水平井地质导向技术简介.ppt

主讲：曹传文 辽河油田钻井工程部,水平井地质导向技术简介,水平井的有关概念,水平井地质导向技术,主要内容,sagd双水平井轨迹控制,一、水平井的有关概念,什么是直井和定向井,直井：井眼轴线从地面垂直向下钻出的井。 定向井：使井眼沿预先设计的井眼轴线（井眼轨迹）钻达预定目标的钻井工程。,什么是水平井,水平井是指钻入储集层部分的井眼轨迹呈近水平状态的井。 凡井眼在产层中并与产层面平行，或亚平行延伸较大距离，井斜达到85以上的井称为水平井。 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。,水平井由于增加了井筒与油层的接触面积（泻油面积），从而可大大提高单井产量和采收率。,水平井的主要优点,水平井可以减少水锥、气锥影响,定向井和水平井井眼轨迹的描述,一般情况下，定向井和水平井的井眼轴线所形成的轨迹是一条三维曲线。 在以井口为原点的neho坐标系里，可以用n坐标(北)、e坐标(东)、h坐标(垂深)来描述井眼轨迹上的每一点。 我们只能测得一组井深、井斜角和方位角数据。 n、e、h坐标值则通过一定的数值计算方法得到。 对于水平井，一般假设两个测点之间的轨迹为一段空间的圆弧曲线。,北方向,方位角,水平面 x,井斜角,z 轴 (垂直井深),井斜平面 y,q, a 或 i,f, e 或 a,斜井筒,测量井深(md) 从地面位置到测量点的实际井眼长度 井斜角井眼轴线与铅垂方向的夹角 方位角井眼轴线在水平面上的投影与正北方向的夹角,水平位移过测点铅垂线与过井口的铅垂线之间的距离 视平移测点水平位移在设计方位线上的投影 水平投影长度测点与井口之间的井眼长度在水平面的投影长度 闭合方位角在水平投影图上测点处正北方向与闭合方位线间的夹角,n,e,a,b,o,设计/投影方位,vs,井眼的曲率k：井眼切线的方向相对于井深的变化率 全角变化率，狗腿严重度 井斜变化率 ：井斜角对井深的变化率。 方位变化率：方位角对井深的变化率。,井眼轴线形状的绘图方法,坐标作图法 以各测点n、e坐标可作水平投影图； 以各测点h、s坐标可作垂直剖面图； 以各测点h、v坐标可作垂直投影图。,水平的井眼轨迹的设计与控制,国内完钻水平井类型,水平井完井方式：稠油水平井（一）,表层套管339.7mm，btc扣,技术套管244.5mm，钢级n80，壁厚11.99mm，btc扣。,油层套管（筛管）177.8mm，钢级tp100h，壁厚9.19mm，btc扣。,(1)光管,(2)激光割缝筛管，25条/周，长50m。,(3)激光割缝筛管，50条/周,悬挂器(带金属密封),稠油水平井（二）,表层套管273mm，btc扣,177.8mm套管，钢级tp100h，壁厚9.19mm，btc扣,常开式注水泥关闭装置,水泥伞,177.8mm激光割缝筛管，钢级tp100h，壁厚9.19mm，btc扣。,稠油水平井（三）,表层套管273mm，btc扣,177.8mm油层套管，钢级tp100h，壁厚9.19mm，btc扣,全井注水泥，油层段射孔完井。,稀油水平井（一）,表层套管273mm或339.7mm，btc扣,177.8mm技术套管，ltc扣,127mm筛管，打孔（潜山）或激光割缝,127mm尾管，n80或p110，7.52mm或9.19mm,稀油水平井（二）,表层套管339.7mm,244.5mm技术套管，ltc扣或btc扣,139.7mm或177.8mm筛管，打孔（潜山）或激光割缝,尾管悬挂器,稀油水平井（三）,表层套管273mm或339.7mm，btc扣,139.7mm套管，ltc扣，钢级n80，壁厚7.72mm。,139.7mm筛管，打孔（潜山）或激光割缝,常开式注水泥关闭装置 (或开孔式注水泥装置),水泥伞,稀油水平井（四）,表层套管273mm,139.7mm油层套管，钢级n80。,注水泥射孔完井,胜利油田水平井砾石充填完井,水平井选择性完井,二、水平井地质导向技术,什么是水平井地质导向,油藏地质导向是在既定的地质背景下，人与技术相结合优化井眼轨迹以求获得最佳生产井或注水井的一种实时交互性质的钻井方法。 它有别于传统的钻井方法，传统的钻井方法是按照预定的井轨迹在油藏中钻进的。,用地质准则和实时传输数据对设计井进行交互式钻进,油藏地质导向就是将井位放在你想放置的位置！,“地质导向就象在大雾中将飞机着陆 于上下波动起伏不平的跑道上”* *ed stockhausen, 雪弗龙德士古公司,1992年：anadrill公司首次提出地质导向概念 1993年：anadrill公司研制出第一套专为用于地质导向的随钻导向工具，此后其他一些石油相关公司也相继研制出各自的随钻lwd工具 1996年，方向性密度测量及其成像被成功的运用到了地质导向技术中 1996年底，anadrill公司的地质导向工具仅在欧洲和非洲就用于近50井，总进尺超过32,000米 1999年，高分辨率的实时电阻率成像展现了清晰的轨迹形态并精确了实时地层倾角的计算，这是地质导向技术的一次革命 2005年，精确探测及绘制地层边界的随钻测井技术使得地质导向实现可视化,地质导向技术的发展历程,随钻测井技术的发展,随钻测井技术的发展,随钻测井技术的发展,传统的钻井方式-地质几何钻井,精确的地质数据和油藏几何形态是钻井成功的必要条件,构造不确定性 测斜数据的不确定性 储层物性变化的不确定性 储层内流体界面变化的不确定性,水平井地质导向是一项综合工作,地质,地震,油藏,测井,钻井,井轨迹设计,水平井地质导向工作流程,钻前设计 目标 技术选择 井轨迹设计 单井建模,实施 钻井技术应用 现场工程师进行优化 实时监控与调整 完井,评价 地层平价 更新地质模型 监控生产结果,项目设计 地质建模 靶点选择,井下工具 钻井技术和工具: 可钻性和钻井方式(常规钻进/全程旋转钻进) 随钻测井技术和工具: 岩性，工具测量曲线 工程应用软件和电脑技术 可视化的井眼轨迹位置和超前预测的工程应用软件 可实现基于网络的井下数据处理和存取 远程服务 人员和作业程序 地质导向师进行实时导向服务 客户地质师 钻井工程师和定向井工程师,水平井地质导向服务的组成部分,斯伦贝谢水平井地质导向工具,密度 (ord),井径校正孔隙度 (ccn),ontrak,bcpm,atk g3,旋转导向,传感器模块,双向通讯和供电模块,近钻头井斜 1.0m (3.1ft),压力 4.7m (16.4 ft),gamma 5.0m 16.4ft),电阻 6.1m (20.0ft),测斜 7.8m (25.6ft),井径 14.9m (48.9ft),孔隙度 18.0m (59ft),密度 15.6m (51.2ft),振动 & 粘滑 7.8m 25.6ft),钻井动态参数测量 20.1m (65.9ft),co-pilot,贝克公司autotrak-ontrak 组合,autotrak g3,testrak startrak magtrak,工程应用软件和电脑技术,地质导向服务的组成部分,甲方现场管理人员的作用不可或缺。,人员紧密结合，实时互动式导向模式,水平井地质导向的主要技术,方法 1 模型，曲线拟合，实时更新 传统的无方向性测井工具 方法 2 地层倾角的计算和判断 方向性测量和可成像的测井工具 方法 3 探测边界技术 360度深探测边界测井技术，反演目的层界面,钻前井间地层对比,目标油层,方法1：模型，曲线拟合，实时更新,井筒成像,向下钻遇构造界面,向上钻遇构造界面,方法2：地层倾角的计算和判断,成像在实钻过程中的应用,方法3：探测边界技术,实时反演的地层界面及到边界距离,实时地层边界方向性量显示界面,periscope地层边界探测,储层顶,设计轨迹,historical profiles,薄油层导向需要高的主动性,不同地质导向模式的比较,欢2-h7,说明：该井没有专门设计导眼，计划根据下行过程中不同小层的显示情况决定水平段沿哪个油层钻进，但在上行过程中发现油层厚度急剧变化。,三、sagd双水平井轨迹控制,sagd 双水平井采油原理,non-reservoir (shale),clay lenses,reservoir (sand/bitumen),sagd 双水平井采油原理,双水平井井眼轨迹控制难度,mgt磁导向工具的应用,bit,motor,non-mag drill pipe,mwd sub,induction sub,non-mag drill pipe,lift sub,micro-mag,receiving chip,signal trasmmision,signal trasmmision,transmission to surface,微磁矢量化技术的应用,通过测量上下界面的磁场变化,来校正井眼方向、距离 通过对mwd仪器三个磁通门的变化情况，计算、校正、来调整方位角、