水平井
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水平井A点和B点定义1. 水平井的概念和作用水平井是一种在油田开发中常用的钻井方式,它与传统的直井钻探方式相比,能够更有效地开采油气资源。
水平井通过在垂直井眼中增加一段水平井段,使得井底能够延伸到油层的更大范围内,从而增加油气的产量和采收率。
水平井的作用主要有以下几个方面: - 增加油气产量:水平井能够更有效地开采油气资源,提高油田的产量。
- 提高采收率:由于水平井能够覆盖更大的油层面积,能够将原本难以开采的油气资源采收出来,提高采收率。
- 减少压力损失:水平井能够减少油井中的流体速度,从而减少压力损失,提高注采效果。
- 延长井底持压时间:水平井能够延长井底持压时间,减少油井的停产时间。
2. 水平井A点和B点的定义在水平井的钻探过程中,为了确定水平井段的位置和长度,需要定义水平井的A点和B点。
2.1 A点的定义A点是指水平井段与垂直井段相交的点,也是水平井段的起始点。
在钻探过程中,通常会在垂直井段达到一定深度后,根据地质条件和工程要求,选择一个适当的位置作为A点。
A点的选择需要考虑以下几个因素: - 油层的产能和厚度:A点应选择在产能较好、厚度较大的油层位置,以便最大限度地开采油气资源。
- 地质构造和断层情况:A点应避开地质构造和断层带,以减少钻井风险。
- 井眼角度和井眼位置:A点的选择需要考虑井眼的角度和位置,以便后续的钻井作业能够顺利进行。
2.2 B点的定义B点是指水平井段与垂直井段相交的另一个点,也是水平井段的终点。
B点的选择同样需要考虑地质条件和工程要求,以确保水平井段能够覆盖到目标油层的合适位置。
B点的选择需要考虑以下几个因素: - 油层的产能和厚度:B点应选择在目标油层的产能较好、厚度较大的位置,以便最大限度地开采油气资源。
- 地质构造和断层情况:B点应避开地质构造和断层带,以减少钻井风险。
- 井眼角度和井眼位置:B点的选择需要考虑井眼的角度和位置,以便后续的钻井作业能够顺利进行。
水平井无论是定向井,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。
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。
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。
实钻轨迹点的位置和点的井斜角大小对待钻井眼轨迹中靶的影响规律是:①实钻轨迹点的位置超前,•相当于缩短了靶前位移。
水平井井筒流态分析方法1. 引言1.1 背景介绍水平井是一种在地下水平方向钻探开采资源的钻井方式,在石油、天然气等领域被广泛应用。
相较于传统的垂直井,水平井具有钻采效率高、产量大、开采成本低等优势,因此受到了广泛关注和应用。
在水平井井筒内,流体的运动状态对井下压力、产量等参数产生了重要影响,因此需要对水平井井筒流态进行分析研究。
水平井井筒流态分析是针对水平井内流体运动特点进行的研究,旨在探讨流体在水平井井筒内的流速、压力分布等参数规律。
通过对水平井井筒流态的分析,能够更好地了解井下流体的运动状态,为提高水平井的采油效率、优化井下生产操作提供重要参考依据。
本文将对水平井井筒流态特点、分析方法进行介绍,并结合压力梯度分析、流速分析等方法,探讨水平井井筒流态的规律和特点。
通过案例分析展示水平井井筒流态分析方法在实际生产中的应用与意义。
结合现有研究成果总结观点,展望水平井井筒流态分析方法在未来的发展方向和应用前景。
1.2 研究意义水平井在油田开发中具有重要作用,井筒内的流态分析对于了解地层状态、优化生产操作具有重要意义。
水平井井筒流态研究的意义主要体现在以下几个方面:1. 安全生产:水平井井筒内的流态特点直接影响井下环境,对井筒固液分离效果、防喷溢能力等安全生产因素具有重要影响。
通过深入研究水平井的流态特点,可以有效提升井下作业的安全性。
2. 提高产能:井筒内的流态状态直接影响油气的产能,通过深入研究井筒内流体的运动规律和特性,可以有针对性地优化对应井筒的生产措施,提高产能,提升油田的整体生产水平。
3. 节约成本:对水平井井筒流态的准确分析可以帮助企业更好地控制生产成本,合理规划生产方案,减少不必要的能源浪费和设备损耗,从而降低生产成本,提高经济效益。
水平井井筒流态分析具有重要的研究意义,对于提升油田生产效率、保障安全生产、节约生产成本具有积极的意义和价值。
在未来的研究中,继续深入探究水平井井筒流态特点,不断完善分析方法,将对油田开发和生产管理带来更多的实际效益和发展机遇。
长水平段水平井钻井技术研究随着石油勘探与开发不断深入,长水平段水平井钻井技术得到了越来越广泛的应用。
该技术可以极大地提高油气井的产能及采收率,因此备受关注。
本文将从以下几个方面进行研究:一、长水平段水平井的定义长水平段水平井是一种井筒方向与地层走向垂直或接近垂直的井,其井身包括一段水平井段,表现为一段长水平井段与一段垂直井段的复合井,有时也称为定向水平井。
长水平段水平井的优点在于能够增加油藏的联系面积,提高采收率,降低储层损伤等。
1. 钻井复杂:长水平段水平井需要进行多次水平钻进,涉及井身弯曲和跨度大的地层导向,钻井难度大;井壁稠油层和地层深部钻井时会出现高温高压等问题,需要钻井工艺和技术措施来解决。
2. 油藏稳定:长水平段水平井钻井会对油藏造成挤压和应力影响,需要科学调整油井完井方案,采用防塌和防漏措施,保持油藏的稳定。
3. 井壁保护:井壁稠油层和高压地层钻井时,会产生毛细作用,导致井壁稳定性差,容易出现井壁崩塌、漏泄等问题。
为保证井壁的完整性,需要采用高效钻井液、防漏措施等手段,加强井壁的保护。
1. 钻井液技术:长水平段水平井钻井中最重要的一项技术研究是钻井液技术。
钻井液需要满足对流性能好、高温高压稳定性好、防污染等要求。
国内外钻井液研究的主要方向是环保型钻井液研究、高温高压稳定性研究和水基钻井液研究等。
2. 地质条件研究:长水平段水平井钻井的成功与否离不开地质条件研究。
地质条件研究包括岩心、地震、地质资料及井壁稳定性等,常规地球物理勘探技术和非常规技术也为长水平段水平井钻井提供了更加准确的地质信息。
3. 钻井技术应用:钻井技术的应用关乎到整个钻井质量和钻头采收率。
常见的钻井技术有旋转钻进、立式冲击钻、旋转喷射钻、液压驱动钻具等。
1. 钻井液技术向高温、高压方向发展2. 钻井技术逐步实现数字化3. 推广高效断层导向技术4. 变频钻柱、高温高压密封及钻井锚固等装备技术逐步成熟总之,长水平段水平井钻井技术的研究与应用将不断深化,在满足环保、高效、高质量的根本要求的基础上,实现油气勘探和开采的可持续发展。
水平井完井工艺技术水平井是指与地表垂直井相比,井身倾斜角度在70度至90度之间,并且是在目标层内以水平方向钻探出来的井。
水平井在石油、天然气等资源勘探开发中具有重要意义,因为它可以最大限度地拓展产能,并提高资源的采收率。
水平井完井工艺技术是指在水平井钻探完毕后,进行井身完井以保证产能有效释放和生产设备的安装。
下面将介绍水平井完井工艺技术的几个关键步骤。
首先是井筒清洗。
井筒清洗是指将井底残留物和钻井液冲掉,以净化井筒环境。
该步骤使用高压水冲洗井底,将残留物冲刷到井口,并通过抽泵设备将其抽出。
接下来是井筒壁完井。
井筒壁完井是指在井筒内铺设一层水泥浆或涂饰一层聚合物涂料,以加固和保护井壁。
这一步骤可以防止井筒塌陷、砂浆渗入井内以及地层污染。
然后是套管固井。
套管固井是指在水平井内铺设套管,并通过向套管外注入水泥浆来加固井壁。
这样可以防止井筒塌陷和地层涌入,保证井筒的稳定性和完整性。
最后是水平井井口装置和设备的安装。
这包括安装油气产量计量装置、防喷器、管柱软接头、泥浆泵等设备,并进行连接和调试。
这些设备的安装能够实现对水平井产能的有效释放和产量的测量。
水平井完井工艺技术具有复杂性和重要性,需要经验丰富的工程师和技术人员进行操作。
通过科学合理的井筒清洗、井筒壁完井、套管固井以及设备安装,可以保证水平井的高效生产和资源采收。
同时,合理的完井工艺技术也能够降低井筒的维修和施工风险,提高生产设备的使用寿命和运行效率。
水平井是目前石油、天然气勘探开发领域的重要技术之一,它能够充分利用油气层的储量,提高采收率。
而水平井完井工艺技术作为水平井开发中不可或缺的环节,对于确保井筒的稳定性和生产设备的安全运行至关重要。
在水平井完井工艺技术中,井筒清洗、井筒壁完井、套管固井和设备安装是重点环节,下面将对这几个环节进行详细介绍。
井筒清洗是水平井完井的第一步。
其目的是清除井底残留物和钻井液,净化井筒环境,保证井壁的清洁。
水平井通常是在地表水平段结束后开始完井的,而地表水平段施工时难免会有残留物和泥浆进入井底,因此需要进行井筒清洗。
水平井基本概念靶窗:靶体的前端面,又俗称窗口。
靶底:靶体的后端面。
设计着陆点:水平井的增斜段设计线与靶窗的交点,又称设计瞄准点,通常又叫A点,又习惯成为靶心。
设计井斜角(αH):A点的井斜角。
水平井井斜角范围:按我国石油水平井的规定,αH一般应大于86°。
设计靶心线:靶窗内通过A点的两条正交的基准线。
实际着陆点:水平段实钻轨道与靶窗平面的交点A′。
实际着陆点的井斜角α为(必须等于设计井斜角αH。
)实际着陆点应是增斜井段延长线中第一个井斜角等于设计值αH的点。
实际终止点:水平段实钻轨道与靶底平面的交点B′。
着陆点纵距:实际着陆点到设计靶心线纵轴的距离。
着陆点横距:实际着陆点到设计靶心线横轴的距离。
靶心设计平面:通过靶窗、靶底内水平靶心线的平面。
铅锤投影点:实钻水平曲线上某点的铅垂线与靶心设计平面的交点。
铅垂距:实钻水平曲线上某点到铅垂投影点间的距离。
靶上最大波动高度:实钻水平曲线在靶心设计平面以上部分的最大铅垂距,用+h U表示(+表示靶上部)。
靶下最大波动高度:实钻水平曲线在靶心设计平面以下部分的最大铅垂距,用-h U表示(-表示靶下部)。
平均偏离高度:实钻水平曲线上所有点的铅垂距的平均值。
设计靶前位移:设计着陆点到直井段延长线的距离(用S A表示;又叫设计靶前距)。
实际靶前位移:实际着陆点到直井段延长线的距离(用S A′表示;又叫实际靶前距)。
平差:实际靶前距与设计靶前距的差植。
水平段实钻轨道的波动高度(又叫波动全高)计算:1,当实钻水平段曲线在靶心设计平面同侧(上侧或下侧),波动全高等于实钻曲线上的最大、最小铅垂距的绝对值之差。
2,当实钻水平段曲线在靶心设计平面两侧,波动全高等于实钻曲线上的最大、最小铅垂距的绝对值之和。
对水平井着陆控制和水平控制的基本要求是:1,实际着陆点必须不超出靶窗。
2,在水平控制中实钻轨道不得穿出靶体。
长、中、短半径水平井的工艺特点类型工艺长半径中半径短半径造斜率<8°/30m<2.66°/10m (8°~30°)/30m(2.66°~10°)/10m(90°~300°)/30m(30°~100°)/10m曲率半径>286.5m 286.5~86m 19.1~5.73m 井眼尺寸无限制无限制61/4″, 43/4″钻井方式造斜段:弯接头+直螺杆或弯外壳马达常规转盘钻或导向复合钻造斜段:弯外壳马达或Gillgan常规转盘钻或导向复合钻铰接马达方式转盘钻柔性组合钻杆常规钻杆常规钻杆及加重钻杆27/8″钻杆测斜工具无限制常规有线;多点;MWD 柔性有线;柔性MWD 取心工具常规工具常规工具岩心筒长1米地面设备常规钻机常规钻机动力水龙头;顶驱完井方式无限制无限制只限裸眼;割缝管中曲率井眼内几种钻具的特性:一常规转盘钻BHA(钻具):一般而言,当井眼曲率K<1°/10m时弯接头角度与井斜变化率(立林直螺杆长7~8米)。
水平井是最大井斜角保持在90°左右,并且在目的层中维持一定长度的水平井段的特殊井 井斜角井眼轴线上任一点的切线与铅垂线的夹角 造斜率指钻井过程中单位进尺的井斜变化的角度 着陆控制由直井段末端的造斜点(kop)到钻至靶窗的增斜井段,这一控制过程 水平控制在靶体内钻水平段这一控制过程称为水平控制靶窗水平井井眼轨道控制设计示意图,矩形a1b1c1d1为靶体的前端面即为窗口 导向螺杆钻具的选型原则1.根据井眼尺寸确定钻具的公称尺寸2.根据井身设计造斜率确定工具造斜率3.根据钻头水眼压降确定传动轴类型4.根据排量要求选择转子类型5.根据井底温度确定定子材料耐温级别6.根据破岩力矩选择马达类型和参数7.根据造斜率选择螺杆钻具的结构型式. 着陆控制技术要点1.略高勿低2.先高后低3.寸高必争4.早扭方位5.稳斜探顶6.矢量进靶7.动态监控 水平控制的技术要点 1.钻具稳平2.上下调整3.多开转盘4.注意短起5.动态监控6.留有余地7.少扭方位 水平井的设计思路和基本方法目的层油藏地质设计—产量预测—完井方法选择—水平段设计—目的层以上的剖面设计—套管程序设计—井下工具、测量方法选择—水力参数设计与地面设备选择—经济评价。
简而言之,水平井设计是一个“先地下后地面,自下而上,综合考虑,反复寻优”的过程。
水平井造斜井段曲率半径长半径水平井 中 短 超短. 水平井完井方法裸眼完井 筛孔、割缝衬管完井法 筛孔、割缝衬管带管外封隔器完井 衬管注水泥固井射孔完井法. 水平井常用动力钻具按功能可分为造斜动力钻具组合, 稳斜动力钻具组合,分别用于造斜段钻进和水平段钻进. 按导向结构型式可分为弯壳体动力钻具 弯接头加短直动力钻具及偏心稳定器加直动力钻具. MWD 信号传输方式泥浆压力脉冲和电磁波泥浆压力脉冲分正脉冲 负脉冲 连续波
× 当实钻水平段曲线''B A 在靶心设计平面同侧,波动全高是指靶上、靶下的最大波动全高的绝对值之和
× 弯接头加短直钻具结构,其弯接头度数一般小于2°,其下的直动力钻具要求很短,一般在5m 以下。
× 直螺杆钻具的万向轴壳体有结构弯角。
× 径向轴承组用来承受钻具在各种工况下产生的轴向力。
√ 导眼法选择稳斜点的基本原则是不宜过迟,油顶提前出线,下一段要求的造斜率很高,甚至找不到合适的造斜工具。
如图所示,井斜角1∂为0°,A 点的井斜角H ∂为90°,造斜点与A 点垂深增值为286.5m ,求造斜率K ,A 点水平位移A S 曲率半径R 及弧长L ,试分析属于什么类型的水平井。
解:由题可知:5.2869001=︒=∂︒=∂H H ,,
()m H K H 3065
.2861719sin sin 17191︒==∂-∂= ()m K S H A 5.2866
1719cos cos 17191==∂-∂= m K R 5.2866
17191719=== ()()m H L H H 4501
3.57905.286sin sin 3.5711=⨯⨯=∂-∂∂-∂= 所以造斜率K 为m 306︒,A 点水平位移m S A 5.286=,曲率半径m R 5.286=,弧长m L 450=,属于中半径水平井。