定向井钻井技术.ppt

定向井钻井技术,一、专业名词二、定向钻井三、注意事项,一、专业名词,1、井斜角（）井眼轴线上任一点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。单位为（）。2、方位角（）：在以井眼轨迹上任一点为原点的平面坐标系中，以通过该点的正北方向线为始边，按顺时针方向旋转至井眼方向线在水平面上的投影线为终边，其所绕过的角度称该点的方位角。单位为（）。,一、专业名词,3、全角变化量：过井眼轴线相邻两测点所作的向井眼前进方向延伸的切线之间的夹角称为全角变化量。它反映了相邻两测点间井斜与方位的空间角度的变化量。又称狗腿角或全变化角。单位为（）。4、井斜变化率：单位井段内井斜角的变化值称为井斜变化率。通常以两测点间井斜角的变化量与两测点间井段长度的比值表示。常用单位为（）/25m、（）/30m。,一、专业名词,5、方位变化率：单位井段内方位角的变化值称为方位变化率。通常以两测点间方位角的变化量与两测点间井段长度的比值表示。常用单位为（）/25m、（）/30m。6、全角变化率：它是指单位长度井段内全角的变化值。或在单位井段内井眼前进的方向在三维空间内的角度变化。它既包含了井斜角的变化又包含着方位角的变化。又称狗腿严重度或井眼曲率。单位为（）/25m、（）/30m。K=/L+(/L)2sin2(1+2)/2,7、井底水平位移：它是指井口与井底两点在水平面上投影的连线长度，又称闭合距，单位为m。8、视平移：水平位移在设计方位线上的投影长度。,E,N,P,P,T,O,Vp,Ap,K,一、专业名词,一、专业名词,9、造斜点：开始定向造斜的位置。以该点井深表示。10、造斜率：表示造斜工具的造斜能力。其值等于该造斜工具所钻出的井段的井眼曲率。11、增斜（降）率：是指增（降）斜井段的井斜变化率。正为增，负为降。12、工具面：在造斜钻具组合中，有弯曲工具的两个轴线所确定的那个面，与磁北方向的夹角为工具面角。13、反扭角：定向或扭方位时，井下动力钻具启动前的工具面与启动后加压钻进时的工具面之间的夹角。,一、专业名词,14、定向角（装置角）：井下动力钻具启动后，工具面所处的位置（方位）。15、磁偏角：在某一地区，磁北极方向线与地理北极方向线之间的夹角，称该地区的磁偏角。正为东磁偏角，负为西磁偏角。,二、定向钻井,、定向井设计 1、井深剖面设计 长庆油田定向钻井一般为常规定向井，剖面要求基本为两段制（直增）或三段制（直增稳）。,直增剖面,直增稳剖面,二、定向钻井,2、定向井设计必须有 a.地质设计应提供井口和目标点纵、横坐标，目标点垂垂直深度；b.给出目标点靶区半径，有特殊要求应作出说明；c.提供本地的磁偏角；d.丛式井场有老井的，必须提供已钻的井测斜数据，并复测井口坐标；e.根据地质设计和井场组合，是丛式井井场要进行施工顺序排序，尽量避免绕障，减少施工位移；,二、定向钻井,f.根据现场实际，结合地面条件选定井口位置和大门方向；g.必须以安装好井架的井口测量坐标作为设计依据；h.井架和设备基础都应摆放在实方处，丛式井组还应考虑钻机移动方式和井口间距，为了减少两井相碰风险井口间距大于6-8米为宜；,.,直井段,造斜点,增斜段,最大井斜角,max,降斜段,直井段,水平位移,s,H,m,二、定向钻井,3、设计书内容还包括：、丛式井应提供井组排序方案及井组图；、提出定向井分段施工技术，并附造斜点至井底间距为30米的设计井身轨道二维剖面数据和设计井身投影图；、提出各设计井段的钻具组合及施工参数要求，以及使用井下工具的规格、型号及数量；、提出井身轨迹测量方案；、提出井身质量要求；、对于需要绕障的井，应提出绕障施工原则及方案；、列出定向井钻井安全技术措施；,二、定向钻井,4、若是丛式井组，应首先做出井组整体设计；、井组安排应考虑道路的优化井眼轨迹的需要，多靶井应考虑靶前位置对施工的要求。在此前提下，按井组钻井进尺最少和地形的可能来确定井组地理位置；、应尽量避免井组中各井眼轨迹在空间交叉；、井组中各井的水平位移应综合考虑，长短结合，以便于错开造斜点；、井口可根据地形条件及钻机的移动性能等情况布置成直线型、矩形，急于投产的油井，可布置成L形；、井组中各井的表层套管下深应错开20米以上；,二、定向钻井,5、多台钻机共用的丛式井场，应对消防、环保、放喷、供油、水、电、热等印素统一设计；6、丛式井应绘制地面井口布置图，标明井号或必要的说明（如绕障、多目标井），并规定出井口间距，油层套管联入，钻井顺序和钻机移动方向；7、应根据测量仪器的精度确定丛式井，绕障井和调整加密井中各设计井和已完成井的误差范围，提出防碰井段预告和措施；,二、定向钻井,、工具准备 1、测量仪器、最低标准应配备磁性或电子单多点测斜仪全套；、在定向和扭方位的作业中可采用有线或无线随钻测斜仪，井深超过2000米的定向井应尽量采用随钻测斜仪；、在有磁干扰条件下的测量条件下的测量作业，应采用陀螺测斜仪；、定期（半年或6000米作业）对定向井测斜仪器的测量单元进行井斜角、方位角和工具面角全量程的精度检查和调校；、手工具配备钻杆量角器、转盘量角器、水平尺、定位标尺、画线规、秒表；、配备电脑和相应计算机软件；、配备可调速的测斜绞车，或者使用自浮式测斜仪器；,二、定向钻井,2、井下工具应配备：、井下动力钻具、定向弯节头、无磁钻铤、螺旋扶正器（或变径扶正器）、地面震击器、加重钻杆、短钻铤、调节尽钻头稳定器位置的接头,二、定向钻井,定向井工艺 1、井眼轨迹的控制 1）直井段钻进过程中按设计要求认真作好测斜工作，监测井眼轨迹，严格作好防碰工作，并控制直井段最大井斜符合设计要求。特别要作好1：100的防碰图，做好随钻分析，异常情况分析记录判断，搞好全员防碰工作。2）、造斜段：造斜点的选择应考虑以下因素：、设计造斜点，、直井段以发生的轨迹偏移、有利于防碰，、下步计划实施的增斜方式及增斜率，、其它井施工安全性，、尽量充分利用钻头寿命,二、定向钻井,3）、注意事项：a.使用单点测斜仪器造斜时，应注意井口的印迹，测量夹角要注意判明方向；b.使用单弯螺杆一类工具造斜时，应注意入井前螺杆弯曲方向与定向直接头间的夹角，并在每次测斜后校正；c.造斜施工要根据设计，要考虑直井段轨迹的影响、下部地层可能的漂移规律等因素确定初始井斜角和定向方位角，并预算下部轨迹控制方案；d.由于测量仪器与井底总是有一段距离，尤其在使用单点测斜仪器定向时，要根据当前井斜方位和施工工具面，准确估计井底的井斜方位，以保证造斜施工达到预期效果。,二、定向钻井,斜井段、根据定向造斜结果和设计要求组配好钻具结构确保斜井段控制达到要求；、测斜点的间距按设计要求执行；、井眼轨迹采用平均角法、校正平均角法、圆柱螺线法、最小曲率法四种规定算法之一来计算；、每测量一个点后及时输入计算机，根据测斜数据和轨迹图，分析井斜和方位的变化，参照以钻井资料，预测并设计待钻井眼轨迹，及时改变钻井参数或钻具组合；,二、定向钻井,、扭方位施工，前三根尽可能逐根进行测斜，测斜间距一般不超过30米，情况复杂时必须钻进一根测斜一根；、在防碰绕障施工井段加密测斜，随时记录钻进情况，观察转盘扭矩变化，钻具是否有憋跳现象，岩屑中是否出现水泥和铁屑；,二、定向钻井,定向井下部钻具组合 1、直井段钻具 a、215.9mm钻头+177.8mm钻铤(1立柱)+165.1mm无磁钻铤1根+158.75mm+127mm钻杆 b、215.9mm钻头+165.1mm无磁钻铤1根+165.1mm钻铤(1根)+214mm扶正器+158.75mm钻铤(5立柱)+127mm钻杆,二、定向钻井,2、造斜段钻具 a、215.9mm钻头+165mm直螺杆+12弯接头158.8mm无磁钻铤1根+158.8mm钻铤3立柱+127mm钻杆 b、215.9mm钻头+165mm单弯螺杆+直接头158.8mm无磁钻铤1根+158.8mm钻铤3立柱+127mm钻杆,二、定向钻井,增斜井段钻具 a、单扶正器钻具结构:215.9(81/2)mm钻头+配合接头(0.451m)+214mm扶正器+158.8mm无磁钻铤1根+158.8mm钻铤5立柱+127mm钻杆 b、双扶正器钻具结构:215.9(81/2)mm钻头+配合接头(0.451m)+214mm扶正器+158.8mm无磁钻铤1根+158.8mm钻铤1根+214mm扶正器+158.8mm钻铤5立柱+127mm钻杆 增斜效果与下列因素有关:调整钻头与近钻头稳定器的距离(距离越短,造斜力越大);调整稳定器之间的距离;调整钻铤尺寸;调整稳定器与井壁的间隙;调整钻压;,二、定向钻井,转盘钻增斜钻具三种基本形式：,普通钻铤,无磁钻铤,稳定器,钻头,L1,L1,L1,L2,L2,L3,二、定向钻井,稳斜井段钻具 a、单扶正器钻具结构:215.9mm钻头+配合接头(11.5m)+214mm扶正器+158.8mm无磁钻铤1根+158.8mm钻铤5立柱+127mm钻杆 b、双扶正器钻具结构:215.9mm钻头+配合接头(0.451m)+214mm扶正器+158.8mm无磁钻铤1根+214mm扶正器+158.8mm钻铤5立柱+127mm钻杆 可采用转盘钻(转速控制在50转/分左右)加单弯螺杆钻具稳斜。,二、定向钻井,转盘钻稳斜钻具三种基本形式：,普通钻铤,无磁钻铤,稳定器,钻头,L1,L1,L1,L2,L2,L3,二、定向钻井,降斜井段钻具 a、单扶正器钻具结构:215.9(81/2)mm钻头+配合接头(318m)+214mm扶正器+158.8mm无磁钻铤1根+158.8mm钻铤5立柱+127mm钻杆、光钻铤降斜钻具 用单稳定器钻具组合钻进,当井斜角小于20度时钻具组合的方位稳定性较差,使用中应慎重;短钻铤的配备1.0、2.0、3、4.5、6.0米等规格的短钻铤;长井段及大井斜角稳斜钻进时,应采用微增斜钻具组合钻进,以平衡钟摆井斜力,达到长井段稳斜目的;,二、定向钻井,在软地层钻进,一般应选用支撑面较宽扶正条较长的螺旋稳定器,在硬地层中,应选用支撑面ze扶正条较短的螺旋稳定器;在阻卡严重的地区,可采用变径稳定器;,二、定向钻井,、扭方位施工，前三根尽可能逐根进行测斜，测斜间距一般不超过30米，情况复杂时必须钻进一根测斜一根；、在防碰绕障施工井段加密测斜，随时记录钻进情况，观察转盘扭矩变化，钻具是否有憋跳现象，岩屑中是否出现水泥和铁屑；,二、定向钻井,、扭方位施工，前三根尽可能逐根进行测斜，测斜间距一般不超过30米，情况复杂时必须钻进一根测斜一根；、在防碰绕障施工井段加密测斜，随时记录钻进情况，观察转盘扭矩变化，钻具是否有憋跳现象，岩屑中是否出现水泥和铁屑；,二、定向钻井,、扭方位施工，前三根尽可能逐根进行测斜，测斜间距一般不超过30米，情况复杂时必须钻进一根测斜一根；、在防碰绕障施工井段加密测斜，随时记录钻进情况，观察转盘扭矩变化，钻具是否有憋跳现象，岩屑中是否出现水泥和铁屑；,