一种新的井眼交碰风险评价方法

分离系数是最常用井眼轨迹交碰风险评价指标,但在密集井网工况下计算结果往往小于1,致使井眼交碰评价结果难以满足密集井网加密钻井要求。本文提出了一种密集井网加密钻井防碰风险评价新方法,该方法通过计算基准井误差椭圆与比较井误差椭圆重叠区域的面积和基准井误差椭圆面积,进而计算出重叠区域面积与基准井误差椭圆面积的比值,比值越高风险越大,准确评价了一口基准井与多口比较井之间误差椭圆的分离程度,能够较好地指导密集井网井眼交碰风险评价工作,有利于精确定位危险层段,减少密集井网加密钻井防碰施工工作量。     

密集丛式井上部井段防碰设计关键参数临界值计算分析

井眼轨道整体防碰设计是保障密集丛式井钻井施工安全的关键因素之一,而上部井段井眼轨道设计参数的优选与优化则是降低井眼轨迹碰撞风险的基础。对比分析了国内现行标准对密集丛式井整体井眼轨道防碰设计的指导作用及适用性。针对密集丛式井整体井眼轨道防碰设计问题,应用实钻井眼轨迹碰撞风险分析的分离系数概念,计算分析了分离系数为1时,密集丛式井上部井段造斜点深度、邻井造斜点深度差、造斜率、造斜方位等4个关键参数的临界值。研究结果表明:井口间距是影响密集丛式井上部井段井眼轨道防碰设计参数取值的关键,井口间距越小,临界造斜点深度、造斜深度差及造斜方位差越小,临界造斜率越大;现行标准所规定的邻井造斜点深度差预留了足够的安全余量,加密调整井防碰设计时可适当减小。     

延长油田丛式井网加密水平井直井段交碰风险量化分析

为经济有效开发低渗透、低丰度油藏,延长油田利用旧井场部署加密水平井进行调整开发,直井段丛式井网密集,交碰风险严峻。为准确地评价直井段交碰风险,从实钻数据出发分析了延长油田水平井直井段轨迹水平位移偏差,并采用数学统计的方法对加密井直井段交碰风险进行量化,结果表明,直井段实钻轨迹水平位移偏差在同一井深下符合正态分布,随井深的增加,其均值和方差逐渐增大,正态分布形态越来越扁平,井眼位置不确定性越来越大。杏4003平34井应用结果表明,基于概率统计与可信度计算的直井段交碰风险定量分析,可较准确地判断直井段井眼碰撞风险,为丛式井网加密水平井直井段轨迹设计提供了新的参考。     

密集丛式井磁干扰情况下防碰判断与控制方法

南堡油田密集丛式井钻井密度大,井口间距小,同一平台开发时间跨度大,新老井眼轨迹空间交叉密集,钻井防碰问题突出,特别是上部井段轨迹间距小,实钻过程中时常存在磁干扰现象,采用常规防碰扫描计算方法存在不足,不能完全满足密集井口安全钻井的需要.根据正钻井与邻井轨迹在防碰点处的几何关系,提出了井眼轨迹的异面角概念,通过异面角的分...     

南海某高温高压气田丛式井表层大尺寸井眼防碰技术

海上油气田通常以丛式井方式开发,井数多、井口密集、井槽间距小。南海某气田地层压力梯度变化大、台阶多,其井身结构较复杂,表层?660. 4 mm井段进行集中批钻作业时井眼碰撞风险高。文章介绍了南海某气田表层钻井防碰的技术难点,针对性提出表层大尺寸井眼综合防碰技术对策,并深入分析各项技术的关键点。该项技术在南海某气田表层井段作业中得到成功应用,安全高效地化解了防碰压力,可为以后类似的海上丛式井表层钻井防碰提供技术参考。     

邻井定向分离系数计算方法

随着丛式井和加密井设计间距的不断减小,仅利用邻井距离扫描计算和传统分离系数监测邻井距离已不能满足现场需求。定向分离系数不仅将井眼轨迹误差分析与邻井距离扫描计算结合在一起,而且考虑了参考点和比较点误差椭球的相对位置关系,与传统分离系数相比,其可以更精确地反映邻井的交碰概率,为邻井防碰决策提供更为科学的依据,以更好地满足现场需求。对比了传统分离系数和定向分离系数的区别;利用空间解析几何方法实现了法面距离扫描、最近距离扫描及水平距离扫描定向分离系数的计算,一般把最近距离扫描定向分离系数作为邻井防碰的依据。实例计算分析表明,在以定向井、大位移井为主要构成的丛式井中,传统分离系数的计算结果比定向分离系数小得多;定向分离系数在丛式井和加密井的设计和钻井过程中都具有十分重要的现场应用价值。      

海上丛式井网整体加密井眼轨迹防碰绕障技术应用

海上油田综合调整过程中,井眼防碰已经成为制约丛式井网加密钻采的关键因素。针对海上油田单平台井数多、井间距离小、丛式井网密集的特点,利用井眼轨迹优化和防碰绕障设计,实施丛式井网整体加密钻采井眼轨迹防碰绕障技术。在绥中36-1油田L平台应用效果证明,该技术能够有效防止井下碰撞事故的发生,减小钻井施工的难度。     

邻井随钻电磁测距防碰计算方法研究

为了解决丛式井邻井井眼防碰问题,对邻井随钻电磁测距防碰计算方法进行了初步研究。在了解邻井随钻电磁测距防碰工具结构与工作原理的基础上,将磁源看作磁偶极子,利用磁偶极子法分析了磁源周围磁场的分布规律,建立了邻井套管磁化磁场计算模型和探管处磁感应强度计算模型,确立了丛式井邻井随钻电磁测距防碰计算方法,并利用数值模拟方法分析了探管内磁源间距、磁源磁矩和套管相对磁导率等参数对探管处磁感应强度的影响。探管处磁感应强度与磁源间距、磁源磁矩、套管相对磁导率和直径等参数呈正相关,合理设计工具的关键参数,可以增强探管处的磁感应强度,提高工具测量的准确性。研究结果表明,邻井随钻电磁测距防碰工具应用确立的邻井随钻电磁测距防碰计算方法,实时测量计算正钻井与邻井的间距和方位,基本可以满足丛式井导向钻井工程需求,这对丛式井邻井随钻电磁防碰技术的发展具有非常重要的现实意义。      

井眼测量误差椭球最小间距计算方法

随着丛式井和加密井在油田的广泛应用,对井眼防碰分析提出了更高的要求。井眼分离系数是防碰分析的一个常用指标,然而不同误差椭球分离距计算方法导致结果差异较大,为此提出测量误差椭球最小间距计算新方法,以更好地满足应用需要。在坐标变换及误差椭球计算基础上,推导了中心向量法误差椭球分离距计算公式,进而应用最优化理论求解了两误差椭球最小间距,并研究了快速求解策略,可精确、快速地计算井眼分离系数。算例分析表明,与其他计算方法相比,新方法能更好地指导井眼防碰风险评价工作,在丛式井设计和定向钻井中具有应用价值。     

渤海人工岛大型丛式井组加密防碰优化设计技术

针对渤海人工岛B岛丛式井组大规模加密调整时，防碰绕障设计难度大、效率低的问题，在分析加密井整体防碰形势及特点的基础上，对已钻井数据进行精确性校准，基于行业标准关于丛式井组平台优化及防碰设计的原则，制定了大规模加密井防碰轨道设计流程，形成了整体优化设计方法，优化了钻井顺序、槽口匹配关系和防碰轨道设计参数。通过多轮次的槽口调整和轨道优化，在有限的井台空间内完成了45口加密井的井眼轨道设计和防碰分析工作，各井分离系数的最小值均满足行业标准最小限值1.5的要求，并且70%集中在1.7以上，整体上降低了防碰风险。研究结果表明，渤海人工岛大型丛式井组加密防碰优化设计技术能解决丛式井组大规模加密调整的防碰设计问题，并有助于提高设计质量和设计效率。      

小波包变换在井眼防碰振动信号处理中的应用

随着海上油气田加密井调整开发技术应用越来越普遍,钻井过程中井眼碰撞的风险也成了一个不容忽视的问题。在采用钻头振动波方法进行丛式井防碰监测时,将小波分析应用于复杂环境下钻头振动信号的特征提取。采用小波包对信号的各频带进行分解,将信号分解成不同尺度域,得到信号在不同频带内的能量分布特性,通过能量大小对比分析,得出了振动特征显著的4个尺度。对特征尺度进行功率谱分析发现,其信号幅值和能量集中在200～300 Hz范围内;当钻头趋近邻井套管时,信号特征分量发生显著变化,为防碰信号处理提供了新的思路。     

冀东油田人工岛丛式井钻井防碰技术

冀东油田人工岛丛式井井网密度大,钻进中易发生井下碰撞问题,为解决该问题,研究了防碰技术。通过分析冀东油田人工岛丛式井的钻井技术难点,提出了针对性技术措施:正钻井碰撞高风险井段使用牙轮钻头;应用低刚性钻具组合,使井下钻具获得更大的挠度变形空间;进行随钻MWD磁场强度监测,根据磁场强度异常值判断正钻井与邻井套管的距离,预警碰撞风险,指导正钻井防碰。综合这些技术措施形成的冀东油田人工岛丛式井钻井防碰技术,在冀东3号人工岛丛式井组进行了应用,降低了钻进中发生井下碰撞的概率,表明该技术是防止正钻井与邻井套管碰撞的有效技术,可为冀东油田人工岛加密钻井提供安全保障。      

防碰分离系数算法优选与邻井相对位置测量误差计算

在丛式井和加密井的定向钻井工程中,科学地评估正钻井与相邻已钻井的井眼碰撞风险具有十分重要的意义。目前,常用于评估井眼碰撞风险的分离系数具有多种计算方法。在分析分离系数常用计算方法局限性基础上,通过协方差矩阵的合成,建立了考虑井径影响的邻井相对位置测量误差计算模型,提出了基于邻井相对位置测量误差计算的分离系数算法优选方法;通过实例计算,分析了相同条件下常用分离系数（垂足分离系数和定向分离系数）计算结果的差异。同时,实例计算结果表明,文章提出的分离系数算法优选方法可以优选出符合实际情况的分离系数,为定向井工程实施防碰作业提供更为科学的依据,具有重要的应用价值。     

定向井防碰地面监测系统设计及现场试验

随着陆地和海上油气勘探开发程度的不断提高,丛式井和加密井正变得越来越普遍,而受老井网加密调整使井间距离更密、老井测斜数据不完整或不准确、井眼轨迹控制产生误差等因素的影响,钻井过程中易发生井眼碰撞,对钻井和油田的正常生产构成了潜在威胁。根据振动波的传播机理,提出了一种定向井防碰地面监测方法,设计了一套定向井防碰地面监测系统。该系统在渤海某海上油田区块钻井现场进行了试验:借助定向井设计、随钻测量资料,利用Compass软件分析了在钻井与邻井的中心距,并对危险井段进行了监测;根据采集到的钻头振动信号特征,分析了钻头对危险井筒的趋近。现场应用结果表明:钻头钻水泥塞过程中,在钻井套管头处振动信号强度很大,该系统可通过识别钻头振动信号判断钻头靠近或钻遇了邻井水泥环和套管;在邻井套管头采集到的钻头振动信号的振幅,随在钻井和邻井的中心距的增加呈一定的衰减关系,可根据该关系和分离系数判断井眼碰撞的风险。      

套管头振动信号特征应用于油井防碰监测的可行性分析

提出了一种井间防碰监测的新方法,即利用在风险井套管头上安装的传感器监测由套管传输到地面的钻头振动信号,分析振动波在地层和风险井套管中的传播规律,进而预测钻头是否趋近风险井套管,并评估钻头距风险井套管间的相对距离。分析结果表明:在钻井钻头振动诱发的风险井套管头振动信号存在一个特征频率段,在钻井钻头破岩诱发的风险井套管头振动信号特征与在钻井钻头距风险井套管间的距离有明确的对应关系,因此利用风险井套管头振动信号预测在钻井钻头趋近的方法对加密调整井进行防碰监测,这在技术思路上是可行的。