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第五章 定向井井身剖面设计(2)-文档资料_图文

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第二节 定向井井身剖面设计 第二节 定向井井身剖面设计 主要内容: ?基本概念 ?井身剖面设计原则 造斜点 井眼曲率 最大井斜角 ?剖面类型 ?设计方法 第二节 定向井井身剖面设计 目的: ? 选择满足要求的井身剖面类型 ? 设计剖面结构参数 井身剖面:well profile 所钻井眼达到目标点的井眼 路径或轨迹。 井身剖面是由各种不同类 型的单一形状空间直线或曲线 组成的。 第二节 定向井井身剖面设计 一、名词解释 直井段: 井斜角为0 造斜点:开始定向造斜的位置 增斜段:井斜角随井深增加的井段 定向造斜段:造斜点以下的增斜段 稳斜段:井斜不变的井段 降斜段:井斜角随井深增加而减小 O A B C D 的井段 E 第二节 定向井井身剖面设计 一、名词解释 目标点:设计规定必须钻达的地下空 O 间位置。 靶 区:实钻轨迹允许偏离的区域。 A 有多种形状。 靶区半径:允许实钻轨迹偏离设计目 标点的水平距离。 靶心距:实钻井眼轨迹与靶区平面的 B C D 交点与靶点间的距离。 E 第二节 定向井井身剖面设计 一、名词解释 工具造斜率:造斜工具在单位长度 井眼能增加的井斜值 增斜率:单位长度井眼增加的井斜值 降斜率:单位长度井眼降低的井斜值 O A B C D E 第二节 定向井井身剖面设计 二、定向井井身剖面设计的原则 1、保证实现钻定向井的目的 根据不同的定向井钻井目的对定向井井身剖面进行合理 设计 例如: 裂缝性油藏:横穿裂缝 薄油层:大斜度或水平井 低渗块状油层:多底井 第二节 定向井井身剖面设计 1、保证实现钻定向井的目的 救援:目标层位、靶区半径、简单 (快速、经济) 第二节 定向井井身剖面设计 落鱼侧钻: 避开落鱼、一定水平位移 整块油藏: 按开发井网布置要求 第二节 定向井井身剖面设计 2、考虑地面条件限制 地面条件是确定定向井井位和丛式井 平台位置的重要依据,还需考虑交通、采 油、油气集输等方面的需要。 第二节 定向井井身剖面设计 3、正确选择造斜点、井眼曲率、和最大 井斜角 原则: 上述参数的选择应有利于采油、修 井作业和钻井施工。 第二节 定向井井身剖面设计 (1)造斜点的选择 原则: ?选在比较稳定、均匀的地层 尽量在软——中硬地层造斜,并考虑钻 头类型 ?尽量在方位漂移不大的地层造斜 ?应考虑垂深、水平位移、与最大井斜的要求, 造斜点高则水平位移大,井斜小、低则相反。 第二节 定向井井身剖面设计 (2)最大井斜角: <15o方位不稳, >45o测井、完井施工难度大、扭方位困 难、扭矩大、井壁不稳 一般15o-45o。 第二节 定向井井身剖面设计 (3)井眼曲率 井眼曲率变化的影响: 过小:造斜井段过长,增加轨迹控制工作量 过大:造成钻具偏磨、摩阻过大、键槽、其 它井下作业(如测井、固井、射孔、采油等)的困 难。 控制原则: 定向井中应控制其最大值 5o-12o/100m,最 大不超过16o/100m。 第二节 定向井井身剖面设计 4、剖面设计应有利于安全、快速钻进, 降低钻井成本 在满足钻井目的前提下,尽量选用比较简单的剖面 类型; 尽量利用地层自然造斜规律; 尽量利用拥有的造斜工具造斜能力; 尽量使井身轨迹短,尽可能保持较长的直井段。 第二节 定向井井身剖面设计 三、井身剖面类型的选择 1、常规二维剖面 二维定向井剖面指设计 井眼轴线仅在设计方位线所 在铅垂平面上变化的定向井 剖面。 第二节 定向井井身剖面设计 1.1 直、增、稳三段制剖面 O 最常用和最简单的井身剖面。 特点: A 造斜点较浅(可减少最大井斜角) 使用范围: B 靶点较浅、水平位移较大时常采用。 因造斜段完成后井斜角和方位角 变化不大,轨迹控制容易,一般井斜 角为15o-55o。 第二节 定向井井身剖面设计 O 1.2 直、增、稳、降、稳 五段制剖面 A B 应用范围: 常用于靶点较深,水平位移 较小的定向井、多目标井等。 C 特点: D 难度较三段制剖面大,主要 原因是有降斜段。降斜段会增大 扭矩、摩阻(如小水平位移深定 向井采用三段制剖面轨迹难控制 )。 第二节 定向井井身剖面设计 O 2、特殊二维剖面 为了减少摩阻 2.1 悬线剖面 2.2 抛物线剖面 第二节 定向井井身剖面设计 O 3、三维定向井剖面 三维定向井剖面指在设计的 井身剖面上既有井斜角的变化又 有方位角的变化。 常用于在地面井口位置与设 计目标点之间的铅垂平面内,存 在井眼难以通过的障碍物(如: 已钻的井眼、盐丘等),设计井 需要绕过障碍钻达目标点。 三维绕障设计 纠编三维设计 第二节 定向井井身剖面设计 四、定向井井身剖面的设计方法 1、内容和步骤 (1)掌握原始资料: 地质要求,地面限制、地质剖面、地层造斜 规律、工具能力,钻井技术、故障提示、井口及井 底坐标; 第二节 定向井井身剖面设计 (2)确定剖面类型; (3)确定造斜点、造斜率; (4)计算最大井斜角; (5)计算剖面上各井段井斜角、方位角、垂深、 水平位移、段长; (6)校核曲率。 关键步骤为2与3、4步。 设计方法有:查图法、作图法、解析法。国内目前均用解 析法。 第二节 定向井井身剖面设计 2、五段制(S型)剖面 已知: 造斜点井深HV 总垂深H、总水平位移A 增斜率K1、降斜率k2 降斜后稳斜段井斜角e H 垂深增量增量:H xz 或水平位移:Axz 或者降斜段末端垂深 He 求: 各段垂深、水平位移 段长、井斜、方位。 O S Hz a R1 He K b c H0 m g m f d j e O2 Ao h e Le H A e 第二节 定向井井身剖面设计 O S 解析法 Hz 关键点: a R1 He ① f点的建立 K b ② A0和



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