定向井轨迹控制技术
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华池地区定向井轨迹控制一、引言随着石油勘探开采技术的不断发展,定向井钻井技术在油气开采中的应用越来越广泛。
定向井能够在地面上沿着特定方向,如水平、倾斜或弯曲方向钻井,有效地利用储层并提高产能,因此在油气勘探开采中扮演着重要的角色。
在华池地区,由于地层结构复杂、油气资源丰富,因此对定向井轨迹控制的需求也越来越大。
本文将从华池地区定向井的特点出发,详细介绍定向井轨迹控制的方法和技术。
二、华池地区定向井特点华池地区地层复杂,包括砂岩、泥岩、页岩等多种岩性,地质构造复杂,存在断裂、地层变形、岩层倾斜等情况。
华池地区油气资源较为丰富,需要考虑储层的合理开采。
定向井在华池地区具有以下特点:1. 钻进路径需要避开断裂带和地层变形区,保证钻井不受地质构造的干扰;2. 需要精确控制井眼位置和井眼方向,以便有效地开采储层;3. 需要根据地质条件灵活调整井径和井斜,实现钻井路径的灵活控制。
三、定向井轨迹控制方法1. 影响井轨的因素在进行定向井钻井时,会受到多种因素的影响,如地层岩性、构造、孔隙度、地层倾角、井深等。
这些因素会直接影响井的轨迹,因此需要进行合理的轨迹控制。
2. 技术手段在定向井的轨迹控制中,主要采用以下技术手段:(1)导向工具:导向工具包括测斜仪、磁性测斜仪、惯性导航系统等,通过这些导向工具可以实时监测井眼的位置和方向,从而实现钻井路径的控制。
(2)钻头设计:合理的钻头设计可以提高定向井的控制能力,通常包括方向钻头、可调旋转钻头、倾斜孔径钻头等。
3. 轨迹控制方法在进行定向井钻井时,可以采用以下轨迹控制方法:(1)姿态控制:通过控制钻杆的姿态,可以改变钻头的方向,实现轨迹的控制;(2)定向工具控制:通过实时监测井眼位置和方向,调整导向工具,实现钻井路径的控制;(3)动态定向:根据地层情况实时调整井斜角和井径,灵活控制钻井路径。
五、定向井轨迹控制的挑战与应对措施1. 地质复杂性带来的挑战华池地区地质条件复杂,包括砂岩、泥岩、页岩等多种岩性,地质构造复杂,存在断裂、地层变形、岩层倾斜等情况,这些因素会给定向井的轨迹控制带来很大挑战。
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。
定向井大井眼轨迹控制技术与应用研究随着石油勘探开发技术的不断发展,定向井钻井技术已经成为了油田勘探开发的重要手段之一。
在定向井工程中,大井眼轨迹控制技术是关键的环节之一,对于提高石油勘探开发效率、降低成本、减少环境污染具有重要意义。
本文将对定向井大井眼轨迹控制技术与应用进行研究探讨。
一、定向井大井眼轨迹控制技术概述定向井是指在一定地层深度范围内,通过调整井眼轨迹,使井眼的水平和竖直段长度适应地层条件进行勘探开发的一种钻井方式。
而大井眼指的是井眼直径较大的定向井。
大井眼轨迹控制技术作为定向井工程的重要组成部分,旨在实现井眼的曲率和方位的精确控制,从而确保井眼能够准确地穿越预定地层,并达到地质勘探开发的目的。
大井眼轨迹控制技术主要包括钻头定向技术、测斜测向技术和井眼轨迹设计技术。
钻头定向技术是指通过选用了具有特殊几何形状或者内部结构的钻井工具,在施加外部磁场或者重力场的作用下,产生相应的钻头方向控制力矩,实现井眼偏转。
测斜测向技术是指通过测量或计算井眼的倾角和方位角,帮助工程技术人员准确地掌握井眼的位置和方向。
而井眼轨迹设计技术则是指根据地质条件和勘探开发需求,为大井眼的设计制定合理的轨迹方案。
二、定向井大井眼轨迹控制技术的关键问题1. 钻头设计与性能在大井眼轨迹控制技术中,钻头的设计与性能是至关重要的。
合理的钻头设计能够保证钻进过程中产生足够的弯曲力矩,实现井眼的曲率控制;而钻头的性能则直接影响到钻进效率和完井质量。
需要钻井工程技术人员充分了解钻头的设计原理和工作特性,选择合适的钻头类型,并加强对钻头性能的监控和评估,以确保大井眼的轨迹控制效果。
2. 测斜测向技术的精度和稳定性测斜测向技术是实现大井眼轨迹控制的关键手段之一。
然而在实际应用中,测斜测向仪器的精度和稳定性往往受到诸多限制,如地质条件、井深和井眼倾角等因素的影响。
如何提高测斜测向技术的精度和稳定性,是当前亟待解决的问题。
可以通过引入先进的传感器技术、改进算法和提高数据处理能力等手段,不断提升测斜测向技术的水平。
定向井轨迹设计与控制技术探讨随着定向井钻井数量的逐渐增多,定向井轨迹设计与控制逐渐受到重视。
文章从定向井轨迹剖面设计入手,对定向井轨迹控制中的不同阶段进行了探讨,对提高定向井轨迹控制精度具有积极作用。
标签:轨迹控制;剖面设计;定向井定向井的井眼轨迹控制技术是定向井钻井成套技术中的关键环节。
定向井施工成败的关键是能否控制井眼轨迹的变化。
1 轨迹剖面简介定向井井身剖面的选择对于钻井施工的安全、高效、降低成本起着至关重要,四段制轨迹剖面易形成键槽,岩屑床,起下钻和钻井过程中摩阻扭矩大,易卡钻,给井下安全带来极大隐患。
经过理论计算分析,并结合大庆地质情况,三段制或者五段制井眼轨迹剖面成为大庆定向井施工的首选对象,这两种轨迹剖面具有轨迹短、投资少、效益高、利于井眼轨迹控制等特点。
2 井眼轨迹控制技术2.1 直井段轨迹控制定向井直井段的井眼轨迹控制原则是防斜打直。
有人认为常规定向井(指单口定向井)直井段钻不直影响不大,通过后续的调整最终也可中靶,这种想法是不对的。
因为当钻至造斜点,如果直井段不直,造斜点处不仅因为有一定的井斜角而影响定向造斜的顺利完成,还会因为这个井斜角形成一定的水平位移而影响下一步钻进的井眼轨迹控制。
所以在直井段施工中,采用塔式钻具组合或钟摆钻具组合,配以合理的钻进参数,每钻进100-120米测斜一次,及时监测井斜的变化趋势,如发现井斜有增大趋势,及时调整钻井参数,加密测斜,必要情况下进行螺杆钻具纠斜。
造斜点前100m采取轻压吊打,严格控制钻进参数,保证造斜点处的井斜不超过0.5°。
2.2 造斜段轨迹控制造斜就是从造斜点开始强制钻头偏离垂直方向增斜钻进的过程。
由于大位移水平井直井段多数存在井斜方位,且方位与新设计方位不一致,所以必须利用定向井计算软件计算出直井段各点轨迹参数,同时根据最后几个测点趋势,预测出井底的井斜角和方位角,计算出井底水平位移、垂深、闭合方位、视位移、视垂距等参数。
定向井大井眼轨迹控制技术与应用研究定向井是一种在石油工程中广泛应用的技术,它可以通过控制钻头的运动轨迹, 实现沿着特定角度和方向进行钻井。
定向井有助于提高石油勘探和开发的效率和经济性,因此在石油行业中得到了广泛的应用。
定向井的大井眼轨迹控制技术是一种用于控制井眼轨迹的技术,其主要目的是实现钻井过程中的高效率和精确性。
大井眼轨迹控制是定向井施工过程中的一个重要环节,它涉及到在地下目标层位的垂直方向上进行高精度的控制,以达到一定的角度和方向。
大井眼轨迹控制技术主要包括以下几个方面:1. 方位工具的选择和配置:方位工具是确定井眼方向的关键设备,包括钻头、测量仪器和导向工具等。
在大井眼轨迹控制中,需要选取合适的方位工具,根据目标地层情况和施工要求进行配置,以实现精确的井眼控制。
2. 钻井参数的调整和优化:钻井参数是影响井眼轨迹的关键因素,包括转速、进给速度、钻头撤出速度等。
在大井眼轨迹控制中,需要根据地层条件和施工要求,调整和优化钻井参数,以实现精确的定向效果。
3. 地震测井技术的应用:地震测井技术是一种利用地震波和地层反射特性来进行测量和识别的技术,可以用于确定地层的厚度、性质和构造。
在大井眼轨迹控制中,地震测井技术可以用来提供更准确的地层信息,辅助确定井眼的位置和方向。
4. 数据采集和处理技术的应用:在大井眼轨迹控制过程中,需要进行大量的数据采集和处理工作,包括井斜、方位、地层位移、井眼径向位置等数据。
采用先进的数据采集和处理技术,可以提高数据的准确性和可靠性,保证井眼轨迹的控制效果。
大井眼轨迹控制技术在石油工程中有着广泛的应用。
它可以有效地提高钻井作业的效率和准确性,降低施工成本和风险。
它对于石油勘探和开发具有重要的意义,可以帮助提高石油资源的开采率和利用效率,推动石油工程技术的发展和进步。
定向井大井眼轨迹控制技术与应用研究随着现代科技的不断发展,定向井技术在石油勘探和生产中得到了广泛的应用。
在这个过程中,井眼轨迹控制技术是定向井技术中最重要的一部分,也是保证井眼轨迹准确性和目标选址成功的关键技术。
本文将对定向井大井眼轨迹控制技术与应用进行研究。
大井眼定向井是指井眼直径大于8.5英寸的定向井。
与普通定向井相比,大井眼定向井因井眼半径大而具有更好的仪器性能、更高的动力储备和更大的方位传感器响应范围,但其井眼转向能力却较弱。
因此,大井眼定向井需要更加精细的轨迹控制。
目前,大井眼定向井轨迹控制方法主要有:非线性滑模控制方法、模糊控制方法和PID控制方法等。
非线性滑模控制方法的优点在于反应速度快、响应度高、控制稳定性好等。
但其缺点是设计参数比较困难,而且在控制过程中可能会产生滑动控制,导致振荡等问题。
模糊控制方法是一种智能控制方法,其根据经验和知识对控制对象进行建模和控制,能够自适应地调整系统的性能参数。
其优点在于对控制系统的误差、干扰和复杂性具有良好的抵抗能力。
PID控制方法是一种比较成熟的控制方法,其优点在于设定简便、调节简单、控制效果好等。
但其缺点在于极性判断复杂,调整参数需要一定的经验和先验知识。
定向井大井眼轨迹控制技术比普通定向井具有以下特点:(1)因井眼直径较大,方位传感器响应范围更广,可以提高定向井控制精度。
(2)由于井眼直径大,控制时需要比普通定向井更大的转向角,需要更加灵活的操作和更高的操作技能。
(3)大井眼定向井的控制系统响应速度要更快,需要更加精确的计算和控制。
(4)由于其具有更高的动力储备,大井眼定向井可以更好地应对井下复杂的地质结构和地质环境。
1. 油藏单元钻井油藏单元钻井是指在石油勘探中针对每个油藏单元进行精密钻井,以实现最大化油气产出,避免浪费。
该技术需要精确控制井眼轨迹,以避免对油藏单元造成不必要的损害,同时也可以更好地挖掘油藏的潜力。
2. 长距离定向井钻进长距离定向井钻进是指在大型油气田的勘探中,针对地下水脉、岩层结构等进行长距离钻进。
华池地区定向井轨迹控制随着石油工业的发展,定向井钻探技术在石油勘探开发中扮演着越来越重要的角色。
华池地区作为中国石油资源主要分布区域之一,定向井的钻探技术在该地区尤为重要。
定向井轨迹控制是定向井钻探中的重要环节,它直接关系到井眼的轨迹设计、井壁稳定性和最终开采效果。
本文将围绕着华池地区定向井轨迹控制展开讨论,从技术要求、现状分析和技术发展趋势等方面进行探讨。
一、技术要求1. 钻井轨迹控制的目标钻井轨迹控制的最终目标是保持井眼在目标层面内部,在经济合理的范围内,保持井眼曲率和方向的控制,并满足井斜、方向和井眼轨迹的设计要求。
(1)高精度控制。
在华池地区的定向井钻探中,需具备高精度的钻井轨迹控制技术,确保井眼能够准确地穿越复杂的地质构造,以及完成规定的轨迹设计。
(2)实时监测和调整。
钻井轨迹控制需要具备实时的监测和调整能力,及时发现井眼轨迹偏差,并及时调整钻井参数,使井眼轨迹保持在合理的范围内。
(3)多维度控制。
定向井钻探需要满足多维度的控制要求,包括井斜角、方向和井眼轨迹等多个方面的控制。
二、现状分析1. 技术手段目前,华池地区的定向井轨迹控制主要依靠导向工具和测斜测井技术来实现。
导向工具包括电感应导向钻头、磁力导向钻头和电波导向钻头等。
而测斜测井技术则主要用于实时监测井眼的轨迹情况,为钻井工程提供及时的反馈。
2. 技术瓶颈目前,华池地区定向井轨迹控制存在一些技术瓶颈。
第一是导向工具的稳定性和精度有待提高,尤其是在复杂地质条件下,导向工具的稳定性和精度往往受到挑战。
第二是实时监测和调整的能力有限,监测仪器的灵敏度和实时性需要进一步提高。
第三是多维度控制的技术手段有限,目前对于井斜角、方向和井眼轨迹的综合控制还有待提高。
三、技术发展趋势1. 借助先进的导向技术未来,华池地区的定向井轨迹控制将借助先进的导向技术来提高轨迹控制的稳定性和精度。
借助惯性导向技术和全井段导向技术,提高导向工具在复杂地质条件下的稳定性和精度,从而更好地实现高精度的井眼轨迹控制。
定向井轨迹控制技术钻井四公司一、直井段防斜打直定向井直井段控制原则是防斜打直。
直井段不直,不仅影响定向造斜的顺利完成,还会因上部井段造成的位移影响下步轨迹控制。
负位移会造成实际施工中比设计更大的造斜率和更大的最大井斜,正位移情况相反。
位移向设计方向两侧偏离,就将两维定向井变成三维定向井,造成下步轨迹控制困难。
如果丛式井直井段发生井斜,还会造成两口定向井直井段井眼相碰的施工事故。
1、防斜原理造成井斜的原因为地质因素和钻具弯曲。
控制井斜实质就是控制钻头造斜力,地层造斜力是不可改变的,唯一可控制的是下部钻柱组合和钻井参数,通过改变下部组合和调节钻井参数可抵抗地层造斜力,使井斜控制在一定范围内。
常用组合:钟摆组合、刚性满眼组合、塔式组合、柔性钟摆组合、偏轴接头、双驱复合钻、垂直导向工具(power-V等)2、不同井眼钻具组合及钻进参数选择普通定向井直井段施工中,应采用本地区最不易斜的钻具组合。
A:常规组合12-l/4″井眼一般采用塔式钻具组合:12-1/4″钻头+9″钻铤*3根+8″钻铤*6根+6-1/4″钻铤*9根+5″钻杆。
8-1/2″井眼通常采用钟摆钻具组合:8-l/2″钻头+7″钻铤*2根+214mm稳定器+6-l/4″钻铤*6根+5″加重钻杆15根+5″钻杆。
钻进参数:钻水泥塞采用轻压吊打方式,12-1/4″井眼,正常钻进钻压常采用180-200KN,吊打时常采用50-80KN;8-1/2″井眼正常钻进钻压常采用120-140KN,吊打时常采用30-50KN。
B:双驱组合12-1/4″井眼φ311.1mmPDC钻头+φ244.5mm直螺杆+φ228.6mm钻铤*2根+φ203.2mm无磁钻铤*1根+φ203.2mm钻铤*6根+φ177.8mm钻铤*9根+φ127 mm钻杆注:如果使用钻具扶正器,应接在φ228.6mm和φ203.2mm钻铤之间8-1/2″井眼φ215.9mmPDC钻头+φ172mm直螺杆+φ158.8mm钻铤*1根+φ214mm扶正器+φ158.8mm钻铤*6根+φ127mm加重钻杆*15根+φ127mm 钻杆钻压:20-80KN 转盘转速:45-60rpm 排量:40-45l/s 泵压:15-18MPaC:直井段长度影响1)造斜点深度小于500米,采用塔式或钟摆钻具,严格控制钻压、保证井斜角不大于lº。
定向井轨迹控制摘要: 定向井是目前所钻采油井的主要井型之一。
井眼轨迹的各项技术指标是影响后续测井、试油、修井、采油等作业的重要技术指标。
井眼轨迹控制技术是定向井全井施工中的技术关键。
它是一项使实钻井眼沿着预先设计的轴线钻达目标靶区的综合性技术。
井眼轨迹控制技术的主要内容包括:优化钻具结构;优选钻井参数;井眼轨迹的检测及预测;利用地层对井眼轨迹的影响规律等。
定向井井眼轨迹一般设计为“直—增—稳”三段制剖面。
井眼轨迹控制技术就是指直井段防斜打直、造斜段定向、斜井段井眼轨迹控制、井眼轨迹的及时调整等技术。
防斜造斜稳斜一、直井段防斜打直根据直井段长度和井眼尺寸合理选择钻具结构及钻井参数,严格控制井斜,是直井段钻井的重中之重。
控制直井段井斜主要是1)防止两井相碰;2)便于定向造斜施工;3)便于斜井段井眼轨迹控制。
目前直井段防斜效果好的钻具结构主要有满眼钻具(加2~3个扶正器);塔式钻具(加1柱7″钻铤);钟摆钻具(加单扶正器)。
通过大量的钻井实践证明,满眼钻具、钟摆钻具和塔式钻具是直井段防斜打直的三种较为合理的钻具结构。
钟摆钻具的特点是结构简单,但只有纠斜力,没有防斜力。
因此,钟摆钻具在直井段防斜钻井要保证足够的钻铤长度,根据地层特性,优选钻井参数。
塔式钻具是较为理想的一种防斜钻具,其随大尺寸钻铤长度的增加,防斜效果越好,并可适当加大钻压快速钻井,提高钻井速度。
由于现场多为Ф165mm 无磁钻铤,无磁钻铤与钻头距离相对较远,不能适时检测,当测点井斜接近3°时,井底井斜可能大于3°,必须引起重视,可通过改变钻井参数轻压吊打严格控制井斜,使直井段井斜不超过规定标准。
使用塔式钻具结构的目的是以控制井斜为主,通过测斜而获取井眼轨迹参数,计算实际井眼剖面。
满眼钻具是最好的防斜钻具,可加大钻压快速钻进,提高钻进速度。
环河、华池组不易产生井斜,钻井参数可适当放宽,采用全压、高转速钻进;洛河、宜君组地层较厚,容易产生井斜,是全井防斜、防碰的重点层段,特别是华池与洛河、洛河与安定组的两交界面最易产生大井斜的井段,要把钻压控制在100~120千牛,转速在90转/分为宜。
定向井大井眼轨迹控制技术与应用研究随着石油勘探和开发的深入,油田开采已经从传统的常规井向复杂、多变的非常规油气资源过渡。
在这个过程中,非常规油气资源的开发已经成为石油勘探开发领域的一个重要趋势。
定向井和大井眼轨迹控制技术的研究与应用对于提高油气开采效率和降低成本具有重要意义。
本文将从定向井大井眼轨迹控制技术的基本原理、方法和应用进行详细介绍和分析。
一、定向井大井眼轨迹控制技术的基本原理1. 定向井的定义和特点定向井是指在垂直井的基础上,通过合理的井眼轨迹设计和控制技术,使得井眼轨迹不再垂直,而是朝向目标油田地层,从而提高油气的开采效率。
定向井的特点包括:井眼轨迹复杂、井深较大、井眼弯曲度较大、工程技术难度大等。
2. 大井眼轨迹控制技术的定义和特点大井眼是指井眼的直径超过8.89厘米(3.5英寸)的井眼。
大井眼轨迹控制技术是指通过合理的井眼轨迹设计和控制技术,使得大井眼的井眼轨迹能够达到设计要求,从而满足作业要求。
大井眼轨迹控制技术的特点包括:井眼直径大、井眼轨迹复杂、控制精度高等。
1. 定向井大井眼轨迹设计方法定向井大井眼轨迹设计是指根据地质结构和矿层分布,选择合适的井眼轨迹形式和参数,使得井眼轨迹能够有效地穿过目标地层,实现油气的产量最大化。
定向井大井眼轨迹设计方法包括:平面轨迹设计、垂直井眼深度设计、水平井眼深度设计、井眼弯曲率设计等。
定向井大井眼轨迹控制方法是指通过合适的井眼轨迹控制技术,使得井眼轨迹能够达到设计要求。
定向井大井眼轨迹控制方法包括:钻井液性能控制、地层动力学控制、钻具运输控制等。
随着页岩气开发的深入,定向井大井眼轨迹控制技术在页岩气开发中得到了广泛的应用。
通过合理的井眼轨迹设计和控制技术,能够有效地穿过页岩气层,实现页岩气的连续生产。
定向井大井眼轨迹控制技术在页岩气开发中的应用为页岩气的高效开发提供了重要的技术支撑。
水平井是指井眼的有效水平长度大于井眼垂直长度的特殊井眼形式。
第三章定向井、水平井井身轨迹控制技术第一节定向井、水平井井眼轨迹控制理论无论是定向井,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。
我们在长、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。
一、水平井的中靶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。
我们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。
二、水平井增斜井段井眼轨迹控制的特点及影响因素对一口实钻水平井,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。
水平井钻井项目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,因为井下条件的复杂性和多变性,这个符合程度总是相对的。
华池地区定向井轨迹控制一、华池地区的定向井开发现状华池地区是中国石油资源富集的地区之一,拥有大量的潜在石油储量。
该地区地质条件复杂,地层构造不规则,地质构造多变,给定向井开发带来了很大的挑战。
传统的钻井技术在华池地区已经难以适用,需要采用更先进的定向井技术来应对挑战。
在华池地区,定向井开发已经取得了一定的成绩,但依然存在一些问题。
井轨迹控制精度不高、作业周期长、成本高等问题,限制了定向井开发的进一步发展。
如何提高华池地区的定向井轨迹控制技术,成为了当前亟待解决的问题。
二、定向井轨迹控制技术的重要性在定向井开发中,轨迹控制技术是至关重要的,它直接影响着井下作业的安全、效率和成本。
一方面,高精度的轨迹控制可以保证井眼沿着设计方向准确地钻进目标地层,提高了勘探与开采的成功率;优秀的轨迹控制技术可以大大缩短作业周期,降低成本,提高经济效益。
在华池地区,地质条件复杂,井下作业环境恶劣,对定向井轨迹控制技术有更高的要求。
华池地区的石油勘探与开采企业需要积极引进和研发先进的轨迹控制技术,提高定向井开发的成功率和效率,降低成本,实现资源的可持续开发和利用。
三、华池地区定向井轨迹控制技术的现状目前,华池地区的定向井轨迹控制技术还存在一些不足。
一是控井精度不高,无法满足复杂地质条件下的钻井要求。
二是轨迹控制过程中存在较大的人为干预,容易引发事故和安全隐患。
三是轨迹控制过程耗时长、成本高,影响了定向井开发的效率和经济效益。
在这种情况下,华池地区的石油企业亟需引进和应用更先进的轨迹控制技术,提高定向井的开发水平,实现安全高效的勘探与开采。
四、华池地区定向井轨迹控制技术的发展方向针对华池地区及其地质条件复杂的特点,未来发展的方向应包括但不限于以下几个方面:1.技术引进与应用:华池地区应积极引进国内外先进的定向井轨迹控制技术,结合区域特点,加以改进和应用。
引进先进的轨迹控制技术,可以提高定向井的钻探精度和安全性,降低作业成本,提高勘探与开采效率。
定向井轨迹控制技术
[摘要]定向井的井眼轨迹控制技术是定向井钻井成套技术中的关键环节。
文章介绍了轨迹剖面优化设计,对直井段、增斜段、稳斜段轨迹控制技术进行了详细的阐述,同时对轨迹预测方法和轨迹修正设计技术进行了论述,对现场施工具有一定的指导作用。
[关键词]轨迹控制轨迹预测剖面设计定向井
中图分类号:te243 文献标识码:te 文章编号:1009―914x (2013)22―0565―01
定向井的井眼轨迹控制技术是定向井钻井成套技术中的关键环节。
定向井施工成败的关键是能否控制井眼轨迹的变化。
1 轨迹剖面优化设计
在定向井施工前,首先需要考虑地质条件、钻井目的要求、钻井工艺技术和施工技术水平等的实际情况,设计出该井的井眼轨迹剖面,为钻井施工提供理论依据。
在钻井施工过程中,需要随时掌握井眼轨迹的延伸情况,并与设计轨迹进行对比,指导待钻井段的施工。
对已完成井眼的井眼轨迹进行精确描述与评价,确定其是否符合设计要求。
定向井井身剖面的选择对于钻井施工的安全、高效、降低成本起着至关重要,四段制轨迹剖面易形成键槽,岩屑床,起下钻和钻井过程中摩阻扭矩大,易卡钻,给井下安全带来极大隐患。
经过理论计算分析,并结合大庆地质情况,三段制或者五段制井眼轨迹剖面成为大庆定向井施工的首选对象,这两种轨迹剖面具有轨迹短、投
资少、效益高、利于井眼轨迹控制等特点。
2 井眼轨迹控制技术
2.1 直井段轨迹控制
定向井直井段的井眼轨迹控制原则是防斜打直。
有人认为常规定向井(指单口定向井)直井段钻不直影响不大,通过后续的调整最终也可中靶,这种想法是不对的。
因为当钻至造斜点,如果直井段不直,造斜点处不仅因为有一定的井斜角而影响定向造斜的顺利完成,还会因为这个井斜角形成一定的水平位移而影响下一步钻进的井眼轨迹控制。
所以在直井段施工中,采用塔式钻具组合或钟摆钻具组合,配以合理的钻进参数,每钻进100-120米测斜一次,及时监测井斜的变化趋势,如发现井斜有增大趋势,及时调整钻井参数,加密测斜,必要情况下进行螺杆钻具纠斜。
造斜点前100m采取轻压吊打,严格控制钻进参数,保证造斜点处的井斜不超过0.5°。
2.2 造斜段轨迹控制
造斜就是从造斜点开始强制钻头偏离垂直方向增斜钻进的过程。
由于大位移水平井直井段多数存在井斜方位,且方位与新设计方位不一致,所以必须利用定向井计算软件计算出直井段各点轨迹参数,同时根据最后几个测点趋势,预测出井底的井斜角和方位角,计算出井底水平位移、垂深、闭合方位、视位移、视垂距等参数。
对靶点重新进行修正设计,计算出各段的造斜率大小。
在定向造斜过程中,摸索出螺杆的实际造斜率大小,计算好滑动钻进与复合钻进的比例,尽可能使实钻轨迹逼近设计轨道。
根据视位移大小、正
负、井斜角大小以及井底闭合方位与设计方位的偏差,确定采用复合钻进、扭方位或定向钻进来进行施工。
由于无线随钻测量仪器测点长度的限制以及螺杆造斜率在深层
硬地层造斜能力的不确定性,开始定向钻进时一般采用连续定向2个单根,以确定螺杆在该地层的实际造斜率。
若已知螺杆的实际造斜率k实,设计造斜率k设,单根长度为l,则可用下列公式计算每个单根需要定向长度l定:
l定=(k设*l)/k实
上式仅当k实>k设时成立;若k实<k设,则应立即起钻更换弯角较大的螺杆,螺杆的理论造斜率应高于设计造斜率10%~20%,提高复合钻井的比例,有利于井眼清洁,减少卡钻事故。
2.3稳斜段轨迹控制
这一阶段的任务是在实钻过程中,不断了解轨迹的变化发展情况,不断地使用各种造斜工具或钻具组合,使实钻轨迹离开设计轨迹“不要太远”。
“不要太远”一词的意义在于,一方面如果太远就可能造斜脱靶,成为不合格井;另一方面如果始终要求实钻轨迹与设计误差很小,势必要求非常频繁的测斜,频繁的更好造斜工具,必将大大地拖延时间,增加成本,而且还有可能造成井下复杂情况,得不尝失。
稳斜段主要采用三扶正器刚性稳斜钻具组合或者mwd随钻跟踪,若采用稳斜钻具组合,在下入稳斜钻具组合钻进50米进行测斜校验井斜方位数据,以后每钻进100-150米定点测斜一次,并把测斜数据输入定向井计算软件进行计算分析,保证中靶。
3 井底井斜方位预测技术
井底预测技术是实现井眼轨迹定量预测与控制的基础。
由于测量仪器距井底有一段距离,如果预测不准井底处井斜方位,则易造成大的施工误差,因此对大位移水平井而言,井底预测显得更为重要。
3.1 力学预测
井底预测的方法很多,可分为两大类,一类是力学法。
力学法考虑了钻具的受力状态、钻头与地层相互作用等因素,更为真实的反映了井眼轨迹形成过程,从理论上讲,力学法比较准确。
但由于井下是一个复杂的多元系统,而系统中某些参数(如地层性质等)又不易掌握,这一定程度上影响了力学预测方法的预测精度,兼之力学预测方法准备变量多,计算复杂,现场施工已较少采用。
3.2 几何预测
另一类是几何方法,对于给定的钻具组合和钻井参数,由于在一定的井段范围内地层岩石的性质变化不大,所以井眼轨迹往往呈现出特定的变化规律。
因此采用几何方法预测,也能达到相当高的精度。
几何预测方法很多,要严格评价各种井底预测方法的优劣是比较困难的。
井底预测的这些几何方法主要是依据各种曲率的变化规律进行选择,并且需要紧密结合钻井过程的实际工况。
使用时,应根据实际的钻井工况,进行分析判断和预测。
从根本上讲,要提高井底预测的精度,应从以下两个方面入手:一是在工艺技术条件允许的前提下,尽可能缩短测点至井底的距离;二是提高测斜资料的精度。
4 井眼轨迹修正设计
定向井待钻井眼设计是井眼轨迹控制技术的重要组成部分,他可为现场施工提供最重要的依据。
在进行待钻设计时,必须考虑所钻地层对造斜工具造斜能力的影响。
在进行待钻设计时,应考虑地层倾向、走向及各向异性对井眼轨迹的影响,以保证设计出的待钻井眼能充分利用地层的井斜方位作用。
在进行待钻设计时,应首先考虑目前已有的井下工具实际造斜能力,并为施工留有余地。
在实际施工中从造斜点开始直到完钻的施工中,每钻完一个根,用单弧剖面进行一次待钻井眼设计,选择合适钻进参数,并以此作为下趟钻选择钻具组合的重要依据。
在造斜过程中,每次都以入靶点为目标,应用可变曲率井眼轨迹设计技术优化待钻井眼设计。
5 结论
总之,严格按照技术参数及措施打好直井段,保证井斜角不超标,优化轨迹剖面设计,选用合适的造斜工具,把好定向造斜关;在稳斜段三扶正器刚性稳斜钻具组合,在下入稳斜钻具组合钻进50米进行测斜校验井斜方位数据,以后每钻进100-150米定点测斜一次,跟踪控制到靶点,保证井眼轨迹精确控制。
参考文献
[1] 王清江毛建华等定向钻井技术 2009.08
作者简介
裴红军,2006年毕业于大庆石油学院石油工程专业,现在大庆钻井二公司30687队从事钻井生产和管理工作。