井眼轨迹设计与控制(吴清忠).ppt

井眼轨迹设计与控制 (Well Path Design Control ) 概述 一、定向钻井 1.定义 定向钻井是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过程。 概述 2.特点(与直井区别): 设计一条通往目的层的最佳轨迹. 井斜角大、水平位移大、井眼曲率大. 工艺技术特殊,需专门井下工具，钻压损失大、扭矩大，需经常测斜（一般一根单根测一次）、定向（指用井底动力钻具钻进），频繁起下钻. 钻具事故可能性大,例如:井斜角大易粘卡钻,井眼曲率大易键槽卡钻和钻具易疲劳破坏. 概述 3.发展简史 1897~1920，顿钻+斜向器. 1920~1940，转盘钻+斜向器. 1940~1960，井下动力钻具. 1960~ ，转盘钻+稳定器或井下动力钻具+稳定器. 概述 二、定向井的引入 概述 3、1934年，德国的克萨斯康罗油田一口井严重井喷。一位有丰富想象力的工程师提出用定向井技术来解决。在距失控井一定距离钻一口定向井，井底与失控井相交，然后向井内泵入重浆压住失控井，这是世界上第一口定向救援井。 概述 概述 概述 三、定向井的应用范围 1、地面条件限制 油田所处地面不利于或不允许设置井场钻井或搬家安装受到极大障碍。 如：1）英国的北海油田 2）中国的塔里木油田 3）前苏联西伯利亚油田的开发 概述 2、地下地质条件要求: 增产 由于地质构造特点，定向井能更有利于发现油藏、增加开发速度。 概述 1）胜利油田辛74—11井,属多目标井,该井穿了四个油层，相当于4口直井的经济效益. 2）磨3井（四川磨溪构造），薄油层，总深度1685m，油层内延伸160m，初产产量比直井高10倍. 3）前苏联依申拜油区66 / 45井,属水平多底井,有八个分枝井底，产量增加10倍. 概述 3、海上生产集输需要 概述 4、钻井技术的需要 需用定向井来处理井下复杂情况或易斜地层的钻井 1）新疆柯3井，井喷失控着火，几年后请美国人来钻定向救援井。 2）我国自行设计、施工的数口成功的定向救援井：濮2—151井（中原油田）、永59井（胜利）、南2—1井（青海）。均成功地制服了井喷失控事故。 3）侧钻定向井已为一般钻井公司所掌握。 4）川东钻探公司高陡构造区块移动地面井位的钻井技术。 5）江汉油田易斜区块的定向井开发。 概述 定向井的钻井过程与涉及的内容 概述 概述 大斜度定向井 水平井 丛式井 侧钻水平井 大位移定向井 多底井 分支井 鱼骨井 第一节 定向井的基本概念 第一节 定向井的基本概念 一、定向井的基本要素 第一节 定向井的基本概念 一、定向井的基本要素 第一节 定向井的基本概念 一、定向井的基本要素 第一节 定向井的基本概念 水平位移———测点至井口所在的铅垂线的距离，米. 闭 合 距———井底的水平位移，米(最后一个点的水平位移) 闭合方位角———在水平投影图上正北方向与闭合距线间的夹角，度 第一节 定向井的基本概念 视 平 移———测点水平位移在设计方位线上的投影，米 第一节 定向井的基本概念 高边:定向井的井底是倾斜的圆,圆的最高点成为高边. 高边工具面:以高边为始边顺时针旋转的角度. 磁性工具面:在井斜小于5度时,等于高边工具面+井底方位角. 磁偏角:在某地磁北极方向线和地理北极方位线之间的夹角,测量方法:以地理北极方位线为始边以磁北极方向线为终边,顺时针为正逆时针为负. 没有含磁偏角的方位叫磁方位(一般仪器测的方位),含的叫真方位也叫修正方位. 第一节 定向井的基本概念 安置角:动力钻具没有启动时所摆的工具面角. 装置角:定向所用的工具面角. 第一节 定向井的基本概念 二、井眼曲率及其计算方法 1.定义： 井眼的曲率K： 井眼切线的倾角r对于井深的变化率 第一节 定向井的基本概念 二、井眼曲率及其计算方法 1.定义 对方位不变的情况 第一节 定向井的基本概念 三、狗腿(Dog-leg)度概念 钻进一定长度（30米）的井眼角度（空间全角）变化。 第二节 定向井井身剖面设计 一. 定向井的作用 二.设计要注意的问题 设计要注意的问题 设计要注意的问题 设计要注意的问题 设计要注意的问题 设计要注意的问题 三. 定向井设计的优化 四. 常见的井身剖面 四. 常见的井身剖面 四. 常见的井身剖面 四. 常见的井身剖面 五.实际井眼的计算 五.实际井眼的计算 五.实际井眼的计算 五.实际井眼的计算 六. 轨迹控制 六. 轨迹控制 地层异向应力的影响 构造的走向 设计方位和构造的走向之间的夹角,当75°和小于15 °时基本沿构造的