《钻井5-井眼轨道设计与控制》VIP

1，第5章钻孔轨迹设计与控制，第5章。designandcontrolofwell path，第一节钻孔轨迹的基本概念第二节轨迹测量和计算第三节定向钻孔轨迹设计第四节直线防斜技术，2，第一，基本概念(a)钻孔轨迹的基本要素，深井倾斜井方位角磁角，垂直水平位移转换方位角n坐标，wellbore轴： wellbore中心线。Wellbore track :表示Wellbore轴图形。4，基本元素，钻孔轨迹可以描述为空间正交坐标系，假设为空间曲线。选择Cartesian坐标系oned。原点o在顶部中选取；n轴指向正北，单位矢量指向I；e轴指向正东，单位矢量指向j；d轴垂直向下，单位向量为k。、o、n (I)、e (j)、d (k)、ro、t、n、b、a、DM、5、线段，测量点。深度、倾斜和倾斜方位角-轨迹的三个基本参数。(1)井深(或测深，测深)井口(通常基于旋转表面)到测量点的钻孔长度。以字母Dm表示单位米(m)。测深增量(段):测深深度和测深深度之间的差异。以DM表示。6，(2)坡度():坡度增量( ):象限坡度和象限坡度角之间的差值。 = b- a表示钻孔方向线和重力线之间的角度。单位是度()。Wellbore方向线：通过井轴上一点的垂直线的切线，此切线延伸到井的前方向，称为wellbore方向线。7，(3)倾斜方位角，钻孔方向线(倾斜方向线):钻孔方向线在水平面上特定点的投影。坡度方位角增量 :上/下测量点处的坡度方位角差。 = b- a，从水平投影图开始正北水印，顺时针旋转到井位置线的角度。坡度方位角变化范围：0到360。8，(3)倾斜方位角: xiang限制：表示倾斜方位角线与正北或正南标记之间的角度。表示倾斜方位角的另一种方法-大象角度：磁偏转修正：实际方位角=磁方位角东磁偏转实际方位角=磁方位角-西磁偏转，偏转的变化范围：0到90之间。磁偏转：磁北位置和正北方向之间的角度。9，2。轨迹的计算参数，(3)水平偏移s(平移):轨迹上的一点到顶部的竖直线的距离(或水平投影面到轨迹上一点到顶部的距离)。方向线平移：水平投影面上顶部和轨迹上的一点的连接。在国外，水平位移称为闭合距离。我国在钻探结束时的水平位移称为封闭距离。作为默认参数计算的参数。(1)法向深度d(法向深度):轨迹上的一点到顶部所在水平面的距离。垂直深度增量称为垂直增量( d)。(2)水平投影长度Lp(水平长度，水平长度):投影到从钻孔轨迹上的一点到顶部长度的水平平面。即，水平平面上深度的井的投影长度。水平长度的增量称为平坦增量( l)。10，(4)转换方位角:具有转换方位角线的方位角。在国外，平移方位角称为闭合方位角。国内，钻孔完成时的转换方位角为闭合方位角。(5) n和e坐标：北和南的坐标轴，正北方向；东西坐标轴以正东方向为正。(6)视图平移v:设计定位线上水平位移的投影长度。11，(7)钻孔曲率k(“狗腿严重度”，“全角变化率”):狗腿角度计算：Lubinski公式：cos=cosacosb sinasinbcos(b平均曲率： KC=30 / DM“狗腿角度”或“更改全角”():上下两点的两条方向线之间的角度(空间角度)。，中国钻井行业标准计算公式：=(22 sin 2c)0.5c=(ab)/2相应段的狗腿角度，()；Kc 此区段的平均钻孔曲率，()/30m；c是该段的平均倾斜角，()。12，13，目标，14，(2)轨迹图标方法1，水平投影，投影平面：水平坐标系：顶部原点，n轴，e轴；表示的参数：n坐标值、e坐标值、水平位移s、水平长度Lp、倾斜方位角、平移方位角、2、垂直投影图形：设计路线的垂直面，具有顶点和目标点的垂直曲面；表达参数：垂直深度d、视觉转换v、坡度增加或减少趋势；座标系统：原点(顶部)、横座标(视图转换)、座标(垂直深度)。15，3，垂直剖面视图，垂直剖面视图：由垂直线组成的圆柱展开图；座标系统：原点(顶部)、横座标(水平长度)、座标(垂直深度)；表示法的参数：垂直深度d、水平长度Lp、井深Dm、坡度。16、垂直和水平投影、17、垂直和水平投影、18、垂直剖面由直线段、创建倾斜段、倾斜段、倾斜段增量、倾斜段和水平段组合而成。直井段：设计井角度为0度的井段。瞄准点(dkop) :开始朝向方向的地方称为斜面点。通常以此点的井深度表示。坡度(Rb) :是创建坡度工具的功能，即通过坡度工具钻孔的段的钻孔曲率。倾斜段：倾角随井深度增加的井段。稳定倾斜段：保持倾斜角度不变的井段。倾斜段：随着倾斜深度的增加而减少的井段。水平线段：倾斜角度大于86度的线段。、直线段、创建坡度点、坡度段、水平段、直线段、坡度段、稳定坡度段、1、基本概念(3)井截面和精度控制、amax、通常用空间坐标系(地面顶部是坐标的原点)的坐标值表示。目标区域和目标区域半径(rt) :表示包含目标点的区域称为目标区域。在典型油气井中，目标区域半径是实际钻孔轨迹可能偏离设计目标点的水平距离，目标区域是目标点所在的水平平面，目标点是中心，目标区域半径是半径的圆形区域。安全控制圆锥(柱):被限制在围绕设计钻孔轴的圆锥(柱)空间内。目标平面上的垂直中心距离(ST) :实际钻孔轴和目标点之间的距离。误差椭球：由测量和计算误差引起的地面位置不确定性构成的井底中心椭球。20，目标点和误差椭球体，o，设计钻孔，目标点，误差椭球体，油层，靶距，21，直井和定向井的靶区和控制圆锥坐标参数用于描述钻孔轨道的空间位置。主要有北坐标、东坐标、垂直深度。余度(3)挠曲参数描述了钻孔导轨的弯曲和扭转程度。主要有曲率和划痕。(5734-23，(4)坐标参数和基本参数之间的关系；L-井到计算点的曲线长度；24，3，油气井分类(按钻孔轨道)(1)直井(Verticalwell)设计为垂直线，实际定向井(2)定向井(Directionalwell)沿预先设计的钻孔轨道在指定的方向上与井的垂直线相距一定距离，钻达到目标的井。25，定向井可分为普通定向井、大斜度井、集群井、多下井、斜直井、水平井等。一般定向井：在一口井中只有一口最大坡度小于60的定向井。倾斜较高的井：只有一个定向井，其最大坡度在60 86范围内。井：可以包含直井，作为两个或多个定向井组，以计划的方式在某一井钻孔。多井底井：一个井口下有两个或更多井底的定向井。倾斜井：由倾斜钻机或倾斜井架完成，井轨从顶部开始始终是倾斜直线段的定向井。6、26、簇井垂直剖面、簇井垂直剖面、27、河50簇井组是目前我国最大的陆地簇井组。这口井长384米，宽110米的地区共有42行，水池550层2046.9米，油水299层1132.1米。28，(3)水平井(Horizontalwell)保持一口井只有一个最大坡度大于或等于86的角度，保持定向井穿过特定长度水平段。水平井分为长曲率半径水平井(创建小于6/30m的坡率)。中等曲率半径水平井(坡率为1/m到6/30m)；短曲率半径水平井(坡率为1 10/m)；径向水平井(使倾斜无限。29、水平井可以增加油井和油层的接触面积，大大提高单井生产。水平井钻井的目的(a)，30，解决水锥问题，水平井钻井的目的(2)，31，双勘探，32，水平井技术适合薄层开采，33，长达数千公里的钻头的精确控制很困难，薄层，地层倾角变化，有时向上或向下倾斜，开发稀油，35，4，钻孔轨道设计的原理和方法，(1)，钻孔轨道类型，(2)，钻孔轨道设计的原则，(3)，二维轨道轨道是指仅在设计路线所在的垂直平面中变化的钻孔轨道。三维钻孔轨道是同时具有坡度变化和方位角变化的设计钻孔轴。1.二维钻孔轨道二维钻孔轨道为垂直井段、倾斜轴段、倾斜轴段稳定化坐标、37、钻孔轨道类型、2 .三维钻孔轨道三维钻孔轨道设计用于障碍物井和现场钻探的修正钻孔轨道设计。如果在地面顶部位置和设计目标点之间的垂直平面上存在难以直接通过的障碍物(例如钻孔、岩石丘、瓦斯顶等)，则设计的钻孔导轨必须绕过障碍物到达目标点。在钻孔过程中，钻孔轨迹必须始终偏离设计的钻孔轨迹，并且必须始终修改钻孔参数，以使钻孔到达目标点。此时，楼板的方位角与设计的方位角不匹配，因此需要进行三维轨道设计。(1)根据油气田勘探开发要求，确保实现钻井目的。(2)根据油气田的结构特点、油气生产形式，有助于提高石油生产和采油，提高投资效果。(3)在钻孔、生产和操作过程中，选择坡度点、钻孔曲率、最大坡度等参数时非常有用。(4)为了满足钻孔目的，应尽可能选择简单的剖面类型，减少钻孔轨迹控制的困难和钻孔作业，使设计的倾斜轴最小，有助于安全、快速钻孔、降低钻孔成本。39，(b)，钻孔轨道设计原则，(1)根据油气田勘探开发要求，保证钻井目的。(2)根据油气田的结构特点、油气生产形式，有助于提高石油生产和采油，提高投资效果。(3)在钻孔、生产和操作过程中，选择坡度点、钻孔曲率、最大坡度等参数时非常有用。(4)为了满足钻孔目的，应尽可能选择简单的剖面类型，减少钻孔轨迹控制的困难和钻孔作业，使设计的倾斜轴最小，有助于安全、快速钻孔、降低钻孔成本。40，(3)，钻孔轨道设计相关因素选择，1 .坡点生成选择(1)必须在更稳定的地层中选择，以避免在复杂的地层方向(例如岩石破碎带、流失层、流砂层或容易崩塌)中生成坡度。凸出物(2)形成钻孔的可能性是均匀的，不能有坚硬的中间层。为了满足石油生产工艺要求(3)。深水平位移小的井必须有深度，因此可以简化井结构，加快钻井速度。垂直深度小、水平位移大的井要使倾斜点变浅，减少定向工程的工作量。(6)在钻孔方位角漂移区，倾斜轴段要避免方位较大的地层，或使用钻孔方位角漂移规律钻靶点。41，2。“最大坡度”对于直井，坡度控制在指定范围内。对于常规方向和水平井，如果坡度角小于15，则位置不稳定，因此最大坡度必须大于15。3.钻孔过程中，孔曲率是一个重要参数。钻孔曲率过大会给钻井、石油生产及井作业带来了困难。因此，根据具体情况，必须正确选择镗孔曲率的最大值。选择钻孔轨道设计的相关元素，42，设计钻孔轨道时，通常选择简单的二维轨道。2d轨迹由垂直段、倾斜轴段、稳定倾斜轴段和低倾斜轴段组成，最常用的类型为四种。(4)，钻井轨道类型选择，3段系统，5段系统，s型，直井，43，44，侧钻水平井技术，侧钻水平井技术是利用专用地下工具在旧井套管内部钻制的水平井。是以侧钻技术、水平井技术和小井眼技术为基础开发的代表90年代钻井水平的新技术，不仅能恢复老井，还能大大提高单井生产和回收率。45，直井设计输入内容，46，直井设计输出内容，47，定向井设计输入内容，48，定向井设计输出内容，49，集群井设计输入内容，50，软件设备，提高钻井设计准确性，近几年油田钻井工程，泥浆数据数据库，提高设计辅助数据库设计设计的准确性，51，钻头使用量可查看，52，钻井液密度可查看，53，完成井技术指标可查看，54，油气层保护数据可查看，55，设计软件功能，1)井结构设计，地层孔隙压力，破裂压力，各种剖面类型设计，57，定向井，水平井轨迹设计，58，软件功能，井与井之间的防碰撞扫描，坡度数据处理，防止设计井与相邻井接触，59，防碰撞扫描3d图，60，设计软件功能，3)钻孔，61，钻柱强度校核，62，钻柱侧向力分析，63，6)套管设计，套管强度校核，套管设计，64，城北30集群井组，65，水平2井是国内第一个双勘探多目标水平井，相当于8口直井的经济效益。66，2节轨道测量和计算，1，监测钻孔时的实际钻孔轨迹，以确保对指定目标钻孔；2、使用倾斜工具在需要定向钻孔时按所需方向创建倾斜工具。3、确保钻井井没有与附近钻井井相交的危险；4、确定钻头各层的实际垂直深度，绘制准确的地质剖面；5、监测水库的特性，为了在构造井中钻孔，必须确定正确的井