大位移井轨道设计方法综述及曲线优选

井眼轨道设计是大位移井的关键技术之一。在总结前人工作的基础上．推导出了圆弧、摆线、悬链线、修正悬链线、拟悬链线、侧位悬链线、抛物线的统一计算公式。对于相同的目标点，计算出了这些曲线的井眼长度、最大造斜率、造斜段长度、下钻摩阻、起钻摩阻、滑动钻进摩阻和旋转钻进摩扭，通过赋给这些项不同的权值，然后用权值乘以各项的值与最小值的比值，最后累加，比较累加后值的大小，即可优选出最佳井眼曲线。     

大位移井钻井作业的关键技术

针对大位移钻井作业中的几个关键技术——降低摩阻技术、井眼清洗技术及井壁稳定技术进行了阐述,通过分析高摩阻、井壁不稳定及洗井效率低等问题产生的原因,认为降低钻井摩阻,不仅取决于钻井液性能、井眼轨迹的优化设计、钻具组合设计、新井下工具的使用,而且也与井壁稳定情况和井眼清洁程度有关。井眼清洁程度则与钻井液性能及其它钻井工程措施息息相关。井壁的稳定取决于钻井液的强抑制能力,钻井液安全密度窗口安全可信,同时也与井眼轨迹有关。综合考虑降低摩阻、井眼清洗和井壁稳定3方面的因素对成功钻大位移井是至关重要的。     

大位移井技术发展现状及启示

在介绍国内外大位移井的基础上,指出大位移井的突出特点是?311mm(12?in)井眼处于大斜度长裸眼稳斜段,这就决定了扭矩/摩阻是钻大位移井的核心问题。文中重点介绍了大位移井井眼轨道优化设计、扭矩/摩阻和井眼轨道控制工具等三项钻大位移井的关键技术。认为我国已有钻2600m以上水平位移井的能力,应借鉴国外把水平位移4000m的井作为六位移井起步的经验,但应对设备能力进行评估和适当优化升级。     

大位移井技术的发展现状及启示

大位移钻井代表了当今世界的最高钻井技术,它已在为开发边际油田的最有效手段之一。在英国的ＷＦ油田,最近已钻成了水平位移１００００ｍ的大位移井,位移与垂深的比值达６．１４。严格说,我国还没有独立完成过大位移井。中国海洋石油总公司已获油气储量近一半是边际油田的。它们无法用常规技术开发。     

大位移井轨道设计中关键参数的确定

造斜点深度和稳斜角大小是大位移井轨道设计中两个关键参数。从大位移井圆弧轨道设计出发，对钻柱的摩阻、摩扭随造斜点深度和稳斜角大小的变化规律进行了分析。研究发现，在大位移井中，稳斜井段摩阻在总摩阻中占主要部分，但当弯曲井段钻柱受压时，将导致总滑动摩阻增加。从降低滑动摩阻角度出发．以防止弯曲段钻柱受压为依据．提出了稳斜角的确定方法。     

大位移井技术的发展现状及启示

大位移钻井代表了当今世界的最高钻井技术,它已成为开发边际油田的最有效手段之一。在英国的WF油田,最近已钻成了水平位移10000m的大位移井,位移与垂深的比值达6.14。严格说,我国还没有独立完成过大位移井(最高指标是水平位移2600m,位移与垂深的比值不到1.5)。中国海洋石油总公司已获油气储量中近一半是边际油田的,它们无法用常规技术开发。用大位移钻井技术开发这些边际油田,是我国海洋石油工业的重要课题。文中介绍了国内外大位移钻井技术的现状,深入分析了其中的关键技术问题及存在的差距,以期促进我国海上大位移钻井技术的发展。     

延长大位移井水平位移的新技术

本文介绍了一些有助于延长大位移井水平位移和提高钻井效率的新技术，包括串接泥浆马达，井下可变径稳定器和动态稳定器等，还要介绍利用目前的技术钻水平位移达１０ｋｍ的大位移井。     

大港油田大位移井钻井实践和技术最新进展

介绍了大港油田大位移井钻井技术的发展背景和概况。以北堡西3×1井为例,从井眼轨道优化设计、钻具组合优化设计、井身结构优化设计以及钻井液技术等方面分析了大港油田大位移井钻井技术措施,并从摩阻/扭矩分析、轨道设计方法、井眼清洁厦参数优选、钻井液体系研究、井下工具研制和计算软件开发等方面介绍了大港油田大位移井钻井技术的最新进展情况,对大港油田及环渤海地区的大位移井钻井施工具有一定的借鉴意义。     

D2-19大斜度井钻井技术

D2- 19井是江苏油田为开发湖底油田,采用常规ZJ45钻机装备施工的1口位移与垂深比约为1的定向大斜度井。最大井斜角65°,完钻井深3046m,垂深2185.49m,井底位移1795m。介绍了该井在井身剖面设计、井壁稳定控制、井身轨迹控制、钻井液性能的维护处理、安全钻井技术等方面所采取的技术措施。实践证明,所采取的工艺措施是行之有效的,其复杂时效仅为1.8%,事故时效为0。该井的钻探成功,为利用常规装备和工艺技术施工位移垂深比约为1、井底位移在2500m以内的定向大斜度井提供了一定的经验。     

大位移井钻井摩阻预测及井眼轨道优选

大位移井钻井的施工难度主要来自钻井的摩阻大,因此在钻大位移井时必须较准确地预测摩阻,根据摩阻预测情况优选井眼轨道.近年来经过多次实践和研究大位移钻井的设计和施工情况,分析了钻井摩阻产生的原因及影响大位移井正常钻进的主要因素,提出了应利用成熟的软件来选择低摩阻的井眼轨道,总结了摩阻预测以及井眼轨道优选的方法,为同类井的施工提供了经验.     

胜利油田埕北21-平1大位移井固井技术

胜利油田埕北21-平1井是1口重点科研试验井,也是国内陆上油田第1口水平位移突破3000 m的大位移水平井。实际完钻井深4837.4m,垂深2633.91m,水平位移3167.33m,造斜点位置1000 m,最大井斜93.6°,水平段长100 m,最大狗腿度41.6°。介绍了固井中存在的技术难点,以及固井设计和施工过程中所采取的措施,包括套管摩阻分析计算,全钢旋流扶正器和单向回压阀等工具的研制,水泥浆体系的优选和现场固井工艺过程,为今后同类型井提供了借鉴经验。     

赵东F-1大位移定向井钻井技术

赵东F-1井是大港油田第一口对外反承包的四段制定向探井,是我国陆上迄今为止水平位移最大的定向井,共有4个靶点。完钻井深4420m,垂深3329.02m,水平位移2624.70m,最大井斜52.48°;中靶精度高,靶区偏差最大17.94m,井眼轨迹与设计线最大偏差仅2.3°。应用电动钻机和顶部驱动钻井设备,优化钻具组合,完善钻井液性能,仅用79d就安全优质地钻成了这口大斜度高难度定向井。详细介绍了施工过程及技术措施。     

水平井待钻井眼轨迹最优化设计方法研究

现有待钻井眼轨迹设计的方法很多,涉及到二维方法和三维方法,但它们有一个共同的缺点,即设计出来的井眼轨迹不能确信为一条最优的待钻轨迹或可行的最优待钻轨迹。为此,开展了本文的研究工作。本文将非线性不等式约束下的非线性数学规划理论引入到水平井待钻井眼轨迹设计中,提出了水平井待钻井眼轨迹的最优化设计方法。此方法不仅能够满足现场施工条件的限制和待钻井眼轨迹设计的要求,而且能够确保得到的待钻井眼轨迹为一条最光滑的、最短的、可行的最优待钻井眼轨迹。文章最后的实例计算表明,本文提出的水平井待钻井眼轨迹最优化设计方法是正确的、可靠的。     

限定目标点井眼方向待钻轨道设计新方法

限定目标点井眼方向待钻轨道设计是定向井尤其是水平井轨迹控制的重要技术之一,对于提高井眼轨迹控制精度和中靶精度有极为重要的作用。从轨道的约束个数和未知参数个数相等的原则出发,分析认为"斜面圆弧段+直线段+斜面圆弧段"是最简单且合理的剖面形式。在此基础上,提出了一种新的限定目标点井眼方向待钻轨道设计方法——逐点寻优设计法,并对其进行了改进,将二元显函数的最优值问题转化为一元显函数的最优值问题,形成了改进型逐点寻优设计法,给出了该方法的计算步骤,并进行了算例分析,证明了该设计方法的正确性。计算过程和结果表明,改进型逐点寻优设计法避开了求解非线性约束方程组,是一种有效而可靠的限定目标点井眼方向待钻轨道设计方法。     

大位移探井港深69X1井定向钻井技术

港深69X1井是目前陆上油田位移最大的1口探井,完钻井深5464.43m,位移3118.04m。该井采用了直流电动钻机、无级调速泵及顶部驱动装置、导向钻井系统、大功率优质马达、优质钻头等一系列先进工艺,经科学论证与施工,取得了满意的效果。港深69X1井的顺利完钻,探明了该地区的油气储量,为大位移探井的钻探提供了第一手材料,也为今后大规模的海油陆采提供了科学依据。文中着重从定向井施工与管理方面进行阐述。     

在水平井、大位移井中选用合适的套管扶正器

在水平井、大位移井中选用合适的套管扶正器不仅能使套管顺利下入,而且能确保套管在井眼中的居中度,提高固井质量。介绍了几种新型的套管扶正器,并介绍了国内外在水平井、大位移井固井中使用的套管扶正器的性能特点及应用情况,得出了常规的套管扶正器很难满足水平井、大位移井需要的结论。     

小曲率半径水平井径向分支井技术在渤海花岗岩中的应用

渤海石油公司在已钻成的CFD1-6-2D井的基础上,于1995年3月在井深2938m、井斜角72°处,用小曲率短半径水平井径向侧钻技术,在花岗岩地层钻成一口径向分支井,钻井进尺34m,最小曲率半径4.78m,平均曲率半径29m。最大降斜率93.02°/30m,最大狗腿度118.2°/30m,达到了设计要求,获得高产商业油流。通过实践,对当今世界上先进的小曲率短半径水平井技术和工具有所了解和认识,并着重介绍了CFD1-6-2DS任向分支井的一些技术特点和技术措施。     

定向井悬链线轨道的无因次设计方法

悬链线轨道可大大减小钻进时的摩阻,所以在大位移定向井中具有显著的优越性。作者对自己过去提出的悬链线轨道设计方法作了改进。新方法的突出优点是,在所有设计计算公式中消除了双曲函数符号,使计算大大减化。文中除给出所有设计计算公式外,还给出了计算实例。