水平井钻井技术讲座.ppt

水平井的主要难度6.井下缆线作业困难。 挠性管测井系统： 挠性管中预先装设电缆，管前端与标准测井仪器联接； 可在裸眼中进行测井； 挠性管的下入由滚筒控制； 缺点是挠性管受刚性影响，难以承受大的轴向压力，不可能太长，测井深度有限； 水平井的主要难度6.井下缆线作业困难。 这也是钻杆传送系统的一种，可在裸眼内进行测井。所有仪器均在一个保护套内。保护套与钻杆连接并下入。仪器上端与电缆连接，电缆通过钻杆水眼，并从旁通接头引入环空，到达仪器车。旁通接头必须保证在套管内。 旁通接头 电插件 补偿密度侧井 双感应侧井仪 钻杆 推进器法 水平井的主要难度7.完井方法选择和完井工艺难度大 水平井井眼曲率较大时，套管将难以下入，无法使用射孔完井法，将不得不采用裸眼完井或筛管完井法等。这将使完井方法不能很好地与地层特性相适应，将给采油工艺带来困难。 万仁溥有“三不欢迎”：不欢迎短半径，不欢迎小井眼，不欢迎裸眼完井。 水平井轨道设计问题(B类)解决两个不确定性问题的思路 水平井轨道设计问题(B类)解决两个不确定性问题的思路 水平井轨道设计问题(C类) 基本思想： 这种轨道式在B类轨道基础上发展起来的。 B类轨道在钻进过程中，当钻到稳斜段时，往往出现稳不住的情况。若使用强稳斜组合，则组合“太硬”，扶正器太多，不利于钻柱起下和钻进。于是，人们想到将稳斜段改为缓增段。 钻进缓增段时，使用缓增组合(转盘钻或动力钻具钻)。这样轨迹控制反而比较容易些。 设计思路： 给定条件： 造斜点垂深Da和靶前位移SE ； 两个主要增斜段曲率半径R1和R3 ； 缓增段的曲率半径R2 ； 需要计算的参数： 关键是b 点和c点的位置。所以最重要的是计算出从b点到c点井斜角的增量Δα2 和b点井斜角αb 。 αb 和Δα2 乃是关键参数。 水平井轨道设计问题(C类) 令： 水平井轨道设计问题(C类) 计算过渡参数δ： 当D0 0 时， 当D0 0 时， 当D0＝0 且S0 0 时， 当D0＝0 且S0 0 时， δ＝90° δ＝270° 水平井轨道设计问题(C类) 计算过渡参数σ： 计算缓增段井斜角增量Δα2及b点和c点井斜角： 水平井轨道设计问题(C类) 对Δα2计算公式是否有解的判断： 由于R2R1且R2R3 ，所以必有： 当 时，必有解。 当 时，缓增段长度等于零。 当 D0=0 且 S0=0 ，时，必有R0=0 即R1=R3 ，否则将出现： ， 此时将出现无解。 水平井主要技术及难度之三： 井眼轨迹控制 水平井造斜工具 带柔性连接的弯外壳马达 带垫块的弯外壳马达 柔性连接 旁通阀 螺杆马达 弯外壳 轴承部分 旁通阀 螺杆马达 弯外壳 轴承部分 垫块 水平井造斜工具 带弯接头的短马达 旁通阀 同向双弯马达 旁通阀 螺杆马达 螺杆马达 弯外壳 轴承部分 轴承部分 弯接头 弯接头 水平井造斜工具 弯外壳马达 带稳定器的双弯马达 旁通阀 旁通阀 弯接头 扶正器 螺杆马达 螺杆马达 弯外壳 弯外壳 扶正器 轴承部分 轴承部分 水平井造斜工具 带弯接头的标准马达 弯外壳马达(导向马达系统) 轴承部分 轴承部分和扶正器 旁通阀 旁通阀 弯接头 螺杆马达 螺杆马达 弯外壳 万向连接 扶正器 水平井造斜工具 带垫块的双弯马达 反向双弯马达 弯接头 弯接头 轴承部分 轴承部分 旁通阀 旁通阀 螺杆马达 螺杆马达 弯外壳 弯外壳 垫块 水平井的主要难度 2.管柱受力复杂。 ①. 由于井眼的井斜角大，井眼曲率大，管柱在井内运动将受到巨大的摩阻，致使起下钻困难，下套管困难，给钻头加压困难。 ②. 在大斜度和水平井段需要使用“倒装钻具”，下部的钻杆将受轴向压力，压力过大将出现失稳弯曲，弯曲之后将摩阻更大。 ③. 摩阻力、摩扭矩和弯曲应力将显著地增大，使钻柱的受力分析、强度设计和强度校核比直井和普通定向井更为复杂。 ④. 由于弯曲应力很大，在钻柱旋转条件下应力交变，将加剧钻柱的疲劳破坏。 这就要求精心设计钻柱，严格按规定使用钻柱。 水平井的主要难度3.泥浆密度窗口变小，易出现井漏和井塌。 地层的破裂压力和坍塌压力随井斜角和井斜方位角而变化。在原地应力的三个主应力中，垂直主应力不是中间主应力的情况下，随着井斜角的增大，地层破裂压力将减小，坍塌压力将增大，所以泥浆密度选择范围变小，容易出现井漏和井塌。 在水平井段，地层破裂压力不变，而随着水平井段长度的增长，井内泥浆液柱的激动压力和