水平井剖面设计(第二章)

合集下载

水平井

水平井

水平井无论是定向井,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。

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。

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。

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。

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。

水平井钻井工程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,由于井下条件的复杂性和多变性,这个符合程度总是相对的。

实钻井眼轨迹点的位置相对于设计轨道曲线总是会提前、或适中、或滞后,点的井斜角大小也可能是超前、适中、或滞后。

实钻轨迹点的位置和点的井斜角大小对待钻井眼轨迹中靶的影响规律是:①实钻轨迹点的位置超前,•相当于缩短了靶前位移。

水平井产液剖面测井方法与工艺

水平井产液剖面测井方法与工艺

1、选择最安全的美国连续油管输送测井
自喷水平井测井
用∮ 1.5英寸连续 油管内穿∮5.6mm 电缆,设计带涡流 喷孔的(油管与仪 器)电缆配接头, 靠连续油管柔性弹 力和液氮喷射力过 油管/套管输送测 井仪器进入水平井 底,电动张收滚轮 扶正器和笼式集流 伞,用不同测速, 上提仪器测井。
机抽水平井测井
滚轮扶正器
4、SONDEX公司的八参数组合生产测井资料处理与解释
地面采集部分
持气率与管子直径的响应曲线
FDR刻度图版
持水率仪器响应曲线
应用实例
结束语
我国测井行业通过近几年的技术引进、消化、攻关与 生产实践,水平井(大斜度井)生产测井技术有了长足 的发展与进步,水平井测井也取得了较好的生产应用效 果,但在该领域还面临很多技术难题,如何进一步提高 水平井动态监测工艺水平、发展水平井测井手段、研究 水平井测井资料解释方法,以提高水平井测井施工成功 率和资料解释精度,更好地满足油气田水平井动态监测 的需要,是今后一个时期内水平井生产测井的主要发展 方向。
液力输送水平井注硼中子寿命测井解释成果图示4井下爬行器输送方式参数测量范围精度分辨率温度012505001压力0mpa40mpa05fs001mpa流量0m3d140m3d202m3d磁定位变化大于2v耐温125耐压40mpa测量仪器及主要技术指标第三部分江汉大宇公司水平井测井技术第三部分江汉大宇公司水平井测井技术1选择最安全的美国连续油管输送测井用15英寸连续油管内穿56mm电缆设计带涡流喷孔的油管与仪器电缆配接头靠连续油管柔性弹力和液氮喷射力过油管套管输送测井仪器进入水平井底电动张收滚轮扶正器和笼式集流伞用不同测速上提仪器测井
用∮ 5/8英寸连续 油管内穿∮5.6mm 电缆,设计带涡流 喷孔的(油管与仪 器)电缆配接头, 靠连续油管柔性弹 力和液氮喷射力经 偏心井口,过环空 输送测井仪器进入 水平井底,电动张 收滚轮扶正器和笼 式集流伞,用不同 测速,上提仪器测 井。

水平井轨迹设计操作说明

水平井轨迹设计操作说明

水平井轨迹设计操作说明一、根据井组生成轨迹剖面设计水平井1、选择水平井设计方式在平面图上单击鼠标右键,选择“设计水平井”→“井组方式”图1-1 选择井组方式2、设置水平井设计剖面依次选中需要的参考井,创建两个井组,然后右键选择“设置剖面方向”,按住鼠标左键给定一个井轨迹设计剖面的方向,右键选择“完成连井”,生成有这些井组构造的参考剖面和轨迹设计剖面,且界面自动转换到参考剖面。

图1-2 完成连井3、提取虚拟井的储层信息在参考井剖面中将已知井的地层、砂层都对应连接好,然后在剖面图幅中右键选择“提取设计井地层属性”或者“提取设计井砂层属性”进行虚拟井储层信息的自动提取图1-3 设计井地层属性的提取图1-4 设计井砂层属性的提取4、激活水平井设计剖面在参考井剖面图幅上右键选择“激活水平井轨迹设计剖面”,软件的界面会自动转换到水平井轨迹设计剖面,如下图所示图1-5 激活水平井设计剖面5、设计井轨迹在水平井轨迹设计剖面中,选择右侧工具栏上的“激活图层”,将井轨迹设计图层激活;选择右侧工具栏上的“井口”,回到设计剖面图幅中在需要设计井口的位置双击,井口就会出现在对应的地方;图1-6 设定井口选择右侧工具栏的“靶点”,在剖面中的目的层段双击设置靶点,设置到第二个靶点时,会弹出剖面类型的选择对话框图1-7 剖面类型选择对话框软件针对水平井轨迹设计提供了4中模式,分别为:①增-稳-增;②增-增-增;③阶梯井;④拱形井;选择需要的类型,点击下一步,出现水平井参数对话框图1-8 水平井参数对话框对井口及靶点的参数进行调整,并在井名处设定一个井名,点击“完成”,就会在剖面中出现设计的井轨迹图1-9 生成井轨迹6、井轨迹的编辑单击右侧工具栏上的“轨迹编辑”,再选中轨迹,轨迹呈现出可编辑状态,移动结点,可对轨迹进行编辑图1-10 井轨迹编辑7、井轨迹风格的设置选中井轨迹,右键“设置风格”图1-11 设置井轨迹风格出现井轨迹风格设置的对话框图1-12 井轨迹属性对话框对轨道、井导眼、标注等进行设置,点击确定,轨迹就以设定的风格显示在剖面上图1-13 井轨迹显示8、模板的保存选中井轨迹右键,选择“保存轨道风格为模板”,弹出对话框,输入模板的名称,单击确定.图1-14 井轨迹模板9、剖面表格、标题、方位角的显示选中轨迹,再点选一下右侧工具栏的“剖面表格”,则设计轨道剖面数据表显示在剖面上,通过拖动可以移动它在平面图上的位置,也可以拖拉边框调整表格的大小。

水平井设计

水平井设计
部构造图 • 根据导眼井新资料修改水平井单井设计数据
第二步进入A点前的跟踪调整,校各标准层
• 进入造斜段后应加密岩屑录井取样密度(每米 一包)与电测资料校对各标准层、油层顶部深 度,提出油层顶部距A点的垂深
• 进入油层后利用LWD或地质导向技术及岩屑录 井样品岩性等资料,根据油层顶部距A点的垂 深跟踪入靶
产量,进行经济评价 • 钻导眼井录取资料,修改水平井设计 • 应用地质导向技术跟踪调整确保钻迂目
的层
2、水平井剩余油挖潜油藏工程研究
• 剩余油相对富集区要有一定的分布范围,富集 区油层厚度与水平段长度比大于10,随比值增 加20、30、50、100增产幅度加大
• 剩余油相对富集区长度应大于两倍水平段长度
二、国内水平井进展
• 水平井与本区的直井相比,产量为直井产量的 3-5 倍,甚至更高,而钻井投资与直井相比,井 深5000m以上为1.3倍左右;井深3000m为2倍左右 ;井深1500m为2.5倍左右。07年中国石油水平井 达700口,08年计划钻井1000口以上.
• 塔里木哈得油田水平井注水表明,当水平段长 度为油层厚度100倍时,水平井的吸水能力是直 井的10倍。
5、水平井注采优化
• 根据开发方案论证的开发方式为依据 • 水平井吸水能力 • 直井、水平井注采井数比论证
6、水平井井网优化
• 依据水平井参数优化结果、油层适应性及直井、水平 井注采井数比论证结果
• 油藏形状 • 对不同的井网包括直井井网、水平井井网和二者联合
井网,为数模和经济评价作准备 • 为数模和经济评价应按开发方案要求进行
• 水平井注水、采油可以提高水驱采收率5-10%。
三、水平井设计要点
1、油藏类型筛选
巨厚、多油层也可采用非常规作法,分层、 分段水平井开发决定于经济

水平井认识 2

水平井认识 2

水平井知识水平井是大幅度提高石油采收率、加快资金回收、降低成本的有效途径。

青海油田为了加快该气田的发展速度,在勘探开发方面积极推广水平井技术,在单井采气量上取得了显著成果。

自2005年开始至今,在涩北二号气田共完成了4口水平井,以前该气田从未打过水平井,在水平井轨迹控制方面没有资料可以参考,现场技术人员凭借丰富的经验和技术,在高原缺氧、空气稀薄、风沙大等恶劣的自然环境下,本着一切对甲方负责的工作态度和精神,急甲方之所急,想甲方之所想,不怕苦,不怕累,完成了涩H1井、涩H2井、涩H3、涩H4井水平井的施工任务,为气田的上产起到了极其重要的作用。

本文介绍了青海油田涩北二号气田涩H1井、涩H2井两口水平井的设计与施工情况,分析了该气田水平井施工难点、轨迹控制特点、钻具组合特征和安全施工技术等问题,为甲方今后利用水平井技术高效开发该气田探索了一条成功之路。

1 涩北二号气田水平井应用概况水平井水平段井眼的走向是横穿油气层,因而可最大限度的裸露油气层,提高油气井产量和采收率,对油气藏做横向探查,确定地层圈闭边界和断层闭合位置,并可减少水锥、气锥的影响,加快资金回收、减少占地和其他工程建设费用,在降低油田综合成本方面,具有较好的经济效益。

2005年八月份,青海油田在涩北二号气田实施了两口水平井,我公司利用先进的MWD和LWD无线随钻测井仪器来监控井眼轨迹及地层变化,首次在第四系(Q1+2)天然气田中完成了涩H1井、涩H2两口井现场施工,单井产气量是同层系直井的4倍以上。

图1 涩北二号气田2-11小层含气面积图(2-11小层顶)涩北气田第四系地层胶结性差、泥质含量高、水敏性极强、遇水极易膨胀,两口水平井的成功钻探,实现了在不成岩性的第四系地层中气井水平井的安全顺利钻成。

涩H2井钻井周期14天,完井周期18.05天,创造了青海油田气田水平井钻井速度最快的纪录。

2 地质基本情况涩北二号气田位于青海省海西州格尔木市西北方向110km处。

水平井培训教材2

水平井培训教材2

第二章定向井、丛式井、水平井设计与计算分析第一节定向井、水平井二维轨道设计一口定向井的实施,首先要有一个轨道设计,才能以此设计为依据进行具体的定向井钻井施工。

对于不同的勘探、开发目的和不同的设计限制条件,定向井的设计方法有多种多样。

而每种设计方法,都有一定的设计原则。

定向井设计是一个非常重要的环节。

“好的设计是成功的一半”。

因此,合理地设计好井身轨道,是定向井成功的保证。

一、设计原则:一口定向井的总设计原则,应该是能保证实现钻井目的,满足采油工艺及修井作业的要求,有利于安全、优质、快速钻井。

在对各个设计参数的选择上,在自身合理的前提下,还要考虑相互的制约。

要综合地进行考虑。

(一)选择合适的井眼形状复杂的井眼形状,势必带来施工难度的增加,因此井眼形状的选择,力求越简单越好。

从钻具受力的角度来看:目前普遍认为,降斜井段会增加井眼的摩阻,引起更多的复杂情况。

如图所示(2-1-1),增斜井段的钻具轴向拉力的径向的分力,与重力在轴向的分力方向相反,有助于减小钻具与井壁的摩擦阻力。

而降斜井段的钻具轴向分力,与重力在轴向的分力方向相同,会增加钻具与井壁的摩擦阻力。

因此,应尽可能不采用降斜井段的轨道设计。

图2-1-1(二)选择合适的井眼曲率井眼曲率的选择,要考虑工具造斜能力的限制和钻具刚性的限制,结合地层的影响,留出充分的余地,保证设计轨道能够实现。

在能满足设计和施工要求的前提下,应尽可能选择比较低的造斜率。

这样,钻具、仪器和套管都容易通过。

当然,此处所说的选择低造斜率,没有与增斜井段的长度联系在一起进行考虑。

另外,造斜率过低,会增加造斜段的工作量。

因此,要综合考虑。

常用的造斜率范围是4°-10°/100米(三)选择合适的造斜井段长度给女孩送礼送什么好造斜井段长度的选择,影响着整个工程的工期进度,也影响着动力钻具的有效使用。

若造斜井段过长,一方面由于动力钻具的机械钻速偏低,使施工周期加长,另一方面由于长井段使用动力钻具,必然造成钻井成本的上升。

水平井产液剖面测试管柱图

水平井产液剖面测试管柱图

水平井产液剖面测试工艺方案论证一、研究目的围绕低渗透、低丰度油田水平井采油工艺技术配套,针对采油八厂低渗透、低丰度油层水平井特点,开展水平井产液剖面测试工艺技术试验攻关,充分了解各段产液、含水情况。

二、方案论证1、产夜剖面测试工艺目前可以进行水平井产液剖面测试的有两种工艺:一是采用拖拉器把组合测试仪器带入井下水平段;二是采用管柱携带存储式组合测试仪送到水平段。

方案1:拖拉器测试工艺工艺原理:该项测试技术采用的是预置式井下测试工艺技术,即先将仪器预置于造斜段,然后下入生产管柱,用牵引器将井下组合测试仪器牵引到水平段,安装专用测试井口,见图1,正常生产后,进行流量、压力、温度、含水率、深度等参数的测试。

测试仪器参数:牵引器最大外径Ф54mm,长度7m;测试仪外径ø38mm,长度6.8m。

电缆为直径Ф8mm的三芯测试电缆。

存在问题:(1)目前的拖拉器外径太大,无法在油井正常生产时从油套环空顺利进入井下;(2)只能采取先让拖拉器携带仪器进入水平段,然后再下入生产管柱,起抽后进行测试,存在生产管柱刮碰测试电缆的危险。

图1 水平井产夜剖面测试工艺管柱结构示意图2005年10月在州62-平61井进行现场试验。

首先使牵引器从套管中试爬进入水平段指端,回收电缆测出水平段井温、压力曲线。

然后使牵引器再次进入水平段指端,下入生产管柱到825m,出现电缆随生产管柱一起移动现象,上提电缆,拉力达到1.3t(额定拉力1.6t,最大拉力2.0t),为确保电缆安全,上提生产管柱到630m,上提电缆力降到1.0t,安装井口完井启抽。

生产30小时测液面深度为580m。

回收电缆进行分层找水测试,测试结果见表1。

表1 州62-平61井分层找水解释成果表该井正常生产时日产液8.3t,日产油7.1t,含水14% 。

测试结果与实际生产数据差距较大。

主要是测试时生产情况与测试前不同,测试时,油井流压较高,生产时间短,还没有达到稳定生产,所以测试结果不是对该井正常生产情况的真实反映。

水平井

水平井
高104-5平2井
• 设计层位:馆陶组132#油层 相当于高206-4井的1872-1882米 • 靶点位置:A点 海拔1856米,方位255.9度,位移334米 B点 海拔1850米,方位255.9度,位移537米 • 中靶要求:1、钻至A靶前30-50米范围内先探油层顶, 根据实际修正A靶点 2、水平段以LWD导向边探油层边钻进, 井眼轨迹控制在油层顶1.5米内
浅电阻(Ω .m)
伽马(API) 气测 定量荧光
由3升至34
由135降至75 全烃由0.47升至2.93% 对比级由4.0升至6.6级
槽面显示
无显示
高104-5平5井
设计层位:馆陶组(Ng132),目的层段相当于高213-5井的 1944.0-1946.6米储层段,油层顶-1846米 A靶点:海拔深度-1866.5米,方位角101.5度,位移490.9米 B靶点:海拔深度-1867.0米,方位角101.5度,位移690.0米 设计井斜角:89.9度 设计水平段:长200米 中靶要求:钻至距A靶点前30~50米范围内先探油层顶,然 后根据油层实际钻遇深度修订A靶点,水平段钻进以LWD为导 向边探油层边钻进,井眼轨迹控制在距油层顶 1.5米范围内
高104-5平5井实钻轨迹示意图
海拔深度 ( 米)
设计 实际
A -1866.5m B -1867.0m A-1869.1m B-1869.3m
着陆点:垂深:1876.9m,斜深:2158.0m,海拔:-1868.7m
岩 性:灰色含砾不等粒砂岩 深电阻:由10.1Ω升至24.5Ω, 浅电阻:由17.3Ω升至21.4Ω 伽 马:由100.5API升至90.8API
┏┏┏
-。 -. ... - .. - 。 .. .. 。 .. 。.- - - - -. -。 -. - ..

水平井钻井技术介绍

水平井钻井技术介绍

水平井钻井技术介绍水平井钻井技术第一章绪论水平井钻井技术是20世纪80年代国际石油界迅速发展并日臻完善的一项综合性配套技术,它包括水平井油藏工程和优化设计技术,水平井井眼轨道控制技术,水平井钻井液与油层保护技术,水平井测井技术和水平井完井技术等一系列重要技术环节,综合了多种学科的一些先进技术成果。

由于水平钻井主要是以提高油气产量或提高油气采收率为根本目标,已经投产的水平井绝大多数带来了十分巨大的经济效益,因此水平井技术被誉为石油工业发展过程中的一项重大突破。

第一节水平井的分类及特点水平井是最大井斜角保持在90°左右,并在目的层中维持一定长度的水平井段的特殊井。

水平钻井技术是常规定向井钻井技术的延伸和发展。

目前,水平井已形成3种基本类型,如图1—1所示。

(1)长半径水平井(又称小曲率水平井):其造斜井段的设计造斜率K<6°/30m,相应的曲率半径R>286.5m。

(2)中半径水平井(又称中曲率水平井);其造斜井段的设计造斜率K=(6°~20°) /30,相应的曲率半径R=286.5~86m。

水平井剖平面示意图(3)短半径水平井(又称大曲率水平井):其造斜井段的设计造斜率K=(3°~10°) /m,相应的曲率半径R=19.1~5.73m。

上述3种基本类型水平井的丁艺特点和各自的主要优缺点分别列于表l—l和表1—2。

大斜度井、水平井和多井底井技术的应用都有一个共同的目的.这就是降低综合成本和提高油层的开采量。

对于同一尺寸的井眼,直井由于出油(气)面积比较小、其几何条件所提供的效率就比较低.而水平井几何条件所提供的效率达到最高,如图1—2和图1—3 所示。

大斜度井(井斜角大于60°的井)主要适用于层状油藏。

多井底井(在一个井眼内钻几口井)主要用于很厚的垂直渗透油层(具有低孔隙率和垂直裂缝的块状石灰岩)或者短半径横向引流类的井。

1.天然垂直裂缝在垂直裂缝油藏中,油气完全处在裂缝中,裂缝之间的非生产底层一般为6~60m 厚,所以垂直井可能只钻到一个产层.也可能一个产层也钻不到,而水平井可以与产层垂直相交,横向钻穿若干个产层裂缝.这样就比垂直井的开采量要高得多。

水平井剖面及井身结构设计(朱宽亮)

水平井剖面及井身结构设计(朱宽亮)

造斜点以上 50m ,为下步造斜段和水平段施工提供
保证。
Φ444.5mm×1639m Φ339.7mm×157.9m
悬挂器1493.08m Φ311.1mm×1603m Φ244.5mm×1600.32m
Φ215.9mm×2478m Φ139.7mm×2475m
L102-P1水平井实钻井身结构
根据L102-P1井的施工经验,通过现场跟踪研究, 在后继浅层水平井(井深小于3000m)设计时对井身结构 进行优化,采取深下表层套管,将井身结构简化为二 开井身结构,即为:103/4 "表层套管+51/2 "油层套 管,表层套管为300~500m,使浅层油气藏水平井的井 身结构设计经济、合理和科学。 完井方式:
靶前位移>400m,选用长曲率+中曲 率相结合剖面,即第一增斜段为长曲率, 第二、三增斜段为中曲率,其目的是降低 钻井摩阻扭矩,有利于采油作业需要。
第一增斜段增斜率为:2.1~5°/30m
第二增斜段增斜率为:6~8°/30m
第三增斜段增斜率为:5~ 6°/30m

稳斜段参数的选择:
第一稳斜段:
探油顶段
个稳斜井段的三增剖面,即:
直-增-稳-增-稳(探油 顶)-增(着陆段)-水平

三增剖面主要有以下优点:
第一稳斜段可解决上直段和第一次造斜后
实际井眼轨迹与设计轨迹及井斜偏差的问题,
提高井眼轨迹控制精度
第二稳斜井段,即探油顶段可克服地质不 确定因素,以保证准确的探知油顶位置和保 证着陆是按现场实际地质要求进行,提高中 靶成功率
m


冀东油田水平井井身结构设计
冀东油田水平井井身剖面设计
冀东油田小井眼侧钻水平井井身剖面设计

水平井剖面设计(第二章)

水平井剖面设计(第二章)

第二章 水平井剖面设计第一节 水平井剖面的设计内容1、水平井剖面设计原则水平井剖面的设计一般依据下面的几点:● 根据地质提供的入靶点止靶点三维坐标数据,计算水平段长,水平段稳斜角及设计方位角;● 确定剖面类型,考虑是否需要第一稳斜段,并考虑第一次增斜角的范围;● 确定水平井钻井方法及造斜率,选择合适的靶前位移;● 初步计算井身剖面分段数据,根据水平井剖面设计中可供选择的五个基本参数(即造斜点,第一稳斜角,第一稳斜段长度及第二造斜率),选择其中的任意三个,求出其它两个参数后,再进行井身剖面分段数据计算;● 对初选剖面进行摩阻、扭矩计算分析,通过调整设计的基本参数,选取摩阻及扭矩最小的剖面;● 根据初定剖面的靶前位移及设计方位角,计算出井口坐标,并到施工现场落实井位;● 复测井口坐标,对设计方位角及剖面数据进行微调,完成剖面设计。

2、水平井剖面设计的原理和方法2.1 水平段的数据计算假设水平段入靶点为A 点,止靶点为B 点,X 为南北坐标(纵标),Y 为东西坐标(横标),A 点垂深为H a ,B 点垂深为H b (以转盘面为基准),地质提供的三维坐标可表示为A 点坐标(X a ,Y b ,H a ),B 点坐标(X b ,Y b ,H b )● 水平段垂深(H ∆)的计算H ∆=H b 一H a若H ∆>0,说明水平段井斜角︒90max α。

油藏程—完井方法若H ∆=0,说明水平段井斜角︒=90max α。

井身结构—井笛剖面—钻具组合 若H ∆>0,说明水平段井斜角︒90max α。

地面情况(钻机)● 水平段平增(S ∆〉的计算()()22a b a b Y Y X X S -+-=∆● 水平段井斜角max α的计算 )(90max SH atn ∆∆-︒=α ● 水平段长L ∆的计算 maxsin αS L ∆=∆ ● 设计方位角的计算a b a b X X X Y Y Y -=∆-=∆,2.2 增斜段的考虑因素、设计方法、数据计算增斜率的确定,首先应根据油藏特性及工程地质条件,确定水平井的类型,通常选长半径水平井,造斜率应小于6°/300m ;若选中半径水平井,选斜率应大于6°/300m ;其次,造斜率的大小要考虑现有造斜工具的能力,并留有适当的余地以便进行调节;第三,造斜率的大小应考虑地面因素的影响,当地面条件决定了靶前位移较大时,则选用较低的造斜率,相反,则选用较高的造斜率;第四,在没有其它条件限制时,在现有工具造斜率的范围内,尽可能选用较高的造斜率,根据水平井摩阻与扭矩分析计算,在长、中半径水平井中,造斜率越高则摩阻及扭矩越小。

水平井2

水平井2

¾® ÑÛ Ö±¶¾ £¨mm©£
2)下弯角与钻铤联合作用下的双弯力学特性分析 双弯螺杆钻具的下弯角对其极限曲率的影响
较大,并且螺杆钻具之上接较大刚度的钻铤有助于 提高其造斜能力。
«¼ ÞÏ úÇ Ê £¨°/30m©£
25
接177.8mm钻铤
20
15
10
接159mm钻铤
5
0
1 1.25 1.5 1.75 2
还可以看出,下弯角对双弯螺杆钻具造斜特性的影 响也较大,增大下弯角,钻具的极限曲率增大。为了提 高造斜率,可以适当增大双弯螺杆钻具的下弯角。
«¼ ÞÏ úÇ Ê £¨°/30m©£
25
1145
20
1130
15
10
5
1115
0
216 218 220 222 224 226 228
完成井眼
造斜曲率的限制: 常规测控工具 旋转钻无磁钻铤 常规采油工具 旋转钻加重钻杆 非旋转钻钻井马达
3°-4°/30m 6°-7°/30m 10°/30m 12°-15°/30m 30°/30m
采用地面驱动的方法钻水平井时,应把井眼曲 率限制在钻柱的曲率限制值之内
另一种考虑是采用不限制完井时选择采油工具 和将来采油作业的井眼曲率。
组合2: 216mm钻头+213mm稳定器+155mm 无磁钻铤(1根)+127mm加重钻杆(若干)
基本计算条件:井眼直径220mm,稳定器直径: 213mm,钻压100kN,井斜角70°。在分析时,改变 一种参数,其它参数保持不变,以下是具体计算结 。
①井斜角的影响 对单稳定器增斜钻具而言,随着井斜角的增大
(三)水平井的剖面设计
水平井与常规定向井钻井技术最为不同的两个 特点是:

水平井剖面及井身结构设计

水平井剖面及井身结构设计
完井方式:
套管固井完井 筛管+封隔器+筛管+套管固井完井
Φ374.6mm×303~503m Φ273.1mm×300~500m
造斜点
Φ139.7mm×***m Φ215.9mm×***m
浅层套管完井水平井井身结构图
Φ374.6mm×303~503m Φ273.1mm×300~500m
封隔器最多达5只
Φ139.7mm×***m Φ215.9mm×***m
浅层筛管完井水平井井身结构图
L102区块五口水平井设计井身结构数据表
井号 L102-P1 L102-P2
钻头程序
444.5mm×153m+311.1mm×1603m+ 215.9×2469m
374.6mm×303m+215.9mm×2368m
L102-P3 374.6mm×303m+215.9mm×2502m
Φ444.5mm×203m Φ339.7mm×200m
Φ311.1mm× m Φ244.5mm× m
封隔器最多达5只
分级箍
Φ215.9mm× m Φ139.7mm× m
筛管完井井身结构图
对于小井眼侧钻水平井,由于冀东开发的现状,所 有生产套管均为51/2 "套管,因此井身结构受到了严格 限制,侧钻井眼尺寸为118mm,完井管柱为88.9mm油管
探油顶段
三增剖面主要有以下优点:
第一稳斜段可解决上直段和第一次造斜后 实际井眼轨迹与设计轨迹及井斜偏差的问题, 提高井眼轨迹控制精度 第二稳斜井段,即探油顶段可克服地质不 确定因素,以保证准确的探知油顶位置和保证 着陆是按现场实际地质要求进行,提高中靶成 功率
为实钻井眼轨迹根据实际钻探情 况进行修正和控制留有余地,保证了 每口水平井按地质要求精确着陆和沿 油层水平钻进

水平井井身剖面设计

水平井井身剖面设计

水平井设计水平井设计所谓水平井,是指最大井斜角一般不小于86 且在产层内横向钻进的特殊形式的油气井。

水平井技术是80年代钻井、完井技术的重大成就之一。

水平井不仅可以应用于开发低渗透率裂缝性油气藏,进行二次完井开发成熟油田或枯竭油藏,解决或缓解底水或气顶油藏的锥进问题,开发薄油层。

进行蒸气驱油开发重油油藏和提高聚合物驱油采收率等,而且可应用于勘探开发常规油气田,显著地增加产量,大幅度地提高勘探开发的综合经济效益。

水平井设计涉及的范围很广,主要包括油藏工程、地质构造、井身结构、井身剖面、钻具组合、钻井参数、钻井液、完井液、固井与完井、测井和钻井成本分析等。

本文主要讲述水平井井身剖面设计的一些基本方法。

一、水平井井位的确定:所谓水平井井位主要指水平井段在油藏中的具体位置。

因此,水平井井位确定的科学性决定着水平井的经济性。

水平井井位确定是在地质描述、地震探测、邻井分析、油藏模拟、经济分析基础上进行的。

其中重点部分是油藏模拟和经济分析,只有这样方能使水平井钻到适合钻水平井的油藏上的有利部位,从而获得显著的经济效益。

(一)适合钻水平井的典型油藏有以下七种类型:1)垂向渗透率高的薄油层(层厚小于6m);2)存在气锥或水锥问题的油藏;3)天然裂缝性油藏;4)近海油藏;5)用常规技术很难压裂的油藏;6)地面钻井受到限制的地区;7)稠油油藏。

(二)水平井井位选择的基本准则:1)进行油藏横向描述研究;2)进行油藏筛选模拟研究;3)评估水平井优越性;4)水平井综合经济分析。

(三)水平井井位选择中需要注意的几个问题:1)在适合钻水平井的油藏中水平井不一定能够获得好效益;2)裂缝性油藏对水平井井位选择的影响3)低渗透油藏对水平井井位选择的影响4)薄油藏对水平井井位选择的影响5)稠油油藏对水平井井位选择的影响6)水气锥进油藏对水平井井位选择的影响7)钻经地层特性对水平井井位选择的影响8)目的层严重不均质对水平井井位选择的影响(四)科学选择水平井井位的基本对策:1)积极组织与开展水平井油藏描述和油藏模拟研究,使水平井钻到能获得较高产量的油藏;2)积极组织钻井开采工艺技术的研究,使水平井不仅能顺利钻成,而且能及时投产,以便充分发挥出水平井的效益;3)积极组织与开展水平井综合经济效益分析的研究,使水平井钻到能获得较高产量,又能使钻井和开发投资相对较低的油藏上,以便缩短资金回收期,从而使水平井获得显著的经济效益;4)组织水平井综合研究与施工机构。

任务二 根据水平地质切面图绘制剖面图

任务二 根据水平地质切面图绘制剖面图

按序列点计算面积 面积 = 32768.5323,周长 利用加、减方式计算组合面积 计算封闭对象的面积和周长 面积 = 13225.2125,周长 = 428.0817 适用于组合图性面积计算 适合于圆、椭圆、 多段线、多边形面域等。 命令见下页 面积 = 479.7046,圆周长 = 77.6411 总面积 = 11661.9099
4.根据一个水平地质切面图绘制剖面图
(1)水平地质切面图的准备 (2)旋转水平地质切面图 绘制旋转时参照的水平基准线 利用“参照”旋转水平地质切面图 (3)绘制高程线 (4)投绘断层和煤层交点 延伸煤层线至剖面线得到煤层交点 投绘煤层、断层点 (5)绘制剖面断层和煤层 用角度标注命令确定切面图上煤层线、断层线与剖面线夹角 计算煤层面与断层面的伪倾角 用旋转的方法绘制剖面断层和煤层 (6)检查、修饰 (7)文字注写
实践与成果:
1.根据指导书“两个重叠的水平切面图.dwg” 绘制剖面图。 2.根据指导书“单个水平切面图.dwg”绘制剖 面图。 要求:将所绘制的剖面图加上图框和标题栏。 要求 考核:将成果图提交给教师,视为作业判之。 考核
注意!无论是计算 多个对象之间的面积 差还是面积和,首先 都要执行“加(A)” 命令。
3.根据不同标高的水平地质切面图绘制剖面图
(1)水平地质切面图的准备 以不同颜色标识不同标高的切面图 把所有水平切面图按坐标严格重叠 (2)旋转水平切面图 绘制旋转时参照的水平基准线 利用“参照”旋转水平切面图 (3)制作高程网 (4)绘制剖面坐标线即手工绘图时的基线 (5)投绘煤层点和断层点 (6)连线“先断层后煤层” (7)检查修饰 (8)文字注写
2.查询对象的几何特性 (1)查询点坐标 ①功能:查询对象 上点的坐标。 ②命令调用: 【查询】工具栏: 【定位点】按钮; 菜单:【工具】 -【查询】- 【坐标点】; 命令行:id(回 车);

定向井井身剖面设计

定向井井身剖面设计

第2章定向井井身剖面设计第一节轨道设计概述一、设计条件:✧一般要给定的有:目标点垂深、水平位移、设计方位角等;✧给定进入目标的要求(例如:目标点或目标段的井斜角)。

二、设计内容:✧根据设计条件,设计出合适的轨道。

三、轨道设计的关键:✧造斜点选择,增斜率和降斜率的选择(需要经验);✧轨道关键参数的求得(需要先进的计算公式)。

四、轨道自由度及轨道约束方程1、自由度(DOF)的概念✧将起点位置及方向均给定的轨道或曲线段形状完全固定需要确定的独立自由变量个数称为轨道或曲线段的自由度。

2、起点给定时各种曲线段的自由度✧直线段的自由度为1;✧二维圆弧段的自由度为2;✧三维圆弧段的自由度为3。

3、轨道自由度为组成轨道的所有曲线段自由度之和,如:✧三段式轨道的自由度为4;✧五段式轨道的自由度为7;✧双增式轨道的自由度为7。

4、目标点的约束条件称为轨道约束方程,如:✧三段式轨道的约束方程数为2;✧五段式轨道的约束方程数为3;✧双增式轨道的约束方程数为3。

5、轨道设计时需要补充确定的参数个数为轨道自由度和轨道约束方程数之差,如:✧三段式轨道需要补充确定的参数个数为4-2=2;✧ 五段式轨道需要补充确定的参数个数为7-3=4; ✧ 双增式轨道需要补充确定的参数个数为7-3=4。

五、轨道设计的一般步骤✧ 根据轨道约束方程数和需要指定的参数之和等于轨道自由度的原则选择轨道形状; ✧ 确定需要指定的参数大小(如造斜点、增斜率、降斜率等); ✧ 建立轨道约束方程组,推导关键参数计算公式; ✧ 井身参数计算及轨迹绘图。

第二节 二维常规轨道设计一、一般会给定的条件✧ 目标点的垂深Ht 、水平长度St (井口可移动时相当于没给定) 、井斜角αt (单靶时无要求)及设计方位角θ0; ✧ 造斜点井深Ha 及造斜点处的井斜角αa ; ✧ 造斜半径R1 和R2 ;✧ 一般情况下,造斜点以上设计成垂直井段,αa=0;如果使用斜井钻机,则αa ≠ 0 ,可根据给定的Ha 和αa 计算出Sa 。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第二章 水平井剖面设计第一节 水平井剖面的设计内容1、水平井剖面设计原则水平井剖面的设计一般依据下面的几点:● 根据地质提供的入靶点止靶点三维坐标数据,计算水平段长,水平段稳斜角及设计方位角;● 确定剖面类型,考虑是否需要第一稳斜段,并考虑第一次增斜角的范围;● 确定水平井钻井方法及造斜率,选择合适的靶前位移;● 初步计算井身剖面分段数据,根据水平井剖面设计中可供选择的五个基本参数(即造斜点,第一稳斜角,第一稳斜段长度及第二造斜率),选择其中的任意三个,求出其它两个参数后,再进行井身剖面分段数据计算;● 对初选剖面进行摩阻、扭矩计算分析,通过调整设计的基本参数,选取摩阻及扭矩最小的剖面;● 根据初定剖面的靶前位移及设计方位角,计算出井口坐标,并到施工现场落实井位;● 复测井口坐标,对设计方位角及剖面数据进行微调,完成剖面设计。

2、水平井剖面设计的原理和方法2.1 水平段的数据计算假设水平段入靶点为A 点,止靶点为B 点,X 为南北坐标(纵标),Y 为东西坐标(横标),A 点垂深为H a ,B 点垂深为H b (以转盘面为基准),地质提供的三维坐标可表示为A 点坐标(X a ,Y b ,H a ),B 点坐标(X b ,Y b ,H b )● 水平段垂深(H ∆)的计算H ∆=H b 一H a若H ∆>0,说明水平段井斜角︒90max α。

油藏程—完井方法若H ∆=0,说明水平段井斜角︒=90max α。

井身结构—井笛剖面—钻具组合 若H ∆>0,说明水平段井斜角︒90max α。

地面情况(钻机)● 水平段平增(S ∆〉的计算()()22a b a b Y Y X X S -+-=∆● 水平段井斜角max α的计算 )(90max SH atn ∆∆-︒=α ● 水平段长L ∆的计算 maxsin αS L ∆=∆ ● 设计方位角的计算a b a b X X X Y Y Y -=∆-=∆,2.2 增斜段的考虑因素、设计方法、数据计算增斜率的确定,首先应根据油藏特性及工程地质条件,确定水平井的类型,通常选长半径水平井,造斜率应小于6°/300m ;若选中半径水平井,选斜率应大于6°/300m ;其次,造斜率的大小要考虑现有造斜工具的能力,并留有适当的余地以便进行调节;第三,造斜率的大小应考虑地面因素的影响,当地面条件决定了靶前位移较大时,则选用较低的造斜率,相反,则选用较高的造斜率;第四,在没有其它条件限制时,在现有工具造斜率的范围内,尽可能选用较高的造斜率,根据水平井摩阻与扭矩分析计算,在长、中半径水平井中,造斜率越高则摩阻及扭矩越小。

2.3 稳斜段设计方法,考虑因素及数据计算● 设计稳斜段的目的设计稳斜段的目的,首先是在现有工具造斜率不稳定的情况下,设计稳斜段以便用来调节井眼轨迹,若施工中第一造斜段造斜率大于设计造斜率,则可通过适当延长稳斜段来解决,反之,若第一增斜段造斜率小于设计造斜率,则可通过适当缩短稳斜段,增加第一增斜段长度,稳斜段存在也能比较灵活的调整进入靶点的垂深及水平位移,同时为调整井斜角及方位角提供井段,实现水平井的矢量入靶,其次是在有明显标准层的情况下,尤其对于中半径水平探井设计稳斜段以便有转盘钻钻进,探明标准层的位置,调节入靶垂深,在次,在复杂地层设计稳斜段,包括易发生事故或可钻性较差,机械钻速比较慢的地层,用转盘钻钻过这段复杂地层减少井下复杂事故发生,为提高钻井(速度,缩短钻井周期,一般将转盘钻按排在这一段,实践表明,这样效益十分明显。

●稳斜角大小的确定实践表明,稳斜角一般选在40一75°,这样的目的主要有:第一,若此时井斜角,方位角不合适,或者实钻井眼轨迹与设计轨迹偏离较大时,有较大余地进行调节,第二,稳斜段在垂深且尽量接近标准层,便于采用较大钻压和排量,利于岩屑的携带。

●稳斜段长度的确定稳斜段长度的大小主要受下面因素的影响,第一,受地面条件的影响,靶前位移很大时,应适当增加稳斜段的长度,反之减小。

第二,受地下复杂情况的影响,若需用转盘钻钻过这段地层,复杂地层越厚所需要的稳斜段也就越长。

第三,数据分析的影响,稳斜段的最少井段应保证能进行两个测点的测斜,因为只有知道两点的数据后,才能确定本趟钻具组合所用钻井参数是否合适,一般稳斜段应不低于25m。

●造斜点确定造斜点的确定本着由下而上的原则进行,同时还要考虑造斜点应避开复杂地层。

●靶前位移的初定靶前位移的初定依据是根据剖面类型及稳斜段的确定原则来定,并结合实际造斜工具选定造斜率。

●水平井井身结构设计水平井井身结构设计的原则主要是根据油藏情况及工艺要求,确定完井方法,完井套管尺寸及相应的井眼尺寸;然后根据由内到外的原则,按地质情况,在满足工程施工要求的前提下,尽量简化井身结构,减少套管层次,提高钻井速度,节约钻井成本。

在确定技术套管的尺寸和下深时,应考虑封固造斜段至适当的井斜角,防止发生复杂情况,所设计套管的强度应安全经济,能保证高造斜率情况下套管的顺利下入,以上设计时应考虑所用钻机及设备的自身能力。

第二节水平井的剖面设计要求与类型水平钻井技术与常规定向钻井技术最为不同的两个特点是使用的造斜钻具及其特别的剖面设计。

造斜井段的剖面设计几乎与选择最好的定向钻井承包公司一样重要。

单位井身长度的成本最低时,水平井的长度为最佳长度。

水平井在机械方面的限制主要是钻井设备和钻柱的抗扭和抗拉力的能力。

为了达到可能达到的最大长度,必须使扭矩和上提拉力为最小,但是由于钻具在井眼内的弯曲和重力决定着水平井的扭矩和上提拉力,因此,最佳设计要求选择使用在钻井作业时不会弯曲的尽可能轻的钻具。

1、剖面设计要求可行的最简单造斜曲线是从造斜点井斜接近零度时开始,以单一连续的弧钻进到90°井斜的单一均匀曲线。

如果马达造斜钻具增斜特性的变化小于水平目标区的容许误差,那么这一设计便是最佳设计。

但是,大多数马达造斜钻具增斜特性的变化和误差都大大地超过水平目标区的允许误差。

为了补偿这些变化和误差,就有必要在造斜井段设计增加一段调节用的斜直井段。

设计造斜曲线首先要确定水平目标区。

为了解决气锥和(或)水锥的水平井,以距油—气和(或)油—水界面一定距离的垂直深度为目标区钻一真正的水平井效果可能最好。

对这一类目标区,设计井斜角为90°。

多数普通类型的水平目标区要贯穿油藏的某一特定构造位置。

对解决锥的应用,这一位置可能是油藏的底部或者顶部,也可能是保证从该深度开始通过水压裂缝与油藏完全相通的一个特定位置。

“水平”目标区在这种情况下就不是水平的,而是要求沿此构造位置钻进的井眼轨迹。

按照水平井段靶区设计的不同要求,水平井段分为以下几类:●倾斜靶区剖面;●垂直靶区剖面;●蛇形剖面;●构造位置靶区剖面。

造斜曲线的设计要使作业者不需要通过大量的倒换钻具便能在规定的限制范围内钻达目标区。

造斜曲线设计必须考虑到以下问题:●避开复杂地层造斜;●曲线末端即造斜结束时的位移最小;●造斜井段的长度最短;●有一个调整井段以应付不理想造斜率的情况;●利用造斜井段的构造标记确定最终目标区的深度;●在目标区的容限之内;●轨迹要能够保证完成全部水平井段的钻进;●必须是允许使用所有必需的采油工具和设备的可完成井眼。

某一些特定水平井的最佳造斜率取决于钻到目标区所需要的方向控制能力,以及避开在复杂地层造斜的造斜井段高度。

便如,水平目标区之上300m 的位置为一复杂地层,这时大概应考虑把造斜点选择在该地层之下,用余下的高度来确定所需要的造斜率。

如果只考虑造斜井段的钻进,那么最佳井眼曲率是可以达到的最高曲率,由于井眼曲率还影响着所有的后续作业,所以需要对高曲率的优点和其对以后作业的影响做出平衡。

如果计划对整个水平井段进行控制,尽采用可能达到最大造斜率。

采用地面驱动的方法钻水平井段时,应把井眼的曲率限制在钻柱的曲率限制值之内。

另一种考虑是采用不限制完井时选择采油工具和将来采注作业的井眼曲率。

2、水平剖面设计类型剖面设计基本上是简单的几何计算。

造斜曲率可以分为以下三种基本剖面类型:●单曲率—斜直剖面的设计单曲率—斜直剖面是最老、应用最为广泛的造斜曲线,这类剖面的特点是,整个曲线由三段组成,造斜由上、下两个造斜率相同的造斜井段完成,中间为斜直的稳斜井段。

这一造斜曲线的设计基础是:以工程计划中计划使用的造斜钻具的最小预计造斜率和最短斜直井段来选择造斜点和计划的造斜曲线末端的位置。

在设计中使用造斜钻具可能的最小造斜率是关键。

这样就要求造斜钻具先前已在类似地层使用过,如果是在邻近地区使用过则更理想。

●变曲率一斜直剖面变曲率一斜直造斜曲线的设计是为了进一步控制目标的垂直深度。

变曲率一斜直造斜曲线的设计方法是用上部造斜井段确定的马达造斜钻具组合的实际造斜能力,但是并不根据这一造斜率,而是利用比实际造斜率要低的预计造斜率来选择下部造斜井段的造斜点。

这种设计最适用于以构造位置为目标的水平井。

尤其是构造位置是靠地层的顶层来确定,而这个顶层是在下部造斜曲率井段内,这类水平井采用这种方法设计是最有用。

理想造斜曲率剖面设计理想造斜曲率剖面就是没有斜直井段的弯曲率造斜剖面。

钻这种剖面的水平井,可以使用单斜式的造斜马达,除非由于钻头寿命的限制。

这种设计虽然费用最低,但它要求单斜式造斜马达的的性能变化范围要小于下部造斜曲率井段所固有的变化。

这种方法也许是将来采用的或者可以作为在该地区的第三口水平井所使用的设计。

第三节水平井双增形轨道设计水平井双增形轨道设计是中、长半径水平井最常用的设计轨道。

卡尔森等人提出了设计双增轨道的平行切线法。

本文在肯定卡文的思路和方法的同时,指出卡文中计算切线段井斜角的公式的错误,并给出了正确的计算公式。

同时还进一步指出了平行切线法的不足之处,从而提出了设计双增轨道的最优进入法,可使进入点与窗口中心重合,同时给出了计算公式和算例。

水平井轨道的基本形状有两类,一类是单增轨道,由“直-增一平”三段组成,增斜段有圆弧形(恒曲率)的,也有悬链线等(变曲率)形状的。

另一类是双增轨道,由“直一增一稳一增一平”五段组成,两次增斜段都是圆弧形。

单增轨道多用于对目标层位和造斜率掌握较准确的情况下。

双增轨道则多用于地质不确定性较高和对造斜率预计不准确的情况下。

单增轨道较易设计,双增轨道的设计则较难,而且目前大量钻进的中、长半径水平井多采用双增轨道。

本文主要论述双增轨道的设计问题。

1、双增轨道的设计条件和要求双增轨道设计需要给定有关目标区、直井段和造斜率等条件及要求。

1.1目标区条件水平井钻进的目标是在目的层内划出的一个目标区(如图2-1所示),形状为具有一定长、宽、高的立方体,其长度方向与铅垂方向有一定夹角,该夹角大小取决于目的层的地层倾角。

相关文档
最新文档