定向井技术基本知识

定向井技术定向钻井定向井的概念定义：设计井眼轨迹由多段直线和光滑曲线组成，井底相对井口有一定的水平位移；这种沿着预先设计的井眼轨迹钻进的井称为定向井。定向井的使用范围增加油层穿越面积，提高产量和采收率（水平井）绕开地面障碍（河流、高山、建筑、沼泽）适应井下地质条件，节省钻井时间减小地面井场占用面积,节省投资（丛式井、多底井）处理井下事故（救援井、侧钻井）水平井：应用于油气田开发的目标是增产、提高采收率。尤其适应于裂缝性储层、低渗油气层、薄油层。水平井多底井侧钻救援井定向井名词解释１、测量井深(MD)L:井口至井眼某点的轨迹长度２、垂直井深(TVD)H:井口至井眼某点的垂直距离３、井斜角a:井身轨迹某点切线与铅垂线的夹角４、方位角f:井身轨迹某点水平投影的切线与正北方向的夹角５、井斜变化率Ka:单位井段的井斜变化６、方位变化率Kf:单位井段的方位变化７、水平位移S:井身轨迹某点与井口位置的水平距离８、闭合距SE:完井井底水平位移９、闭合方位角fE:闭合距与正北方向的夹角10、全角变化率K:井眼的空间曲率定向井名词解释Ａ点垂直井深AAＡ点测量井深：Ｌ＝ＯＡＡ点井斜角ＯHA井斜变化率的概念ＯKBABAＬＬ井斜变化率Ｋ：单位井段的井斜变化AAＢＢ方位变化率的概念ＯＡＢＮＥKBABAＬＬ方位变化率Ｋf：单位井段的方位变化fAfB水平位移：井身轨迹某点与井口位置的水平距离ＯＡＮＡ点水平位移：ＳA＝OAE(完井井底)闭合距：SE＝OE闭合方位角fE全角变化率K:井眼的空间曲率KABKKK222sin表示空间井眼轨迹的两个平面AfAfEA水平投影fAfE井身剖面设计设计原则１、利用地层自然造斜规律２、利于钻井、采油、修井工作３、剖面简单４、造斜井段地层稳定５、井眼曲率变化均匀定向井剖面类型１、常规井身剖面整个井眼轨迹由直线和圆弧组成２、特殊井身剖面井眼轨迹由直线、圆弧和其他平面曲线（悬链线、抛物线?...)组成定向井参数选择１、造斜点地层稳定、可钻性好２、最大井斜角根据钻井工艺和采油的需要３、井眼曲率，造斜率大曲率半径：中曲率半径：小曲率半径：４、造斜点、最大井斜角、造斜率三者之间要满足一定的关系5～16度/100m6～25度/10m4～10度/1m实际井眼轴线的计算方法定向井井眼轴线是以等间距测量的，每一测点的数据有测量井深、井斜角和方位角。任意测点间的空间坐标位置需要根据两测点间的轨迹形状来计算。井眼轨迹形状是的未知的，不同假设就得到不同的计算方法。正切法１、垂直位移：２、水平位移：３、北位移：４、东位移：５、井底垂深：６、井底水平位移：７、闭合方位角：正切法计算公式HLiiicos1SLiiisin1NLiiiisincos11ELiiiisinsin11HHEiSNEEii22EiiarctgEN/平衡正切法１、垂直位移：２、水平位移：３、北位移：４、东位移：５、井底垂深：６、井底水平位移：７、闭合方位角：平衡正切法计算公式HLiiii(coscos)/12SLiiii(sinsin)/12NLiiiiii(sincossincos)/112ELiiiiii(sinsinsinsin)/112HHEiSNEEii22EiiarctgEN/１、平均井斜角：２、平均方位角：３、垂直位移：４、水平位移：５、北位移：６、东位移：７、井底垂深：８、井底水平位移：９、闭合方位角：平均角法计算公式HLiivicosSLiivisinNLiivivisincosELiivivisinsinHHEiSNEEii22EiiarctgEN/viii12/viii12/圆柱螺线法１、井斜曲率半径：２、方位曲率半径：３、垂直位移：４、水平位移：５、北位移：６、东位移：７、井底垂深：８、井底水平位移：９、闭合方位角：曲率半径法计算公式HRiiii(sinsin)1SRiiii(coscos)1Nriiii(sinsin)1Eriiii(coscos)1HHEiSNEEii22EiiarctgEN/RLiiii/1rRiiiiiicoscos/11实际井身轴线的绘制方法在垂直平面和水平投影面上绘制井眼轨迹，具体步骤如下：１、将测井资料整理列表；２、选定一种计算方法，将计算结果填入表中；３、根据计算结果绘制井身轨迹垂直平面和水平投影图。绘制井眼轨迹的数据表（平均角法）测量点１２…i-1ii+1…n测量井深L，米…………Li………井段长L，米…………Li………井斜角，度…………i………方位角f，度…………fi………平均井斜角v，度…………vi………平均方位角fv，度…………fvi………垂深增量H，米…………Hi………累积垂深H，米…………Hi………水平位移增量S，米…………Si………累积水平位移S，米…………Si………北坐标增量N，米…………Ni………累积北坐标N，米…………Ni………东坐标增量E，米…………Ei………累积东坐标E，米…………Ei………造斜工具转盘钻井用造斜工具槽式变向器，水力冲，锚式钻头，BHA(BottomHoleAssembly)。特点：非连续造斜井底动力钻井用造斜工具弯接头，偏心短节，可调变向接头。特点：连续造斜井眼轨迹控制装置角w钻具组合反扭矩的影响装置角的规定当造斜工具面和原井眼方向所在铅垂面重合，且造斜工具起增斜作用时，装置角w为０度；在垂直井眼内，造斜工具弯曲方向指向正北，装置角w为０度。装置角w对井斜和方位的影响原井斜方位增斜减斜减方位增方位w0全力增斜w270w90全力增方位w180增方位增斜减斜减方位全力降斜全力减方位w0~90w90~180w180~270w270~360装置角w的图解法一种实用的确定装置角的近似方法方法：用线段的长度表示井斜角a和导斜角g，用线段的夹角表示方位角f和装置角w。ＡＢ1Ｂ2w1w2DONorth原井底方位方位增量装置角w的图解法已知条件：原井斜角、原方位角；方法：在方位增量DF、井斜增量Da、导斜角g、装置角w四个参数中任意确定两个参数，求另外两个参数。OAN原方位角原井斜角钻具组合用改变井底钻具组合的方法来控制井身轨迹反扭矩的影响使用井下动力钻具造斜时，钻具产生的反扭矩对装置角会产生影响。定向井测量方法１、井斜角测量原理：重力方法：液体染色（虹吸测斜仪），腐蚀（ＨＦ），感光照相（单、多点照相仪），电法（随钻测量仪MWD）。２、方位角测量原理：陀螺、磁场（在套管内不能测量，需使用无磁钻铤）方法：感光照相（单、多点照相仪），电法（随钻测量仪MWD）。要点小结定向井的有关概念、名词术语表示定向井的两个平面实际井眼轨迹的计算和绘制造斜与井眼轨迹控制方法装置角的定义及其图解法井身轨迹测量方法及原理