定向井轨迹控制技术(课件).ppt

定向井轨迹控制技术 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。 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 。 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 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’。 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