定向井设计暨compass操作指南

1、第六章 定向并设计暨 compass操作指南定向井设计需要的基本数据1 、单井(1) 所钻井井口的大地坐标，靶点的大地坐标并给出相应的经纬度，以及定向井的靶区描述(如定向井靶点半径，水平井等) 。(2) 井身结构及套管程序(给定垂深) ，以及所用套管的型号和单位重量。(3) 若下抽油泵，请给定垂深和该垂深下的前后井段。(4) 该井所在地区的详细地质资料(包括地质分层，岩性及风险提示等) 。(5) 该井分段所用的泥浆比重，塑性粘度，切力，屈服值等。(6) 钻机的游动系统重量，以及泥浆泵型号及功率和提供的工作排量。(7) 可提供的钻杆和加重钻杆钢级、公称尺寸，震击器型号，钻头类型等等。(8) 给定

2、工程设计标准及特殊要求。(9) 该区域内已钻井的定向井资料。2、丛式井(1) 平台的槽口分布，槽口间距，平台结构北角，该平台的中心坐标(大地坐标)和经纬度，以及覆盖区内所有已钻井(包括探井)的井眼轨迹数据(井斜、方位等)(2) 丛式井的井口和靶点大地坐标及靶点垂深，定向井的靶区描述(如定向井靶点半径，水平井等) ，以及油底垂深和口袋长度等。(3) 井身结构及套管程序(给定垂深) ，所用套管的型号和单位重量等。 .(4) 若下抽油泵，请给定垂深和该垂深下的前后井段。(5) 该井所在地区的详细地质资料(包括地质分层，岩性及风险提示等) 。(6) 该井分段所用的泥浆比重、塑性粘度、切力、屈服值等。(

3、7) 钻机的游动系统重量，以及泥浆泵型号及功率和提供的工作排量等。(8) 可提供的钻杆和加重钻杆钢级、公称尺寸，震击器型号，钻头类型等等。(9) 该区域内已钻井的定向井资料。(10) 给定工程设计标准及特殊要求。二 、 丛式井设计1丛式井的概念丛式井是指一组定向井(水平井)，它们的井口是集中在一个有限范围内，如海上钻井平台、沙漠中钻井平台、人工岛等。丛式井的广泛应用是由于它与钻单个定向井相比较，大大减少钻井成本，并能满足油田的整体开发要求。2丛式井设计应考虑的问题( 1)井身剖面在满足油田开发要求的前提下， 尽量选择最简单剖面， 如典型的 “直一增一稳” 三段制， 这样将减少钻井工序，降低摩阻

4、，减少钻井时复杂情况和事故发生的可能性。( 2)井身结构根据地质要求和钻井目的，决定选用何种井身结构。( 3)造斜点造斜点应选在稳定、均质、可钻性较高的地层。造斜点深度的选择应考虑如下几点：a.相邻井的造斜点上下至少要错开15米以上，通常错开3050米，防止井眼间窜通和磁干扰；b. 中间井口用于位移小的井，造斜点较深。外围井口用于位移较大的井，造斜点较浅；c.如果设计的最大井斜角超过采油工艺或常规测井的限制或要求，应将造斜点提高或增加设计造斜率。(4) 造斜率在丛式井中，通常设计各井的造斜率为716。米。(5)最大井斜角在保证油田开发要求的前提下， 尽量不使井斜角太大， 以避免钻井作业时， 扭

5、矩和摩阻太大， 并保证其它作业的顺利进行， 如电测、 下套管作业等。 常规测井工具通过的井段其最大井斜为62 。如果初始设计出最大井斜角达60 以上，则应适当调整造斜点和造斜率，使最大井斜不超过60 。当然，在一个丛式井平台上，可选择几口边缘井打水平井，以充分地利用平台，扩大采油面积。(6) 井口分配井口分配应考虑如下几点：a. 用外围的井口打位移大的井，用中间的井口打位移较小的井。b. 按整个井组的各井方位， 尽量均布井口， 使井口与井底连线在水平面上的投影图尽量 不相交，且成放射状分布，以方便轨迹跟踪。c.考虑到钻井平台的最大额定载荷分布，将井斜大、位移大、井深较深的井安排在平台额定载荷大

6、的地方。d. 如果按照( 1)、(2)、(3)的顺序仍有不能错开的井，可以通过调整造斜点或造斜率的方法来解决。(7) 7) 防止井眼相碰直井段的井身要符合要求，762毫米(30英寸)套管要求倾斜度小于0.51。同排井在方位上要错开，避免干扰。邻井采用不同造斜率。表层套管下深要错开，斜井段在空间交叉的井，最小距离为 20 米，直井段安全圆柱半 径为 15 米。(8) 合理安排钻井顺序首先要按地质、 开发部门有关注水配产要求和进一步对地层情况的掌握来进行。 可采用先外排井， 后内排井的顺序， 防止内排岩屑堆集须进行清理； 或由底盘一侧向另一侧推进的 方式。选择好一条合理的钻台井架移动路线，可省时省

7、力。(9) 使用优质钻井液，减少摩阻。对于井斜过大、水平位移过大的井，采用顶部驱动 钻井装置来改善钻井作业。(10)上部井段采用集束钻井或集中打表层方式，可节约时间，提高钻井速度。三、 钻井平台位置优选对于丛式井来说，优选平台位置，比一口定向井的设计更重要，且影响更大。 除了考虑钻井工程方面的情况以外， 还要考虑输油管道的建设、 井场的地貌情况等， 单从定向钻井的 角度来优选，通常采用两种优选方式，一是累计水平位移最小，二是累计井深最少。1累计水平位移最小的平台位置优选无论平台位置如何， 靶点位置是一定的。 因此，计算平台位置与靶点的距离，并使累计值最小就是这种优选方式的关键。靶点位置通常以座

8、标值给定， 即（x, y）值，值得注意的是 x值是南北方向的座标值，y值是东西方向的座标值，即x值相当于北南位移，y值相当于东西位移，水平位移的计算可依据两点间的距离公式来求到：s - /(x崛-x井厂产+ (ym-y科口2 9-79)t = can-fyw - y并向”乂m-x井口 9-r0) 方位角甲:根据犬神-k井口，和丫枢-丫时口的具体值,在直角坐标系的四个象限中确定.2.累计井深最少的位置优选采用这种优选方式，首先要依照井底和井口位置进行试算。把所有井的轨迹全部设计出来，计算出累计的井深， 然后改变井口位置，重新作轨迹设计，直到设计出最小的累计井深。无论哪一种平台位置优选方式， 在确

9、定其优选的井口位置时， 必须保证所有井都能打成。因此，第一是平台上的少数井的水平位移不能特别大；第二是少数井的总井深不能特别深；第三是为了有利于进行丛式井作业，应尽可能少地进行绕障作业，至少在丛式井设计中， 基本上不存在绕障问题。四、compas敬件简介1、基本概念origins (来源)(1) 1987 jamiesion technical software- dos compass(2) 1994 drd of tulsa - wellpath(directional package)(3) 1995 munro garrett-target(directional package)(4

10、) 1995 landmark-compass for windows(dos+wellpath+target)(5) 量基础(1) geodetic system大地测量系统flat earth utm 通用横向墨卡托图gps-全球定位系统cgp-中国高斯投影(2) ellipsoid参考椭球体wgs1984 -1984年世界大地测量系统krasovsky1940-1940 年克拉索夫斯基(3) geomagnetic modeligrf2000 2000年国际地磁参考场wmm95-1995 年 world magnetic model(4) local co-ordinate(5) map

11、 co-coordinate( 平面直9角坐标系，相对位置 )easting-横 (e)y 坐标nothing-纵 (n)x 坐标(6) global co-coordinate( 地理坐标系，绝对位置)latitude 纬度longitude 经度(7) lease line( 租借线 )north/south-ns 向投影east/west-ew 向投影3、 设计内容(1) 靶点限制条件、井眼轨迹(2) 定向造斜方法及后续控制方法(3) 测斜与计算(4) 钻柱扭矩及阻力4、 设计原则(1) 根据油田勘探、开发部署的要求，保证安全钻井(2) 要有利于提高油气产量和采收率(3) 应有利于钻井、

12、采油和修井作业(4) 应尽可能选择比较简单的剖面类型5、计算参数基本参数：井深、井斜、方位计算参数：垂深、 n 和 e 坐标、水平投影长度、垂直分量、井眼曲率(狗腿严重度) 、闭 合方位、闭合距 6、丛式井防碰扫描技术(1) . 目的在丛式井设计和施工中，不仅要求中靶，而且要求防止两井交叉相碰进行邻井距离扫描有助于两井任一井深时的相对位置，以便采取相应的措施(2) . 常用扫描方法介绍a. 最近距离扫描：可以确定参考井井眼轴线上任一点到比较井井眼轴线的最近距离和最近距离扫描图b. 法面距离扫描：可以确定参考点切线的法面与扫描点的交点，同时求出两点间的距离及相对方位，进而在极坐标平面上画出法面距

13、离扫描图遇到丛式井防碰问题时，宜使用最近距离扫描法。sepwitinn factorcenter to center 了解分离系数（sf）的概 念，如左图所示。center to centcseparation factor =r1 + r2五.compas歌件操作方法点击file new- company出现下面界面:company propert iesgeneral anti colli si on | calc defaixl | wellbore types | audi t inform at i oncompaziy i s locksfsw ordslocked datacom

14、pany level髓定 i 取消 i 应用4) 帮助在公司属性中注意填写以下内容(anticollision)fcnticollieicil 1 celc defauly djboe typs audit informationerrorsurvey error modeloutput errors i 2 000 ,他目input errors are at th电 samanti colli sion settingselliptical。口niej* fil导出 excel , pdf 格式：点击 report fplanning fstandard plan ,出现下面界report

15、 optionsinterpolate|7 intirpoia!specify depthslarval：|面 * md !- tvd-range.t.：include station at厂 complete planned survoptions ,strip zero inclination interpolateinclude inannotation:厂 cas;in空r targets r fermatiom红色框内可根据需要选择不同的间隔点， 蓝色框内是轨迹数据的范围，可以任意 选择000mw文件名：r 保存类型如二ue轨迹数据报告出来之后，点击 save report to f

16、ile ,再点击上图中的红色框可 以选择想要保存的格式。7、出图（垂直投影图，水平投影图，3d立体投影图等）垂直投影图：点击plot - section view（或者直接点击快捷方式 我），40(电000水平投影图：点击plot -plan view（或者直接点击快捷方式 上）,)-2000 -100001000 2000 3000 4000 f点击 file -export -graph export -windows metafile 保存即可。取消idobe aercbit * pdf)保存方法同上。3d立体投影图：点击plot - 3d view（或者直接点击快捷方式 ）,如果要将所

17、有井的轨迹都加上，方法如下：点击select offset designs ,在蓝色框内选择想要的设计类型，在红色框 内选择想要的井，如下：点击ok然后再点击(toggle offset designs) ,1 j可以按照要求选择标注一 口井的靶点,也可以选择标注所有井的靶点号!（如上图所示）。除以上作图方法外，还可以选择使用 wall plot composer（ 信）来作图ixr点击 出现如下界面，通过点击鼠标左键就可以画自己想要的各种轨迹图departure 匹 an如图所示：蓝框内为垂直投影图，红框内为水平投 影图，绿框内为平台的槽口图。plan (map coords) ladder

18、md v sep. factor md v inclination md v azimuthv. curvature(2d)v. curvature (l/r) v. curvature (ha? analysis xy ieniplate |注：用这种方法作图的好处是可以将不同类型的图放在一起，如下图所示:che四君口曼之与提ci(9 mfci)8、防碰扫描方法的应用。点击analysis ,出现下图,viewplot report tools wl select offset designs.,% plan optimisation看 create target, thread targe

19、ts. + walk ratesanticollision settings.k interpolate. 4& project ahead. 金 annotations.nk.9点击 anticollision settings 出现右图，蓝色框内为扫描间隔点的距离，红色框内为扫描的井段范围，绿色框内为 相邻两井间的误差椭圆中心距离。这些值都可以根据具体要求来设定。然后再点击即可出防碰扫描报告，如下:iroiece fteferents site errwwcivefrk refer emee weftknrc reference idcaotbz13-1 0.00m -j u.oom -b

20、ore #1 pkn #1c wu kfirerence mdlreferefke north reference survv cakumlqn mehmt gulp lit errors ac doffset tvd refer ence:n”匕鲤 q.uum tuiqinai wee tiavj site & se oqn (original ste elev) 5ndminimum cjurvalufe2.00siamftedm 200341 sig匡 user dbffset datumreferenceplan #1filner tweno global flter: usma us

21、er deiined selects & wterina crier lainlet palalim mdlnct md hers 5 .odmerroi modtimpthhangcuniimiedscanimcthtmlrebliltb limtedlbv：maxirnutn eerier-center distance of 200.00hierror surfacewiirnlfiq levels evakmed 2.00 国口musvsiematic ellpse closast approsch 3d 三if城icai conicsurwev tool prmtimdale 200

22、7-11-hofromtorr|(m)处(walmr寻0.004.37125邮 #1 (vfelbore#1)roaittenwoescrvptoiieummavrerererue ofts:distancewarningm&astrcd mcaaj-lske hirredepthdepthcmtsct welk wcltxwc - dcsimrvtintbclmco genres fmlwrarar ellipses iniseparation factorbz13-1a2-welfcore#l -iplan r 42-wblbore#1 -iplan 的 as - wellbore 1 -

23、 plan #1 m-wblbore#1 - plan #1 43 年帕口中州.p怕n#l m - wellbore -plsn fi m wblbore#1 ,plan#1 均. weleore#1. p幅n ki a5-welfoore#1 - phan n 4-wblbdre#1 -iplan #1 a6-weliaore#1 -pten #i a7-welfcore#1-iptan #1 47- wblbdre#1 =pia口 47 -welfcore#1 - plan #13c0.00300.00305.00304.99310.00309.98300.00300.00305x)030

24、4.96300.00300.003110.00309.933113.57313.62320 .do320.05300 .doi300.003110.00309.983d0.00300.00305 joo3 0 *97310.00309.94用身95.424361je872_71.42转烧第9700033441133222ooalmksci的7e的83仃夕0001062.2n.2444.4 4s s f se e s ekes笄 xsfx.，芥xs.h，讦工英讦pc |min centre to center distance car cu鼠erg已ntpciintfsf j m

25、in s已raraticin 甲9戊口匕尼冷口用后 回hase separstianpse 2 of 2?compass注意cc/sf/es这3个英文简写所表示的定义。一般来说，随着井深的不断增加，cc值也是逐渐增大的。sf值一定要在1.5以上才是安全范围。在创建公司时已经有规范 (如下图)。9、设计过程种需要引起注意的一些问题。(1)如何添加工具在做设计时，如果新建一个公司，首先需要将工具添加进去，可以将以前的公司import）至公司属性下的工具的工具先导出（export）至某一目录下，再导入（ 设置中。例如，将公司boc中的工具先导出来，操作如下:新建公司cnooc后，点击 员将上述导出的

26、工具导入，如下图所示suirvty tqdietool propertiesshort |leek f 汇的tool 厂 ide in lim fqe5criplicqefult survey出idkindtool 岸密也口 诵t广 cane 力：f efi研(2.0 1101 r iscws cl。打切 errer caeffkcitntsrei at ive 口epth | q /1qqqnibali gfiieiit | q q0 8 tru* ladlii on, | 0. qd 1ccnp-iss reference | q (jq 1orallattiiie |0 00 b 厂 固

27、的gyrecmip*s.5 | 口. 口，b（2）如果转盘面高度发生变化，应该如何修改。例如某井初始rkb为28ml现在变为35nli操作方法如下:点击设计属性:先选中现在的rkb高度修改红色框中 的深度标准。最后再将此处的高度修正即 可完成。(3)投影方向的选择。点击 plan design propertiesfvert sectionplan design propertiesazimuth typetargetazimuth (b )ori gin typechrigin n/sori gf e/wfro*twj1target，al tm2 to)25b.8fislat0.00 口.d

28、ol00|2bottom hole loeati otqw仙|u与 er de finedgeneral i tie-on survey tool program v 电ft see lion i audit infcrmaticin.可以根据需要 选择不同的投 影方向。(4)如何导入txt、excel等数据。a.导入txt数据，点击找到想要导入的txt 文件，如左图import wizard - step 2 of 3xorigknal 七不choose the file type that bestelimite i characters such as commas or tab sep

29、aratefixed wid o a31. tktqjte：blank lines we n.otmd .iircl, j zimuthrutm , utmd ：； l u lu -14 a； 1 . t 其亡a3me asure dinc1az imuthtvddi sdeo th-ancs 1 eancr led cd tli+n“450*000.000-000-00030,000.000.0030.00060.000,000,do60.00090,000.000-0090.do0120.000.000.00120,000i c n n nn onn n ni t n n nn6789i

30、n一. 一一 下一步|眼ifi| 帮助 点击下一步:import wizard step 2 of 3如左图，选择红色框， 蓝色框中选择纯数值 的起始点，不能包含类 似绿色框中英文或中 文的任何字符。选择红色框中的选项this screen letj e you set the delimiters your data contains. you can see how yoor lexl is affected in the previeir belo*.d el itti ters- wn舟* lab emic$lon i 1 sace i 审 qther:incltttts口 l内d:l

31、d1o-1a31 +tx七3measuredinclasimthtvddispldisplverticaldll4deptiiangleangledepth+n/s-+e/w-sectionl山50,000.000,000.000.000.000.000.1630.000.000.0030.00oi.oo0.000.00o.i760.00o.do0,0060.00oijdo0.000.000.1890.00o.do0.0090.00oijooo.do0.00d. i9120.000. do0-0d120.000. 00d. do0.00d. iid15q.qqq,qo口 口口15d%q0q.o

32、od. do小。口d. i11100-000.000.00180.000.000.000.00o.i12210,000.000+00210*000.000.000.00o.i13240,00ojoo0,00240.000.00o.do0,000.1 v上一步|下一步 一坊 |18助|点击下import wizard - step 4 of 3xsurvey typer*inerth inertial (calc m乩 in* c inclination 0ammn ruinrcorrectionsmdan_ tvd h/s 邛按照左图中所示内 容，选择红色框和 蓝色框中的选项， 点击完成即可。

33、m | 0.00 | 0.00 | 0.00 m | 0 r:巾 | n mtyoe:hdjinc足一二skip tskip，slfip- aunit:ulst /a一m(-71 ，d:ld1o-1ia31+ txt3measuredinc】aziiuthtvddisjildispl4depthangleangledepth+n/s-+e/6t-c50.000.d00.000.000.000.00630.000.000.0030.000.000.00c760.000.000.0060,000,000.00cis90.000.d00.0090.000.000.00c9120.00o.oc0.00

34、120.00li ju0.00c10150.000.000.00lsd.000.000.00cli180.00o,co0.00180.q00.000,00vlln创上一步繁）| 完成 取消帮电b.导入excel数据时，可以先将excel数据转化为txt格式的，然后按照上 述步骤导入，也可使用下述方法：打开excel格式文件,复制survey数据的前项md/inc/azi,如下：巴 mrcraofl excel - cw34 d4ily survey.xif电如 edt view 匕 ft fdrfftftt tools dat.a wiridbw help工 炉 ：，营!h二学q h 7 n

35、5 达21幻处园如居 勘bi 1。 r f ii 手事0$ % ，父/卓京 j 孰a酶诉jrtmjyx国5 指 40.21abcdefg h1jkl9323-10-20062730.54si 33 wo an2174 402143 07bb9.34-1055.53-732 290.64584041 55568130.78s32770.0652 17 187 912198.722167.39999.23-1097 27-737.360.58584010.b1558125.73s4下号 in original hole2809 3352 40 1b5 632222.752191 421029.39

36、128.11741 020.45563979 97558122.06兆2848.b5243 182 412246 462215 13105se3-743.20oe75639492455b119ss962867 0551 bs 180 892258 522227191 d74.9b-11 74.34-743.s4o.ee583933 7455811044972687.365324177.&52270.382239.051dml35-i imi-743 i41.50583916.26550119.64瓯2926.2 b52 29175.0i42293.922262.591121.26-122072

37、 741 47口巧q583b87.36558121.6199m2964 9252j6172 462317.582296.251151.83-1251.11-73b140.5358 3 b 55.97550124 941001 113004.0052j117?”2341 462310.131162.77-1251.79-734150.06503826.29553128 931013042jb251.9t171.&02365.132333.901213.27-1312 02-729.990.西503796.db660133.(js1023082.1152 51169.882399.322357.9

38、91244.47-1342.83724 960.37563765.25558138.121033119. ib522816b.8524111j32330 601213.72-137157-719 050.65583736j155bu4 031043159.735?61 63 112436 762405 431305 4电-1 402.55-710740.73503705 53558152 343197.3352231 s9.03245s.72242bj01334.43-1430.51-7ddjb1 .c6583677.57559162.193235.2453s0153.072482.642451j11363.34-1459.10-680.341.1115s3849.98558174.74更3274 0753b9148.742505 972474.541392.79j t f n 八-140:5,07ri q -672.b8q , riq.“a503622.21ks19q 30点击f点击open后剩下的步骤和上述导入txt格式文件的方法相同。功能。(5)侧钻井的设计方法，如何使用tie on首先新建一个wellboreb13-jlopenent ert a*