钻井井眼轨道设计与控制
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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。
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。
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。