大位移井讲座
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大位移钻井技术一、大位移井钻井技术综述:随着定向井、水平井钻井技术的发展,出现了大位移井,大位移井的定义一般是指井的位移与井的垂深之比等于或大于2的定向井,也有指测深与垂深之比的。
大位移井具有很长的大斜度稳斜段,大斜度稳斜角称稳斜航角,稳航角大与60度。
由于多种类型的油气藏需要,从不变方位角的大位移井又发展了变方位角的大位移井,这种井称为多目标三维大位移井。
1、大位移井的用途:1)用大位移井开发海上油气田,大量节省费用。
2)近海岸的近海油田,可钻大位移井进行勘探、开发。
3)不同类型的油气田钻大位移井可提高经济效益。
4)使用大位移井可以带替复杂的海底井口开发油气田,接省投资。
5)些油气藏在环保要求的地区,钻井困难。
利用大位移井可以在环保要求不太高的地区钻井,以满足环保要求。
2、大位移井关键技术:1)扭矩与阻力 2)柱设计3)稳定 4)眼净化 5)管需要考虑的问题二大位移近水平井的特点:随着水平井钻井技术在国内的开展,水平井轨迹控制工艺技术也日益提高;大位移近水平井如何准确命中目的层的靶窗,如何控制靶前位移的大小与方位,是大位移近水平井设计和施工技术的关键。
1.大位移近水平井目的层的特点与常规中半径水平井相比,大位移近水平井具有高难度、高投入、高风险的特点,但是一口成功的大位移近水平井,能实现远距离的开发目的,既节约投资,又能获得好的效益。
大位移近水平井开发的区块具有以下特点:(1)断区块组合油藏;(2)探区边界油藏。
2.大位移近水平井的钻井难点(1)区块复杂,着陆控制、稳斜段长控制难度大;(2)对钻井装备、钻井液设备要求高;(3)钻具、监测工具、仪器等针对性强,技术含量高;(4)要求钻井液有很强的润滑性、悬浮能力和携砂能力,并能保持井眼稳定;(5)对防喷、防漏和保护油气层、固井质量、完井技术的要求高;(6)井下恶劣条件与随钻测量仪器和动力钻具使用的矛盾十分突出;(7)井眼轨道的预测、控制难度大,需要有高质量的应用软件和高素质的工程技术人员。
大位移井钻井技术难点1 概况大位移井(ERD)作为开发滩海和海洋油气资源的最重要手段,已得到越来越广泛的运用和快速发展。
采用大位移井可大大减少人工岛和钻井平台的数量,并使每个平台可控制的泻油面积增大,从而减少所钻井的数量,增加储层裸露面积,并提高油井产量和采收率。
大位移井通常定义为水平位移与垂直深度之比大于2.0的井。
大位移井的关键技术包括:井身剖面和钻柱优化设计,摩阻与扭矩,井壁稳定技术,井眼清洁、套管磨损预测与防治技术,以及完井技术等。
随着随钻测井技术、旋转导向钻井系统、随钻环空压力测量技术、闭环钻井技术以及配套钻井液技术的跨越发展,一大批高指标的大位移井陆续钻成,而且周期越来越短,成本明显降低,都表明大位移井钻井技术代表了当今世界钻井技术的一个新的高峰,并将有着更广阔的发展空间。
2 大位移井发展现状迄今为止,大位移井的位移世界纪录为10728m,是由BP公司于1999年在英国Wytch Farm 油田的1M-16SPZ井上创造的,该井测量深度11278 m,水平位移10728 m,位垂比6.55。
目前全世界位移超过万米的大位移井有3口。
分别是英国的Wytch Farm 1M-16SPZ井(10728 m)、阿根廷的Cullen Norte-1井(10585 m)和BP 的Wytch FarmM211Y井(10114米)。
在位移排前20位的大位移井中,中国拥有3口,名列第三。
中国的3口大位移井是由中国海洋石油总公司在西江油田施工的西江24-3-A14、西江24-3-A20、西江24-3-A17。
3 大位移井钻井施工技术难点(1)剖面设计及轨迹控制难大位移井的突出特点是水平位移大、井斜角大,井身设计、井眼轨迹控制等与常规定向井钻井明显不同,井眼轨迹优化设计和轨迹控制难度大,是减小大位移井摩阻和扭矩的主要途径之一。
(2)摩阻与扭矩大由于大位移井段井斜角多在70°以上,斜深大,重力效应突出,从而引起上提下放钻柱时的阻力大;钻柱摩擦力矩大,传递扭矩困难;钻柱与套管磨损严重;钻柱强度问题突出;施加钻压困难,下部钻具组合易产生屈曲导致自锁。
探讨大位移水平井钻井技术特点与对策作者:陈磊来源:《中国科技博览》2014年第15期[摘要]大位移水平井由于其水平段较长、钻遇岩性的复杂多样、钻井液和钻具与地层接触时间长等因素使得在钻进和固井过程中存在很多技术难题。
分析认为大位移水平井的钻进技术难题主要由水平段过长造成,而固井技术难题主要是由水平段延伸方向与套管和水泥浆的重力方向垂直或近似垂直造成;结合现场实践提出优化技术措施,提高钻进效率和固井质量,对大位移水平井的钻进有一定的指导作用。
[关键词]水平井;大位移;钻井技术;钻井液;水泥浆中图分类号:C39 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2014)15-0384-01油田广泛地实施大位移(长井段)水平井技术,以提高对特殊油气藏的勘探开发效益。
然而技术难点多、钻井工艺复杂、对装备和工具要求高,所以加大对长水平段水平井技术的研究力度已成国内外石油工业的必然趋势。
长水平段能够增加注入流体的波及体积,延伸到油气层深部,提高注水气井的效果;较长的水平段可以穿越距离陆上较远的海上油气藏,减少海上钻井成本。
此外,同直井和一般的水平井相比,长水平段水平井节省了井场用地、钻机搬迁安装等费用。
近年来,长水平段水平井钻井成本已降至直井的2~2.5 倍,甚至更低,而产量却是直井的5~8 倍甚至更高。
长水平段水平井在钻进过程中,水平段长给钻进带来了很多技术难题。
如水平段长度和位置的确定、井眼轨迹的控制、摩阻扭矩的降低、岩屑床的清除、润滑防卡和井壁稳定等技术难题。
分析这些技术难题的原因并提出相应的处理措施对提高长水平段水平井的钻进技术是很有必要的。
1 水平段合理长度和位置确定长水平段水平井的所有技术优势都是源于水平段较长,但是水平段合理长度和位置的确定受到产量、钻井成本、钻完井技术等因素的综合影响而成为技术难题。
通常从产量上考虑:随着水平段长度的增加,井筒与油气藏的接触面积增加,但同时井内流体流动的摩擦阻力也增加,前者利于单井的产量,而后者却相反。
大位移井钻井井眼轨迹控制对策探析大位移井钻井是指在地面附近有较大的水平和垂直位移的井,这类井在钻井作业过程中往往面临着诸多挑战,其中包括井眼轨迹控制的问题。
井眼轨迹控制对于大位移井钻井而言至关重要,因为如果井眼轨迹控制不好,可能会导致井眼偏离设计轨迹,增加成本和风险。
针对大位移井钻井井眼轨迹控制的问题,需要制定对策,以保证钻井作业的顺利进行。
针对大位移井钻井井眼轨迹控制的问题,需要充分了解井址地质条件和钻井工程特点。
大位移井钻井通常需要面对地质构造复杂、岩性多变、孔隙裂缝发育等特点,因此需要在钻井前充分调查勘探,获取准确的地质资料,了解地下情况,以便制定合理的钻井方案和井眼轨迹控制对策。
在制定大位移井钻井井眼轨迹控制对策时,需要充分考虑井眼稳定性和施工安全。
由于大位移井钻井井址附近地质条件复杂,岩性多变,常常出现地层崩塌、井眼塌陷等问题,因此在制定井眼轨迹控制对策时,需要注重井眼稳定性的分析和评估,选择合适的钻井技术和施工方法,保证施工安全。
在大位移井钻井井眼轨迹控制对策中,需要采用先进的技术手段。
针对大位移井钻井井眼轨迹控制的问题,需要充分利用地震勘探、钻井参数实时监测、井下导向仪器等先进技术手段,实时监测和控制井眼轨迹,及时调整钻井方向和施工参数,确保井眼稳定和钻井质量。
在大位移井钻井井眼轨迹控制对策中,需要合理应用钻井液技术。
钻井液技术是大位移井钻井井眼轨迹控制的重要手段,通过合理设计钻井液配方、控制钻井液性能,可以有效控制井眼稳定性,减少井下事故的发生,降低施工风险。
大位移井钻井井眼轨迹控制对策还需要注重钻井工艺和作业管理。
在井眼轨迹控制过程中,需要严格遵守钻井工艺要求,合理安排施工作业,保证井下作业安全有序进行,避免出现施工失控问题,确保井眼轨迹的稳定和质量。
大位移井钻井井眼轨迹控制需要制定科学合理的对策,包括充分了解地质条件和钻井工程特点,考虑井眼稳定性和施工安全,采用先进的技术手段,合理应用钻井液技术,注重钻井工艺和作业管理等方面。
大位移井钻井井眼轨迹控制对策探析1. 引言1.1 背景介绍大位移井钻井是指在地下多层构造错动大的地质条件下进行的井眼钻进作业。
由于地层构造错动大,井眼轨迹复杂,导致了钻井难度增大,井眼控制难度增加。
在大位移井钻井作业中,井眼控制成为一个重要的技术难题,直接影响到井眼轨迹的质量和完整性。
如何有效地控制大位移井钻井井眼轨迹,提高钻井效率成为当前研究的热点问题。
在传统的大位移井钻井中,只能通过调整井眼轨迹和方向钻头的旋转速度来控制井眼形状,但效果并不理想。
针对大位移井钻井井眼轨迹控制的难点和问题,需要寻找新的解决方法和对策。
结合现代信息技术和自动化控制技术,可以实现钻井液密度、钻头旋转速度等参数的实时监测与调整,从而实现更加精准的井眼控制。
这将有力地提高大位移井钻井的作业效率和井眼轨迹的质量,推动大位移井钻井技术的发展和应用。
1.2 问题提出问题提出:大位移井钻井井眼轨迹控制是钻井作业中一个至关重要的环节,尤其是在复杂地层条件下。
由于大位移井的井身轨迹复杂多变,地层构造复杂,导致钻井过程中可能出现井眼轨迹偏离设计轨迹、井眼塌陷、井眼漏失等问题。
这些问题不仅会影响钻井的进度和效率,还可能造成安全事故和资源浪费。
如何有效地控制大位移井钻井井眼轨迹,提高钻井作业的质量和安全性,是当前亟需解决的问题。
针对这一问题,本文将从大位移井钻井井眼轨迹控制方法、大位移井钻井井眼轨迹控制对策分析、钻井液密度控制、钻头旋转速度控制以及钻井参数实时监测与调整等方面展开讨论,旨在为大位移井钻井井眼轨迹控制提供参考与借鉴。
1.3 研究意义大位移井钻井是钻井领域中一项重要的技术挑战,其涉及到复杂的地层条件和高风险的工作环境。
在这种情况下,对井眼轨迹的控制显得尤为重要。
通过对大位移井钻井井眼轨迹控制的深入研究和探索,可以提高钻井作业的效率和安全性,降低事故的发生率,从而为油气勘探和开发工作提供更好的支持。
研究大位移井钻井井眼轨迹控制的意义在于可以帮助钻井工程师更好地理解井眼轨迹控制的关键技术和方法,提高工程师的技术水平和钻井作业的效率。
大位移井技术一.大位移井定义大位移井即水平位移与垂深之比大于或等于2的,或者水平位移超过3000m的井。
但在深水井中概念稍许变化,称为深水大位移井,但其水垂比不能沿用常规大位移井大于或等于2的概念。
二.大位移井的主要作用1)水平位移大,能较大范围控制含油面积,开发相同面积的油田可以大量减少海上钻井平台的数量;2)省建人工岛和固定平台的费用;3)大位移井勘探开发近海油田,距海岸10km左右近海油田,均可从陆地用大位移井勘探开发;4)用大位移井代替海底井,不用海底设备,节省大量投资;三.大位移井剖面设计大位移井的设计与常规井差不多,但是大位移井面临设备挑战和钻具钻井的极限,因此设计要不断进行优化和论证,将地层、靶点着陆、摩阻、水力、钻具组合等在剖面设计中结合表现,这样一个完整的设计才是优秀的设计,在指导打井才更具有实际意义。
在设计中并非将设计归于单一的设计剖面选型,而是将设计结合实际情况,将设计约束因素进行排比,进行权衡,因此井的剖面有时是两种剖面类型以上结合使用。
以下为设计简单应用举例:a)关于上部地层夹层多,易井漏,垂深较深:由于大位移井井身结构剖面简单,一般8-1/2"井段为生产段,一个是从完井油管角度考虑,另外就是钻柱的强度限制大位移井小井眼的延伸,因此在不可能增加小井眼钻井情况下考虑这种情况,如果选择单一的造斜率,当然减少摩阻和井深,但增加表层17-1/2"井段的斜深,增加大井眼的钻井难度和13-3/8"套管下入难度,如果使用双造斜率,在上部井段使用较小的造斜率或拟悬链曲面,以尽可能小的井斜角及最短的井深到达易漏层段下,将其封隔好,减少17-1/2"井段作业压力,然后在12-1/4"井段继续造斜,毫无疑问12-1/4"井段稳斜角将高于第一种方案,方案变化其实将17-1/2"部分压力嫁接给12-1/4",因此方案的优选要进行综合评估。
浅谈对大位移井钻井技术的认识张瑞平摘要:近几年随着定向井、水平井钻井技术的日趋成熟,大位移钻井技术在国内已有了很大的发展和应用。
利用大位移井技术勘探开发近海油田,断块油气田、边际油田、稠油油藏及沙漠等复杂地面条件油田是一种经济而有效的先进技术。
本文简单分析了大位移井钻井技术的关键问题。
关键词:大位移井、水平井、旋转导向钻井1、大位移井概况20世纪90年代出现的大位移井(Extended Reach Drilling)是在水平井钻井技术和深井钻井技术基础上发展起来的一种新型钻井方式,它集中了水平井和深井的所有技术难点。
代表了当今世界最先进的钻井技术。
图1 大位移井示图目前,国际上较为普遍采用的大位移井基本定义为,水平位移与井的垂深之比等于或大于2的定向井。
航行角大于60°的井,称为大位移井(注:航行角是指钻大位移井稳斜段的井斜角)。
国内定义为:垂直井深2000m以上,水平位移与垂直井深之比为2以上的井称为大位移井。
2、大位移井的优势大位移井技术迅速发展的原因是它具有重要的经济价值。
目前世界上许多国家利用这项技术来勘探开发海上、槟海、岛屿和地面条件恶劣地区的油气田,减少建造平台人工岛和减少钻油气井数。
老油气田可利用原有的基础设施钻大位移井,加速油田探边和开发,缩短产油周期,扩大泄油半径,提高单井产量和延长井的寿命;增加整个油田的产量和最终采收率,大大节约投资。
因此,虽然这项技术还正在发展和完善之中,但已在世界各地取得了重大成效。
由此可见,大位移井有以下优势:(1)用大位移井开发海上油气田,可大量节省费用。
(2)靠近海岸的近海油田,可钻大位移井进行勘探、开发。
(3)不同类型油气田钻大位移井可提高经济效益:小断块的油气田,或几个不相连的小断块油气田,可钻1口或2口大位移井开发;若几个油气田或油气层不在同一深度,方位也不一样,可钻多目标三维大位移井开发,节省投资,也便于管理。
(4)使用大位移井可以代替复杂的海底井口开发油田,既可节省海底设备,又可节省大量投资。
大位移井和水平井岩屑录井技术探讨摘要:由于水平井井身结构特殊, 使岩屑的上返过程更加复杂, 在钻井过程中井眼内有岩屑床存在,造成岩屑严重混杂, 代表性变差, 岩性定名、描述、油气显示层的归位更加困难, 加上钻时不准,对于分析地层变化不利,再者,水平井为了防止井壁坍塌及降低摩阻,通常会向钻井液中添加有机添加剂或使用油基钻井液,给岩屑荧光分析带来了难题。
针对这些问题,加强对水平井岩屑录井技术研究,采取相应技术措施提高岩屑录井质量,对于发挥地质录井在油气勘探中的作用具有重要意义。
关键词:水平井;岩屑录井;难题;技术措施1 前言地质录井能够获取第一手地质资料,在油田勘探与开发中发挥重要作用。
地质录井涵盖岩屑录井、气测录井、综合录井、地化录井等工作内容,其中岩屑录井以分析、整理随钻井液返出的地层岩屑为主,结合各种分析手段,对岩屑进行准确识别定名,并分析岩屑含油气特征。
岩屑录井是建立地层岩性剖面、识别油气显示、评价储层含油气性的重要手段,也是地质录井最重要的工作内容之一,岩屑录井质量对于准确评价油气层至关重要。
随着油田进入开发中后期,水平井及大位移井应用越来越普遍,给岩屑录井工作带来了难题,针对大位移井和水平井钻井特点,采取相应技术措施提升岩屑录井质量,对于准确评价油气层具有重要意义。
2 水平段岩屑录井存在的问题2.1 岩屑床的问题水平井存在较长的水平段,容易形成岩屑床。
不同的井斜角,岩屑上返机理大不相同,大致可分为三种不同的流动区域。
当井斜角小于30°时,只要钻井液上返速度合适,岩屑就可以被均匀输送,岩屑上返机理与普通直井相同;当井斜角在30°~ 60°之间时,不合理的环空流速,可能造成环空中的岩屑时而沉积在井眼低边形成所谓的“岩屑沉积床” ,时而又被破坏以段塞状向上输送,有时岩屑沉积床还向下滑动,岩屑的运移常处于或上或下的临界状态; 当井斜角大于60°时,岩屑受自身重力影响很大,环空中的岩屑瞬间即可沉积在下井壁形成岩屑沉积床,并能够保持稳定。
大位移井钻井技术(一)90年代以来,国内外大位移井钻井技术的发展方向和趋势大位移井钻井技术代表了当今世界钻井技术的一个高峰,是一项综合性很强的技术。
近几年大位移井钻井技术的进展表现在:现代高新钻井技术(随钻测井技术LWD、旋转导向钻井系统SRD、随钻环空压力预测PWD等)在大位移井中的集成应用;三维多目标大位移井的出现;水平位移10000m超大位移井的钻成等方面。
大位移钻井的关键技术(1994年SPE69届年会)有:扭矩/摩阻;钻柱设计;井壁稳定;井眼净化;泥浆和固控;套管作业;定向钻井优化;测量;钻柱振动及钻机设备。
随着近4年大位移井的实施,大位移井钻井研究的重点和难点主要集中在以下几个方面:轨道设计;定向控制;水力学与井眼净化;套管漂浮技术。
90年代以来,为了使大位移井的水平位移逐渐延伸,国外钻井服务公司对计算软件和钻井工具进行了充分研究,先后开发研制了用于设计计算的剖面设计软件、摩阻/扭矩计算软件、水力参数计算软件、固井计算软件及导向马达、MWD、LWD、可控变径稳定器、漂浮下套管工具、非旋转钻杆保护器、水力加压器等钻井工具,使大位移钻井技术有了突飞猛进的发展,将水平位移从4000m 延伸到了10000m以上,持续不断地创出新的世界纪录(见表2-1)。
1999年钻成目前世界上位移最大的大位移井一M16井,水平位移为10728m,测量深度11287m。
图2-1为M16井井眼轨迹。
大位移井技术主要用于以较少的平台开发海上油气田和从陆上开发近海油气田,主要用在北海、英国WatchFarm油田和美国加州近海。
表2-1世界上排名前10位的大位移井国内常规定向井钻井技术已经成熟,目前已初步具备钻位移为3000m大位移定向井的技术能力。
近几年,国内也开始研制开发大位移井专用工具,如降扭工具、下套管工具等。
海洋石油钻井公司的大位移井钻井技术走在最前列,其大位移井工具主要以引进为主。
由于地面条件复杂及油藏构造的要求,大港油田钻定向井的数量居全国各油田之首,定向井技术水平亦居国内领先地位(见表2-2),并创造了多项国内领先指标。
大位移井钻井井眼轨迹控制对策探析引言随着油气资源的逐渐枯竭,勘探与开发的难度也在逐渐增加。
在油田开发中,大位移井钻井技术已经逐渐成为了发展的趋势。
大位移井钻井是指通过在同一块地面上较小的井底面上进行多次钻井,形成多条井眼,以达到提高地理油田勘探开发效率、增加油气生产量的目的。
大位移井钻井井眼轨迹控制一直是制约大位移井钻井技术应用和发展的难题。
本文将对大位移井钻井井眼轨迹控制对策进行深入探讨。
1. 高难度地质条件由于大位移井钻井井眼轨迹控制的需要在同一地面上进行多次钻井,这就要求在同一油藏内形成不同位置的多条井眼。
往往需要面对复杂的地质条件,如不同的地层构造、地层岩性、地层风险等。
这些地质条件对井眼轨迹控制提出了非常高的要求。
2. 钻井技术限制传统的钻井技术在大位移井钻井井眼轨迹控制上存在一定的限制。
传统的钻井技术通常只能实现直井或轻度斜井的钻井目标,难以满足大位移井钻井井眼轨迹控制的要求。
3. 井下工作环境复杂大位移井钻井井眼轨迹控制需要在地下进行多次定向钻井,这就要求井下工作环境非常复杂。
井下的高温高压、地层条件的不断变化、设备的稳定性等都对井眼轨迹控制提出了挑战。
1. 应用先进的钻井技术针对大位移井钻井井眼轨迹控制的难点,可以采用一些先进的钻井技术,如水平井钻井技术、定向井钻井技术、超深井钻井技术等,以满足多井眼井眼轨迹控制的需求。
通过采用MWD/LWD、井下导向、电缆加密、钻头成像等现代化钻井工艺技术,可以提高大位移井钻井井眼轨迹控制的精度和可靠性。
2. 优化井眼轨迹设计应根据具体的地质情况和勘探开发目标,合理设计大位移井钻井井眼轨迹。
可以采用国际先进的定向井钻井软件进行建模和仿真,优化井眼轨迹设计,以实现在同一油藏内形成不同位置的多条井眼的目标。
3. 加强现场管理和监控在大位移井钻井井眼轨迹控制过程中,加强现场管理和监控是非常重要的。
必须加强现场监督,确保每一次钻井作业都是按照预定的井眼轨迹进行,及时调整井下设备和工艺参数,以保证井眼轨迹的准确性和稳定性。