0定向井轨迹控制概念和方法.ppt

定向井的轨迹控制理论与技术 石油大学（华东） 韩志勇 定向井轨迹控制基本概念 1. 要求：在实钻过程中，设法使实钻的井眼轨迹尽可能符合设计的井眼轨道。 2. 实质：井眼轨迹控制的实质，就是不断地控制井眼的前进方向。井眼方向由井眼的井斜角和井斜方位角来表示的。 3. 井眼方向控制内容： 井斜角的控制：增斜、降斜、稳斜； 井斜方位角控制：增方位、降方位、稳方位； 定向井轨迹控制的主要做法 第一阶段:打好垂直井段 垂直井段打不好，将给造斜带来很大的困难。 要求实钻轨迹尽可能接近铅垂线，也就是要求井斜角尽可能小。定向井的垂直井段可以按照打直井的方法进行轨迹控制，而且比打直井要求更高，因为定向井垂直井段的施工质量是以后轨迹控制的基础。 使用打直井的技术：大钻铤，钟摆钻具组合，控制钻压，等。 定向井轨迹控制的主要做法 第二阶段：把好定向造斜关 定向造斜段，是增斜井段的一部分，但它是从垂直井段开始增斜的。由于垂直井段井斜角等于零，所以称为“造斜”；由于垂直井段没有井斜方位角，所以开始造斜时需要“定向”。如果定向造斜段的方位有偏差，则会给以后的轨迹控制造成巨大困难。所以，定向造斜是关键，一定要把好这一关。 现代的定向造斜，除套管开窗侧钻还使用变向器外，几乎全是使用动力钻具造斜工具。造斜井段的长度，一般是以井斜角达到可以使用转盘钻的扶正器钻具组合继续增斜为准。这个井斜角大约为8°至10°。 定向井轨迹控制的主要做法 第三阶段：跟踪控制到靶点 从造斜段结束，至钻完全井，都属于跟踪控制阶段。人们常说的轨迹控制实际多指这一阶段。 一.跟踪控制需遵循的几条原则： 1.既要保证中靶，又要加快钻速。 这一阶段的任务是在实钻过程中，不断了解轨迹的变化发展情况，不断地使用各种造斜工具或钻具组合，使实钻轨迹离开设计轨迹“不要太远。“不要太远”一词的意义在于，一方面如果“太远”就可能造成脱靶，成为不合格井；另一方面如果始终要求实钻轨迹与设计轨迹误差很小，势必要求非常频繁地测斜，频繁地更换造斜工具，必将大大地拖延时间，增加成本，而且还有可能造成井下复杂情况，得不偿失。 定向井轨迹控制的主要做法 第三阶段：跟踪控制到靶点 二.跟踪控制需遵循的几条原则： 2.尽可能多的使用转盘钻扶正器钻具组合来进行控制。 这是因为转盘钻的钻速比动力钻具要高。所以在造斜段结束之后，一般都换用转盘钻继续增斜，并在需要稳斜和降斜的时候，仍然使用转盘钻来完成。只有在下列两种情况下，才使用动力钻具进行控制： (1)．使用转盘钻扶正器组合已难以完成增斜或降斜要求时，改用动力钻具造斜工具进行强力增斜或降斜； (2)．转盘钻扶正器组合不能控制方位，而且在钻进中常常出现方位偏差。当井眼方位有较大偏差，有可能造成脱靶时，必须使用动力钻具造斜工具来完成扭方位。 定向井轨迹控制的主要做法 第三阶段：跟踪控制到靶点 二.跟踪控制需遵循的几条原则： 3.尽可能利用地层的自然规律。 种种地层因素导致钻头的不对称切削，或引起井斜变化，或引起方位漂移： 地层可钻性的各向异性：平行层面方向与垂直层面方向，地层可钻性不同。 沿垂直地层层面方向，可钻性发生变化； 沿平行地层层面方向，可钻性发生变化； 在轨道设计和轨迹控制过程中，尽可能利用这些自然规律，减少利用工具进行控制的时间。 定向井轨迹控制的主要工作内容 1.适时进行轨迹测量和轨迹计算： 测量仪器的选择；测量密度和测点密度的选择； 根据轨迹计算结果，提出下步轨迹控制要求； 2.做好造斜工具的装置方位计算： 装置角和装置方位角的计算； 动力钻具反扭角和定向方位角的计算； 第二和第三阶段都有大量的计算任务； 3.精心选择造斜工具或下部钻具组合： 造斜工具或钻具组合的结构选择和性能预测； 凭经验预测； 使用软件预测； 4.造斜工具的井下定向工艺和钻进： 定向方法和定向工艺； 钻进过程； * * 定向井轨迹控制的基本概念； 定向井轨迹控制的主要做法； 增斜 增方位 稳方位 降方位 稳斜 降斜 (九种组合) *