定向方法与定向专用工具介绍

根据测斜仪器的种类不同,分为四种定向方式:

1.单点定向

此方法只适用造斜点较浅的情况,通常井深小于1000米。因为造斜点较深时,反扭角很难控制,且定向时间较长。施工过程如下:

(l)下入定向造斜钻具至造斜点位置(注意:井下马达必须按厂家要求进行地面试验)。

(2)单点测斜,测量造斜位置的井斜角,方位角,弯接头工具面;

(3)在测斜照相的同时,对方钻杆与钻杆进行打印,并把井口钻杆的印痕投到转盘面的外缘上,作为基准点;

(4)调整工具面(调整后的工具面就是:设计方位角十反扭角)。锁住转盘、开泵钻进;

(5)定向钻进。每钻进2～4个单根进行一次单点测斜,根据测量的井斜角与方位角及时修正反扭矩的误差,并调整工具面;

(6)当井斜角达到8～10度与方位合适时,起钻换增斜钻具,用转盘钻进。在单点定向作业中要注意:

①在确定了反扭角与钻压后,要严格控制钻压的变化范围,通常在预定钻压±

19、6千牛(2吨)内变化;

②每次接单根时,钻杆可能会转动一点,注意转动钻杆的打印位置至预定位置;

③如果调整工具面的角度较大(＞90度),调整后应活动钻具2～3次(停泵状态),以便钻杆扭矩迅速传递。

2.地面记录陀螺(SRO)定向

在有磁干扰环境的条件下(如套管开窗侧钻井)的定向造斜,需采用SRO定向。这种仪器可将井下数据通过电缆传至地面处理系统,并显示或用计算机打印出来,直至工具面调整到预定位置,再起出仪器,施工过程如下:

(l)选择参照物,参照物应选择易于观察的固定目标,距井40米左右;

(2)预热陀螺不少于15分钟,工作正常才可下井;

(3)瞄准参照物,并调整陀螺初始读数;

(4)接探管,连接陀螺外筒,再瞄准参照物,对探管与计算机初始化;

(5)下井测量,按规定作漂移检查;

(6)起出仪器坐在井口,再次瞄准参照物记录陀螺读数;

(7)校正陀螺漂移,确定测量的精度;

(8)定向钻进。

3.有线随钻测斜仪(SST)定向

造斜钻具下到井底后,开泵循环半小时左右,然后接旁通头或循环接头。把测斜仪的井下仪器总成下入钻杆内,使定向鞋的缺口坐在定向键上。定向造斜时,可从地面仪表直接读出实钻井眼的井斜、方位与工具面,司钻与定向井工程师要始终跟踪预定的工具面方向,保持井眼轨迹按预定方向钻进。

4.随钻测量仪(MWD)定向

MWD井下仪器总成安装在下部钻具组合的非磁钻铤内,其下井前要调整好工作模式与传输速度,并准确地测量偏移值,输入计算机。仪器在井下所测的井眼参数通过钻井液脉冲传至地面,信息经地面处理后,可迅速传到钻台。MWD不仅可用于定向造斜,也可用于旋转钻进中的连续测量,就是一种先进的测量仪器。

5.定向造斜中的注意事项:

(1)如果定向作业前的裸眼段较长,应短起下钻一趟,保证井眼畅通。

(2)井下马达下井前应在井口试运转,测量轴承间隙;记录各种参数,工作正常方可下井;

(3)MWD等仪器下井前,必须输入磁场强度、磁倾角等参数;

(4)定向造斜钻进,要按规定加压,均匀送钻,以保持恒定的工具面。

(5)造斜钻进或起下钻,用旋扣钳或动力水龙头上卸扣,不得用转盘上卸扣;

(6)起钻前方位角必须在20～30米井段内保持稳定,且保证预定的提前角。目前,“一次造斜

到位法”也经常在我国海洋定向井中使用,这种方法适用于造斜点较浅,且机械钻速很快的造斜井段,常常配合使用随钻测量仪。

(7)井下马达出井时,按规定程序进行清洗、保养。

造斜钻具的造斜能力主要与弯接头的弯角与动力钻具的长度有关。弯接头的弯角越大,动力钻具长度越短,造斜率也越高。

弯接头的弯角应根据井眼大小、井下动力钻具的规格与要求造斜率的大小选择。现场常用弯接头的弯角为1、5～2、25度,一般不大于2、5度。弯接头在不同条件下的造斜率见第四节。

造斜钻具组合使用的井下动力钻具型号应根据造斜井段或扭方位井段的井深选择。使用井段在2000米以内,一般采用涡轮钻具或普通螺杆钻具,深层走向造斜或扭方位应使用耐高温的多头螺杆钻具。

造斜钻具组合、钻井参数与钻头水眼应根据厂家推荐的钻井参数设计。

由于井下动力钻具的转速高,要求的钻压小〔一般为29、4～78、4千牛(3～8吨)〕,因此,使用的钻头不宜采用密封轴承钻头,尤其就是在浅层,可钻性好的软地层应使用铣齿滚动轴承钻头或合适的PDC钻头。

第六节方位调整段轨迹控制

一、什么时候需要下动力钻具调整井眼轨迹

(1)井眼的方位角不符合设计要求时。

(2)利用转盘钻已经达不到合理调整井眼井斜角与方位角的要求时。

(3)井眼的井斜角不符合设计要求时(转盘钻钻具组合已经达不到要求)。

二、下入什么样的钻具组合进行井身轨迹调整:

根据井眼轨迹调整所需要的造斜率来决定下入的钻具组合,一般来说需要按造斜率的大小来选择钻具组合:

造斜率在10°～15°/100米之间可以下入弯接头的钻具组合来完成。

造斜率在15°～30°/100米之间可以下入单弯的钻具组合来完成。

造斜率在30°～45°/100米之间可以下入双弯的钻具组合来完成。

(目前改进了的单弯造斜率已有所提高)

还受到井眼光滑程度的影响等等。

使用有线随钻,无须去仔细考虑反扭角,可以通过地面阅读器瞧见工具面的位置。也不能用上述数据去判断,因为转盘锁定定向与有线随钻锁定方式不一样。

使用无线随钻时,可以参考上述数据去施工,提高转动工具放到位置的能力。

1)、什么时候需要下入动力钻具调整井身轨迹:

①、井眼的井斜方位角不符合设计要求;

②、井眼的井斜角不符合设计要求;

③、利用转盘钻已经达不就是到合理调整井眼井斜角与井斜方位角的要求;

2)、下入什么样的钻具组合进行井身轨迹调整:

根据井眼轨迹调整需要的造斜率K来决定下入什么样的钻具组合,•一般来说需要按造斜率的大小选择钻具组合:

造斜率K在10°～15°/100米之间可以下入弯接头组合来完成;

造斜率K在15°～25°/100米之间可以下入单弯动力钻具完成;

造斜率K在25°～45°/100米之间可以下入双弯动力钻具完成;

造斜率要求不高,为了减少起下钻次数(在配合高效PDC钻头的情况下),可以下入DTU组合来完成;

3)、怎样确定造斜组合的装置角: