石油定向井钻井轨迹控制技术探究

井眼轨迹控制技术是定向井钻井施工过程中的关键性技术。近年来,随着测井技术与随钻测量技术的改进,井眼轨迹控制技术不断完善,在很大程度上提高了定向井钻井井眼轨迹控制水平。定向井钻井过程中,直井段、造斜段以及稳斜井段,所采取的井眼轨迹控制技术也有所不同。本文主要对石油定向井钻井轨迹控制技术进行了分析。     

哈拉哈塘超深定向井钻井技术

针对塔里木油田哈拉哈塘地区超深定向井存在的造斜速度慢、井眼轨迹控制难度大等技术问题,开展了超深井井眼轨迹控制与提速技术研究。在分析超深定向井钻井技术难点的基础上,通过在斜井段井眼轨迹控制与钻井提速等方面进行技术攻关并制定技术方案,首次在该地区超深定向井ψ241.3 mm井眼造斜段钻进时试验应用了PowerDrive Archer高造斜率旋转导向系统,并在φ171.5 mm井眼稳斜段优选中低转速大功率螺杆配套抗冲击、抗研磨性强的螺旋6刀翼PDC钻头和抗高温MWD无线随钻测量仪器,以有效控制井眼轨迹并提高钻速,同时选用防漏防涌防硫、抗高温的钻井液体系以保障超深定向井安全施工。哈拉哈塘地区4口超深定向井钻井施工情况表明,定向井斜井段平均机械钻速提高13.53%,平均定向工期缩短38.58%。这种根据造斜段、稳斜段不同需求分别考虑技术可操作性的集成技术,对塔里木油田哈拉哈塘地区超深定向井轨迹控制与提速具有很好的借鉴作用。      

井眼轨迹控制中过渡井段的研究

在定向钻井的钻进过程中,井眼轨迹控制非常重要,尤其是定向钻进阶段和水平井钻井的水平井段。在这些关键井段,为了精确控制井眼轨迹实现准确中靶,需充分考虑眼轨迹的几何姿态对底部钻具组合(BHA)力学特性的影响。此文通过定量计算,分析了在特定的井眼轨迹几何参数下的BHA力学特性,提出了一种分析过渡井段的方法,指导定向井井眼轨迹控制。     

定向井井眼轨迹控制技术发展趋势

对定向井井眼轨迹控制概念进行解读,分析井眼轨迹控制原则,并阐述了发展趋势。     

定向井井眼轨迹不确定性分析

为了提高定向井井眼轨迹的控制精度,减小实钻定向井井眼轨迹误差,从井眼轨迹计算方法、测斜仪器精度、磁干扰、井斜方位角校正、测斜仪器轴向对中误差等方面进行了探讨。结合定向井施工中的实例数据分析,验证了定向井井眼轨迹误差主要来自于施工现场的测量数据误差,提出了可行的减小定向井井眼轨迹误差的现场操作方法,对定向井的现场施工具有一定的指导意义。     

石油定向井井眼轨迹不确定性分析

随着我国能源需求量的不断提高,石油行业不断加大油气开发力度。定向井的应用可以摆脱地面条件对石油开发的限制,有利于提高油藏采收率与石油产量,因此,分支井、水平井与绕障井等定向井在油田中得到了推广应用。但油田开采过程中,对定向井井眼轨迹的控制精度提出了更高的要求,定向井井眼轨迹的控制难度也在不断增加。由于井眼轨迹不确定性的存在,使井眼相碰问题频频出现,极易引起安全事故,造成严重的损失。本文对石油定向井井眼轨迹的主要影响因素进行了分析。     

定向井轨迹控制关键技术探讨

轨迹控制问题是定向井钻井施工过程中的一大难点,根据我国定向井钻井作业实际情况,找到定向井钻井施工作业中需要考虑的问题,全方面、多角度的研究定向井钻井作业施工过程中轨迹控制的关键,为我国定向井钻井施工作业奠定坚实的基础。经过实际调查研究发现,定向井钻井作业施工过程中,井眼曲率的合理选择、最大井斜角的减小是目前研究的2个关键问题,其中的关键技术分别为直井段关键技术、稳斜井段关键技术、造斜井段关键技术、水平井段关键技术等4个方面。     

田5-斜19五段制剖面定向井钻井技术

五段制剖面定向井施工难度较大，主要介绍了田5—斜19井的井眼轨迹控制、相关安全钻井及钻井液技术，并对施工中发生的复杂情况进行了分析，总结了一些经验，对五段制剖面类型定向井施工具有一定的参考价值。     

渤中地区丛式钻井及井迹控制技术

本文介绍渤海湾渤中地区海上丛式井钻井及井眼轨迹控制技术。其中有外国定向井公司跟踪、控制井迹的实施方法,同时对使用MWD控制井眼轨迹,防止井眼相碰撞的方法进行了介绍。     

浅谈小井眼三维绕障定向井井眼轨迹控制技术与实践

小井眼钻井是油气钻井工程中的难点之一,尤其是在小井眼三维绕障定向井钻井过程中,井眼轨迹控制非常困难。现有小井眼三维绕障定向井井眼轨迹控制技术在实践中存在着操作难度大、控制精度要求高、井下作业危险性高等缺陷。本文主要结合实践经验分析了小井眼三维绕障定向井钻井中遇到的难点,探讨了小井眼三维绕障定向井井眼轨迹控制技术的要点。     

江苏探区三段制定向井井眼轨迹控制技术

介绍了历年来江苏探区三段制定向井井眼轨迹控制情况。并针对该探区地层特点及裸眼三段制定向井的特点，提出了井眼轨迹控制技术要点及相应的措施。     

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。     

定向井随钻距离图的绘制和应用效果分析

在柱状靶区定向井施工中，运用随钻距离图有利于提高井眼轨迹的控制精度。文中主要介绍了随钻距离图的基本原理、绘制方法和应用结果。该方法也可以应用于直井、一般定向井和水平井钻井的井眼轨迹控制。     

定向井井眼轨迹的连续控制

目前,大多数定向井采用常规的钻井工艺技术进行井眼轨迹的控制(即非连续控制),一口井要改变钻具结构多次,而每次改变钻具结构需起下钻方能实现。导向钻井系统可实现井眼轨迹的连续控制,靠一套多功能下部钻具组合一次下井,配合长寿命的优质钻头和随钻测斜仪导向,在井下长时间运转,不用起下钻就能准确、连续、迅速、经济地完成定向井多种井段的作业。该技术的推广应用,将会取得很大的经济效益。     

两维定向井轨迹设计的通用方程

井眼轨迹设计是定向井能否成功的关键技术之一，文中推导出的两维定向井轨迹设计通用方程，只是针对不同的轨迹类型定义方程的参数，就可以进行多种类型定向井的轨迹设计，简化设计过程。文中分析了三段制、五段制和双增轨迹在设计方面的差异与共同处，对推导出来的通用方程在实际应用中进行设计计算论证。     

定向井井眼轨迹计算法

定向井井眼空间位置的确定,对于救援井施工、固井、完井及试油作业,以及对今后油田开发等都具有重要的意义。本文在比较目前常用的几种计算定向井井眼轨迹方法的基础上,介绍了一种较为准确的定向井井眼轨迹计算方法,即微、积分法。该法具有较强的理论基础。采用这种方法计算后,原有的各种各样计算方法计算井眼轨迹将得出统一的结果。     

SHL大位移井井眼轨迹设计

SHL维宁气田的大位移井采用超大位移定向井作业方式,设计井深在12 000 m左右,水平位移达11 000 m,水垂比接近4,作业难度大,对施工设计、设备、材料提出了极高的要求。此文主要从钻井井眼轨迹设计入手,着力对井眼轨迹组成的几个要素进行优化,分别从造斜点的选择、稳斜段井斜角的确定及造斜段设计方法的优选等三个方面,在满足有效开发储层的前提下,确定SHL大位移定向井井眼轨迹的最适合设计,以期降低作业期间的扭矩摩阻,减少施工难度。     

水平井井眼轨迹控制研究浅谈

井眼轨迹控制技术是水平钻井整套技术的关键环节。本文以讲座形式介绍井眼轨迹控制的方法,论述了水平井与定向井在井眼轨迹控制方面的差别,水平井轨迹控制的若干基本概念和控制指标、误差来源以及如何将常规公式用于控制过程中的方案调整设计、工具选择和轨迹预测。本文还简述了设计水平井钻柱组合(包括井底钻具组合)的若干注意事项和水平井轨迹控制工艺的要点。     

层理性泥页岩地层井壁坍塌控制方法研究

涠州12-1北油田涠二段泥页岩地层层理发育、水敏性强,虽然采用了油基钻井液钻进,但井壁垮塌等井下复杂情况仍频繁发生。该油田涠二段地层岩石力学试验结果表明,涠二段泥页岩强度具有显著的各向异性,其受到的最大主应力方向与层理面法向之间的夹角为30°～70°,岩心易发生沿层理面的剪切滑移破坏,强度远低于最大主应力方向与层理面法向平行时的最大强度,这是造成定向井井壁失稳的主要原因。结合岩石力学试验结果,将层理性泥页岩视为横观各向同性材料,建立了合理钻井液密度的确定方法,确定了定向井坍塌压力随井眼轨迹的分布规律。利用定向井坍塌压力随井眼轨迹的分布规律,对该油田的定向井钻井液密度和井眼轨迹进行了优化,成功解决了涠二段地层的井壁失稳问题。      

伊拉克米桑Fauqi油田大井眼轨迹控制技术

FQCS-41是伊拉克米桑Fauqi油田第一口在17.5in井眼内完成增斜段,稳斜段和降斜段施工的五段制定向井,FQCS-42井是在FQCS-41井成功经验基础上改进设计和钻具结构完成的第二口大井眼五段制定向井。文章通过这两口井,详述了在该油田17.5in井眼内定向施工过程及采取的有效技术措施,浅谈了作者对施工该类井的认识与建议。这篇论文所介绍的轨迹控制过程以及在控制过程中获得的经验和分析结论,对以后该地区此类井型的施工能够起到一定的指导作用。