中原断块油田定向井方位漂移规律分析

方位控制是定向井井眼轨迹控制中的关键部分。本文分析了影响定向井井眼方位漂移的诸因素，并针对中原断块油田具体情况，统计分析了中原断块油田已钻大部分定向井的方位漂移资料，结合现有理论模式，总结出了中原断块油田定向井方位漂移的规律。经现场实钻验证吻合程度较高，对今后正确指导定向井施工具有较高的实用价值。     

钻井地质环境——构造特征模拟及其应用

本文根据广义线性统计模型的理论,开发利用钻井数据库中已钻井获得的地层分层资料来模拟地层的构造特征,并导出了地层产状要素和地层与井眼轴线相交的几何位置计算公式,将钻井-计算机-地质相结合,扩充了井史数据库应用的领域,能够方便地生成钻井所需的部分地质环境,可用于指导定向井设计与施工,为定量分析地层产状、井眼几何因素对定向井实钻轨迹的影响规律提供必要的数据。用该方法对四川地区4个断块构造进行了模拟分析,且计算了部分井位的地层产状要素,并与美国斯伦贝谢公司来四川进行的地层倾角测井解释成果相比较,结果基本吻合。模拟结果已用于指导定向井的设计和施工。     

钻井地质环境—构造特征模拟及其应用

本文根据广义线性统计模型的理论,开发利用钻井数据库中已钻井获得的地层分层资料来模拟地层的构造特征,并导出了地层产状要素和地层与井眼轴线相交的几何位置计算公式,将钻井—计算机—地质相结合,扩充了井史数据库应用的领域,能够方便地生成钻井所需的部分地质环境,可用于指导定向井设计与施工,为定量分析地层产状、井眼几何因素对定向井实钻轨迹的影响规律提供必要的数据。用该方法对四川地区4个断块构造进行了模拟分析,且计算了部分井位的地层产状要素,并与美国斯伦贝谢公司来四川进行的地层倾角测井解释成果相比较,结果基本吻合。模拟结果已用于指导定向井的设计和施工。     

随钻方位伽马探管的设计

传统随钻伽马仪器测量井眼周围的伽马值,测量曲线反映与井眼垂直的地层信息,在定向井及水平井钻井过程中,由于本身没有方位信息,不能及时有效确定层位及井眼轨迹变化。针对此问题,研制开发了随钻方位伽马探管,该探管测量数据通过MWD实时传输到地面,结合井深数据生成方位伽马曲线,曲线不仅反映地层信息,而且能够分辨上下界面岩性特征,有效发现储集层的上部盖层,捕捉进入油气储集层的最佳时机。随钻方位伽马探管在多个区块随钻地质导向的现场应用表明,其适合在石油钻井工程中用于进行地质导向。     

地层力计算的新模型

根据钻头与地层相互作用理论,结合钻头的力学分析,建立了地层力计算的新模型.模型重点考虑了井眼轨迹变化和地层各向异性的影响,克服了以往只能由稳斜稳方位(或稳斜)条件确定地层力的缺点,它适用于井眼轨迹任意变化的状态.模型具有广泛的使用价值.文中还讨论了地层力的影响因素和分布特征.并结合大庆油田南Ⅱ区的实钻井史资料,得出了该地区的地层力数值和地层力与钻压的平均比值为0.74%.     

考虑地层方位漂移特性的定向井轨道设计方法

按照地层划分方位漂移规律进行了定向井轨道设计,建立了井眼轨道的自然曲线模型,给出了更为简洁的井眼轨道数学模型。分析了井斜单元和方位单元之间的耦合关系,得到了计算单元的划分方法。论述了定向井和水平井方位漂移轨道设计的特点,提出了约束方程和设计方法。解决了按地层划分方位漂移规律的井眼轨道设计问题,适用于各种定向井和水平井的漂移轨道设计。定向井和水平井的设计实例验证了该设计方法的科学性和实用性。     

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钻井中，需要对将要钻达的下部地层深度进行预测，特别是在定向井的钻探过程中显得尤为重要。目前的井斜角、方位能不能满足钻达目标靶区的地质需要，或者地下地质情况（地层厚度、倾向、倾角）发生变化后钻井措施的相应改变，以及需要调整改变的钻井参数怎样确定等，都需要经过严密的计算和分析。文章对钻井轨迹和地质情况进行了分析，从地质层位的小层入手，对构造的走向、倾向、倾角，地层的真厚、铅直厚度，钻井的方位、井斜角、实钻地层厚度等参数进行了分析，在三维空间的基础上，建立了实钻的数学模型，明确了各参数间的关系。推导出的公式适用于包括定向井在内的钻井参数计算，可以在地层钻厚预测、深度对比，钻达目标靶区的水平位移及井斜角、方位角的调整，穿越储层厚度的计算及钻井参数的调整，目标靶区是否在气水界面以内及钻达预想海拔高程的钻井参数调整等多个方面进行运用，这对下步钻井达到地质目的具有重要的指导作用。     

定向井井眼轨迹综合影响因素分析

随着油田勘探开发的不断深入,定向井数逐年递增,如何掌握定向井的漂移规律,为生产服务就显得极为重要。在江汉油田多年钻井实践基础上,重点剖析了井身剖面设计和评选、钻具组合、钻井参数、井眼几何形状、地层等因素对井眼轨迹的影响,探索出井斜和方位的变化规律,较好地指导了定向井的设计与施工。     

随钻方位自然伽马成像测井在地质导向中的应用

地质导向根据钻井过程中实时测量的地质和工程参数指导钻头钻进方向,使钻头尽可能在产层内钻进。随钻方位自然伽马成像测井仪器利用多个自然伽马传感器,将带有方位信息的测量数据实时上传到地面用于地质导向。利用地质导向建模软件,分析仪器在钻遇倾斜地层、断层、不同倾斜角地层时仪器响应特征,为实时地质导向提供理论依据。现场利用实时随钻方位自然伽马成像测井资料对水平井钻探进行实时追踪,及时判断钻遇地层的边界位置并调整井眼轨迹,结合其他资料指导水平井施工,较好地实现了地质导向目的。     

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在定向井、丛式井、水平井钻井中，对待钻井眼方位变化的预测，一直是个重要的问题，它直接影响到待钻井眼的设计，井下工具的准备、选择，影响到下部井段是否能顺利施工。为此，运用钻具力学分析和地层各向异性理论的研究成果，综合考虑上部井眼或邻井的实钻情况和地层产状要素等，利用钻具与岩层间的空间位置关系计算钻头的位移量，从而定量地推导出了待钻井眼方位变化率计算式，通过对川西南隆４０－１大斜度定向井的计算和川中莲池５０水平井的预测，其效果是满意的，与实钻情况相符。     

圆柱靶小半径三维绕障定向井钻井技术在萨中区块的应用

大庆油田萨中区块井网密集,为确保新钻调整井轨迹躲避老井,使定向井井眼轨迹精准命中目的层,要求钻小半径、圆柱靶区定向井。通过对剖面设计优化、钻具组合的优化、总结不同区块的地层对井眼轨迹的影响规律等一系列措施,建立起了一套较为完善的圆柱靶、小半径三维绕障定向井钻井技术,并取得了较好的钻井效果。     

安棚碱矿地层自然漂移规律研究与应用

通过对安棚碱矿地层自然漂移规律的研究,依据实钻测井资料统计分析,进行井身剖面设计,并运用回归理论确定水平位移与垂直井深相关方程,提出了安棚碱矿地层方位、井斜自然漂移规律和井口座标优选设计方案,并据此应用了4口井,取得了平均单井钻井周期减少47.15%,行程钻速提高86.95%,机械钻速提高47.00%的好成效。     

安棚碱矿地层自然漂移规律研究与应用

通过对安棚碱矿地层自然漂移规律的研究，依据实钻测井资料统计分析，进行井身剖面设计，并运用回归理论确定水平位移与垂直井深相关方程，提出了安棚碱矿地层方位、井斜自然漂移规律和井口座标优选设计方案，并据此应用了4口井，取得了平均单井钻井周期减少47．15％，行程钻速提高86．95％，机械钻速提高47．00％的好成效。     

定向钻井的计算机模式

定向钻井工程的重要问题是如何控制实际井眼轨迹,使其符合设计要求。井眼的任何不理想偏斜,都将增加纠斜次数,容易引起诸如键槽卡钻、套管磨损以及由于井下落物而必须侧钻等潜在问题,这就大大延长钻井周期,提高定向井生产成本。由于定向钻井工艺应用日趋广泛,如何控制井眼轨迹,就成为一个具有重要意义的研究课题。定向井的传统设计和操作方法都是建立在钻井工作者的经验之上。为此,本文在分析井眼控制各种因素的基础上,建立了定向井钻井的计算机模式,并介绍了摸式的基本原理,利用这个模式可以模拟定向钻井过程中井斜、方位沿井深的变化。为定量预测定向井井眼轨迹提供了较好的计算方法,使井眼轨迹控制由经验变得更加科学。模式的计算结果和现场实钻结果比较后可见,两者吻合程度令人满意。本文可供现场工作者进行决策时参考。     

浅析苏北工区方位提前量及井眼轨迹控制技术

方位提前量是指定向钻井过程中，根据地层方位漂移特点所给的一个方位预留量，它是当前井斜方位与预测靶心方位的夹角。方位提前量预留准确，可以大大减少扭方位的几率，减少起下钻次数。在统计苏北几个主要工区定向井方位变化情况的基础上，分析了影响方位变化的主要因素，总结出了苏北工区方位漂移的一般规律，并提出了苏北主要工区方位提前量的预留方法以及井眼轨迹控制技术。     

地层自然造斜能力在定向钻井中的应用

地层自然造斜规律和造斜能力是定向井井眼轨迹控制和直井防斜打直的基本地质依据。文中从钻柱力学的基本原理着手,分析了钻头与地层的相互作用,建立了地层自然造斜能力的力学模型,利用江苏油田桥河口地区的实际资料,对桥河口地区的地层各向异性指数、地层造斜系数和方位漂移系数进行了计算,并根据计算结果设计了新的钻具结构。     

定向井设计的新方法及其应用

如何利用漂移规律来控制方位,是一项重要的研究课题。本文根据方位漂移的基本特征,提出了三维定向井设计的新方法。在井眼轨道的描述模型、设计方法和设计结果等方面,它与常规的二维剖面设计存在着显著的差异。该方法可以确定出定向方位等参数,并给出漂移轨道的实际描述,从而为钻井实践提供真正意义上的理论指导。通过理论分析、计算机计算和设计实例验证了该方法适用于各种圆弧形定向井剖面。     

三维地层力的计算及应用

地层力是影响定向井井眼轨迹的重要因素，为准确预测和控制井眼轨迹，必需对地层力进行定量分析计算。本文通过数学推导，得出了地层变井斜力和变方位力的简捷计算公式，确定了综合各向异性指数的计算方法，并应用于钻井现场，取得了良好的效果。     

利用井眼偏移量模式预测井眼轨道

根据多元幂积侧向切削理论模型和钻头岩石相互作用理论,给出了考虑地层因素、钻头切削破岩特性对钻头轴向力和侧向力的有效作用的综合影响,以及井深增量、钻头转速和井眼前进方向地层可钻性等因素的井眼偏移量计算模式.在理论和实验研究的基础上,编制了应用软件、理论成果和计算软件,已成功地用于大庆油田水平井井眼轨道控制中.结果表明把理论分析方法与实钻数理统计理论分析结合起来建立的计算模式是预测井眼轨道的有效方法.     

超深层裂缝型储层最佳井眼轨迹量化优选技术与实践——以克拉苏构造带博孜A气藏为例

利用定向井眼轨迹穿越有效天然裂缝发育区,是超深层油气藏高效开发的重要手段。然而,超深层气藏处于高压、高温、高地应力的环境中,钻井过程中溢流、垮塌、漏失事故频发,同时裂缝发育和地应力集中共同导致地层各向异性极强,不同方位井眼轨迹上的钻井风险不同。以库车坳陷克拉苏构造带博孜A气藏为例,兼顾定向井安全钻井并尽可能多穿裂缝带,建立研究区的储层三维地质力学模型,分析活动性好的裂缝优势方位和产状特征,考虑强地应力、裂缝弱面评价以及与垮塌、漏失相关的安全钻井密度窗口,为定向井钻前设计提供最优化的井眼轨迹方案。研究结果表明:(1)天然裂缝走向与最大水平主应力方向夹角小、裂缝面剪应力与正应力比值较高时,裂缝有效性较好;(2)钻井井眼垂直于有效裂缝面时,流体从储层向井筒的导流能力最大;(3)储层处于走滑应力机制时,钻井井眼在沿着最大水平主应力方向上的一定扇形区域内稳定性较好,且井斜角越大,钻井相对越安全;(4)天然裂缝发育时,井眼稳定性整体降低,但钻井井眼垂直于有效裂缝面时,稳定性相对较好;(5)根据裂缝剪切变形能力,确定有效裂缝的发育位置和产状,结合裂缝性地层的井壁稳定性评价与漏失压力预测,可定量预测最优井眼轨迹。实践检验表明,预测结果与钻井实践吻合较好,证明了井眼轨迹在优质裂缝体钻遇和安全钻井中的可靠性,为超深层裂缝型储层大斜度井开发奠定了地质力学基础。