定向井钻井技术.ppt

一、专业名词
7、井底水平位移：它是指井口与井底两点在水 平面上投影的连线长度，又称闭合距，单位为m。 8、视平移：水平位移在设计方位线上的投影长 度。
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E源自文库
一、专业名词
9、造斜点：开始定向造斜的位置。以该点井深 表示。 10、造斜率：表示造斜工具的造斜能力。其值等 于该造斜工具所钻出的井段的井眼曲率。 11、增斜（降）率：是指增（降）斜井段的井斜 变化率。正为增，负为降。 12、工具面：在造斜钻具组合中，有弯曲工具的 两个轴线所确定的那个面，与磁北方向的夹角为 工具面角。 13、反扭角：定向或扭方位时，井下动力钻具启 动前的工具面与启动后加压钻进时的工具面之间 的夹角。
定向井钻井技术
一、专业名词 二、定向钻井 三、注意事项
一、专业名词
1、井斜角（α）井眼轴线上任一点的井眼方向线 与通过该点的重力线之间的夹角，称为该点处的 井斜角。单位为（°）。 2、方位角（Φ）：在以井眼轨迹上任一点为原点 的平面坐标系中，以通过该点的正北方向线为始 边，按顺时针方向旋转至井眼方向线在水平面上 的投影线为终边，其所绕过的角度称该点的方位 角。单位为（°）。
二、定向钻井
ｅ、扭方位施工，前三根尽可能逐根进行测斜， 测斜间距一般不超过30米，情况复杂时必须钻进 一根测斜一根； ｆ、在防碰绕障施工井段加密测斜，随时记录钻 进情况，观察转盘扭矩变化，钻具是否有憋跳现 象，岩屑中是否出现水泥和铁屑；
二、定向钻井
ｅ、扭方位施工，前三根尽可能逐根进行测斜， 测斜间距一般不超过30米，情况复杂时必须钻进 一根测斜一根； ｆ、在防碰绕障施工井段加密测斜，随时记录钻 进情况，观察转盘扭矩变化，钻具是否有憋跳现 象，岩屑中是否出现水泥和铁屑；
直—增剖面
直—增—稳剖面
二、定向钻井
2、定向井设计必须有 a.地质设计应提供井口和目标点纵、横坐标，目 标点垂垂直深度； b.给出目标点靶区半径，有特殊要求应作出说 明； c.提供本地的磁偏角； d.丛式井场有老井的，必须提供已钻的井测斜 数据，并复测井口坐标； e.根据地质设计和井场组合，是丛式井井场要进 行施工顺序排序，尽量避免绕障，减少施工位 移；
二、定向钻井
㈢定向井工艺 1、井眼轨迹的控制 1）直井段钻进过程中按设计要求认真作好测斜 工作，监测井眼轨迹，严格作好防碰工作，并 控制直井段最大井斜符合设计要求。特别要作 好1：100的防碰图，做好随钻分析，异常情况分 析记录判断，搞好全员防碰工作。 2）、造斜段：造斜点的选择应考虑以下因素： ａ、设计造斜点，ｂ、直井段以发生的轨迹偏移 ｃ、有利于防碰，ｄ、下步计划实施的增斜方式
一、专业名词
14、定向角（装置角）：井下动力钻具启动后， 工具面所处的位置（方位）。 15、磁偏角：在某一地区，磁北极方向线与地理 北极方向线之间的夹角，称该地区的磁偏角。正 为东磁偏角，负为西磁偏角。
二、定向钻井
㈠、定向井设计 1、井深剖面设计 长庆油田定向钻井一般为常规定向井，剖面要求基 本为两段制（直—增）或三段制（直—增—稳）。
二、定向钻井
㈣ 斜井段 ａ、根据定向造斜结果和设计要求组配好钻具结 构确保斜井段控制达到要求； ｂ、测斜点的间距按设计要求执行； ｃ、井眼轨迹采用平均角法、校正平均角法、圆 柱螺线法、最小曲率法四种规定算法之一来计算； ｄ、每测量一个点后及时输入计算机，根据测斜 数据和轨迹图，分析井斜和方位的变化，参照以 钻井资料，预测并设计待钻井眼轨迹，及时改变 钻井参数或钻具组合；
二、定向钻井
㈡、工具准备
1、测量仪器 ａ、最低标准应配备磁性或电子单多点测斜仪全套；
ｂ、在定向和扭方位的作业中可采用有线或无线随钻测斜 仪，井深超过2000米的定向井应尽量采用随钻测斜 仪；
ｃ、在有磁干扰条件下的测量条件下的测量作业，应采用 陀螺测斜仪；
ｄ、定期（半年或6000米作业）对定向井测斜仪器的测量 单元进行井斜角、方位角和工具面角全量程的精度 检查和调校；
一、专业名词
5、方位变化率：单位井段内方位角的变化值称为 方位变化率。通常以两测点间方位角的变化量与 两测点间井段长度的比值表示。常用单位为（°） /25m、（°）/30m。 6、全角变化率：它是指单位长度井段内全角的变 化值。或在单位井段内井眼前进的方向在三维空 间内的角度变化。它既包含了井斜角的变化又包 含着方位角的变化。又称狗腿严重度或井眼曲率。 单位为（°）/25m、（°）/30m。 K= √△α/△L +(△φ/△L)2sin2 (α1+ α2)/2
一、专业名词
3、全角变化量：过井眼轴线相邻两测点所作的 向井眼前进方向延伸的切线之间的夹角称为全角 变化量。它反映了相邻两测点间井斜与方位的空 间角度的变化量。又称狗腿角或全变化角。单位 为（°）。 4、井斜变化率：单位井段内井斜角的变化值称 为井斜变化率。通常以两测点间井斜角的变化量 与两测点间井段长度的比值表示。常用单位为 （°）/25m、（°）/30m。
及增斜率，ｅ、其它井施工安全性，ｆ、尽量 充分利用钻头寿命
二、定向钻井
3）、注意事项：a.使用单点测斜仪器造斜时，应 注意井口的印迹，测量夹角要注意判明方向； b.使用单弯螺杆一类工具造斜时，应注意入井前 螺杆弯曲方向与定向直接头间的夹角，并在每次 测斜后校正； c.造斜施工要根据设计，要考虑直井段轨迹的影响、 下部地层可能的漂移规律等因素确定初始井斜角 和定向方位角，并预算下部轨迹控制方案； d.由于测量仪器与井底总是有一段距离，尤其在 使用单点测斜仪器定向时，要根据当前井斜方位 和施工工具面，准确估计井底的井斜方位，以保 证造斜施工达到预期效果。
二、定向钻井
ｅ、扭方位施工，前三根尽可能逐根进行测斜， 测斜间距一般不超过30米，情况复杂时必须钻进 一根测斜一根； ｆ、在防碰绕障施工井段加密测斜，随时记录钻 进情况，观察转盘扭矩变化，钻具是否有憋跳现 象，岩屑中是否出现水泥和铁屑；
二、定向钻井
㈤ 定向井下部钻具组合 1、直井段钻具 a、215.9mm钻头+177.8mm钻铤(1立柱)+165.1mm无磁 钻铤1根+158.75mm+127mm钻杆 b、215.9mm钻头+165.1mm无磁钻铤1根+165.1mm钻铤 (1根)+214mm扶正器+158.75mm钻铤(5立柱)+127mm钻 杆
直井段
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水平位移
二、定向钻井
3、设计书内容还包括： ａ、丛式井应提供井组排序方案及井组图；
ｂ、提出定向井分段施工技术，并附造斜点至井底 间距为30米的设计井身轨道二维剖面数据和 设计井身投影图；
ｄ、提出各设计井段的钻具组合及施工参数要求， 以及使用井下工具的规格、型号及数量；
ｅ、提出井身轨迹测量方案； ｇ、提出井身质量要求；
ｈ、对于需要绕障的井，应提出绕障施工原则及方 案；
ｉ、列出定向井钻井安全技术措施；
二、定向钻井
4、若是丛式井组，应首先做出井组整体设计； ａ、井组安排应考虑道路的优化井眼轨迹的需要，
多靶井应考虑靶前位置对施工的要求。在此前 提下，按井组钻井进尺最少和地形的可能来确 定井组地理位置； ｂ、应尽量避免井组中各井眼轨迹在空间交叉； ｃ、井组中各井的水平位移应综合考虑，长短结合， 以便于错开造斜点； ｄ、井口可根据地形条件及钻机的移动性能等情况 布置成直线型、矩形，急于投产的油井，可布 置成L形； ｅ、井组中各井的表层套管下深应错开20米以上；
二、定向钻井
2、造斜段钻具 a、215.9mm钻头+165mm直螺杆+1˚～2˚弯接头＋ 158.8mm无磁钻铤1根+158.8mm钻铤3立柱+127mm钻 杆 b、215.9mm钻头+165mm单弯螺杆+直接头＋158.8mm 无磁钻铤1根+158.8mm钻铤3立柱+127mm钻杆
二、定向钻井
二、定向钻井
在软地层钻进,一般应选用支撑面较宽扶正条较长 的螺旋稳定器,在硬地层中,应选用支撑面ze扶正条 较短的螺旋稳定器; 在阻卡严重的地区,可采用变径稳定器;
二、定向钻井
ｅ、扭方位施工，前三根尽可能逐根进行测斜， 测斜间距一般不超过30米，情况复杂时必须钻进 一根测斜一根； ｆ、在防碰绕障施工井段加密测斜，随时记录钻 进情况，观察转盘扭矩变化，钻具是否有憋跳现 象，岩屑中是否出现水泥和铁屑；
二、定向钻井 转盘钻稳斜钻具三种基本形式：
普通钻铤 无磁钻铤 稳定器 钻头
L3 L2 L1
L2
L1
L1
增斜钻具组合基
稳定起安放高度
本形式
L1
L2
L3
图1
1.0-1.8
/
/
图2
1.0-1.8
18-27
/
图3
1.0-1.8
9-18
9
二、定向钻井
㈧ 降斜井段钻具 a、单扶正器钻具结构: 215.9(81/2)mm钻头+配合 接头(3~18m)+214mm扶正器+158.8mm无磁钻铤1 根+158.8mm钻铤5立柱+127mm钻杆 ｂ、光钻铤降斜钻具 用单稳定器钻具组合钻进,当井斜角小于20度时钻 具组合的方位稳定性较差,使用中应慎重; 短钻铤的配备1.0、2.0、3、4.5、6.0米等规格的短 钻铤; 长井段及大井斜角稳斜钻进时,应采用微增斜钻具 组合钻进,以平衡钟摆井斜力,达到长井段稳斜目 的;
ｅ、手工具配备钻杆量角器、转盘量角器、水平尺、定位 标尺、画线规、秒表；
ｆ、配备电脑和相应计算机软件； ｇ、配备可调速的测斜绞车，或者使用自浮式测斜仪器；
二、定向钻井
2、井下工具应配备： ａ、井下动力钻具 ｂ、定向弯节头 ｃ、无磁钻铤 ｄ、螺旋扶正器（或变径扶正器） ｅ、地面震击器 ｆ、加重钻杆 ｇ、短钻铤 ｈ、调节尽钻头稳定器位置的接头
二、定向钻井
5、多台钻机共用的丛式井场，应对消防、环保、 放喷、供油、水、电、热等印素统一设计； 6、丛式井应绘制地面井口布置图，标明井号或 必要的说明（如绕障、多目标井），并规定出 井口间距，油层套管联入，钻井顺序和钻机移 动方向； 7、 应根据测量仪器的精度确定丛式井，绕障井 和调整加密井中各设计井和已完成井的误差范 围，提出防碰井段预告和措施；
二、定向钻井
f.根据现场实际，结合地
面条件选定井口位置和大
门方向；
g.必须以安装好井架的井
.
口测量坐标作为设计依据；
φ,°
直井段 造斜点 增斜段
h.井架和设备基础都应摆 放在实方处，丛式井组还
H,m
αmax
最大井斜角
应考虑钻机移动方式和井
口间距，为了减少两井相
降斜段
碰风险井口间距大于6-8米 为宜；
二、定向钻井 转盘钻增斜钻具三种基本形式：
普通钻铤 无磁钻铤 稳定器 钻头
L3 L2 L1
L2
L1
L1
增斜钻具组合基
稳定起安放高度
本形式
L1
L2
L3
图1
1.0-1.8
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图2
1.0-1.8
18-27
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图3
1.0-1.8
9-18
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二、定向钻井
㈦稳斜井段钻具 a、单扶正器钻具结构: 215.9mm钻头+配合接头 (1~1.5m)+214mm扶正器+158.8mm无磁钻铤1根 +158.8mm钻铤5立柱+127mm钻杆 b、双扶正器钻具结构: 215.9mm钻头+配合接头 (0.45~1m)+214mm扶正器+158.8mm无磁钻铤1根 +214mm扶正器+158.8mm钻铤5立柱+127mm钻杆 可采用转盘钻(转速控制在50转/分左右)加单弯螺 杆钻具稳斜。
㈥增斜井段钻具
a、单扶正器钻具结构: 215.9(81/2)mm钻头+配合 接头(0.45~1m)+214mm扶正器+158.8mm无磁钻铤 1根+158.8mm钻铤5立柱+127mm钻杆 b、双扶正器钻具结构: 215.9(81/2)mm钻头+配合 接头(0.45~1m)+214mm扶正器+158.8mm无磁钻铤 1根+158.8mm钻铤1根+214mm扶正器+158.8mm钻 铤5立柱+127mm钻杆 增斜效果与下列因素有关:调整钻头与近钻头稳定 器的距离(距离越短,造斜力越大);调整稳定器之间 的距离;调整钻铤尺寸;调整稳定器与井壁的间隙; 调整钻压;