水平井井眼轨迹控制误差分析
水平井钻井技术难点及对策分析
水平井钻井技术难点及对策分析水平井钻井技术是一种在地下水平方向进行开采的钻井技术,主要用于增加油气井的开采面积和提高采收率。
水平井钻井技术也存在一些难点,需要寻找对策来克服。
水平井钻井技术的难点之一是井眼质量控制。
由于水平井的钻井过程中,井眼受到复杂地质条件和工程参数的影响,很容易出现井眼偏斜、横向位移过大等问题,导致钻井难度增加。
为了解决这一问题,可以采取以下对策:1.合理设计井眼轨迹。
在进行水平井钻井前,需要充分了解目标油层的地质情况,选择合适的井眼轨迹,并结合井口参数进行钻具、液体等工程参数的优化设计,减少对井眼的不良影响。
2.优化钻井工艺。
针对复杂地质条件,在水平井钻井的不同阶段,可采取不同的钻具、液体、压裂等技术工艺,以提高钻井质量和效率。
水平井钻井技术还存在高温、高压的技术难点。
水平井钻井常常用于深层油气开采,由于地下温度和地层压力的增加,井口温度和压力会显著升高,对钻井设备和人员安全带来隐患。
为了应对这一问题,可以采取以下对策:1.选用适应高温、高压环境的钻具和液体。
需要选择能够承受高温、高压的材料和工艺设备,以提高钻井设备的耐温、耐压性能。
2.加强井口安全防护。
在进行水平井钻井作业之前,需要对井口进行安全性评估,采取相应的安全防护措施,如加强井口装置和监控设备,确保井口设备和人员的安全。
1.选用适当的固井材料和技术。
固井是保障井眼完整性和井壁稳定性的关键环节,需要选用适合地质条件和工程要求的固井材料,并进行良好的固井设计和施工。
2.强化井壁稳定性控制。
通过优化水平井钻井参数,合理控制地层压力和流体压力,加强井筒支撑和井眼稳定措施,提高井壁的稳定性。
水平井钻井技术虽然具有很多优势,但也面临着井眼质量控制、高温高压及井壁稳定性控制等难题。
通过合理设计井眼轨迹、优化钻井工艺,选用适应高温、高压环境的钻具和液体,加强井口安全防护,选择适当的固井材料和技术,强化井壁稳定性控制等对策,可以有效解决水平井钻井技术难点,提高钻井质量和效率。
水平井井眼轨迹控制关键技术探讨
水平井井眼轨迹控制关键技术探讨【摘要】分析水平井井眼轨迹控制技术,首先从其个性化特征入手,明确概念界定,才能有助于针对性研究的实现。
【关键字】水平井眼轨迹,控制关键技术一.前言从水平井井眼轨迹控制技术的基本界定入手,探讨水平井井眼轨迹控制技术的技术特征,分析技术难点所在,着重着眼于水平井相较干定向井和多目标经的区别,提出具有水平井诸如井深剖面、目的层靶区要求等个性化的相关新概念。
最后对井眼轨迹控制的关键技术组成,包括水平控制技术和着陆控制技术等进行逐一具体而细致的分析研究。
二.水平井井眼轨迹控制技术的特征分析1.了解控制井眼轨迹,无论应用于定向井或是水平井,其最后的意义作用都是在于按照设计要求中靶。
明确目标所在对技术的具体应用无疑具有引路灯式的方向性作用。
2.相较于定向井等的区别认识水平井个性化概念操作。
概括其特征包括如下三方面:(一)相对于一般定向井水平井对于中靶的要求更高。
由于水平井一般是三维靶体.前端为矩形窗口,并呈水平、近似水平的与之接近的几何体,比如柱体、棱台等,或者为长方体。
故而,水平井的井眼轨迹不仅要求进入窗口,更要求避免进入水平井段时由于钻头穿出靶体而导致的脱靶现象。
(二)摆放工具面角难度系数大。
水平井斜井段不断延伸,随之井眼摩阻不断增大,导致钻具在井眼中不易转动。
工具面角的摆放问题尤其表现出难度所在。
(三)控制难度系数大。
因工具造斜能力的模糊性以及地质的不确定性和测量信息缺乏时效性等各种客观因素的制约,致使水平井中的水平井段控制和着陆控制难度大大增加。
3.由于水平井的本身特征所影响,针对于水平井的个性化相关概念特别值得注意:(一)中靶井眼轨迹中靶时进入的平面是个法平面(也称目标窗口,但中靶的靶区不是一个平面,而是个柱状体,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,使实钻轨迹点在进人目标窗口飞平而后的每个点都处在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(即人靶点的井斜角、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。
定向井井眼轨迹控制影响因素分析及对策
定向井井眼轨迹控制影响因素分析及对策井眼轨迹控制是在钻井过程中对井眼进行定向控制,使其达到设计要求的目的。
井眼轨迹控制的作用非常重要,可以保证钻井顺利进行,降低事故发生的风险,提高钻井效率。
在实际的油气钻井作业中,存在着影响井眼轨迹控制的各种因素,这些因素会对钻井作业造成一定的影响。
地质条件是影响井眼轨迹控制的一个重要因素。
不同的地层岩性、井段倾角和地层稳定性都会对井眼轨迹的控制造成困难。
在复杂地层条件下,钻井中会面临井眼塌方、地层崩塌等问题,导致钻头卡钻、井眼偏斜等问题。
钻井液的性能和使用情况也会对井眼轨迹控制产生影响。
钻井液的性能直接关系到井眼的稳定与否。
如果钻井液的密度、粘度和滤失控制得不好,就会导致井眼不稳定,甚至引发井眼塌方等问题。
钻井液的使用情况也会对井眼轨迹控制产生直接影响。
如果钻井液循环不畅,就会导致钻头切削效果差,进而导致井眼控制不住。
钻具的选择和操作技术也是影响井眼轨迹控制的关键因素。
不同的钻具类型适用于不同的井眼轨迹控制需求。
钻具的磨损情况、使用寿命等也会对井眼轨迹控制产生影响。
操作技术的熟练程度和操作水平也关系到井眼轨迹控制的效果。
如果操作不当,就会导致井眼偏斜、堵塞等问题。
针对上述影响因素,我们可以采取一些对策来改善井眼轨迹控制效果。
根据地质条件的复杂程度,可以采取合适的钻井工艺和井眼轨迹控制技术。
在遇到特殊地层时可以增加固井工艺的使用,提高井眼的稳定性。
钻井液的性能和使用情况对井眼轨迹控制至关重要。
需要选择合适的钻井液配方,并进行合理的循环,及时监测钻井液的性能指标,确保井眼的稳定。
钻具的选择和操作技术也是影响井眼轨迹控制的关键。
我们应该根据具体的井眼轨迹设计要求选择合适的钻具,并做好维护与保养。
要加强操作人员的培训,提高他们的技术水平和操作能力,确保操作的准确性和可靠性。
地质条件、钻井液的性能和使用情况、钻具的选择和操作技术都是影响井眼轨迹控制的重要因素。
只有针对这些因素采取合理的对策,才能够提高井眼轨迹控制的效果,保证钻井作业的顺利进行。
水平井井眼轨迹
水平井井眼轨迹控制技术水平井井眼轨迹控制工艺技术是水平井钻井中的关键,是将水平井钻井理论、钻井工具仪器和施工作业紧密结合在一起的综合技术,是水平井钻井技术中的难点,原因是影响井眼轨迹因素很多,水平井井眼轨迹的主要难点是:1.工具造斜能力的不确定性,不同的区块、不同的地层,工具造斜能力相差较大2.江苏油田为小断块油藏,油层薄,区块小,一方面对靶区要求高,另一方面增加了目的层垂深的不确定性。
3.测量系统信息滞后,井底预测困难。
根据以上技术难点,需要解决三个技术关键:1、提高工具造斜率的预测精度。
2、必须准确探明油层顶层深度,为入窗和轨迹控制提供可靠依据。
3、做好已钻井眼和待钻井眼的预测,提高井眼轨迹预测精度。
动力钻具选择一、影响弯壳体动力钻具造斜能力的主要因素影响弯壳体动力钻具的造斜能力的主要因素有造斜能力钻具结构因素和地层因素及操作因素三大类。
其中主要的是结构因素,其次是地层因素。
(一)动力钻具结构因素影响1.弯壳体角度对工具造斜率的影响单双弯体弯角是影响造斜工具造斜能力的主要因素。
在井径一定情况下,弯壳体的弯角对造斜率的影响很大,随着弯壳体角度的增大,造斜率呈非线性急剧增大。
2.弯壳体近钻头稳定器对工具造斜率的影响。
弯壳体近钻头稳定器的有无,对工具造斜率影响很大。
如Φ165mm1°15′有近钻头稳定器平均造斜率达到30°/100米,无近钻头稳定器平均造斜率仅为20°/100米左右,相差近50%。
如陈3平3井使1°30′Φ172mm不带稳定器单弯螺杆平均造斜率为25°/100米,井身轨迹控制要求,复合钻进后,滑动钻进,造斜率仅为16-20°/100米。
3.改变近钻头稳定器到下弯肘点之距离对工具造斜率的影响通过移动下稳定器位置可以改变近钻头稳定器至下肘点之距离。
上移近钻头稳定器可大大提高工具的造斜能力,并且在井径扩大程度较大的情况下,造斜能力的上升幅度比井径扩大较小时要大。
水平井井眼轨迹控制技术
水平井井眼轨迹控制技术(作者:___________单位: ___________邮编: ___________)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。
一、水平井的中靶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。
二、水平井增斜井段井眼轨迹控制的特点及影响因素对一口实钻水平井,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。
水平井钻井过程中的轨迹控制
水平井钻井过程中的轨迹控制作者:李积乾来源:《商情》2016年第24期【摘要】水平井具有在油层内穿行的距离长、泄油面积增大、单井产量高等一系列优点,是近年来钻井技术的一个新突破,在现场应用取得较好的成绩。
在水平井钻井过程,如何精确地控制水平井轨迹是关键,本文就此进行了研究和分析。
【关键词】水平井钻井轨迹控制一、水平井的概念分析(一)短半径水平井造斜率:1/m---10/m应用范围:水平位移不大的水平井钻具组合:特殊钻具组合(铰接马达、挠性钻杆等)测量工具:特殊的测量工具水平段长度:60m--120m完井:多数裸眼(二)中半径水平井造斜率:6/30m--20/30m应用范围:水平位移较大的水平井钻具组合:常规钻具(弯外壳,导向钻具组合)测量工具:常规测量工具(单点、多点、有线和无线MWD)水平段长度:300m----900m完井:常规完井技术,完井方式取决于油藏条件(三)长半径水平井造斜率:2/30m--6/30m应用范围:水平位移较大的水平井钻具组合:常规的钻具组合(弯接头,弯外壳,多稳定器钻具组合)测量工具:常规测量工具水平段长度:取决于可用的工艺技术水平完井:常规完井技术,完井方式取决于油葳条件(三)水平井的中靶概念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。
水平井井轨迹精准控制技术分析
具有相同地质意义。
而且现场对这四种模型形态有进行了精细化剖析,找出每种模型与岩性组合的对应关系,如陡升型对应的岩性组合为泥岩+细砂岩组合、台阶型对应岩性组合为泥岩+粉砂岩+细砂岩组合、缓升型对应的岩性组合为泥岩+泥质粉砂岩+粉砂岩+细砂岩组合及夹层对应的岩性组合为泥岩+粉砂岩(夹层)+泥岩+细砂岩组合。
图1 水平井着陆目的层精细划分及认识模型图(2)在渤海首次提出建立现场快速精细对比方法及预测技术。
以现场岩性识别为手段及优势,快速建立目的层岩性组合,然后与邻井目的层岩性组合及模型形态进行精细对比(图2),提高储层预测精度,该方法与传统标志层对比相比,距目的层更接近,预测控制精度高。
同时丰富了现场地层对比手段及方法。
图2 现场快速精细对比及预测1 水平井着陆过程中存在的问题渤海地区断层发育,深切生油岩的大断层是油气运移至中浅层通道,在形成圈闭时,断层与储层的耦合关系决定着油气聚集成藏,故油藏油气水系统复杂。
目的层中浅层明化镇组沉积相上属于极浅水三角洲沉积,储盖组合条件好,泥岩较发育,砂体厚度一般为5~15m,呈“泥包砂”特征。
基于储层特点,海上高效开发此类油气藏,必须以水平井为主,相比于定向井,水平井能有效扩大泄油面积,降低生产压差,提高单井产量和最终采收率,真正做到少井高产。
(1)水平井着陆目的层预测精度有限。
首先,中浅层明化镇组储层特征上看,受河控作用影响强,分流河道分叉,改道频繁,横向和垂向上变化快,储层夹层泥岩发育,储层厚度薄等特点,这使得传统标志对比与预测效果差。
其次,基于该类油藏成藏规律,断层发育,使得原有断续分布储层变得更加复杂,对比预测及地震跟踪难度大。
最后,目前该类油气藏储层地质信息预测,主要技术手段为地震反演解释,但受其自身技术局限,分辨率达不到精细油藏描述对单砂体的要求,故预测精度有限,对现场控制水平井成功着陆带来极大困难和隐患。
(2)着陆时带随钻测井曲线在井底处存在盲区。
受随钻测井仪器工艺决定,井底大约15m井段存在盲区,无法依据测井对其含油性及物性进行判别,故对于薄层油层水平井着陆影响较大。
水平井水平段轨迹控制
四、实例分析
施工措施
1.调整好前期轨迹,使在入A之前的造斜率较低。
2.控制入A井斜,尽量避免降井斜,与甲方及早沟通,使 轨迹较为平滑,当需要时也应尽可能控制幅度。 3.在水平段钻井时,要及时判断夹层,当判断钻遇夹层后 要尽量避免穿过夹层。
五、结论
弱胶结油层水平段的施工具有较大的难度,为保证水平段施工, 前期的井身轨迹需要尽量精确控制,因此根据直井段的数据修 真轨迹剖面数据十分重要 。
三、水平段轨迹控制难点及措施
3.2工具面的摆放问题
前期井身轨迹的影响,前期的井身轨迹控制出现问题,井眼轨迹
不够圆滑,出现大的狗腿度,造成钻具的扭矩过大,钻具扭矩 的释放也受到影响,给下一步的施工造成严重的影响。 地层的影响,如果存在复杂地层,比如存在缩径,掉块等造成井 眼不规则也容易引起扭矩,摩阻增大。
钻具结构不合理也会引起摩阻,扭矩过大 。
钻井液的影响,在水平井中岩屑的携带十分困难,如果钻井液性 能达不到要求,润滑性不够,携岩效果差,岩屑不能及时携带
出井,井壁不稳定等,由此引起摩阻扭矩过大 。
三、水平段轨迹控制难点及措施
3.2工具面的摆放问题 要控制好前期的井身轨迹 在前期的井眼轨迹控制中,要 尽量避免出现大的狗腿度,使井眼轨迹尽量保持圆滑,减少 因为轨迹引起的摩阻和扭矩 。
பைடு நூலகம்
增 斜 措 施
四、实例分析
---区块 砂层厚 度约20米 ,储层厚度 稳定,层内 发育有泥岩 隔层及钙质 夹层。厚度 1-2m 。
四、实例分析
施工分析
根据该区块施工的经验,在夹层之上钻进时,井斜能够 挑起,复合钻进时还有可能是增井斜的。但是一旦穿过夹 层,就就无法挑起井斜。 1.夹层之上油层物性稍差,胶结较好。夹层之下胶结疏 松。 2.由于夹层硬度较大,使钻具具有向下的趋势。
第6讲 水平井井眼轨迹控制技术
2. 工具造斜能力误差
» 因受地层、工具面摆放不到位、送钻不均匀及理 论计算误差等影响,工具造斜能力不能准确预测;
3. 轨迹预测误差
» 由于MWD离钻头有一定的距离引起的。
6.2 水平井找油方案
1. 导眼法
» 先打一导眼WD,探知油顶位置和油层厚度, 然后回填至合适高度增斜中靶。
W C
D
A
B
6.2 水平井找油方案
避免、减少井下复杂情况并可在一定程度上加以解除。
» 具体考虑:
• • • 使用“倒装钻柱” ; 为了防止卡钻事故,一般在套管内的钻柱中装震击器; 校核钻机提升能力,并对钻柱强度进行详细校核。
6.4 水平井着陆控制
着陆控制是指从直井段的造斜点开始钻至 油层内的靶窗这一过程。其技术要点有:
1. 工具造斜率的选择“略高勿低”;
第6讲 水平井井眼轨迹控制技术
• 6.1 轨迹控制过程中的误差来源
• 6.2 水平井找油方案 • 6.3 水平井底部钻具组合及钻柱设计 • 6.4 水平井着陆控制 • 6.5 水平井水平段控制
6.1 轨迹控制过程中的误差来源
1. 地质误差
» 地质靶点垂深的误差对水平井着陆控制造成很大 困难,当这种误差较大或在薄油层中钻水平井时 问题更为突出;
2. 应变法
» 以一定的稳斜角探油顶,探知油顶后,直接增 斜中靶,通过稳斜段长短对靶点垂深的补偿作 用消除地质靶点的不确定性
可能油顶位置1 可能油顶位置2 可能油顶位置3
d
opt
t
6.3 水平井底部钻具组合及钻柱设计
1. 底部钻具组合设计
» 水平井底部钻具组合设计的首要原则是造斜率原 则,保证设计组合的造斜率达到设计轨道要求并
涪陵页岩气田三维水平井井眼的轨迹控制技术
控制工作中,工作人员可以结合偏移距离变化和靶前位移变化,控制难度比较大。
1.3 三维眼井摩阻扭矩较大在三维水平井斜井段,需要适当的增斜和扭方位,在下钻和滑动钻钻进过程中,钻具很容易发生屈曲问题,钻具接触井壁之后会产生较大的摩阻扭矩,产生严重的托压问题,不利于向钻头传递钻压,降低了钻井速度,延长了定向钻的周期。
由于上孔的扭转方向增加了全角度变化率和摩擦扭矩,定向工具面无法放置在正确位置,在同一位置反复升降钻具,增加了定向钻进的难度,延长了定向钻进的钻进周期[1]。
2 涪陵页岩气田三维水平井井眼轨迹控制技术思路采用原有的井眼轨迹设计模式,不利于实现三维水平井优化和快速定向钻井。
其工作目标是使摩擦力矩最小。
在实际工作中,有必要对原始井眼轨迹类型进行优化,改进轨迹参数,优化三维井眼轨迹设计技术,以提高定向钻井速度。
因为三维井眼轨迹控制工作具有较大的难度,为了保障钻井的安全性,提高现场定向施工的便利性,需要利用精细控制措施,严格控制井段井眼轨迹,优化涪陵页岩气田三维水平井井眼轨迹控制技术,降低整体施工难度。
面临三维井眼摩阻扭矩较大的问题,工作人员可以利用降摩减扭工具,避免发生托压问题,利用三维井眼降摩减阻技术,高效控制三维井眼轨迹。
要想优化三维井眼轨道,工作人员需要合理选择三维井眼轨道,把握入窗时机,提高施工现场的操作性。
利用预目标位移,尽可能调整倾斜点,缩短稳定段长度,有效缩短钻进周期。
为了降低整体工作量,要在稳斜段改变方位。
结合降摩减扭的工作理念,优化轨道全角的变化率,控制稳斜段的井斜角[3]。
在实际应用中,将三维水平井轨迹分为六段。
在纠偏井段的井眼内设置二维增斜段,以保证增斜效果。
在稳斜边变方位井段,施工人员需要全力扭方位,有效减少工作量。
在边增斜边调整方位井段,应合理调整调整工具面,合理调整方位角。
在着陆段利用增斜入窗,合理调整参数。
3 涪陵页岩气田三维水平井井眼轨迹控制关键技术三维水平井偏移距比较大,同时也会增加变方位工作量,在大斜度井段调整方位难度较大,定向钻工作周期比较长,井眼轨迹缺乏圆滑性,将会影响到后续井下作业的安全性。
合水油田水平井井眼轨迹控制方法研讨
合 水 油 田区 域 属 伊 陕 斜 坡 西 南 段 ,局 部 构 造 位 于 庆 阳鼻 褶 带 ,构 造 形 态 为一 个 西 倾 单 斜 , 整 个 区域 内 未 见完 整 的 构 造 圈 闭 (图 1 o长 3段 、 侏 罗 系构 造 坡 度 平 缓 ,地层 倾 角 约 为 0.5。 0.8。, 局 部 有 微 弱 鼻 状 构 造 ,构 造 对 油 气 有 一 定 的 控 制 作 用 .油气 圈 闭 同 时受 沉 积 相 带 、物 性 变 化 所 控 制 ;长 6段 、长 8段构造对油气没有明显的控制 作 用 , 为典 型 的岩 性 油 藏 ,构 造 坡 度 平缓 ,地 层 倾 角 约 为 0.5。~0.7。,局 部 有 微 弱 鼻 状 构 造 ,鼻 轴 长 50~60km 、宽 3~5km,这 些 鼻 状 构 造 对 油 气富集起到一定 的控制作用 。经钻井揭示 ,合水 油 田地 层 自下 而 上 分 别 为 二三叠 系 延 长 组 ,侏 罗 系 富 县 组 、延 安 组 、直 罗 组 、安 定组 和 白垩 系 洛河 组 、华 池 组 、环 河 组 。
钻 头 从 泥 岩 进 入 油 层 顶部 时 ,钻 速 会 明显 变 快 , 由之 前 的 60~80r/min变 为 80—100r/min, 由于 合 水 油 田 目的 层 多 为 泥 岩 、页 岩 和砂 岩 、泥 质 砂 岩 互 层 (图 2),钻 速 会再 次变 慢 。在现 场 的 定 向 人 员 往 往 会 怀 疑 钻 头 进 入 油 层 底 部 的 泥 岩 层 。根 据 目前 完 钻 的 油 井 ,在该 区域 钻速 从 泥 岩 进 入 油 层 后 都 会 m 现慢 一 快 一 慢 一 快 的情 况 , 当 出现 最 后一 个 快 钻 速 时 ,才是 真 正进 入 厚 油 层 。 1.1.3 定 向仪 器对 油 层顶 深 判 断 的影 响
水平井井眼轨迹控制
水平井井眼轨迹控制第一章水平井的分类及特点 (2)第二章水平井设计 (4)第三章水平井井眼轨迹控制基础 (8)第四章水平井井眼轨迹控制要点 (13)第五章水平井井眼轨迹施工步骤 (21)第一章水平井的分类及特点水平井的概念:是最大井斜角保持在90°左右(大于86°),并在目的层中维持一定长度的水平井段的特殊井(通常大于油层厚度的6倍)。
一、水平井分类二、各类水平井工艺特点及优缺点三、水平井的优点和应用1、开发薄油藏油田,提高单井产量。
2、开发低渗透油藏,提高采收率。
3、开发重油稠油油藏,有利于热线均匀推进。
4、开发以垂直裂缝为主的油藏,钻遇垂直裂缝多。
5、开发底水和气顶活跃油藏,减缓水锥、气锥推进速度。
6、利用老井侧钻采出残余油,节约费用。
7、用丛式井扩大控制面积。
8、用水平井注水注气有利于水线气线的均匀推进。
9、可钻穿多层陡峭的产层。
10、有利于更好的了解目的层性质。
11、有利于环境保护。
第二章水平井设计一、设计思路和基本方法:简而言之,就是“先地下后地面,自下而上,综合考虑,反复寻优”的过程。
二、水平井靶区参数设计与定向井不同,水平井的靶区一般是一个包含水平段井眼轨道的长方体或拟柱体。
靶区参数主要包括水平段的井径、方位、长度、水平段井斜角、水平段在油藏中的垂向位置、靶区形状和尺寸。
1、水平段长度设计设计方法:根据油井产量要求,按照所期望的产量比值(即水平井日产量是临近直井日产量的几倍),来求解满足钻井工艺方面的约束条件的最佳水平段长度值。
约束条件主要有钻柱摩阻、扭矩,钻机提升能力,井眼稳定周期,油层污染状况等。
2、水平段井斜角的确定应综合考虑地层倾角、地层走向、油层厚度以及具体的勘探开发要求。
βα±︒=90H ,β为地层真倾角当地层倾角较大而水平段斜穿油层时,则应考虑地层视倾角的影响,[])cos(90HH d tg arctg Φ-Φ-︒=βα, d Φ为地层下倾方位角,H Φ为水平段设计方位角 3、水平段垂向位置确定油藏性质决定了水平段的设计位置。
水平井钻井过程中的轨迹控制
水平井钻井过程中的轨迹控制作者:王家强来源:《环球市场信息导报》2014年第06期水平井是近年来钻井技术的一个新突破,它具有在油层内穿行的距离长、泄油面积增大、单井产量高等一系列优点。
在水平井钻井过程,如何精确地控制水平井轨迹是关键,该文主要对此进行研究,提出了建设性的意见。
一、水平井分类短半径水平井。
造斜率:1/m---10/m应用范围:水平位移不大的水平井钻具组合:特殊钻具组合(铰接马达、挠性钻杆等)测量工具:特殊的测量工具水平段长度:60m--120m完井:多数裸眼中半径水平井。
造斜率:6/30m--20/30m应用范围:水平位移较大的水平井钻具组合:常规钻具(弯外壳,导向钻具组合)测量工具:常规测量工具(单点、多点、有线和无线MWD)水平段长度:300m----900m完井:常规完井技术,完井方式取决于油藏条件长半径水平井造斜率:2/30m--6/30m应用范围:水平位移较大的水平井钻具组合:常规的钻具组合(弯接头,弯外壳,多稳定器钻具组合)测量工具:常规测量工具水平段长度:取决于可用的工艺技术水平完井:常规完井技术,完井方式取决于油葳条件中靶概念提出。
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,也就是我们所讲的矢量中靶,控制井眼轨迹的最终目的都是要按设计要求中靶。
二、水平井增斜井段井眼轨迹控制的特点及影响因素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,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是:①实钻轨迹点的位置超前,相当于缩短了靶前位移。
浅谈水平井井眼轨迹控制技术
1以转 盘钻 为主 的水平 井 井 眼轨迹 控 轨迹的有效控制 。
段。
一
该井段 。 二 是定 向造斜 段 的施 工用 常规 动力 钻
具、 弯接头 或弯套动力 钻具 的方 式进行 。应 选择合 适的弯接头 或弯壳体度 数 , 使实 际造 斜率尽 可能地 接近设 计造 斜率。 井斜 角应 达 到1 0 - . 1 5  ̄  ̄ 转盘钻进 , 以利 于待钻井段增 斜
一
制
三是对 地质 设计 靶区垂 深误 差要 求在 5 - l O m、而平 面误 差大于 5 m的水 平探 井和 水平开发井 , 以转 盘钻钻具组 合为 主要 钻进 方式 , 可采 用大排 量来 提高携 岩能 力 , 以两 套 转盘钻钻具组 合用二至 三趟钻钻完 5 0 0 m 左 右的水平井段 。 四是对地 质设 计靶 区垂 深误 差要求 在 5 m之 内 、而平面误差也小 于 5 m的水平井 , 采用 1 。 左右 的单 弯动力钻具 或 D T U导 向钻 具与 转盘钻 钻具 组合 相结合 的方 式钻水 平
是长 半径水 平井 使用 常规 定 向井工 1 . 1以转盘钻为 主的水平井井 眼轨迹 控 具 , 用 转盘钻方式进 行增斜井 段 的井 眼轨迹 制 主要 思路 控制, 通过精 心设 计钻 具组合 , 合理 调整 钻 在 以转盘 钻为 主 的水 平井 井 眼轨迹 控 井 参数 , 可 以实现 有控 制地 强增斜 、 微增 斜 制中, 采 用两层 技术 套管 的井 身结构 , 对 于 以及 比较稳定 的增斜 率 , 调整 钻井参数 的核 井下 的安全有 了充 分的保 障 , 但是 在经济 上 心是钻压 。 却处 到劣势 。通过 总结实践经 验 , 逐渐认 识 二 是在  ̄ 5 4 4 4 . 5 m m 井 眼 中 , 采 用 到: 采用 这种井眼轨迹 控制模 式应 当简化 井 d  ̄ 2 2 8 . 6 m m和  ̄ 2 0 3 . 2 m m钻铤组成 的增斜钻 身结 构 , 整个增 斜井段 采用单 一的 中3 1 1 a r m 具 组合 ,能够 获得 4 . 5  ̄0 m的 比较稳 定 的 井 眼尺寸。在此基础上 , 将 这种模式定型为 : 增 斜率。 但若用柔性更 强的组 合来实现更高 是充分 利用 成功 的高压 打直 技术 , 严格 的将造 斜点前 的直井段井 眼 斜 率 曾达到 1 1 . 3  ̄ / 3 0 m,而 且 因转盘 扭矩 过 轨迹 控制在允许范 围之 内 , 快速 优质地钻 完 大 , 极易造成钻具事 故。
井眼轨迹测斜计算方法误差分析
第 6期
文章 编 号 :635 0 (0 60 —0 20 17 —0 5 2 0 )60 4 —4
井眼轨迹测斜计 算方法误 差分析
陈炜 卿 ,管 志 川
( 国石 油 大学 石 油工程 学 院 , 东 东营 2 7 6 ) 中 山 50 1
摘薹 : 通过数值方法构造 了用于井眼轨迹测斜计算方 法对 比分析 的参考 曲线 , 获得 了测斜计算 误差 分析 的参考条 件 。在此基础上对 常用的平均 角法 、 校正平均角法 、 平衡 正切 法、 小 曲率 法 、 最 弦步法 以及它 们的平 均井 眼位置 的 误差进行 了对 比分析。结果表明 , 无论 哪种 测斜计算 方法 , 所表现 出来 的误差 特性都很 相似 , 均遵 性不强 , 与典型 的随机误 差 的散 点 图相 比, 更偏 向于 系统误差 的
c l t n me h d ' ro s h v h i lre r rc a a trsis u ai t s e r r a e t e s o o mi r o h r c e i c .Th u v y c lu a in e r rt k s l e r v r t n tn e c a t es r e ac lt r o a e i a a i i e d n y o n ao
Ab ta t sr c :By u eo u r a t o s f me i l n c me h d,ak n frf r n ec r ec ud b o sr ce oa ay e t e e r r fWel a h s r id o ee e c u v o l e c n tu t d t n lz h ro l p t u — o
( o ee fPto u E g eig i C iaUnvr t erl m ,D nyn 5 0 1 h n ogP oic ,C ia C lg e l m n ter hn iesyo P t e l o re n n n i f ou og lg 2 76 ,S a d n rvne hn )
水平井井眼轨迹控制技术探讨
甘肃省工业绿色低碳转型升级课题(项目编号:G GLD -2019-038; G G LD >2019_060)。
2020-04-13张光生(1981-),男,讲师,硕士,安徽天长人,2012年毕业于西安石油大学油气井工程专业,研究方向:油田化学技术。
第49卷第8期 辽 宁化工 Vol .49, No .82020年 8 月 Liaoning Chemical Industry _______________________________August , 2020水平井井眼轨迹控制技术探讨张光生\张红丽2,朱秀兰\杨曰丽1(1.陇东学院能源工程学院,甘肃庆阳745000;2.中国石油川庆钻探长庆钻井总公司第二工程项目部,甘肃庆阳745001 )摘 要:在水平井钻井施工过程中,往往因为地层的不确定、轨迹预测误差、地质导向误差、工具造斜率误差、靶体偏差等因素影响,造成实钻轨迹偏离设计轨道,甚至无法正常施工。
通过对水平并井眼轨迹控制技术的主要影响因素展开讨论,着重探讨水平井耙前距和偏移距的处理、人窗找油的控制、井眼轨迹设计等关键控制技术的影响;简述了水平井轨迹控制的要点,以降低水平井施工困难,缩短建井周期,提高经济效益。
关键词:耙前距;偏移距;负位移;井眼轨迹设计中图分类号:TE355 文献标识码:A 1水平井的施工现状水平井井眼轨迹控制是施工关键技术。
随着水平井广泛开采开发,因区块地质情况的异同,致使水平井在井眼轨迹控制中遇到各种复杂问题。
由于各类因素的影响,水平井的实钻轨迹总会偏离设计轨道[1],具体原因如下1.1地层的不确定性由于实钻地质情况复杂多变,设计的油层垂深与实际的油层垂深存在误差,给水平井人窗着陆控制造成干扰[2],因而实钻井眼轨迹需随地质情况变化需及时调整钻进方向、方位,致使轨迹剖面不平滑。
1.2轨迹预测误差滞后的测量数据影响井眼轨迹及地质导向的测量、调整。
在钻进过程中,需根据测得的滑动情况、井斜和方位,预测轨迹控制,并确定是复合钻进还是滑动定向。
水平井钻井的轨迹控制技术
水平井钻井的轨迹控制技术作者:范明哲来源:《环球市场信息导报》2014年第11期水平井是近年来钻井技术的一个新突破,它具有在油层内穿行的距离长、泄油面积增大、单井产量高等一系列优点。
在水平井钻井过程,水平井钻井的轨迹控制技术是关键,该文主要是对如何精确地控制水平井轨迹进行研究,并提出了建设性的意见。
一、我国当前钻井中的水平井分类短半径水平井。
造斜率:1~10/m应用范围:水平位移不大的水平井钻具组合:特殊钻具组合(铰接马达、挠性钻杆等)测量工具:特殊的测量工具水平段长度:60~120m完井:多数裸眼中半径水平井。
造斜率:6/30~20/30m;应用范围:水平位移较大的水平井;钻具组合:常规钻具(弯外壳,导向钻具组合);测量工具:常规测量工具(单点、多点、有线和无线MWD)水平段长度:300~900m完井:常规完井技术,完井方式取决于油藏条件长半径水平井造斜率:2/30~6/30m;应用范围:水平位移较大的水平井钻具组合:常规的钻具组合(弯接头,弯外壳,多稳定器钻具组合)测量工具:常规测量工具水平段长度:取决于可用的工艺技术水平完井:常规完井技术,完井方式取决于油葳条件中靶概念提出。
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,也就是我们所讲的矢量中靶,控制井眼轨迹的最终目的都是要按设计要求中靶。
二、水平井增斜井段井眼轨迹控制的特点及影响因素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,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是:实钻轨迹点的位置超前,相当于缩短了靶前位移。
- 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、"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、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)。
Mine Engineering 矿山工程, 2016, 4(4), 144-148Published Online October 2016 in Hans. /journal/me /10.12677/me.2016.44022文章引用: 张瑞平, 高飞, 许倩, 郑红军, 蒋天涯, 苗青. 水平井井眼轨迹控制误差分析[J]. 矿山工程, 2016, 4(4):Error Analysis of Horizontal Well Path ControlRuiping Zhang 1, Fei Gao 2, Qian Xu 1, Hongjun Zheng 1, Tianya Jiang 1, Qing Miao 11CNPC Xibu Drilling Directional Drilling Technology Services Company, Urumqi Xinjiang 2Xinjiang Oil Field Co. Development Corporation, Karamay XinjiangReceived: Sep. 30th , 2016; accepted: Oct. 14th , 2016; published: Oct. 19th , 2016Copyright © 2016 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractWith many new directional wells and horizontal wells (such as Multilateral wells, Cluster wells, ERW, SAGD, Fire Flooding wells) application, the geological environment is becoming more com-plex. The accuracy requirement of monitoring and controlling the trajectory of horizontal well in drilling is higher and higher, especially in the old wells and ultra dense marginal reservoirs wells. Due to the environment, the precision of the instrument, the change of the magnetic field, and so on, the influence of the factors on the measuring instrument in the measuring process is measured. So there is deviation between the real drilling trajectory and design trajectory. By recognizing the importance of measuring instrument error on trajectory control, this error can be reduced in slim hole trajectory control, and it also can improve the control precision of the well trajectory. It can reduce the risk of well drilling and improve the accuracy of the target. It has great realistic signi-ficance to field operation.KeywordsTrajectory Control, Horizontal Well, Measurement Error, SAGD水平井井眼轨迹控制误差分析张瑞平1,高 飞2,许 倩1,郑红军1,蒋天涯1,苗 青11中国石油西部钻探定向井技术服务公司,新疆 乌鲁木齐 2新疆油田公司开发公司,新疆 克拉玛依张瑞平等收稿日期:2016年9月30日;录用日期:2016年10月14日;发布日期:2016年10月19日摘要随着诸多新型定向井、水平井(如分支井、丛式井、大位移井、绕障井、SAGD水平井、火驱井等井型)的应用,所钻遇的地质环境日趋复杂,在井眼密集的老区和超薄边际油层钻井中,对水平井井眼轨迹监测与控制的精度要求越来越高。
由于随钻测量仪器在测量过程中由于受到环境、仪器精度、磁场变化等因素影响,实钻井眼轨迹就会与设计轨道产生偏差。
认识测量仪器误差对轨迹控制的重要性,减小井眼轨迹控制的误差,提高井眼轨迹的控制精度,可以有效降低井眼防碰的风险,也可以提高水平井的中靶精度,对水平井的现场施工具有重要的指导意义。
关键词轨迹控制,水平井,测量误差,SAGD1. 前言随着石油钻井业的飞速发展,油气田勘探开发的不断深入,定向井、水平井成为目前石油勘探开发的最主要开采方式,定向井钻井技术作为实用而且有效的钻井方法,在钻井工程中得到了快速的发展。
但井眼在地表之下,无法用肉眼进行观察,只能间接的通过测量仪器对井眼轨迹进行测量,通过分析计算测量的数据了解到井下的情况。
近年来,虽然随钻测量技术、测井技术得到了快速发展,一定程度上提高了实钻轨迹的控制精度,但随钻测量仪器在测量过程中由于受到环境、仪器精度、磁场变化、测量仪器位置以及最后对数据的计算方法等因素影响[1],实钻井眼轨迹就会与设计轨道产生误差。
实际钻出的定向井、水平井井眼轨迹是一条空间曲线,轨迹某点测量数据包括井深、井斜角、方位角3项基本参数;把相邻两测点间井眼轨迹假设不同曲线形式,使用相应的数学计算方法[2],计算出实钻井眼轨迹。
由于假设条件和数学算法的不同,到目前为止,国内外已经提出的轨迹计算方法有20多种,所有这些方法的计算结果都不一致,且没有一种计算方法可以完全准确地计算出真实的井眼轨迹曲线。
目前国内普遍使用轨迹计算方法是最小曲率法和圆柱螺线法。
实钻轨迹中测量取得参数中井斜角和方位角是测量的关键参数。
方位角在水平井轨迹控制中扮演着重要的角色。
方位角是靠磁性测斜仪测量出,为了监测和控制井眼轨迹,必须将井眼轨迹归算到同一个坐标系内,这将涉及到磁偏角和子午线收敛角。
假设某油田的子午线收敛角为2˚,这对于水平位移为1000 m的水平井,如果钻井中不考虑子午线收敛角的影响,实钻井眼轨迹的在水平方向上将会产生超过34.9 m 的偏差。
由于实钻井眼轨道的误差,可能发生井眼相碰或不能钻达设计目的油气藏,导致钻井事故发生或钻穿油气层。
2. 特殊井对轨迹控制技术要求SAGD水平井:SAGD井组对轨迹控制要求:生产井(P井)A点垂深以上20~30 m,要求井斜角不得超过60˚,狗腿度小于3˚/30m;注气井I井在水平段开始就与已完钻的P井的轨迹平行垂向距离始终控制在5 m (误差±0.5 m),水平方向偏移量控制在±1 m。
火驱油:火驱井轨迹控制技术要求是:水平井水平段靶区B点与直井间距离在3 m以内且不能打穿。
“U”型井:轨迹控制技术要求是:实现水平井与直井(洞穴井)的连通。
张瑞平 等3. 井眼轨迹控制的误差分析现场获得实钻井眼轨迹[3]的操作分为两个步,第一步是测斜,测出井眼轨迹上多个点的测斜数据;第二步是计算,把测斜数据输入轨迹计算软件,计算出井眼轨迹曲线。
下面主要分析在测斜过程中,导致测量数据出现误差,以至于对井眼轨迹控制的影响。
3.1. 测斜仪器精度的影响测斜仪器因工作原理、制造工艺和功能不同而影响仪器精度误差,仪器自身系统误差是普遍存在且无法被消除的。
无论是MWD 、电子多点还是陀螺仪器都存在此项误差。
因各类测斜仪器精度不同的影响,所产生的测量误差也会不同。
表1介绍了目前公司常用的几种仪器精度对比。
3.2. 方位角的影响及校正在钻井中,井眼轨迹方向在水平面上的投影与磁北方向之间的夹角为方位角。
由于存在不同的基准,所以有不同的方位角。
目前,在施工现场定向井、水平井的井口、目标靶区位置几乎都是用高斯投影坐标来表示的,所以用于轨迹计算的方位角必须以网格坐标为参照。
在使用磁性测斜仪测量数据时,测得的方位角需要对磁偏角和子午线收敛角[4]进行校正才能参与井眼轨迹的计算。
方位角的校正公式为:s ϕϕδγ=+− 式中:ϕ——经过校正之后的方位角;s ϕ——磁性测量仪器测得的方位角;δ——磁偏角;γ——子午收敛角。
磁偏角和子午收敛角都是随着时间和地区的不同在变化的动态值。
当前方位的磁偏角校正已经在我国各油田普遍推行,而子午收敛角的校正在某些油田仍然被忽略。
如一口定向井设计水平位移为1500 m ,靶区半径为25 m ,该井所在位置的子午收敛角为1˚,而在现场轨迹控制过程中,对方位角只进行了磁偏角较正,没有进行子午收敛角校正,以致计算出的井眼轨迹在靶点处的误差将达到26.2 m ,将很难命中靶区。
因此进行子午收敛角校正是非常必要的,该对水平位移越大的井,越是重要。
3.3. 磁干扰磁性测斜仪器如果测斜环境磁场受到干扰,测出的方位角和磁性工具面不能够真实反映实钻轨迹。
要想得到准确的测量数据,就必须要使得测量仪器处于一个没有磁场干扰的环境。
施工现场磁干扰影响因素有:1) 仪器和套管距离太近,仪器探管距常规钻具太近;2) 地层含磁性矿物质,如钻遇含有磁铁矿地层时;3) 邻井套管的影响;4) 钻具在地磁场作用下发生磁化。
在定向钻井现场使用无磁钻铤或者钻杆来保证测量仪器处在无磁环境之中,减少来自外界磁场的干扰。
磁干扰防范措施:1) 探管在无磁钻挺中处于合适位置;2) 对照行业标准SY/T5619-1999《定向井下部钻具组合设计方法》[5],根据测量井段的井斜角和方位角来选择无磁钻挺的长度,从而降低钻具产生的磁场环境对测量探管的磁干扰。
Table 1. MWD instrument accuracy comparison table 表1. 常用的几种仪器精度对比表序号 仪器类型 测量精度井斜精度 方位精度 工具面精度1 电子单多点 ±0.2 ±1 ±1.5 2 海蓝48R ±0.1 ±1 ±13 哈里伯顿FEWD ±0.2 ±1 ±1.54 恒泰MWD ±0.2 ±1 ±1.5 5GE-MWD±0.1±0.25±0.25张瑞平等3.4. 测量仪器不对中误差的影响在井眼轨迹测量中,如果使用测井仪器在裸眼中测量,由于仪器外径比井眼的直径小很多,探管总是靠在井壁的一侧,而实钻的裸眼井壁是不规则,此时测量得到的井眼轨迹参数会出现较大的误差。