泾河油田三维水平井井眼轨迹优化设计及应用

在规模化开发过程中,泾河油田面临井场确定困难、剩余油挖潜难度大等难题。基于泾河油田储层地质特点,应用理论计算、数值模拟等方法优化水平井三维井眼轨迹参数;轨迹剖面采用六段制、造斜率(4°~6°)/30 m、靶前距和偏移距相互匹配且不大于600 m。JH17P25井三维轨迹设计及实施结果表明,三维水平井有利于解决泾河油田开发中遇到的难题,满足摩阻和扭矩限制要求,完井管柱可安全下入,实钻轨迹及钻井指标符合设计要求。     

水平井井眼轨迹绘制方法

为描述水平井眼轨迹在地下空间的立体延伸情况,当采用垂直和水平两重深度显示任一解释层段的解释成果时,需要绘制井眼轨迹平面投影图、剖面投影图以及沿井各个方位的投影轨迹。从分析钻井造斜数据的几何和数学关系入手,介绍了模拟井眼轨迹的原理。并编制了相应的模拟软件,对塔河油田TK244H水平井资料井进行了处理,其结果与实钻轨迹完全一致。     

水平井钻井优化设计技术

本文论述了设计中应考虑的问题，介绍了水平井设计流程以及水平井钻井设计与水平井其它部分设计关系，介绍了水平井设计技术以及设计优化方法，论述了如何从设计上确保水平井安全、经济、快速钻成。     

石西油田水平井轨迹控制技术

石西油田石炭系油藏油层埋藏深度大，地层压力系数高，水平井钻井施工难度大。本文着重论述了已钻３口水平井的井眼轨迹设计特点、井眼轨迹控制影响因素、下部钻具组合特性、井眼轨迹监测技术以及有待于进一步研究和发展的内容，希望对于今后推广应用深井水平井钻井技术起到积极的作用。     

深部薄油层双阶梯水平井钻井技术

介绍了HDl—27H薄油层双阶梯水平井的设计和施工情况。该井合理地利用水平井钻井配套技术、小角度单弯马达配合MWD导向钻井技术控制井眼轨迹，水平段油层实钻井眼轨迹所有测点与设计井眼轨迹的垂深差都控制在0．5m以内，且测井解释油层穿透率100％，创造了利用常规MWD控制水平井井眼轨迹精度的记录。该井投产后取得了显著的经济和社会效益，为以后深部薄油层开发积累了经验。     

水平井井迹曲线的优化设计

针对水平井迹设计中的条件,采用离散优化方法,以最短井迹为目标,对现有水平井进行了优化设计。计算表明,优化后的井迹明显小于原设计,可使水平井钻井成本大大降低。     

石西SHW08水平井井眼轨迹控制技术

本文介绍了石西油田ＳＨＷ０８水平井井身设计方面的基本情况，详细说明了其井眼轨迹控制技术，总结了该井的成功经验。     

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。     

阶梯水平井钻井技术

阶梯水平井是在水平井完成第1水平靶区后,通过降斜、稳斜、增斜段的调整,进入并完成第2水平靶区井段的水平井钻井技术。该技术将水平井技术又推上了一个新的高度。使水平井的应用扩展到常规油气层,连续薄油层、断块油层等复杂油气田。文中从施工难点、优化工程设计、井眼轨迹控制3方面论述了阶梯水平井的钻井技术。列举了TZ406井、YX2P1井、LN61-H1井3口阶梯水平井的施工数据。针对TZ406井施工经过、施工要点、施工技术措施,对阶梯水平井的设计、轨道控制技术、施工难点经验、体会和认识,做了全面的论述。现场应用表明:阶梯水平井显著地增加了产量,大幅度地提高勘探开发的综合经济效益,必将成为油气田开发的重要手段之一。     

阶梯水平井产能预测方法

根据质量守恒原理和动量守恒原理,建立了双台阶水平井筒沿程压降模型。通过比产能指数将井筒中的流动与油藏渗流进行了耦合。模型中油藏渗流计算采用JOSHI稳态流动模型,水平井筒摩擦压降计算考虑了壁面流入的影响。并为所建的模型编制了程序,通过实例计算分析双台阶水平井相关参数对产能的影响,认为对于大井眼、小产能水平井加速度压降可忽略,摩擦压降较小,由水平倾角引起的重力压降对产能有较大影响。本文为油藏工程分析和采油工艺分析建立了一种简单、快捷、有效的阶梯水平井产能预测方法。     

断块油藏中阶梯水平井的渗流特性

根据流体力学和渗流力学的相关理论,考虑阶梯水平井穿越3个独立断块油层的情况,建立了阶梯水平井井筒管流与地层渗流耦合的数学分析模型。在该模型中,对于水平生产段,采用质量守恒原理和微元线汇理论,分析了沿程流入对井筒内压降的影响,导出了阶梯水平井井筒内生产段的压降计算公式;对于各个油层之间的连接段,建立了不同曲率半径情况下的压降计算方法。同时,考虑了阶梯水平井穿越的断块油层具有不同的生产能力,推导并提出了数学模型的求解方法,并编制了相应的计算程序。利用该分析模型,可以求解阶梯水平井井筒沿程压力分布及产量分布。模拟计算表明,阶梯水平井在生产时,产量受各个油层的生产能力和水平井筒的摩阻共同影响,且物性较好的储层在水平井的跟端,物性较差的储层在水平井的指端对开采较有利。     

胜利油田第一口跨断块阶梯水平井钻井实践

永3-平9井是胜利油田第一口跨断块阶梯水平井,完钻井深2 418 m,断块前钻遇油层180 m,断块后钻遇油层110m,断块前后垂直落差9.17m.针对断块油藏剩余油分布相对比较零散、单井控制储量低等开发特点,利用一口跨断块阶梯水平井控制多个断块剩余油的富集区,可最大程度地接触油层,达到提高储量控制及动用程度的目标.文中分析了永3断块油藏的构造形态和储层特性,对地质靶点、井身结构、井眼轨道等进行了优化设计,通过钻井实践总结了阶梯水平井在复杂断块油藏开发中的钻井难点和技术措施.该井的成功实施,为复杂断块油藏未动用储量的经济高效开发提供了新的工程技术思路和手段.     

水平井中靶分析的一种实用方法

水平井的实钻井眼轨迹控制涉及到很多因素,为了保证顺利入靶,确定合适的轨迹参数是一种重要的手段。提出了在造斜井段就开始进行中靶分析和轨迹控制参数计算的一种方法,建立了数学模型,并求出了该数学模型的解析解。利用数学模型的解析解可以绘制出待钻轨迹设计参数之间的依赖关系曲线图,并依据图形结合数据精选待钻轨迹的施工参数。实际算例表明,该方法具有直观性、简易性等优点,是进行水平井的轨迹控制的一种非常实用的新方法。     

径向水平井转向器轨迹优化设计

为了降低径向水平井转向器对柔性钻柱的阻力 ,对转向器的轨迹参数进行了优化设计。根据经验公式 ,建立了转向器轨迹参数优化设计的数学模型 ,并采用内点惩罚函数法处理和运算 ,得出转向器轨迹最优设计参数 :α =2 5 5° ,R =349 9mm ,δ =- 1 4mm ,对应转向器最小阻力Fz=6 1975kN。考虑到摩擦阻力的存在 ,对阻力公式进行了修正 ,修正系数kz 取 1 5～ 1 8,从而预测出优化后的转向器实际阻力Fsz在 9 2 96 3～ 11 15 5 5kN之间     

添加虚拟靶区优化三维水平井井眼轨道

一个平台上有多口井,并常有三维井的存在。为了便于控制井眼轨迹,方便现场施工,要在井斜角到达70°之前就完成扭方位工作,因此,需要通过添加虚拟靶区的方法对井眼轨道进行优化。文中介绍了虚拟靶区的添加方法,并将常规剖面设计轨道与添加虚拟靶区之后的剖面轨道数据进行了对比。对比结果表明,添加虚拟靶区方法具有一定的优越性。该方法能有效控制井眼轨迹,不但有利于发现、找准油层,而且顺利避开了与邻井相碰的风险,实现了安全高效钻井。     

运用ANSYS5.4作水平井钻杆转向轨迹参数试验

在水平径向钻进中 ,钻杆在其内部高压驱动下通过转向器由垂直方向向水平方向转向 ,在约 0 3m最小曲率半径内发生大于 90°的弯曲 ,而且转向轨迹是由多个参数描述的。对此 ,井运用ANSYS5 4软件完成了所设计的α、R、δ数值试验并对数值试验数据作了处理。分析表明 ,在其它转向轨迹参数不变的情况下 ,偏角α在所设计的范围内变动时 ,钻杆通过转向器的阻力波动较小 ;最小弯曲半径R在所设计的范围内变动时 ,钻杆通过转向器的阻力随着R的增大而减小 ;矫直偏量δ在所设计的范围内变动时 ,当δ >0 ,随着δ的增大钻杆通过转向器的阻力Fz 上升很快 ,而当δ <0 ,阻力Fz 随δ的减小下降较慢     

基于约束优化方法的三维多靶井眼轨迹设计模型

拓广了平面靶和三维靶的定义,建立了多靶三维井眼轨迹的坐标增量方程组,提出了基于约束优化方法的三维井眼轨迹设计新模型。该模型可用于解决多靶情形的三维定向井、水平井的井眼轨迹优化设计问题,优化参数不仅可以包含井深、井斜角、井斜方位角、井段曲率等井眼轨迹参数,还可以包含曲线井段的曲线类型,从而使优化设计结果更好,更适应复杂情况的设计问题。     

吉林油田低渗油藏水平井开发技术

针对吉林油田低渗透油藏水平井开发状况,建立了吉林油田低渗透油藏水平井适应性地质参数评价标准,根据不同渗透率级别,优选出2类8个适合水平井开发区块。以M区块、N区块、E区块水平井开发油藏为例,从精细地质体描述、油藏工程参数优化、投产投注方案优化、水平井轨迹控制、能量补充5个方面对水平井油藏工程优化设计进行研究,给出了适合吉林油田地质特点的水平井油藏工程设计参数,形成了水平井系列开发技术。利用Eclipse软件对N区块不同能量补充方案进行数值模拟研究,结果表明,直井位于水平井趾端注水时,水平井产量最高。M区块水平井应用效果表明,水平井平累计产油量是周围直井130-6井同期累计产油量的2.5倍。图8表3参14     

井身轨道设计的优化计算方法

在井眼轨道设计中,假设井眼轨道上的每一段都是空间平面圆弧或直线段,相互之间在连接处相切.根据这一假设,建立了描述井眼参数之间相互关系的非线性方程组,并采用数值优化理论进行井身轨道参数的数值计算.应用这种方法,可以设计出任意轨迹类型的井身轨道,在优化计算时增加适当约束条件,可以解决诸如三维多靶轨道设计、侧钻水平井轨道设计、随钻修正设计以及复杂分支井轨道设计等诸多相关问题,从而开辟了井身轨道设计的新途径.