10、中原钻井院]三维绕障水平井轨迹控制技术在红南平6井中的应用

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开窗侧钻井三维轨迹的可视化实现及工程应用

开窗侧钻井三维轨迹的可视化实现及工程应用
△D — fD・ A D ・c o s 口 △LP— fD・A D ・s i n a △N = _ 厂 H・ △D ・s i n a ・c o s  ̄ ) △E —fH ・ A D ・s i n a ・c o s q ) f D— l —A 0 t / 2 4 ( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 5 )
对 井 身轨 迹 和中靶 距离 的要求 也 越来 越高 。 在 开 窗 侧 钻井 的定 向钻 进 过 程 中 , 要 求 钻 头 沿
着 设计 的 井 眼轨迹 进 行 钻 进 , 但 实 钻 井 眼 轨 迹 与 设 计 井 眼轨 迹往往 存 在 偏 差 , 需 要 根 据 反 馈 的 实 测 井 眼数据 , 及 时调 整定 向参数 和 钻进 参数 , 如井 眼空 间
显示, 是 根据 井 眼所 测点 的深 度 、 井斜 、 方位 , 从 而推 算 该测点 的空间 坐标 , 再 通 过 空 间三 维 曲线 表 现显 示 出来 L 1 ] 。原 井 井身 轨迹 、 设 计 井 身 轨迹 及 邻 井 井 身 轨迹分 别用 不 同颜 色 的 曲线 显 示 , 简 单 直 观 。具 体 的井 眼轨迹 计算 方 法 [ 。 如下:
开 窗侧 钻井 三 维 轨 迹 的 可视 化 实 现 及 工 程应 用
张 毅 华健。
1 . 中原 油 田井下特 种作 业 处修 井作 业 工程 部 2 .中原 油田 井下特 种作 业 处工 艺技 术研 发 中心
摘 要 :井眼轨迹 是 平价 井 身质量 的 重要依 据 , 把 井眼轨 迹进 行三 维 可视化 , 有 利 于实钻过 程 中方
象 地对 井 眼轨 迹进 行 观 察 和控 制 , 并 防 止 实 钻 井 眼 与相邻 进 眼 的碰撞 , 从 而 保 证 安 全 快 速 地 钻 至 目标

我国水平井钻井技术的发展及应用

我国水平井钻井技术的发展及应用

浅谈我国水平井钻井技术的发展及应用摘要:随着经济的发展,人们对石油的需求越来越大,平井钻井技术成为最重要的钻井技术之一。

水平井技术于20世纪20年代提出,40年代付诸实施,80年代相继在美国、加拿大、法国等国家得到广泛工业化应用,并由此形成一股研究、应用水平井技术的高潮。

如今,水平井钻井技术已日趋完善,由单个水平井向整体井组开发转变,并以此为基础发展了水平井各项配套技术,与欠平衡等钻井技术、多分支等完井技术相结合,形成了多样化的水平井技术。

关键词:钻井水平井发展一、引言近年来,水平井钻完井总数几乎成指数增长,全世界的水平井井数为4.5万口左右,主要分布在美国、加拿大、俄罗斯等69个国家,其中美国和加拿大占88.4%。

在国内,水平井钻井技术日益受到重视,在多个油田得以迅速发展,其油藏有低压低渗透砂岩油藏、稠油油藏、火山喷发岩油藏、不整合屋脊式砂岩油藏等多种类型,石油剩余资源和低渗、超薄、稠油和超稠油等特殊经济边际油藏开发的低本高效,是水平井技术发展的直接动力。

智能化钻井系统是自动化钻井的核心,是多种高新技术和产品的进一步研究和开发,其微型化的发展趋势,可望在21世纪前半叶实现,随着钻井过程中工具位置、状态、流体水力参数、地层特征参数的实时测试、传输、分析和控制指令的反馈、执行再修正、钻井信息日益数字化,越来越脱离了人的经验性影响和控制,钻进过程逐步变成一个可用数字描述的确定性过程。

当前出现和正在发展的三维成像技术就是钻井信息数字化的一个典型例证。

自水平井技术获得进展以来,出现了明显的专业分工和作业中的合作,现在这种趋势更加明显。

测试工具开发和应用,多分支井完井管柱系统开发,都体现了专业服务公司和作业者之间的专业分工和作业合作趋势。

这种趋势有利于新技术、新工艺的研究和应用。

总的来说,21世纪水平井钻井技术发展的趋势是向自动化、智能化、轻便化和经济化方向发展。

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。

定向井大井眼轨迹控制技术与应用研究

定向井大井眼轨迹控制技术与应用研究

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。

三维绕障水平井钻探技术

三维绕障水平井钻探技术
持 害霸
应 用方 法论
l 8 3
三维绕障水平井钻探技术
宋 波
( 胜利油 田黄河钻井总公 司钻 井五公司 ,L 东东营 2 76 【 J 5 0 4)
摘 要 随着油 田勘探 开发的不断 深入 ,及水平井钻井技 术的不断发展 ,利用一 口阶梯水平 井实现一井 多采 ,可 以节 约钻井投资 ,提高单 井的产能及采 收率。但阶梯水 平井施1 难度 大。 维绕障及拱 型阶梯水平井 更是该类井施 T中的难 点。梁2 一 1 二 0 平 井及纯4 一 井两 口阶梯 7 平9
水平井 的顺利完 工为该类井 的施 提供 了宝 贵的经验 。本文介 绍了该类型井 的施 1 技术 。 二
关键 词 防斜打直 ;水平 井;井眼轨迹控制 ;坍塌 ;卡钻 ;摩 阻 ;岩屑床 ;井壁修整 中图 分类 号 T E 文献标 识 码 A 文 章编号 17— 61(0 1 4— 130 6397一2 ) 108— 2 0
31井眼轨迹控制技 术 . 1)直井段 井身质量的控制 。①表层打直 上部地 层松 软 ,为粘土 层 。钻具结构为 : 4 45 4. mm3 178 mD A+ 7 .m C×6 中17 根+ 2mmD P,钻 压3 0~5 K 0 N、排量5LS 0 /以上。除根据钻井设计优选使用合理的钻具结 构和钻井参数外,表层开孔 时,用气葫芦平衡水龙带的重量,方补心人 转盘 吊打开孔 ,确保表层打直。② ( 二开 )直井段 在水平井施T中 , 为了确保直井段 的防斜打 直 ,二开采用单扶正器钟摆及塔式钻具相结 合的钻具组合 ( 3 1 钻 头+中2 32 m 铤 ×3 lmm 0 .r 钻 a 根+中3 0 m扶正器 1m + 0 . 钻铤 ×3 中178 m×9 中17 钻杆 ),合理选择钻 2 3 mm 2 根+ 7 .r a 根+ 2mm 头及钻井参数 ,二开前采取转盘 吊打出表层 10 0 米后 ,再加压钻进 ,处 理好软硬地层交接面 ,并根据施工需要及时测斜 以采取相应的纠正和预 防措施 ,确保直井段的防斜打直。 ( 需要重写,可根据设计交底 ) 2)斜井段 严格井 眼轨迹控 制 。①在 造斜段全面 采用导 向钻 井技 术 ,所采用钻具组合为 :中2 6 1mm钻头+ . 。单弯+ 5.m 无磁钻铤 15 2 中188 m l MWDI 17 m ̄ 重钻杆 ×1根+17 m斜坡钻杆 ×1根+ 2mm 根+ 根+ 2 m H 5 2m 5 17 钻杆 。开始时采用定 向钻进 ,小钻压钻进 1 个单根,待 丁具面 比较稳 定 后适 当调整钻进参数 ;当井斜增 到一定程度后 ,采用滑动钻进与复合钻 进相结合 的方式 随时校正井眼轨迹 ,保证实际井 眼尽可能按设计轨道 施丁 。 ( 保证井 眼轨迹符合 率 )。②提前下人 L WD ( 一般井斜7 。 左 0 右 ), 根据伽玛和电阻率曲线 ,结合岩屑、气测和荧光定量分析录井 资 料 ,及 时对 比地层 ,发现地层变化 ,对下部井眼轨迹进行修整 ,保证水 平段不脱离油层 ,避免牺牲水平段。③应用短尺寸导向钻具及近钻头测 量仪,缩短测量仪器与井底 的距离 , 高预测精度 ,弥补测量信息滞后 提 的不足。④为了减少调整井斜 的次数 , 提高机械钻速 ,定向时将井眼轨 迹控制在下靶 区,而后依靠复合钻进时井斜 自 然增加的规律使井身轨迹 逐 渐靠 近设 计 轨迹 。 3)水平 段 、水平井 着陆 的井眼轨迹控 制。① 由于油层薄 ,采用 L + 向钻具进行井服轨迹控制 ,利用L WD 导 WD的伽玛和电阻率测量及时 了解地层的变化 ,为准确 的识别出油层和进行井眼轨迹调整 ,提供了可 靠 的依据。根据油层伽玛和电阻率特性 ,结合地质录井分析,判断钻头 已进入油层,从而做到 了精确探油顶和人靶,实现水平段安全着陆。② 对于油层为上倾方 向,水平段设 计井斜大于9 。,应控制井眼轨迹在A 0 点前2 0~3m,垂深达到设计油顶位置 ,井斜达N8 。 ~8 。 ,进入油 0 5 6 层后能及时在A 点前调整到最大井斜 ,达到井眼轨迹控制在距油顶lm 范 周内。避免位移提前过多 ,进入油层时位置偏下 ,而井斜角较小 ,找到 油层后上不去或偏离油顶下1 m范围,则不能达到地质要求 。③对于油 . 5 层为下倾方向 ,水平段井斜角小 于9 。,靶前位移可适当多提前 ,探油 o 顶井斜角可略小 ,可控制井眼轨迹在A 点前4 0 0~5m,垂深达到设计油顶 位置 ,井斜达到8 。 ~8。 ,进入油层后地层 下倾 ,井眼轨迹能在A 2 4 点 前追上地层 ,达到地质要求。④水平段井 眼轨迹控制是薄层水平井施丁 的难点 ,我们采用地质导向钻进技术,根据伽玛和电阻率值的变化 ,跟 踪砂岩 录井准确判断钻头位置 ,并根据地质要求及时对井 眼轨迹进行调 整 ,使水平井水平段始终沿着油层最佳位置钻进 。 4)调整段 的井 眼轨迹控制 。在钻完第一阶梯水平段后 ,考虑到要

胜3-平9三维绕障水平井轨迹控制技术实践

胜3-平9三维绕障水平井轨迹控制技术实践

( 1 ) 井身剖 面与 中靶精度 要求 。 由于 受地面障 碍影响 , 井 口与靶 区方 位不 在 条直线 上 , 再加 上邻 井防碰 的需 要 , 本井 设计剖 面为 直一 增一 稳一 增一 平三 维 绕 障增扭 剖面 , 且人 靶前 需要 扭接近 1 o 0 度方 位 , 方位变 化幅度 较大 , 增 加 了设
随着 油 田开发 的不 断深 入 , 井位布 置越来 越难 , 三维 绕障井 的数 目不断增 加, 胜3 一 平9 井位于 山东 省东营 市 垦利县后 苟村 西约3 0 0 m, 本井周 围有 防碰 井
定, 更符 合人 的“ 思维定 势” , 利 于实 际控制 ; ( 2 ) 因定向钻 具组合 在稳 斜段复 合
[ 摘 要] 由于受到 地面条 件 的限制 , 胜3 一平9 井 设计成 一 口三维 绕障水 平井 , 本 文详 细介绍 了 该井在 钻井 过程 中的剖 面优化 、 井身 轨迹控 制 、 轨迹 测量 、 邻 井 防碰 等技 术措施 , 详细分 析 了该井 的技术 难点 及解决 方法 , 为 以后 同类井 型 的施工 提供有 益 的借鉴 [ 关键 词] 三 维 水平 井 绕 障 井眼 轨迹 胜 3 一平9 中图分 类号 : T E 3 5 5 . 6 文献 标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 9 — 9 1 4 X ( 2 0 1 3 ) 0 5 — 0 0 2 2 — 0 l
率压 低 , 调整 为l 5 . 9 8 。 /1 0 0 m, 防止油层 提前 而出现增 斜效果 不好 的情 况 , 避免 将 轨迹 “ 打 沉” 。 3 . 2 井 眼轨迹控 制 ( 1 ) 直 井段 施工 ( O ~1 5 6 4 . 7 9 m) 。 直 井井底 有 负位移 一 8 . 7 4 m, 相 当于使 靶

定向井大井眼轨迹控制技术与应用研究

定向井大井眼轨迹控制技术与应用研究

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。

中原侧钻井汇报

中原侧钻井汇报
❖ 小井眼打捞技术还不完全适应侧钻井,特别是打 捞工具还不配套。开展小井眼事故预防技术研究 及打捞工具配套是我们目前的重点工作之一。
五 存在主要问题及近期重点工作
❖ 小井眼固井技术问题还未彻底解决。下一步要加 强小井眼固井技术攻关。
❖ 侧钻井钻机装备、小井眼使用的钻具、工具和测 量仪器还不十分配套。近期正在着手解决装备、 钻具、工具和仪器的配套问题。
套管开窗侧钻 套管段铣侧钻 柔管钻井工作
近年来,中原油田共完成侧钻井32口, 主要技术指标如下:
➢ 平均开窗井深 2219 m
➢ 平均完钻井深 2726 m ➢ 平均施工周期 48 d ➢ 最深开窗井深 2976 m ➢ 最深完井井深 3260 m ➢ 最大井斜角 52° ➢ 最大位移 163.18 m ➢ 最小靶心距 1.69 m
2) 充分保证套管居中,在套管本体上加焊扶正块. 3) 优选水泥浆体系 采用水泥+降失水剂+分散剂+
早强剂+调凝剂的水泥浆体系. 4) 采用尾管完井,部分井实施延迟固井。
四 侧钻井几个核心技术的研究及应用
3. 现场应用
固井井例: Hc5-41井,井深2490m,悬挂器位置1700m,裸眼 段长610m,钻井液密度1.20g/cm3。 尾管串结构为:浮鞋+ 1根套管+浮箍+1根套管+球座短节+4″ 尾管+尾管悬挂器+送放钻具。 水泥浆理论量6.6m3,实注10m3。 水泥浆配方为:嘉华D级+降滤失剂+分散剂+缓凝剂+早强剂+防 窜剂,密度1.97g/cm3,稠化时间220min,滤失量36ml,流动 度25cm。注替全过程采用CPT-N4水泥车控制.固井质量优良。

水平井着陆井眼轨迹控制技术探讨

水平井着陆井眼轨迹控制技术探讨
2 2 L1 4 L1 d (4r d ) t tan 2 4r d
9
10
整理得到水平井着陆最佳夹角Δ α :
2arctan(
2 L1 4 L12 d (4r d ) ) 4r d
11
此外,根据 K 和Δ α ,可计算出增斜井段长度Δ L:
水平井着陆井眼轨迹控制技术探讨
孙连坡
(中国石化胜利石油管理局钻井工艺研究院,山东东营,257017)
【摘 要】 在复杂结构井钻井过程中,根据随钻测控仪器(MWD/LWD)测量参数调整井眼轨迹可以实现实钻井眼处于
目的层的有利层位。目前随钻测控仪器置于距离钻头 10m 以上的无磁钻具中,由于其探测范围局限和测量另长的存在, 若目的层实际位置与设计相差较大,可能造成实钻井眼轨迹不能及时进入目的层、水平着陆失败,甚至填井侧钻。随钻 测控仪器测量盲区长、仪器探测范围局限等因素一定程度上影响了井眼轨迹着陆的效果。本文结合现场实际,推导出了 水平井安全着陆最佳夹角的计算公式,进而根据仪器分辨率反算出 LWD 能够及时发现目的层界面所需的测量另长范 围,对水平井着陆精确控制和近随钻测控仪器性能改进提供了理论依据。
2 水平井着陆最佳夹角推导
若已知油层厚度为Δ d(假设最优轨道距顶界面Δ d/2),工具造斜率 K 为 20°/100m,可通过已知 公式和图 1 中的几何关系,推导计算水平井最佳着陆夹角Δ α 。首先根据曲率半径和造斜率关系式 得:
K
1 1 100m 5732.48m r k r K k 180Βιβλιοθήκη 图 1 某井 水平着陆伽马电阻率曲线
1.2 着陆阶段导向工具造斜能力和入靶井斜角 根据 compass 软件计算,垂深同为下行 2.09~ 2.23m ,造斜率分别是 10 °/100m 、 15°/100m、20°/100m、25°/100m,下探安全井斜分别为 85°、84°、83°、82°,钻 至目的层(假设井斜为 90°)需要的段长分别为 50m、40m、35m 和 32m(见表 1)。

浅层三维绕障水平井钻井液技术研究

浅层三维绕障水平井钻井液技术研究

因 此本 区块 施 工 对 钻 井 液 提 出 了更 高 的 要 求 。
2 工 程 简 况
该 区块 设 计 井 深 垂 深 4 0 左 右 , 深 8 0 左 右 , 7m 斜 7m 井
底 井 斜 9 。水 平 位 移 约 5 0米 。 0, 1 该 区块 井 身 结 构 为 : 开 : 3 6 1 m×9 m , 套 下 深 : 7. mm× 9 m。 西 4.r a 7 表 2 3 1 6
泥 饼 , 成 阻 卡 。 ④ 钻 井 液 中 的 聚 合 物 大 、 分 子 的 配 比要 造 小 合 适 , 证 其 有 效 含 量 , 保 证 体 系 有 合 适 的 动 塑 比 和 剪 切 保 并
稀释特性 。
() 层 压 力 系 数 低 , 井 液 密 度 要 求 低 , 场 不 易 控 3地 钻 现
学 , 0 6, 4 . 2 0 ( ) 一
E 3刘 延 柱 , 3 陈文 良 , 立 群 . 动 力 学I . 京 : 等 教 育 出版 社 , 陈 振 - M] 北 高
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[ ]师汉 民. 4 机械 振 动 系统 一 分析 、 试 、 模 、 策 [ ] 武 汉 : 中 测 建 对 M . 华
有频率处于噪声频率 范围之 内 , 会发生 共振 而引发 噪声 。 将
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱl .. ¨ . .
第 五 阶模 态 ( 3 6 47 f=l5 .HZ) 第 六 阶 模 态 (4 1 1 HZ) f= 1 89
经 计 算 可 知 泵 体 的 固 有 频 率 处 于 叶 片 泵 噪 声 范 围 内 , 其 对 进 行 了更 改 , 以 降 低 因 泵 体 振 动 引 起 的 噪 声 。 可

三维绕障水平井技术

三维绕障水平井技术

三维绕障水平井钻井技术
3月14日讯“地下‘撑杆跳’,越障进油层”是大庆钻探钻井二公司工程技术人员,对调整水平井井眼轨道三维绕障钻井技术的通俗解释。

截至3月11日,钻井二公司在17口井进行试验,钻井成功率100%,没有发生井眼相碰。

大庆油田位于老区的部分井,防碰老井多、距离近,防碰绕障的难度就像“撑杆跳”。

油层存在底水,按照设计要求,水平段轨迹距底水要保持一定的安全距离,否则即使成功完井,也无法进行采油作业。

为此,钻井二公司技术人员在三维绕障水平井轨道设计中,结合部分钻井区块井网密、井距小和障碍多的实际情况,认真研究各种绕障钻井轨道设计方法,进行现场攻关。

杏2—1—平624井周围有17口老井需要防碰,其中距离一口邻井仅2.34米。

为打好这口高难井,技术人员应用水平井设计软件,重新进行轨道绕障设计。

施工中,技术人员通过防碰计算软件,可三维立体地了解井下情况,及时调整实钻距离,实时利用仪器监控磁场强度值和机械钻速的变化,绕过老井,实现高难度绕障钻井。

2011年,钻井二公司在采油四厂共完成绕障水平井10口,平均完钻井深1537米、每小时机械钻速15米。

30622队施工的杏2—11—平703创出井深1490米、钻进周期7.5天、建井周期13.8天的大庆油田水平井新纪录。

水平井井眼轨迹控制技术探讨

水平井井眼轨迹控制技术探讨

3结语
对 矢量 中靶 系数 精确 计算 ; 第二 , 要 是 出现 设计轨 道 与实 际轨 总之, 水平井 井 眼轨 迹控制 技术对 水平井 的钻井 成功率 具 点的位置 及方 向发 生偏 差现象时 , 可以通过 增加斜 井段 的方法 有非 常 重要 的影 响 。为保证 水 平井 井 眼轨 迹控 制 技术 的稳 定 进 行解决 ; 第三, 因为水 平井通 常根据井 身剖面 的中 、 长半 径 曲 性及 可实施性 , 就 要对 影响其 中靶及轨 迹的 各项 因素 进行全 面 线 特征来 考虑水平 井的 井眼轨迹 , 所 以要注意 井身 不同剖 面其 掌握 , 注 意其关键 技术 的要点 , 通过 对钻井 环境 的实时考 察 , 保
关键词 : 水平井 ; 井眼轨 迹 ; 控制技术 ; 研 究探讨
关 于水平井 井 眼轨 迹控制技 术的研 究分析 , 首 先要从 其技 时动 态监控 的手 段 , 但 与着 陆控制不 同的是水 平控制 采用 的是 术特 点入手 , 通过 对水平 井井 眼轨 迹控 制的技术 特征进 行分析 稳 斜钻 进 的方式 , 同时 要采 用加 强对 复合 钻进 工具 的使 用 , 保 和探 讨 , 再 通过 与多 目标 井 、 定 向井 的比较分 析 , 从而指 出其影 证 钻井 速度 的转 速 , 还要 注 意垂 向控 制的 富余 量 , 避 免钻头 在 响水平 井井 眼轨迹控 制技术 的关键 因素 , 实现关 于水平 井井 眼 调 整过 程 出现脱 靶现象 。 轨迹控制技 术探讨 的 目的。
致 了水平井在其 着陆控制以 及水 平段控制上难 度大大加深 。
闭 合方位 控制 以及 稳斜 探顶 、 工具 造斜 率 、 动 态监控 和 矢量 进
从而做 好水平 井井 眼轨 迹控制 的技 术 在水 平井 井 眼轨迹 控制 技 术上要 对 以下 三个 方面 重点 落 靶这些 因素对 其的影 响 , 实: 第一 , 水平井通 常会预 先设计 以轨道 为轴呈柱 形的靶 , 因此 工 作 。 在 中靶上也 有 区别于定 向井以及 多 目标井 的难 度系数 , 因此要

井眼轨迹控制技术的应用

井眼轨迹控制技术的应用

1311 前言对井眼轨迹控制技术的应用进行深入研究,探讨其在油气工程和地下水勘探等领域的应用价值,并对其发展趋势进行展望。

通过对现有技术的分析和总结,以及对新技术的探索与应用,旨在为相关领域的工程实践提供可行的解决方案和技术支持,为资源勘探和开发提供更好的技术保障。

2 井眼轨迹控制技术的基本原理2.1 井眼轨迹控制概述井眼轨迹控制是指在钻井过程中,通过合理的钻井参数控制和调整,使井眼轨迹达到预定的目标路径。

井眼轨迹控制技术是钻井工程中的重要技术之一,它对于提高钻井效率、降低钻井成本、保证井筒质量具有重要意义。

井眼轨迹控制的目标是在保证井筒稳定性和完整性的前提下,实现井眼轨迹的精确控制。

通过合理的钻井参数设计和调整,可以控制井眼的倾斜度、方位角和井斜角等参数,从而实现井眼路径的控制。

井眼轨迹控制技术的核心是井眼轨迹建模和优化算法[1]。

2.2 井眼轨迹控制的关键技术2.2.1 井眼轨迹建模方法井眼轨迹建模方法是井眼轨迹控制技术中的关键环节之一。

它主要是通过建立数学模型来描述井眼在地下的轨迹形状和方向变化。

井眼轨迹建模方法的选择和准确性直接影响到后续的轨迹优化和实时控制[2]。

在井眼轨迹建模方法中,常用的方法有几何建模方法、统计建模方法和物理建模方法。

2.2.2 井眼轨迹优化算法井眼轨迹优化算法是井眼轨迹控制技术中的关键部分,它的目标是通过优化井眼轨迹的设计,使得钻井过程更加高效、安全和经济。

井眼轨迹优化算法在井眼轨迹控制技术中具有重要的应用价值。

通过优化井眼轨迹的设计、路径规划和控制策略等方面的研究,可以提高钻井过程的效率、安全性和经济性,为石油工程和地下水勘探等领域的发展做出贡献。

未来的研究方向可以进一步探索井眼轨迹优化算法的改进和创新,以适应不同钻井环境和需求,实现更加精确和高效的井眼轨迹控制[3]。

2.2.3 井眼轨迹实时控制方法井眼轨迹实时控制方法主要包括:传感器监测、数据处理与分析、控制策略设计、实时反馈与调整。

庄平6井井眼轨迹控制技术

庄平6井井眼轨迹控制技术

3 5 对 预 测 点 进 行 待 钻 井 眼 设 计 。 在 造 斜 段 , 入 . 以
靶 点 为 目标 进 行 待 钻 井 眼 设 计 , 平 段 则 以 期 望 纵 水 向误 差 为 目标 进 行 待 钻 井 眼 预 测 , 后 根 据 设 计 结 最 果来 评 价钻 具 钻合 的造 斜 能力 及工 具 面摆 放 大 小 。 3 6 分 次 定 向 技 术 。 用 西1 2螺 杆 ( . 5 ) 行 定 . 采 7 1 2 。进 向造 斜 。 发 现 轨 迹 超 前 时 , 据 预 测 选 择 适 当 的 时 当 根 机 采 用 转 盘 复 合 钻 进 。 斜 或 微 增 一 段 后 , 据 轨 迹 稳 根 需要 再 次定 向钻进 。 动 钻进和 复 合 钻进 交替 使 用 , 滑 既能 加快 钻速 , 能提高 中靶精 度 。 又 4 井 眼 轨 迹 控 制 技 术 水 平 井 钻 井 成 败 的 关 键 是 能 否 控 制 好 井 眼 轨 迹 的 变 化 。 直 井 段 与 斜 井 段 是 水 平 井 段 井 眼 轨 迹 控 制 的 基 础 井 段 。 只 有 把 直 井 段 和 斜 井 段 的 井 眼 轨 迹 控 制 好 , 能 使 水 平 井 钻 井 顺 利 完 成 。 本 井 实 际 施 工 才 在 过 程 中 , 据 井 眼 轨 迹 变 化 , 钻 伽 玛 曲线 及 碳 、 根 随 氢 等 气 测 值 对 比 分 析 油 层 位 置 , 时 调 整 钻 具 组 合 和 及 钻 井 参 数 。采 用 井 下 动 力 钻 具 滑 动 钻 进 与 转 盘 复 合 钻 进 相 结 合 的 方 式 控 制 井 眼 轨 迹 , 得 了 较 好 的 效 取
1 地 质概 况 庄 平 6井 位 于 鄂 尔 多 斯 盆 地 伊 陕 斜 坡 , 块 构 区

浅谈随钻导向技术在水平井钻井中的运用

浅谈随钻导向技术在水平井钻井中的运用
浅谈 随钻 导 向技术 在水平井钻井 中的运用
闰长政( 中石化 中原石油工程有限公司钻井三公司, 河南 开封 4 7 5 3 0 0 )
摘要 : 随着 大斜度 分 支井 和救援 井等 高新技 术 的运 用 , 随 需要 的 工具 面上 。施 工时 , 由高 压流 体提 供动 力 , 高 压流 体 经 钻 导 向和 实 时地质 解释 对 准确 中靶 、 控 制 井眼轨 迹 、 提 高钻 井 过导 向轴 进入高 压腔流经控制 阀 , 控制翼片工 作 。 效率、 提 高油层 钻 遇 率 、 提 高油 井产 量 等方 面 具有 重要 意 义。 1 . 2随钻导向技术 的优缺点
了钻井 质量和效率 。
钻头 一 直在 目的地 层 钻进 。 常规 的 L WD / MWD随 钻 导 向工具
都在 钻头 后面 较远 的地方 , 大概 有 4 0 尺的 距离 , 由于这 段 距离 的存 在给 后期定 向带 来 了很 多不准确 性 , 很难 保证钻 头穿过 一
到地 面 , 因此整个导 向过程不 能实现实时 连续进行 。
如今 运 用较 多的 是近 钻头 地 质导 向钻 井 系统 。该 系统 将
随钻 导 向工具 安 装在 钻头 上 方 , 距 离钻头 的位 置很 近 , 能保 证
头地 质导 向钻井 系统 ( C G DS - 1 ) , 这 套 系统将测 量 、 传输和 导 向 各大 功能集 合到一起 , 就像头 钻进 , 从而 更准确 、 快 速 的完成钻 井 , 大大地 提高
大位移 定向井 、 水平井和 其他特殊 工艺井 中。
向系统 , 该 系统 曾被称为 世纪产 品 , 能运用 于各种 复杂地 层 , 经 早 期 的随 钻导 向技 术依 赖 于测 井技 术和 仪 器 。其 中随 钻 过 这些年 的改 进 , 现在 已经是全 球唯一 一个能 商业化 的随 钻导 测 井技 术主 要包 括随 钻 自然 伽马 、 电阻率 、 岩 层密度 、 声波 、 中 向系统产 品 。其次还 有贝克休斯 的 A U T O T R A K旋 转导 向系统 , 子 孔 隙度 、 井径、 地 层温 度等 。这 些技 术所 需 要的仪 器 可根 据 S P E R R Y — S UN公 司 G E O - P I L O T旋转导 向钻 井系统 等等 。这些 施工 需要 的 顺序 和 MWD连 接 , 从 而组 成不 同 内容的 实时 地 质 公司都 代表全球 钻井 技术 的前沿技 术 , 同时也 占据 了全球 市场 测井 系统 , 对所 需地 层进行 各种参数 的测 量 , 并 了解 地层性 质 , 最 大 的油 服分 额 。其 昂贵 的租 用价格 也让 很 多石 油勘 探 公司 岩层 界面 , 岩 层走 向及地 层 流体性 质等参 数 , 最 后通 过井 眼轨 惊 叹 。 迹控 制钻遇 目的地 层 。但 这些 数据很 容易 受到干扰 , 尤其依 赖 2 _ 2国 内现 状 及趋 势 于 泥浆 质量 。在 定 向过程 中 , 需 要地 面 可调 弯头调 整 工具 面 , 在国内, 由于 技术 和制 造 工艺 的限 制 , 许 多随 钻导 向 系统

水平井轨迹设计与控制技术在定向井中的应用研究

水平井轨迹设计与控制技术在定向井中的应用研究
定 向井 中 的应 用
2 1 井 身 剖 面 设 计 的 应 用 .
周期 缩短 , 井 机 械钻 速 有 较 大提 高 。通 过 对东 单
部部 分 油 田进 行 调研 , 为江 苏 油 田定 向井 在井 认
身剖 面设 计 和轨迹 控制方 面仍有 扩 展 的空 间 。
自 19 9 6年 引进 水 平井 钻井技 术 以来 , 累 了 积 井 身剖面 优化 设计 、 迹 控制 和安 全钻井 的经 验 , 轨 其配 套 技 术 也 得 到 发 展 和 完 善 , 测 录井 、 井 如 完 等 。水平井 钻 井技 术 的应 用极 大地促 进 了定 向井
( ) 计 造 斜 率 大 于 1 。 10 较 高 造 斜率 2设 0 / 0 m,
连续 造斜 井段 大 于 2 0 0 m;
中 , 也将 水平 井轨迹 控制 理论 和 方法 在 定 向井 虽 中推 广应 用 , 常规 定 向井 在 井 身 剖 面 设 计 和施 但 工上 因受 多种 因素 制约 , 还未取 得 实质性 进 展 。 如 何减少 定 向井 斜 井 段控 制 长 度 , 现斜 井 实
制 的技术 难 题 , 几 年 完成 的套 管 开 窗侧 钻 井 井 近 身 剖面设 计 造斜 率在 1 。 10 左右 。 8/0 m
较高造 斜率成 功 解决 了长 造斜 段井 身 轨迹 连续控
表 1 江苏 油 田 定 向 井 设 计 造 斜 率 统 计
常规定 向井 设 计 在 剖 面类 型 选 择 、 计 方 法 设 软件 和设计 造斜 率 方 面都 得 到 了发 展 , 身 剖 面 井
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小 型 油 气 藏 S l Hy rc ro s ror mal do ab n Reevis

胜3—平9三维绕障水平井轨迹控制技术实践

胜3—平9三维绕障水平井轨迹控制技术实践

胜3—平9三维绕障水平井轨迹控制技术实践作者:邵珠磊翟云涛来源:《中国科技博览》2013年第05期[摘要]由于受到地面条件的限制,胜3-平9井设计成一口三维绕障水平井,本文详细介绍了该井在钻井过程中的剖面优化、井身轨迹控制、轨迹测量、邻井防碰等技术措施,详细分析了该井的技术难点及解决方法,为以后同类井型的施工提供有益的借鉴。

[关键词]三维水平井绕障井眼轨迹胜3-平9中图分类号:TE355.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)05-0022-01随着油田开发的不断深入,井位布置越来越难,三维绕障井的数目不断增加,胜3-平9井位于山东省东营市垦利县后苟村西约300m,本井周围有防碰井7口,且有4口最近距离都在50m以内,因此设计轨道为三维剖面,入靶前需要扭近100度方位,井眼轨道设计比较复杂,施工困难,增井斜的同时方位变化幅度如此之大的水平井比较少见。

1.设计概况1.1地质设计简介胜3-平9井位于济阳坳陷东营凹陷坨胜永断裂带胜三区块构造位置,钻探目的为利用水平井控制面积较大,能有效控制底水锥进,挖掘胜3-平9井区沙二8砂组1小层(设计分层沙三上)剩余油,提高厚油层储量动用程度,改善开发效果,提高采收率。

1.2工程设计(1)井身剖面与中靶精度要求。

由于受地面障碍影响,井口与靶区方位不在一条直线上,再加上邻井防碰的需要,本井设计剖面为直增稳增平三维绕障增扭剖面,且入靶前需要扭接近100度方位,方位变化幅度较大,增加了设计与施工难度,中靶精度要求为:井身轨迹A 靶点距油层顶面垂向距离0.50m,B靶点距离油层顶面垂向距离0.50m,要求井身轨迹横向摆动不超过2.00m,垂向摆动不超过0.50m。

(2)防碰隋况。

斜井段需要进行三口井的绕障,水平段需要注意四口井的防碰。

(3)井身结构及套管程序。

一开采用φ444.50mm钻头钻至井深310.00m,下入φ339.70mm套管308.19m,封住上部松软易坍塌地层。

计算机图形技术在水平井随钻监控系统中的应用

计算机图形技术在水平井随钻监控系统中的应用

计算机图形技术在水平井随钻监控系统中的应用作者:晏高明来源:《科技视界》 2012年第22期晏高明(中原石油勘探局地质录井处河南濮阳457001)【摘要】计算机图形学作为计算机科学与技术的一个独立分支,由于其在计算机中模拟高度真实的现实世界,在工业生产领域得到了广泛的应用,并对生产作业起着重要的指导作用。

本文探讨在FOCUS水平井录井系统中应用计算机图形技术的实现方法,系统通过实现的虚拟现实技术、矢量成图等计算机图形技术,应用于水平井的录井作业,实现了地质体、曲线、井身轨迹的三维和矢量可视化实时显示,在录井中为钻井提供了真正意义的录井地质导向,展示了计算机图形技术在录井作业中的重要作用及广泛的应用前景。

【关键词】水平井;录井;计算机图形学;虚拟现实;矢量0引言计算机图形学的一个重要研究就是通过建立图形所描述场景的几何表示,利用光照模型,对虚拟纹理、材质属性进行光照,从而在计算机上得到逼真现实场景的模拟真实图形[1]。

由于对现实场景的模拟,使得计算机图形学在科学研究、生产作业中具有广泛的应用。

FOCUS水平井录井系统是《水平井随钻监控系统》平台的支撑部分,它是以水平井地质录井技术为支撑,以现场地质导向为目标面研发的。

主要采用神经网络、灰色关联法、聚类分析等先进的计算机模拟技术,通过计算机系统和人脑综合解释的方法,达到对目标体科学分析、追踪的目的。

整套系统针对性和操作性强,在地质导向中与MWD联用,具有良好可行性与经济性。

1 FOCUS水平井录井系统的计算机图形学组成Focus 水平井录井系统集随钻数据采集、处理、分析、解释为一体,其中主要包含两项计算机图形分析技术:1.1 基于OPGL的三维虚拟现实技术FOCUS水平井录井系统在 Delphi 软件开发平台上,使用基于 OpenGL的图形技术来开发实时监控平台,结合地层数据,把计算函数值或实验获得的大量数据表现为人的视觉可以感受的计算机图像。

通过这个监控平台,能对现实中的地质构造、地层结构进行实时三维建模,实时追踪钻头进出地层状况,并可通过鼠标灵活实现对三维实体的动态调整。

丛式三维水平井轨迹优化控制技术

丛式三维水平井轨迹优化控制技术

丛式三维水平井轨迹优化控制技术翟文涛摘要:通过分析丛式三维水平井的特点,得出了丛式三维水平井轨迹的难点,并针对这些轨迹控制的难点提出了相应的技术措施。

特别针对丛式三维水平井的防碰问题,扭方位井段轨迹控制等问题进行了分析。

同时通实例分析,给出了丛式水平井轨迹优化控制的要点,最后给出了丛式三维水平井轨迹控制的有关结论及建议。

关键词:丛式井三维水平井轨迹控制随着胜利油田开发的深入,目前在胜利油田的开发中布置的水平井受到井位的限制,很多设计为丛式三维水平井井组,三维水平井井组的水平井轨道设计通常为在井斜角较大之后扭几十度的方位,同时因为受到靶前位移的限制,水平井的造斜率就已经较高,这使得后期的狗腿度偏大,给水平井轨迹的控制和井下安全带来了很大困难和风险。

同时由于井组井间距较小,或设计及施工顺序的问题造成防碰形式严峻。

本文通过对丛式三维水平井井组施工的分析,给出了该类型水平井井组轨迹优化控制的技术措施,对该类型水平井井组的优质施工具有重要借鉴意义。

1.丛式三维水平井井组的设计特点丛式三维水平井井组是指井组井口大于等于两口,且至少有一口井身轨迹为三维设计的水平井的丛式井。

表1为一丛式三维水平井井组中其中一口井的轨道设计数据:表1 三维水平井设计数据该井组各井有关数据如表2所示:表2 井组各井有关数据由表1,表2可以看出丛式三维水平井设计时狗腿度较大,表1所列狗腿度最大达到了35°/100m,从表2可以看出三维水平井的方位角的变化较大。

2.施工难点丛式三维水平井除了单口水平井的所具有的井身轨迹控制难点如:目的层埋深的不确定,地层造斜率不稳定,仪器测斜零长大之外,还具有以下施工难点:1.全角变化率相对较高由于目前油田内水平井一般设计造斜率为20-30°/100m,在井斜较大大之后,再进行扭方位施工就容易造成全角变化率偏大,设计全角变化率一般超过了20°/100m。

2.后期施工难度大丛式三维水平井设计时一般在井斜40°以后进行扭方位施工,在井斜较大时,进行扭方位施工的难度较大,既要保证造斜率又要满足轨迹调整要求可能存在施工的困难,矢量中靶的难度增大。

三维绕障水平井轨迹控制技术在韦5平1井中的应用

三维绕障水平井轨迹控制技术在韦5平1井中的应用

三维绕障水平井轨迹控制技术在韦5平1井中的应用摘要:韦5平1井位于高邮凹陷赤岸构造韦5断块,是一口较短靶前位移的中曲率半径水平井。

由于受地面条件等原因限制,该井也是一口三维绕障水平井。

本井采用LWD无线随钻测斜仪,经过精心设计与施工,成功实现了与韦5-10井、韦5-11井的防碰绕障,并准确进入油层,顺利完成全井轨迹控制,安全、优质、高效的完成了本井施工。

本井水平段长313m,累计钻遇油层327.2m,圆满完成地质任务要求。

关键词:三维绕障水平井轨迹;控制技术1 井身结构及井眼轨道设计1.1 井身结构设计表1:井身结构数据表1.2 井身剖面设计在剖面的优化时,坚持以剖面轨迹最光滑,曲线最短,变方位、井斜的钻井工作量相对最小,以达到降低成本、有利后续施工为原则,建立以满足地质要求、几何条件、管柱与轨迹的摩阻扭矩相对较小为条件的约束函数。

初始井身剖面设计数据见表2.表2:轨道设计表2 施工技术难点及对策2.1 钻井技术难点2.1.1 靶窗小,中靶要求高,本井设计靶窗高度仅为1m(±0.5m),宽度10m(±5m)。

2.1.2 测斜数据滞后,LWD测斜仪器内探管到钻头距离为19.91m,加上测斜时需要上提一米钻具,实测数据距井底距离为20.91m。

在钻进过程中需要根据钻进参数对这段距离进行预测,尤其是在进靶及靶区控制等关键阶段,预测结果的准确度,直接影响到轨迹控制情况,所以给轨迹控制增加了难度。

2.1.3 防碰绕障要求高,虽然本井设计与韦5-10井最近距离仅为14米、韦5-11井最近距离仅15.7米,但是系统、人员、环境等因素误差综合到一块防碰距离有可能更近,要求在施工过程中做好防碰监控,采取措施,防止相碰。

2.1.4 由于韦5平1井受地面和地下条件限制因素较多,造成设计扭方位井段长、造斜率较大,虽然设计最大狗腿度仅为26°/100m,但是中途没有稳斜调整段,实际施工过程中狗腿度很有可能要达到30°/100m以上,导致轨迹控制难度大。

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三维绕障水平井轨迹控制技术在红南平6井中的应用(中原石油勘探局钻井二公司河南濮阳 457001)【摘要】红南平6井是吐哈油田部署的一口重点水平井,由于受地面条件等原因限制,该井也是一口三维绕障水平井。

本井采用带自然伽马的MWD无线随钻测斜仪,经过精心设计与施工,成功实现了与红南平5井、红南204井、红南2-32井三口邻井绕障施工,并准确钻达目的层,实钻井眼轨迹与设计吻合率较高,较好的满足了设计要求和地质需要。

本文详细介绍了该井的施工过程及技术措施。

【关键词】红南平6井剖面优化绕障防碰轨迹控制技术测量技术红南2区块位于台北凹陷西部红南—连木沁构造带上,整体为近东西走向的穹隆背斜构造,面积190 km2,构造形成于燕山期,加强定型于喜山期。

通过加密调整,实现“点弱面强,均衡开采”,提高区块储量动用程度,改善开发效果。

为进一步落实红南2号白垩系油藏的油层发育和构造情况,依据红南油田加密调整方案,部署红南平6井。

作为一口重点水平井,红南平6井取得了比较好的经济指标与技术指标:钻井周期短;使用QDT MWD+Gamma进行随钻跟踪,入井四次信号传输均一次成功;造斜段与水平段各使用一根螺杆完成定向任务;水平段长181.58m,实际穿越油层段长236m;在井斜83°取芯并获得成功;首次在常规水平井中采用MEG钻井液体系。

1 工程设计红南平6井开发目的层为白垩系油藏,设计垂深1293m,靶前位移260m,水平段长180m,设计水平段井斜90°,方位289.26°,靶半高1.5m,靶半宽10m。

在钻井施工过程中由于有地面障碍等原因,井口与靶框不能在一直线上,加之与邻井红南平5井、红南204井、红南2-32井距离较近且方向相向。

其中在垂深1222m与红南2-32井距离最短,仅3.82m,所以必须采取绕障施工,增加了设计与施工难度。

1.1 剖面设计与优选在剖面的优化时,坚持以剖面轨迹最光滑,曲线最短,变方位、井斜的钻井工作量相对最小,以达到降低成本、有利后续施工为原则,建立以满足地质要求、几何条件、管柱与轨迹的摩阻扭矩相对较小为条件的约束函数。

设计时在充分保证井眼曲率、井眼空间姿态要求、与周围邻井空间轨迹防碰关系和地质条件下,以轨迹摩阻相对最小为目标,适当调整靶点位置或入靶窗口大小。

红南平6井因地质开发需要靶点位置无法进行调整,综合各方面因素制定的实施绕障方案后的剖面设计数据见表1。

1.2 防碰扫描结合剖面数据与邻井实钻数据,采用空间最短距离法扫描结果如下:红南平6井在垂深1182m与红南平5井距离最短,22.30m,相对方位349.84°;在垂深1224m与红南2-32井距离最短,16.30m,相对方位2.02°;在垂深1146m与红南204井距离最短,19.91m,相对方位156.14°。

如图1所示,实施绕障后的设计剖面虽然防碰效果比较理想,但由于红南平6井需从三口邻井中间穿过,考虑邻井测量仪器、数据误差等因素,施工中仍应加强监测,做好防碰工作。

图1 绕障设计剖面水平投影图1.3 测量方案根据甲方要求,二开直井段使用无线随钻进行轨迹监控,测斜间距为双根一个点,若井斜有增大趋势则测斜间距改为单根。

井深1240m以后采用MWD+伽马方式进行测量,以便卡准油气层位置,指导现场工程师及时调整井眼轨迹。

因本井方位接近270°容易产生磁干扰,施工中无磁钻具长度应不少于18m,并尽量将仪器测点置于无磁钻具中间位置。

1.4 井身结构设计完井方法:A点以上固井,水平段筛管完井,为减小A端的生产压差,筛管的孔密要求A端略稀于B端。

2 井眼轨迹控制2.1 直井段(井段:326.00~1040.73m)钻具组合:φ216mm钻头+φ172mm⨯1°单弯螺杆+φ212扶正器+φ159mm无磁钻铤⨯一根+φ159mm 钻铤⨯9根+φ127mm钻杆钻井参数:钻压:10~20kN 转速:40r/min 排量:32 L/s 泵压:11MPa施工中由于小钻压吊打配合小钟摆组合,加上采用MWD无线随钻进行轨迹监控,直井段井斜控制比较理想,最大井斜为1.23°,井底水平位移为10.28m,为下部定向施工奠定了良好的基础。

2.2 增斜段(井段:1040.73~1418.02m)钻具组合:φ216mm钻头+φ172mm⨯1.5°单弯螺杆+定向接头(431×410)+无磁接头+φ159mm无磁钻铤⨯9m+φ127mm 无磁承压钻杆⨯9m+φ127mm 斜坡钻杆⨯46根+φ127mm加重钻杆⨯30根+φ127mm 钻杆钻井参数:钻压:30~80kN 排量:32L/s 泵压:15MPa复合钻进转速:40 r/min由于完井以电子多点为准,造斜前根据直井段多点数据对设计剖面作了修正。

直井段水平位移10.28m、闭合方位316.5°,为满足绕障防碰需要,扭方位的工作量有所增加。

考虑到设计造斜率为28°/100m,决定采用1.5°单弯螺杆进行增斜,使井眼轨迹尽量与设计吻合。

实际应用证实1.5°单弯螺杆的造斜率在红南平6井较高,白垩系K2k~ K1sh地层岩性主要以棕色、紫色泥岩、灰色粉砂质泥岩层为主,造斜率可达30~38°/100m比较稳定。

造斜段施工中,采取滑动钻进与复合钻进相结合方法来控制轨迹。

实际施工中,井深从1040.73m到1134.95m,井斜由1.18°增至25.41°,平均造斜率为25.69°/100m;井深从1183.32m到1250.98m,井斜由33.89°增至47.56°,平均造斜率为25.14°/100m;井深从1289.50m到1386.12m,井斜由54.64°增至78.64°,平均造斜率为26.10°/100m。

充分利用工具的造斜率,采用复合与滑动两种钻进方式的有机结合,将井眼曲率控制在理想范围内,使实钻剖面与设计剖面基本吻合,并始终以入靶点为目的点确保矢量中靶进行设计与预测。

针对3口邻井的防碰绕障,施工中严格按设计轨迹,及时调整工具面,卡准扭方位时机,并随时对邻井和设计轨迹进行防碰扫描。

实际施工中,开始定向时方位对准253°左右,井深从1086.32m到1173.68m,方位控制在253.5~251.13°;然后将工具面置于高边30°~40°之间,至井深1337.85m时方位增至281.01°,调整工具面为重力高边10~15°对方位进行微调,在进入水平段前将方位调整合适。

实钻至井深1220.61m时离最近的红南2-32井扫描距离为15.08m,成功绕过这三口井(如图2所示)。

图 2 实钻轨迹与邻井最短距离扫描图要使井眼轨迹准确、有效的控制在油层内穿行,不仅要求井眼轨迹准确的命中A点,而且要求入A 点时的井眼轨迹保持理想的姿态,既严格控制入A点的垂深、井斜角和方位角,使井眼轨迹进入A点后,有效的穿越油层。

为了在钻井过程中准确的预告油层,帮助现场工程师准确的作出判断,及时调整井眼轨迹,本井开始造斜便使用MWD+伽马进行测量。

从伽马测量曲线上可以观察到,井深1369m至1377m曲线有明显的升高,钻至1380m伽马曲线由泥岩的179API降至66API,根据地质资料显示的油层伽马特性,判断进入油层。

从循环上返的岩屑和气测值判断,得出同样结论,确定油顶位置为1380m (垂深1285.85m)。

通过对比分析,与设计油顶深度相差不大,确定靶点(垂深1293m)不变,轨迹按原设计执行。

该钻具组合钻至井深1415.02m,预计井底井斜83.1°,进行取芯(进尺3m,收获率100%)并取得成功。

图3 红南平6井实测伽马曲线2.3 着陆、水平段钻进(井段:1418.02~1616.00m)钻具组合:φ216mm钻头+φ165mm⨯1.25°单弯螺杆+定向接头(431×410)+无磁短节+φ159mm无磁钻铤⨯9m+φ127mm 无磁承压钻杆⨯9m+φ127mm 斜坡钻杆⨯60根+φ127mm加重钻杆⨯30根+φ159mm 震击器+φ127mm加重钻杆⨯160m+φ127mm钻杆钻井参数:钻压:80~120kN 排量:30L/s 泵压:17MPa复合钻进转速:40 r/min根据上趟钻的施工情况,决定下入1.25°单弯螺杆进行着陆和水平段施工。

起初认为由于取芯钻进的影响,井斜有可能略低于设计,应按25~30°/100m的造斜率进行增斜。

但实际钻进中发现受上一造斜段曲率效应的影响,取芯井段仍有增斜趋势。

并且在油层中1.25°单弯螺杆的造斜能力较强,造斜率最高可达到35°/100m,超过预计值。

当钻至井深1424.74m时(井斜86.51°、垂深1292.56m),实钻剖面已靠近设计剖面,采用多复合少滑动的方式进行水平段导向钻进。

钻至井深1616m,水平段长181.58m,实际在油层穿越236m,满足地质要求顺利完钻。

图4 红南平6井实钻与设计对比图3 钻井液技术为确保水平井施工安全和保护油气层,本井一开采用膨润土聚合物钻井液,二开采用无固相MEG 钻井液。

钻井液性能见表3。

造斜段和水平段采用无固相MEG钻井液体系,不仅满足了井眼润滑和携砂的需要,另外由于该体系不使用含荧光处理剂,对及时发现油气显示和保护油气层均起到了积极作用。

井段m 密度g/cm3粘度sAPI滤失mL泥饼mmpH值含砂%静切力(Pa) 塑性粘度mP a·s动切力PaK F固相含量%膨润土含量g/L初切终切0-326.00 1.05-1.10 80-100 8-10 1-2 8-9 1-1616.00 1.10-1.15 35-50 6~5 <0.5 8- 9 <0.3 1-2 2-5 14-25 5-12 0.06-0.08 ≤1545-604 认识与结论(1)适当选择高造斜率的动力钻具(实际造斜率略大于设计造斜率),导向钻井系统采用以转盘钻配合滑动钻的钻进方式,既能大幅度地提高钻井速度,又能有效地预防井下事故和复杂情况的发生,实现了安全、高效钻井。

(2)本井轨迹控制最大的困难是防碰绕障问题。

防碰绕障井设计前应充分调研邻井资料,做好剖面优化设计。

施工中要尽可能沿设计剖面钻进,并密切注意钻具的扭矩;使用随钻仪器监控时,要观察磁场强度和地磁倾角的变化;做好实钻数据的防碰扫描。

(3)滑动钻进前加强泥浆润滑,使得滑动钻进顺利进行,成功解决大井斜托压问题。

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