤层气井都采用了这项技术。
由于这项技术的逐步开发,部分美国和澳大利亚企业的煤层气产量都得到了提高。
资料显示,定向钻井的纵向深度一般在600~1200米,横向煤层钻井长度可达到400米。
据美国某钻探公司的个例统计,采用横井采气比传统的单一竖井采气的初期产量可高出10倍,气井的生产寿命也会增加。
根据对某些项目的估算,运用定向钻井法商业采集煤层气的内部回报率为15~18%,明显高于传统竖井采集法约3%的内部回报率。
1 定向水平井的井身类型井身结构设计原则有许多条,其中最重要的一条是满足保护储层实现近平衡压力钻井的需要,因为我国大部分油气田均属于多压力层系地层,特别是韩城地区,构造复杂,经过大范围地层沉降,上覆地层压力较大,只有将储层上部的不同孔隙压力或破裂压力地层用套管封隔,才有可能采用近平衡压力钻进储层。
目录第一篇钻井工程引言……………………………………………………………( )第一章定向钻井技术……..…………..……………………( )第一节定向钻井的发展过程……………………..……( )第二节定向钻井的基本概念……………………………… ( )第三节单点测斜…………………………………………….( )第四节有线随钻…………………………………………… ( )第五节无线随钻MWD……………………………………..( )第二章井下动力钻具………………………………………. ( ) 第一节井下动力钻具的发展..........................................( ) 第二节井下动力钻具的分类…………………..............( ) 第三节螺杆钻具………………………………………...( ) 第四节井下动力钻具的维修与管理…………………...( ) 第五节导向钻井系统………………………………….. ( )第三章定向井施工工具…………………………………….. ( ) 第四章定向施工中钻具组合的使用………………………..( )第二篇钻井泥浆第一章钻井泥浆的发展过程……………………………… ( ) 第二章钻井泥浆的功用及性能…………………………….( ) 第三章钻井泥浆的现场维护调整………………………….( ) 第四章钻井中发生井漏井塌井喷的预防处理………….( )第三篇钻井地质第一章地质知识在定向施工中的应用…………………….( )第五篇定向工程的管理细则(行标)第一篇钻井工程王钰民纪烈斌刘铸引言定向钻井已经发展了几十年,所使用的工具和设备在不断的更新变化,相关技术也在不断的提高;设备由单点测斜到有线随钻、MWD 、再到旋转导向,抛面有两维到三维;大位移井、水平井、分支井。
但目前为止陕北地区仍在使用各油田早已淘汰的单点测斜技术进行定向施工,因陕北地区目的层较浅,故仍有其市场和生存空间。
第一节水平定向钻机操作
【1】非开挖水平顶钻机的工作原理和施工程序
1、钻头、钻杆钻进
固定设备后,按照设定的角度,在动力头的作用下,钻头带动钻杆旋转前进,并在导向仪的控制下,按照施工要求的深度和长度进行钻进,穿过地面障碍物后,穿出地面。
在钻进的过程中,为防止钻杆被土层夹紧、抱死,需要由泥浆泵通过钻杆、钻头打出膨化水泥或泥浆,同时也起到固化通道,防止管道塌陷的作用。
钻杆钻进示意图
2、回扩头回扩
在钻头带着钻杆穿出地面后,卸掉钻头,将回扩头于钻杆安装固定,动力头回拖,钻杆带着回扩头反向回拖,扩大管道直径尺寸。
回扩示意图
3、管道回拖
在回扩头回拖的同时,将管道固定在回扩头后,动力头拖动钻杆,带着回扩头和管道同时进行反向回拖运动,直至将管道拖出地面,完成管道铺设施工。
管线回拖示意图。
定向井工艺一、定向井基本知识:(一)、定向井的应用:定向井的应用归纳起来有以下几个方面:1、地面限制油田埋藏在高山、城镇、森林、沼泽等地貌复杂的地下,或井场设置和搬家安装遇到障碍时,通常在它们附近打定向井。
油田埋藏在良田、草场等地下,为少占地常在一个井场打多口定向井。
在海洋、湖泊、盐田、河流等水域上勘探开发油气田,往往建立海上平台、人工岛或从岸边打定向井或丛式井。
2、地下限制若直井难以穿过的复杂层、盐丘、断层等常采用定向井来实现钻井目的。
3、钻井技术需要遇到井下事故无法处理或不易处理时,常采用定向钻井技术。
遇陡构造,在定向井建井周期或钻井成本优于直井时,也采用定向井。
4、经济勘探开发油气藏的需要原井钻探落空,或钻遇油水边界、气顶时,可在原井眼内侧钻定向井。
遇多层系或断开的油气藏,可用一口定向井钻穿多组油气层。
对于裂缝性油气藏可打定向井(水平井)穿遇更多裂缝,采用定向井可最大限度的穿越油气藏。
并且,采用水平井可大幅度的提高单井产量和采收率。
此外,因气候限制,如寒冷或沙漠地区,亦可利用丛式井开采油气,以利于集输的保温和油井的管理。
(二)、定向井的分类:●按段制分:常规定向井可分为二、三、四、五段,两段制是指在一口定向井中仅含有直井段、增斜井段的定向井。
三段制是指在一口定向井中由直井段、增斜井段、稳斜井段三个井段组成的定向井。
四段制是指在一口定向井中由直井段、增斜井段、稳斜井段、降斜井段四个井段组成的定向井。
五段制是指在一口定向井中由直井段、增斜井段、稳斜井段、降斜井段、稳斜井段五个井段组成的定向井。
定向井的剖面均由直、增、稳、降中的某几项来组合。
●按设计井眼轴线形状分:1、两维定向井:是指井眼轴线形状只在某个铅垂平面上变化的定向井,它们的井斜角是变化的,而方位角是不变的。
2、三维定向井:是指井眼轴线超出某一铅垂平面而在三维空间中变化的定向井。
三维定向井既有井斜变化,又有方位角的变化。
三维定向井又可分为三维纠偏井和三维绕障井。
裸工艺技术字体大小:大- 中- 小shke2004发表于11-01-1119:51 阅读(85) 评论(0)分类:定向井一.侧钻点的选择侧钻点的选择应遵循以下几点原则:1.应选在岩性比较稳定的可钻性较好的地层,尽量避开极硬、岩石研磨性强的地层。
2.应根据设计井深( 垂直井深) 、水平位移设计适当的井身剖面,使侧钻后的井段最短。
3.在定向井斜井段中或在直井内硬地层中,可选在原井眼的井斜或方位变化率比较大的位置侧钻。
4.大斜度井段侧钻,应尽量变方位稳斜或降斜侧钻。
二.作业准备1.工具钻柱准备(1) 侧钻工具仪器准备侧钻工具包括井底动力钻具、无磁钻铤或无磁承压钻杆、定向接头、弯接头、稳定器。
定向仪器包括电子多点测斜仪、无线随钻测斜仪、有线随钻测斜仪。
(2) 钻柱准备钻柱包括钻铤、钻杆、随钻震击器等。
钻杆、钻铤的规格、数量符合设计要求。
2.井筒准备(1)注水泥塞按SY/T 5587.14—93 设计施工。
(2) 水泥塞质量要求◆候凝72h,φ215.9㎜以上结构的井眼静压80~100KN, 水泥塞下沉不超过5cm。
◆候凝72h,φ152㎜井眼静压40~6OKN,水泥塞下沉不超过5cm。
三.井底动力钻具定向侧钻钻具组合的设计按SY/T 5619-1999 中第4条设计。
1.侧钻井井眼曲率的控制311.2㎜井眼:8-18°/100m215.9㎜井眼:10-30°/100m152.4㎜井眼:15- 40°/100m2.侧钻钻头的选型◆对于软地层、可钻性好的地层选用牙轮钻头。
◆对于硬地层、研磨性强的地层选用PDC或BDC钻头。
3.对于侧钻点位置原井眼是直井段或稳斜井段的侧钻井,侧钻钻具组合应是弯接头加螺杆钻具或弯螺杆钻具组合。
4.对于侧钻点位置有一定井斜、且井段有一定曲率的可以采用直钻具(直螺杆)稳斜或降斜侧钻。
四.侧钻施工1.定向要求(1) 下入侧钻钻具组合,下钻到底后下入有线(或无线)随钻测斜仪进行定向。
侧钻工艺技术第一节侧钻工艺原理及技术关键一、概述1、侧钻种类斜向器侧钻:在套管内欲开窗的位置固定一个斜向器,开窗工具靠斜向器的导斜作用开出窗口的侧钻工艺。
自由侧钻:欲开窗的位置不下斜向器,利用井下错断的套管或套管内落物的偏斜作用开出窗口的侧钻工艺。
定向侧钻:对侧钻开窗的方位有明确要求的侧钻工艺。
非定向侧钻:对侧钻开窗的方位无明确要求的侧钻工艺。
侧钻水平井:套管开窗井眼曲率、方位、水平段垂深、水平段长度有严格要求且井斜角达到85°以上的侧钻工艺。
侧钻分枝井及侧钻丛式井:在同一个套管里多处开窗侧钻或在一处开窗多方向侧钻,各个侧钻的轨迹、方位、井眼曲率、水平段垂深、长度各自有严格要求,形成不同方位,不同井眼曲率的分枝或多底定向井或水平井。
2、侧钻的适用范围(1)套管损坏严重,无法修复的井。
(2)井下发生复杂事故,无法处理的井。
(3)油层出砂严重,套管又有损坏,无法采取防砂工艺的井。
(4)需要钻开井底附近新的含油层系。
(5)在海上、湖泊、大陆钻多底井等特殊要求。
3、侧钻方式选择侧钻方式选择应根据油田勘探、开发及油藏工程的要求,保证实现侧钻的目的,根据油田构造特征、油、气、水产状,侧钻后有利于提高油井产量和采收率及改善投资效益的原则。
4、窗口选择(1)为减小裸眼井段长度,缩短建井周期,窗口位置应保证有足够造斜井段的条件下尽量接近目的层。
(2)窗口位置应选择在比较稳定的地层,避免在岩石破碎带、漏失地层等复杂层位,以避免开窗时出现复杂井况。
(3)窗口应选择在远离事故井段或套管损坏井段以上30m左右,有利于避开原井眼。
4)窗口以上上部套管应完好,无变形、漏失、破裂现象,以利于侧钻施工的采油工艺。
(5)窗口应选择在固井质量好、井斜小的井段,并避开套管接箍。
(6)窗口选择在上述原则的基础上,必须进行严格的通井和上部套管试压。
二、工艺原理在选定的套损井的套损点以上某一合适深度位置固定一专用斜向器,利用斜向器的导斜和造斜作用,使专用工具如铣锥等在套管侧面开窗,形成通向油层的必由通道,然后由侧钻钻具(包括钻头)斜直向钻开油层至设计深度,下入小套管固井射孔完成。