复杂结构井概念及其它

前言
前言
定向井、水平井、大位移井等复杂结构井的实施除涵盖 直井的项目外，还要进行以下专项设计及控制技术
总体优化技术 轨道优化设计控制技术 实现轨道的相关工艺技术 完井技术
内容
一、复杂结构井的概念及特点 二、携岩机理及影响因素分析 三、优快钻井的思路及关键环节 四、关键项目的设计方法
基本概念
一、复杂结构井的概念及特点
Hole Cross Section in High Angle Hole - No Rotation
AREA OF HIGHEST FLOW
DEAD ZONE
DRILL PIPE
DEAD ZONE
Cuttings Bed
钻具在转动时，将下落 的钻屑，抛进高速液流 区
Hole Cross Section in High Angle Hole with Rotation
Cuttings Delivery vs Pipe Rotation
Cuttings returned/Hole cleaning
钻具转速与井眼清洗实验曲线 推荐的钻具最低转动速度
0
50
100
150
200
Pipe Rotation, rpm
Hole Size Desirable Range (RPM)
171/2” 121/4” 97/8” 81/2”
120 – 180 150 - 180 120 - 150 70 - 100
Minimum to Clean Hole (RPM)
120 120 100 60
携岩机理及影响因素分析
表观粘度对岩屑清除的影响
携岩机理及影响因素分析
塑性粘度对岩屑清除的影响
✓在45到65°的井斜角范围内，岩屑开始形成一个 岩屑床，钻屑降落数英寸到井筒截面底部，岩屑 大多通过井筒低端运移出井，但是岩屑可以较容 易地被搅起来到流动区内。这个井斜范围内最显 著的特点是，当停泵时这些岩屑床会滑移至井底 。与直井相比，这明显改变了井眼清洁措施。
携岩机理及影响因素分析
岩屑运移分析
➢岩屑运动
65 ° ~90°
✓出现了一个完全不同的作业环境。此时钻屑落到井眼低端形成了一个长 的连续的岩屑床，钻井液在钻柱上部运移，此时需要通过人工搅动来移动 钻屑（不管泥浆的粘度和流速）。尽管岩屑床崩塌的难题消失了，这个环 境下井眼清洁更困难（即时间的消耗）。
携岩机理及影响因素分析
井眼清洗
在大井斜或水平井眼 内，钻具不转动时，钻 屑下落，离开高速液流 区
原因：井眼不易清洁
造成井眼清洁问题的因素主要包括： 1.水平井井斜角大，岩屑在自重作用下下沉，很容易形成岩屑床； 2.长水平段水平井岩屑上返过程中，路程长。 直井及普通定向井相关的工艺措施对水平井及大斜度定向井不适用，为什 么？需从携岩机理予以探讨！
Y31-2
营Y31-3
31-3
内容
一、复杂结构井的概念及特点 二、携岩机理及影响因素分析 三、优快钻井的思路及关键环节 四、关键项目的设计方法
Phar
dh2 d p2
PHAR>3.25属大井眼；PHAR<3.25属小井眼
➢钻柱设计：钻柱设计直接影响流速，钻柱设计可以改变而提高井眼清洁，
通过改进水力学特性并有效的激起岩屑。
➢井眼轨迹：控制在岩屑运移出井筒的过程中遇到各种流型的类型和位置。
携岩机理及影响因素分析
影响岩屑运移因素分析
钻进时保持井眼清洁，比清洗 脏的井眼更安全，容易，有效
一、复杂结构井的概念及特点
特点
管柱在井内的摩阻、扭矩问题
1.钻柱起钻负荷大，下钻阻力大 2.滑动钻进时加不上钻压，轨迹控制难度大，钻井施工困难，钻速低； 3.旋转钻进时扭矩大，导致钻柱强度破坏； 4.钻柱与套管摩擦，套管磨损严重，甚至被磨穿； 5.完井管柱下入困难，甚至下不到底，完井工艺复杂。
Measured Depth (m)
L EG END Torque Limit Rotate On Bottom 0 Rotate Off Bottom Tripping Ou0t Tripping In Slide Drilling
1000
2000
3000
4000
Torque (kN-m)
5
10
15
20
25
30
35
40
45
一、复杂结构井的概念及特点
携岩机理及影响因素分析
屈服值对岩屑清除的影响
携岩机理及影响因素分析
动塑比对岩屑清除的影响
携岩机理及影响因素分析
岩屑尺寸对岩屑清除的影响
携岩机理及影响因素wk.baidu.com析
岩屑浓度对于岩屑清除的影响
携岩机理及影响因素分析
定向井：按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻井的井。 水平井属于定向井家族的分支，它的最基本特点是设计的井眼轨迹同油层的 走向基本一致。其最大井斜度达到85°以上、且在目的层内维持一定长度的水平 或近水平井段。 大位移井主要是指位垂比大于2的定向井或水平井。 常规水平井目前已经形成配套的工艺技术，为油田的勘探、开发提供了技术 支持。 水平井特别是长水平段水平井、大位移定向井与常规的直井、普通定向井无 论在设计技术还是施工工艺上都有很大的差异。
携岩机理及影响因素分析
岩屑运移分析
➢岩屑运动
0~45°
井筒中岩屑抵消钻屑滑移速度带到地表，此时钻 屑需要降落上千米才能到达井底。井眼清洁通过钻井 液的流变性和流速来维持。当泥浆泵关闭时，岩屑通 过粘性钻井液悬浮，同时一些岩屑会沉淀。
0~45°
携岩机理及影响因素分析
岩屑运移分析
➢岩屑运动
45 ° ~65°
复杂结构井钻完
;Email:shaochangming. Tel:
二○一三年八月
前言
在多年的石油开发实践中，人们一直在探秘高效开发油 气藏的有效途径。于是，定向井、水平井等复杂结构井及旋 转导向、地质导向等先进钻井技术相继得到开发应用，并在 生产实践中发挥了巨大的作用，为进一步丰富油气藏开发手 段、提高油气藏开发利用率和采收率创造了条件。
AREA OF HIGHEST FLOW
Drill pipe rotation throws cuttings into high flow area
DRILL PIPE
DEA D ZON E
携岩机理及影响因素分析
影响岩屑运移因素分析
井眼尺寸：由于环空返速更低大的井眼尺寸会更难清洁，这在小尺寸清洗面 积中也必须考虑到。 大小井眼的定义