定向井轨迹控制技术(课件)

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SRO地面记录陀螺
一、直井段轨迹控制技术
9、直井段的水平位移的标准值 (SLQB)
井深 m 0-1000 -1500 -2000 水平位移≤m 探井 30 40 50 开发井 20 30 40
-来自百度文库500
-3000 -3500
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一、直井段轨迹控制技术
满眼钻具一般是由几个外径与钻头直径相近的稳 定器(3~5个)与一些外径较大的钻铤所组成。 它的防斜原理基本上有两条。一是由于此种钻具 比光钻铤的刚度大,并能填满井眼,因而在大钻 压下不易弯曲,能保持钻具在井内居中,减小钻 头倾斜角,所以能减小和限制由于钻柱弯曲产生 的增斜力。二是在地层横向力的作用下,稳定器 能支承在井壁上,限制钻头的横向移动,同时能 在钻头处产生一个抵抗地层力的纠斜力。为了发 挥满眼钻具的防斜作用,在钻具上至少要有三个 稳定点,即除靠近钻头有一稳定器外,其上面应 再安放两个稳定器才能保持有三点接触井壁。
一、直井段轨迹控制技术
8、直井段井斜单点监测及相应措施 在直井段钻进过程中,根据实际情况及时进行井斜角的中 途监测,发现井斜超标立即采取措施。 特别是对于丛式井,更要加密检测。如果井口井距较小 ≤3m,建议第二口井使用陀螺测斜仪测量数据。 直井段可在二开后每隔500米监测1次, 如果发现井斜超标要及时测多点,检 查直井段的偏移情况。 在中途监测过程中如果发现井斜,根 据实际情况,可采用减压吊打纠斜、 弯接头或弯壳体螺杆反方位侧钻纠斜 等措施。
一、直井段轨迹控制技术
3、造斜点深度大于1000m,采用塔式钻具或 刚性满眼钻具组合。 扶正器和钻铤未进入地层前吊打50m,逐渐 加至设计钻压。钻至距造斜点100m时,轻 压吊打控制井斜角不大于2°。 满眼钻具结构: 钻头+螺旋扶正器+钻铤×1根+螺旋扶正器+ 钻铤×1根+螺旋扶正器+钻铤×(1—3)柱 +加重钻杆+钻杆
一、直井段轨迹控制技术
4、钻水泥塞时要采用轻压吊打方式钻穿,以防 止出水泥塞就发生井斜,影响下一步定向施工。 钻进参数: 121/4〃井眼吊打钻压50-80KN 81/2〃井眼吊打钻压30-50KN 6〃井眼吊打钻压10-20KN(较少) 胜利油田一般在明化镇组地层井段(1000m左 右)容易实现打直井段的要求,可用常规方法 快速钻进。
钻具及钻进参数因素对井眼轨迹的影响
定向井钻井参数的优选 钻具组合选定后,然后选择钻井参数并在 钻井过程中适当调整。 基本钻井参数包括:钻压、转速和泥浆排 量。 钻井参数优选的原则是:满足井眼轨迹要 求,并尽量做到快速钻进。
定向井轨迹控制基本原则
通过选择钻具组合, 优选和调整钻进参数, 使井眼沿预计的轨迹 前进, 最终钻达目的 层, 实现中靶。这是定向井轨迹控制的核心。
一、直井段轨迹控制技术
10、直井段的全角变化率的标准值 (SLQB)
井深 m 0-1000 1001-2000 2001-3000 3001-4000 全角变化(°/25m) <3000m >3000m 1.50 1.75 2.00 1.25 1.5 1.75 2.25
4001-5000
5001-6000
2.50
3.50
二、定向造斜段轨迹控制技术
在直井段钻井轨迹符合设计要求的条件下,就可 进行定向造斜井段钻进。定向前首先必须熟悉设 计数据。 定向井的定向工序: ① 造斜点KOP的深度 ② 设计造斜率,选择何种定向造斜组合。 ③ 设计井斜角、方位角。 ④ 本地区磁偏角 ⑤ 借阅有关资料,了解本地区的井斜及方位漂移 ⑥ 了解本井周围的防碰井情况。
一、直井段轨迹控制技术
5、多点测斜要求: ①两测点间的测量间距不大于30m。 ②直井段钻完后,采用多点测斜仪系统测量一 次。在有磁干扰的井段应进行多点陀螺测斜。 ③根据测斜数据进行井眼轨迹计算并绘制水平 投影图和垂直剖面投影图。 一开开钻要直,导管和表层套管的喇叭口要居 中,与井口、天车中心点偏差不大于10mm。
二、定向造斜段轨迹控制技术
定向井的定向工序: ⑦ 根据设计及借阅资料做出相关图形。 ⑧ 根据设计造斜率选择合理的定向工具。 ⑨ 根据设计情况及时调整井下钻具组合。 ⑩ 做好中靶的预测。
二、定向造斜段轨迹控制技术
(一)、定向造斜钻具的组合及方法 1、目前钻井现场常用的定向造斜钻具组合 (1)、定向弯接头造斜钻具组合 A:钻具结构:钻头+螺杆动力钻具+定向弯 接头+无磁钻铤+钻杆 如8-1/2″井眼常用组合: 8-1/2″钻头+6-1/2″(6-3/4″)螺杆动力钻具 +6-1/4″ 1°~2.75°定向弯接头+6-1/4″无 磁钻铤*9~18米(根据实际情况选择)+5″钻 杆
半定量阶段。由于地下情况异常复杂,地层力的分析目前
暂局限于具有一定规律性的地层,其目的在于确定出地层 反作用在钻头上的侧向力。
地层因素对井眼轨迹的影响
①钻头通过软、硬交错的地层,通常倾向于垂直地层层面 钻进; ② 如果层状地层倾角大于45°,通常钻头倾向与地层层 面钻进; ③ 如果预计钻进方向同于地层上倾方向,方位将按钻头 自然漂移趋势漂移,而井斜将增加很快;如果预计钻进方 向在地层上倾方向的左边,钻头将向右漂移;如果预计钻 进方向在地层上倾方向的右边,钻头将向左漂移。 ④ 一般来说,上部地层倾角不大,比较疏松,方位漂移 不大;而下部地层有一定倾角,且结构致密,方位漂移较 大。钻头钻遇砾石层,方位漂移较严重。 总而言之,对地层因素对钻头漂移的影响的认识,还很不 充分。一般来说,对某一地区地层自然漂移影响的认识有 一个摸索的过程,只有多实践、勤思考、善总结,才能做 到较好地利用地层因素为轨迹控制服务。
一个优秀的定向井工程 师的追求目标, 除了 中靶外, 还要钻出良好的井眼轨迹并保证优 质、 快速钻进。
井眼轨迹控制的内容
优化钻具组合、优选钻井参数、采用先进的 井下工具和测量仪器、利用计算机进行井眼 轨迹的预测和检测、利用地层的方位漂移规 律、避免井下复杂情况等等。 轨迹控制贯穿钻井作业的全过程,它是使实 钻井眼轨迹沿着设计轨道钻达靶区的综合性 技术,也是定 向井施工中的关键技术之一。 井眼轨迹控制技术按照定向井的工艺过程, 可分为直井段、造斜段、增斜段、稳斜段、 降斜段和扭方位井段等控制技术 。
一、直井段轨迹控制技术
一、直井段轨迹控制技术
钻压对稳定器的位置影响很大。当钻压增大时 (在同一弯曲状态时),切点下移,稳定器也应 随之下移,否则会在稳定器以下形成切点,这就 是常使钟摆钻具失效的原因之一。反之,钻压减 小时,切点上移,稳定器也应上提,以发挥钟摆 钻具的作用。 井眼斜度也有影响,斜度大,在钻具自重作用 下易与井壁接触,因而切点相对低些,稳定器位 置也应随之下降些。 另外,随着稳定器与井眼间隙增大,稳定器位 置也要相应下移。这是因为在相同钻压下,间隙 越大,稳定器的效果越差,若间隙过大时下部钻 具也容易与井壁形成新的切点。
一、直井段轨迹控制技术
所谓塔式钻具就是在钻柱下部使用几段 变径的钻铤,紧接钻头处的钻铤直径最大, 往上直径递减,其形如塔一样,故取名为 塔式钻具。这种钻具的特点是下部钻具的 重量大,刚度大,重心低,与井眼的间隙 小。这样,一方面能产生较大钟摆力来防 止井斜,另一方面是稳定性好,有利于钻 头的平稳工作
一、直井段轨迹控制技术
塔式钻具也是国内外比较广泛使用的一种 防斜钻具。实践证明,塔式钻具钻出的井 眼比较规则,井斜变化率不大。 这种钻具对于井径易扩大的地层(如松软 地层、盐岩层等)特别有效,因为在这类 地层中由于井径扩大,使带稳定器的钻具 (钟摆钻具、满眼钻具等)起不到扶正和 填满的作用,防斜作用很差。
一、直井段轨迹控制技术
防斜作用: ① 在垂直或接近垂直井眼中钻具的防斜作用[ ② 增斜时钻具的防斜作用 ③ 减斜时钻具的作用 总的来说,满眼钻具由于具有刚性大和填 满井眼两个特点,在直井中当地层横向力 不大时,能保持直眼钻进,在钻遇增斜或 减斜地层时也能有力地控制井斜变化率, 使井斜不致过快地增大或减小,不会形成 狗腿或键槽等影响井身质量的隐患。
定向井轨迹控制技术
主讲人:张强
影响定向井井眼轨迹的主要因素
地质因素;岩石可钻性,不均匀性及其各向
异性,地应力以及地层倾角和倾向等; 钻具因素:下部钻柱组合、钻井参数;钻头 类型及与地层的相互作用。 井眼轨迹变化是上述诸因素互相作用和平衡 的结果。
地层因素对井眼轨迹的影响
井眼轨迹是通过钻头与地层的相互作用形成的。很明显, 同一套钻具组合在不同的地层表现出的性能是不一样的, 或者说轨迹方位和井斜的变化率是不一样的,这是由于不 同的地层因素的影响。 对地层因素对井眼轨迹影响的认识,还只是定性阶段或
一、直井段轨迹控制技术
6、多点测斜如果存在下列情况须坚持不 测斜:
(1)悬重不对。 (2)泵压不对。 (3)井下不正常。(4)设备不正常。
一、直井段轨迹控制技术
7、测多点时应注意以下几点:
投测前,检查杆件是否弯曲,丝扣、台阶面是否完好,密 封圈有无毛刺或磨损,如有损坏应及早更换。落实好测斜 挡板的位臵及测量井深。 落实好测斜挡板的位臵及测量井深。 在地面再检测一次仪器是否工作正常,重新设臵好仪器, 在装入外筒之前,一定要启动仪器;要把杆件的各道丝扣 用专用管钳上紧,以防进泥浆。 测量仪器上下钻台用绳套系好,防止仪器脱落及横向碰撞。 把测斜杆投入钻杆后,活动钻具几分钟后,确保仪器到井 底后,静止钻具两分钟,开始起钻,每起一柱钻具,定向 工程师记录下时间及相应的井深。 快起完钻时,技术员应提前上钻台,监督井队工人取仪器 时要先卸仪器后卸钻头,防止仪器掉入井眼。
一、直井段轨迹控制技术
一、直井段轨迹控制技术
一、直井段轨迹控制技术
根据造斜点的深度和井眼尺寸合理选择钻具组合 和钻井参数、严格控制井斜角,以减少定向造斜 施工的工作量,为下一步定向施工打好基础。 (东部地区可参照下列方法) 1、造斜点深度小于500m,采用钟摆钻具或塔式 钻具组合钻井,严格控制钻压、最大井斜角不大 于1°。 2、造斜点深500~1000m,采用塔式钻具或钟摆 钻具组合,合理选择钻井参数。钻至离造斜点 50m时减压吊打,控制井斜角不大于l°30’。
定向钻井轨迹控制技术
提纲 一、直井段轨迹控制技术 二、定向造斜段轨迹控制技术 三、增斜段轨迹控制技术 四、稳斜段轨迹控制技术 五、降斜段轨迹控制技术 六、扭方位段轨迹控制技术 七、丛式井防碰及绕障技术
一、直井段轨迹控制技术
原则:定向井、丛式井和水平井直井段的井身轨迹控 制原则是防斜打直。 直井段打斜的危害: (1)如果钻至造斜点(KOP)时,有一定的井斜角,就 会因为上部井段的井斜造成的位移而影响下一步的轨 迹控制。特别是造斜点处的位移向设计方向两侧偏移, 那就将一口两维定向井变成三维,同时就会造成下一 步井身轨迹控制的困难; (2)水平井直井段的井斜所形成的位移相对于定向井来 说就更加严重,有时还会造成填井事故 (3)如果丛式井的直井段发生井斜,会造成丛式井组中 的两口或多口 定向井的直井段轨迹交叉,发生相碰的 事故,造成新老井眼同时报废。
一、直井段轨迹控制技术
钟摆钻具的实质是通过使用专用的防斜钻具组 合及相应的技术措施来增大钟摆减斜力,以平衡 和克服促使井斜的地层力。 对钟摆钻具来说,稳定器的安放位置十分重要, 它是这种钻具的技术关键。如果安放偏低则减斜 力小,效果差;如果安放偏高,则稳定器以下钻 铤可能与井壁形成新的切点,使钟摆钻具失效。 稳定器安放的理想位置,可以认为是在保证稳定 器以下钻铤不与井壁接触的条件下尽量提高些, 稳定器位置主要取决于钻铤尺寸,钻压大小和井 眼斜度等。 当钻铤尺寸较大,在同一钻压下钻具发生弯曲 后的切点位置比小尺寸钻铤要高一些,因此稳定 器也应随之安放高一些,以增大钟摆减斜力。
一、直井段轨迹控制技术
一、直井段轨迹控制技术
一、直井段轨迹控制技术
钟摆钻具组合: 钻头+钻铤×(1—2)根+螺旋扶正器+钻铤 ×1根+螺旋扶正器+钻铤×(1—3)柱+加 重钻杆+钻杆 塔式钻具组合(121/4〃井眼): 121/4〃钻头+9 〃钻铤×3根+ 8〃钻铤×6根+ 61/4〃钻铤×9根+ 8〃钻杆
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