定向井 术语
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关于定向井,你需要知道这些…定向井概念定向井就是使井眼轨迹沿着预先设计的井斜和方位钻达目的层的钻井方法。
定向井技术是当今世界石油勘探开发领域最先进的钻井技术之一,它是由特殊井下工具、测量仪器和工艺技术有效控制井眼轨迹,使钻头沿着特定方向钻达地下预定目标的钻井工艺技术。
采用定向井技术可以使地面和地下条件受到限制的油气资源得到经济、有效的开发,能够大幅度提高油气产量和降低钻井成本,有利于保护自然环境,具有显著的经济效益和社会效益。
定向井类型定向井主要包括定向井、丛式井、水平井、大位移井、侧钻井、分支井、径向水平井、小井眼井、柔性管钻井及欠平衡压力钻井等。
定向井的优势1、尽可能挖掘各种油气藏潜能,提高采收率;2、减少布井数量,减少开发投资;3、避免或减少开采过程中的井下复杂情况;4、少占用土地,减小环境保护的压力,提高勘探开发的总体经济效益。
基本要素描述定向井井身空间位置及形状的方法是对井眼进行测量,每个测点有三个数据,即测深、井斜角、井斜方位角,我们称这三项测量数据为井身的基本要素。
1)测深(Measure depth):井身轴线上任一点到井口的井身长度,称为该点的测深,也称为该点的测量斜深。
通常用字母L表示,其测量单位是米或英尺。
2)井斜角(Hole inclination or Hole angle):井测点处的井眼方向线(切线)与通过该点的重力线之间的夹角称为该点处的井斜角。
井眼方向线和重力线都是有向直线。
通常用希腊字母α表示,其测量单位为度。
3)井斜方位角(Hole Direction):是以正北方位线为始边,顺时针旋转至井斜方位线所转过的角度。
通常以Ø表示,单位度。
它还可以用象限值表示,是指它与正方位线或与正南方位线之间的夹角,象限值在0-90°之间变化,并要注明象限。
井身参数1)垂深:(Vertical Depth Or True Vertical Depth)即测点的垂直深度。
定向井的基本概念为定向钻井。
定向井井身的基本参数,也称为定向井井身的基本要素。
井斜角(Hole inclination or Hole angle):井测点处的井眼方向线与通过该点的重力线之间的夹角称为该点处的井斜角。
井眼方向线和重力线都是有向直线。
其测量单位为度。
位线,都是在水平面上。
正北方位线和井斜方位线都是有向直线。
正北方位线是沿着该测点处的地理子午线向正北方向延伸的直线。
井斜方位线是指该测点处的井眼方向线在水平面上的投影线。
其测量单位为度。
有了井身的基本要素后,我们还不能进行准确的计算,还有两个概念必须清楚。
磁偏角(Deinclinnation )的校正:我们在定义井斜方位角时,是以地球正北方位线为准,而使用磁力测斜仪测得的井斜方位角则是以地球磁北方位线为准,称为磁方位角。
由于磁北极偏离地球北极,使绝大多数区域磁北方位线与正北方位线并不重合,二大地坐标的的确定:大地坐标是以英国的格林威治天文台为坐标原点而构建的全球通用的大地坐标体系,地球上的任一点都可间的位置和形状。
对井身轴线在三维空间的位置和形状的描述除了测深、井斜角、井斜方位角及大地坐标之外,还有其它井身参数参与描述,下面介绍其中几个参数。
垂深(Vertical depth or True vertical depth):垂深即测点的垂直深度,是指井身上任一点至井口所在水平面的距离。
其测量单位水平位移(Displacement or Closure distanee):即井眼轴线某点在水平面上的投影至井口的距离,也称闭合距。
其测量单位为米。
闭合方位角或总方位(closure azimuth):是指以正北方位线为起点,顺时针转至闭合距方位线上所转过的角度。
其测量单位为度。
N (北)坐标和E坐标:是指测点在以井口为原点的水平坐标系里的坐标值。
其测量单位为米。
视平移(Vertical section):是井身上某点在某一垂直投影面上的水平位移,这个“水平位移”不是真实的水平位移,所以我们称之为视平移。
定向井世界上第一口定向井是采用槽式斜向器定向造斜,于1932年在美国钻成的。
半个多世纪以来,定向钻井技术水平有了很大提高。
进入80年代,大位移、大斜度井、水平井和丛式井的钻井工艺技术有了飞速发展。
为石油勘探和发展带来了巨大的经济效益。
我国定向钻井是新中国成立后才发展起来的。
1955年在玉门油田钻成的C2—15井,是我国第一口定向井。
之后,我国又钻成了数对双筒井,以及多底井,斜直井等。
特别是1965年,钻成了我国第一口水平井——磨三井,水平位移延伸160m ,达到了当时60年代水平井的世界先进水平。
70年代以后,我国的定向井、丛式井钻井技术得到了进一步的发展。
进入80年代以来,在改革开放的形势下,随着先进的工具,仪器的应用和发展,定向井、丛式井钻井工艺技术水平达到了一个新的高度。
钻成了一批大斜度井,大水平位移定向井。
多数油田已掌握常规定向井、丛式井的钻井技术。
高难度定向井、丛式井及救援井技术从总体上说已达到世界先进水平。
目前,世界上定向井最大水平位移已达4597m 。
水平井的水平延伸长度超过1000m 。
定向井技术正向着大水平位移井、水平井方向发展。
第一节 定向井、丛式井的设计一、专业名词1.定向井(Directional Well )一口井的设计目标点,按照人为的需要,在一个既定的方向上与井口垂线偏离一定的距离的井,称为定向井。
2.井深(Measure Depth )井眼轴线上任一点,到井口的井眼长度,称为该点的井深,也称为该点的测量井深,或斜深。
单位为“m ”。
3.垂深(Vertical Depth or True Vertical Depth )井眼轴线上任一点,到井口所在水平面的距离,称为该点的垂深。
通常以“m ”为单位。
4.水平位移(Displacement or Closure Distance )井眼轨迹上任一点,与井口铅直线的距离,谓之该点的“水平位移”。
也称该点的闭合距。
其计量单位为“m ”。
采油工程设计常用术语一、基础术语basic terms1. 垂直井vertical well沿着与地面垂直方向钻井,其井眼轴线的斜度变化符合技术标准规定的井。
2. 定向井directional well按照探井或生产井的目的和要求.沿着特定的方向和轨迹所钻的井。
按井身剖面可包括垂直段、增斜段和稳斜段等直到井底的井眼。
3. 水平井horizontal well先钻一直井段或斜井段、在目的层中井斜角达到或接近90 ,并具有一定水平长度的井。
4. 生产井producing well以采油采气为目的而钻的井。
5. 注人井injection well以向油(气)藏注水或注气等为目的而钻的井。
6. 原始油(气)藏压力initial reservoir pressure油(气)藏未开采前,在探井中测得的油气层中部压。
7. 油(气)藏压力reservoir pressure关井待压力恢复到稳定时.测得的油气层中部压力。
8. 油(气)藏压力梯度reservoir pressure gradient海拔高度每相差10m油(气)藏压力的变化值。
9. 油(气)藏压力系数reservoir pressure coefficient油气藏压力与同一埋藏深度水柱压力的比值.简称压力系数。
10. 异常地层压力abnormal formation pressure压力系数小于0.7或大于1.2的地层压力。
11. 井底流压flowing bottom hole pressure油气井生产时井筒中油气层中部或生产层处的压力。
12. 流压梯度flowing pressure gradient油气井正常生产时流体压力沿井同的变化率。
13. 静压梯度static pressure gradient关井后.井底压力恢复到稳定时、井简内单位长度的静液(气)住所产生的压力。
14. 生产压差production pressure differential油气井生产时,油(气)藏压力与井底流压之差。
勘探所培训资料1定向钻井 directional drilling 1定向井 directional well 沿着预先设计的井眼轨道,按既定的方向偏离井口垂线一定距离,钻达目标的井。
2丛式井 cluster well 在一个井场上或一个钻井平台上,有计划地钻出两口或两口以上的定向井,可含一口直井。
3救援井 relief wel l 为抢救某一口井喷、着火的井而设计、施工的定向井。
同义词:救险井4多底井 multi-bo re well 一个井口下面有两个或两个以上井底的定向井。
5 绕障井 detouring obstacles wel l 为避开在地下存在着某种不允许通过或难以穿过的障碍,沿一定井眼轨道钻达目标的定向井。
6多目标定向井 multi-target directional well 有两个或两个以上目标的定向井。
7大斜度井 high angle well 最大井斜角在600~~860的定向井。
8水平井 horizontal well 井斜角大于或等于860,并保持这种角度钻完一定长度的水平段的定向井。
8.l长曲率半径水平井long radius horizontal well 造斜率小于 60/30m的水平井。
8.2中曲率半径水平井 mediu m radius horizontal well 造斜率为 60-200/30m的水平井。
8.3短曲率半径水平井 short radius horizontal well 造斜率高达10~~100/m的水平井。
9斜直井 slant hole 用倾斜钻机或倾斜式井架完成的,自井口开始井眼轨迹首先是一段斜直井段的定向井。
10井眼轨道 we ll trajectory 表示设计的定向井井眼轴线形状的图形。
同义词:井眼轴线;井身剖面l0.1二维定向井井眼轨道 two dimensional trajectory 井眼轴线只在某一个给定方位上的铅垂平面内变化。
即设计方位角为一常数的井眼轴线。
1O.2三段制井眼轨道 build and hole traje ctory 自井口开始至最终目标点,依次为直井段、增斜段、稳斜段的设计井眼轴线。
同义词:“直—增—稳”剖面;“J"形剖面10.3“S”形井眼轨道 build- hold and drop (“S”)trajectory 自井口开始至最终目标点,依次为直井段、增斜段、稳斜段、降斜段的设计井眼轴线。
同义同:“直—增—稳—降”剖面10.4修正“S”形井眼轨道 modified “S”trajecto ry 自井口开始至最终目标点,依次为垂直段、增斜段、稳斜段、降斜段、稳斜段的设计井眼轴线。
同义词:“直—增—稳—降—稳”剖面10.5悬链线井眼轨道 catenary trajectory; c atenary well path 设计有悬链线井段的井眼轴线。
10.6抛物线井眼轨道 parabolic trajectory 设计有二次抛物线打段的井眼轴线。
10.7水平井井眼轨道 horizontal well trajectory 设计有水平延伸段的井眼轴线。
10.8三维定向井井眼轨道 three dimensional trajectory of directional well 设计有方位角变化的井眼轴线。
10.8.l斜面法 inclined plane method 在给定的设计参数和要求所决定的斜平面上,设计井眼轴线的方法。
10.8.2柱面法 cylindrical method 利用圆柱面把三维设计转化为两维平面设计的方法。
11靶心 target 由地质设计确定的定向井地下坐标点。
同义词:目标点11.l靶区 target area; target zone 允许实钻井眼轴线进入目的层时偏离设计靶心的规定范围。
1 1.2靶区半径 radius of target area 靶区圆的半径。
11.3设计总水平位移 planned total horizontal displacement 靶心至井口铅垂线的距离。
11.4设计总垂深 planned true total vertical depth 靶心至井口水平面的距离。
11.5设计方位 planned target bearing; plan ned azimuth 井口和靶心连线的水平投影线的方位。
12造斜点 kick off point 定向造斜起始的井深处。
13最大井斜角 maximum inclination angle 在设计或实钻的井眼轴线上,全井井斜角的最大值。
14安全控制圆柱 control cylincler 为防止两井相碰,以井眼轴线为中心,所限定的圆柱空间。
15丛式井总体设计 planning of cluster drilling 用丛式井进行油田整体开发时,所进行的优化设计系统。
它由丛式井平台个数及其位置的优化设计、每组丛式井的整体设计、丛式井单井设计三个相互联系及制约的部分组成。
16造斜工具 deflection tool 用于改变和控制井斜和方位的井下工具。
16.1喷射造斜钻头 jet deflection bit 利用水力喷射能量,在软地层造斜的钻头。
16.2定向器 whipstock 一种用于转盘钻钻定向井的工具。
其本体呈楔形,并形成有一定倾角的凹形槽导斜面,以迫使钻头沿导斜面的方向钻进。
同义同:造斜器16.2.l水泥固定式定向器 cement permanent type whipstock 定向器下带一定长度尾管,用水泥固定的定向器。
16.2.2卡瓦固定式定向器 slip type whipstock利用加压方式,将定向器卡瓦卡在套管与定向器之间,使之固定的定向器。
16.2.3悬挂固定式定向器 collar type suspended whipstock 利用套管两个外螺纹之间的间隙,打开定向器卡瓦,使之固定的定向器。
16.2.4封隔器固定式定向器 packer type whipstock 用特殊封隔器使之固定的定向器。
16.3弯接头 bent sub 一种与井底动力钻具相配合,用于定向造斜的井下工具。
外形为一个轴线弯曲的厚壁接头,其公螺纹轴线与母螺纹轴线有一夹角,该角一般为10~30。
1 6.4可调弯接头 adjustable bent sub 可调整弯曲角度的弯接头。
16.5偏心稳定器 eccentr ic stabilizer; offset stabilizer 置于动力钻具壳体下部的偏心短节。
同义词:涡轮偏心短节17井底动力钻具 downhole motor 装在井下钻具底部驱动钻头转动的动力机。
同义词:井底马达17.1涡轮钻具 turbodrill; turbine drill 把钻井液的水力能经过叶轮转换成机械能的动力钻具。
17.2复式弯涡轮钻具 bent multi-turbodrill 一种用于造斜的涡轮钻具。
由两节涡轮钻具组成,两节壳体之间用一个斜接箍连接。
17.3螺杆钻具 positive displacemen t mud motor (PDM)把钻井液的水力能经过螺杆机构转换成机械能的动力钻具。
17.4弯壳体螺杆钻具 PDM with a bent housing 万向轴部分的外壳具有一定弯曲角度的螺杆钻具。
17.4. l反向双弯外壳螺杆钻具 double —tilted universal joint (DTU)PDM 在万向轴部分装有两个角度方向相反的弯外壳螺杆钻具。
既适宜一般定向井和水平井钻井,也适用于连续导向钻井。
17.4.2同向双弯外壳螺杆钻具 double kick-off(DKO)PDM 在万向轴部分装有两个角度方向相同的弯外壳螺杆钻具。
有较强的造斜能力,适宜中短曲率半径水平井钻井。
17.4.3可调单弯外壳螺杆钻具 adjuctable kick-off(AKO)PDM 在万向轴部分装有一个角度可在地面调整的单弯外壳的螺杆钻具。
有较强的造斜能力,适宜长中曲率半径水平井钻井。
小角度时可用于连续导向钻井。
17.4.4固定式同向双弯螺杆钻具 fixed angle build(FAB)PDM 在其上、下部分各装有一个固定角度的单弯外壳的螺杆钻具。
有很强的造斜能力,适宜水平井钻井。
不能用于连续导向钻井。
17.4.5连续导向动力钻具组合 steerable downhole motor assembly 能以一套钻具组合通过转盘转与不转连续完成定向增斜、扭方位、降斜、稳斜几个钻进程序的井底动力钻具。
18定向接头 orientation sub 一种用于标记造斜工具面的接头。
19无磁钻铤 non-magnet ic drill collar 由导磁率近似于1的合金材料制成的钻挺。
20变向器 rebel tool 在定向钻井中,用以克服因地层因素产生的井眼方位自然飘移的工具。
它能维持井眼方位不变或小范围的方位调整。
目前现场使用的有圆筒式和瓦片(游动臂)式两种。
21承压钻杆 compressive service drill pipe 在钻杆本体上装有一个或几个耐磨接触套,承受压力载荷的钻杆,用于中、短曲率半径水平井钻井。
22电缆侧入接头 side—entry sub 有线随钻测斜仪电缆密封工具接头。
电缆在该接头侧向开口处通过并密封,此接头以下的电缆在钻具内,以上的电缆在钻具之外,可实现有缆随钻监测不起仪器接单根。
23高压循环头 high p ressure circulating head 有线随钻测斜仪电缆密封装置。
它是一个特殊的三通管,下端接钻杆;上端接电缆密封盒,有线测斜仪器和电缆从此处进入钻具内并在此密封;侧向通口与水龙带相接。
24定向 orientation 在定向钻井中,采用一定的工艺措施保证造斜工具的工具面在井下位于预定的方位上,此工艺过程称为定向。
分为地面定向和井下定向两种。
24.l定向下钻oriented going in 一种地面定向法。
定向造斜工具下井之前先将所用的钻杆、锁铤等在其两端接头事先打上“十”字印记(使两个“十”字印记在一条平行于钻杆轴线的直线上);下钻过程中,自标记造斜工具面的“十”字印记方位开始,记录每个螺纹连接处的两个“十”字印记间的角偏差,下钻完,利用最后一根钻杆的“十”字印记所在方位和它与造斜工具面“十”字印记的累计角偏差确定出造斜工具的工具面方位。
24.2斜口管鞋定向法 muleshoe orientation met hod 是一种井下定向法。
通过测斜仪(如单点照相测斜仪)下部的斜口管鞋使仪器坐在标记井下造斜工具面的定向键上,由测斜仪直接测出造斜工具面角而后转动钻具把造斜工具面转到预定方位上。