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定向井基础 PPT

定向侧钻是在已钻主井眼内,按预定方向和要求侧钻 一口新井的工艺过程。根据侧钻的目的可分为纠斜侧钻、 避开落鱼侧钻、二次完井侧钻等。根据侧钻方法可分为 套管开窗侧钻和裸眼侧钻。套管开窗侧钻又有套管段铣 和斜向器开窗之分。
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按一个井场或平台钻井数可分为:
1、单一定向井。 2、双筒井:用一台钻机交叉作业,同时钻 出井口相距很近的两口定向井或一直一斜。 3、丛式井(组):凡在一个井场或平台上 有计划的钻两口或以上的定向井(含直 井),这些井组统称丛式井。丛式井中的 任一定向井可为多目标井、大位移井、水 平井等井型。
(三)、定向井的基本概念: 1、测深:井眼轴线上任一点到井口的井身长度,称为该点 的测深,也称为该点的测量井深。 2、井斜角:某测点处的井眼方向线与通过该点的重力线之 间的夹角称为该点的处的井斜角。井眼方向线和重力线都 是有向的直线。 3、井斜方位角:井斜方位角是指以正北方向线为始边,顺 时针旋转至井斜方位线所转过的角度。 4、井斜变化率:单位井段内井斜角的绝对变化值称为井斜 变化率,通常以两测点间的井斜角的变化量与两测点间井 段的长度比值表示。 5、井斜方位变化率:单位井段内井斜方位角的绝对变化值 称为井斜方位变化率,通常以两测点间的井斜方位角的变 化量与两测点间井段的长度比值表示。 6、垂深:垂深即测点的垂直深度,是指井身上任一点至井 口所在平面的距离。
4、水平井:设计的最大井斜角在86度至120度之间,并沿 (近)水平方向钻进一定长度的井。根据造斜井段的曲 率半径又可细分为长、中、中短、短四种曲率半径的水 平井。水平井钻进相对较难,多数需要特殊设备、钻具、 工具、仪器以及特殊工艺。
按定向井的钻井的目的可分为: 1、救援井:为抢救某一口井的井喷、着火而设计施工的 定向井。 2、多目标井:为钻达数个目的层位而设计施工的定向井。 3、绕障(三维)井:为绕过地下某种障碍而设计施工的 定向井。 4、立槽斜井:采用斜直钻机施工,从井口开始倾斜的定 向井。 5、多底井:凡在一个井口下面有两个以上井底的井称多 底井。用定向侧钻的方法完成。
二、定向井设计
(一)、井身剖面的设计原则 1、能实现钻定向井的目的; 2、应尽可能利用地层的自然造斜规律; 3、在选择造斜点、井眼曲率、最大井斜角等参数时, 应有利于钻井、采油和修井作业; 4、在满足钻井目的的前提下,力求使设计的全井斜 井深最短,有利于安全、优质、快速钻井,降低钻井成本; 这方面要考虑以下几个问题: (1)、选择合适的井眼曲率; (2)、选择易钻的井眼形状; (3)、选择适当的造斜点; (4)、设计的井身剖面形状应与井身结构同时考虑。 (5)、优质的钻井液。
(二)、定向井的分类:
按段制分:
常规定向井可分为二、三、四、五段,两 段制是指在一口定向井中仅含有直井段、增斜 井段的定向井。三段制是指在一口定向井中由 直井段、增斜井段、稳斜井段三个井段组成的 定向井。四段制是指在一口定向井中由直井段、 增斜井段、稳斜井段、降斜井段四个井段组成 的定向井。五段制是指在一口定向井中由直井 段、增斜井段、稳斜井段、降斜井段、稳斜井 段五个井段组成的定向井。定向井的剖面均由 直、增、稳、降中的某几项来组合 。
坐标换算公式如下:
△X= Xb- Xa
△Y= Yb- Ya
计算出△X、△Y的正负数值后确定目标所在的象限。然后计算方位的精 确值。
位移 S= △X2+△Y2
Φ=arctg△Y/△X(以上图为例)。
1、低斜度定向井:设计的最大井斜角不超过15度,这种定 向井由于井斜角小,钻进时井斜、方位不易控制,钻井 难度大。
2、中斜度定向井:设计的最大井斜角在15度至45度之间, 钻进时井斜、方位较易控制,钻井难度相对不大。是使 用最多的一种。
3、大斜度定向井:设计的最大井斜角在46度至85度之间, 其斜度大、水平位移大,增加了钻井难度和成本。
7、水平位移:井眼轴线上某一点在水平面上的投影至井口的 距离,又称闭合距。 8、闭合方位或总方位:是指以正北方位线为始边顺时针转至 闭合距方位线上所转过的角度。 9、N(北)坐标E(东)坐标:是指测点以井口为原点的水平 面坐标系里的坐标值。 10、视平移:是井身上某点在某一垂直投影面上的水平位移, 这个“水平位移”不是真实的水平位移。所以称之为视平移。 11、最大井斜角:无论设计剖面还是实钻剖面,全井井斜角的 最大值,称为最大井斜角。 12、磁偏角:在某一地区内,其磁北极方向线与地理北极方位 线之间的夹角,称为该地区的磁偏角。 13、全角变化率:“全角变化率”、“狗腿严重度”、“井眼 曲率”,都是相同的意义。指的是在单位井段内三维空间的角 度变化。它既包含了井斜角的变化又包含着方位角的变化。
按设计井眼轴线形状分:
1、两维定向井:是指井眼轴线形状只 在某个铅垂平面上变化的定向井,它们的井 斜角是变化的,而方位角是不变的。
2、三维定向井:是指井眼轴线超出某 一铅垂平面而在三维空间中变化的定向井。 三维定向井既有井斜变化,又有方位角的变 化。三维定向井又可分为三维纠偏井和三维 绕障井。
按设计最大井斜角可分为:
一般情况下,在给定的设计条件有:地面井位坐标、目标点坐标和目的 层垂直深度,井底垂深。根据这些基本参数,通过坐标换算,可计算出 设计方位角和设计水平位移。坐标换算方法如下:
X (地理北△)Y
目标点(Xb,Yb)
△X
s
井口(Xa,Ya)

O Y(地理东)
上图给定的井位坐标即井口坐标(Xa,Ya),目标点坐标(Xb,Yb)和目 的层垂深H 。
定向井基础
目录
一、定向井基本知识 二、水平井简介 三、定向井技术要求和注意事项 四、螺杆钻具
一、定向井基本知识
一、定向井基本知识
(一)、定向井的应用: 定向井的应用归纳起来有以下几个方面:
1、地面限制 2、地下限制 3、钻井技术需要。 4、经济勘探开发油气藏的需要
此外,因气候限制,如寒冷或沙漠地区, 亦可利用丛式井开采油气,以利于集输的保 温和油井的管理。
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