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。     

用局部数据的三次曲线拟合法模拟定向井井眼轨迹

在定向井钻进中,实际井眼轨迹是一条光滑连续的空间曲线。通常每钻进30m~50m就要测量一次新井底的井斜角、方位角,校校到达目标点的差距。那末可否减少测量次数,增加测点距离,用计算值代替测量值,以降低钻井成本,提高钻井速度呢。为此,本文提出用局部数据的三次曲线拟合法模拟定向井井眼轨迹。由于该方法放弃了样条函数中二阶导数连续的要求,致使模拟的定向井轨迹不会出现不应有的拐点,优于通常计算相邻两测点的近似计算法,如正切法、平均角法、曲率半径法及三次样条插值法等。该法使井眼轨迹计算具有更高的精度。使用本文方法可以较准确地计算定向井井眼轨迹上任意点的井斜角、方位角、井眼曲率及其在空间中的位置。从而为适当增大测点间距,确定套管扶正器安放位置及解决井眼防碰问题提供了可靠的依据。     

三次样条在定向井测量数据处理及轨迹绘制中的应用

定向井用常规方法测量数据，存在着测段长短不一，个别点离散，以此描述的轨迹曲线存在偏差。用三次样条函数可剔除离散点，加密数据点，再用样条曲线进行拟合即可准确地描述定向井的井眼轨迹形状。用微机计算处理数据，再调用ＡｕｔｏＣＡＤ绘制轨迹曲线既快速又准确。     

井眼轨迹计算新方法

钻井过程中形成的井眼轨迹是展布在三维空间中的一条曲线,在实际工作中这条曲线是通过逐点测斜工作然后选用一种井眼轨迹计算方法来确定的.提高井眼轨迹曲线的精度有两个途径一是减小测斜间距,但这将会增加工作成本;二是选用更切合实际的井眼轨迹计算方法.在钻井和地质工作中常用的井眼轨变计算方法有5种,算法复杂程度和精度各不相同.其原理一类为将相邻两井斜测点视为一直线,算法较简单,精度差.如正切法、平衡正切法和平均角法;另一类则是相邻两井斜测点视为一平面曲线,算法稍复杂,精度较高.如最小曲率法和圆柱螺线法.从方法原理分析,平面曲线类的算法精度高于直线类的算法.文章介绍的井眼轨迹计算的积分法是一种基于空间曲线的方法,它将相邻两井斜测点的连线视为一渐变空间曲线,这将更符合钻井工作的实际,其精度将高于常用的井眼轨迹计算方法,但算法稍复杂.     

水平井井眼轨迹的模拟

为解决井眼轨迹模拟的问题,采用了最小二乘法与三次样条插值原理相结合来确定井眼轨迹。为降低测试误差,采用最小二乘法对实测数据进行拟合修匀,利用样条插值函数计算井眼轴线上任意一点的井斜角、方位角、曲率,并确定该点的空间坐标。利用该方法编写了井眼轨迹模拟软件,计算结果表明,用该方法计算出来的未知测点的井斜角和方位角与实测值相比,误差很小,满足实际井眼轨迹计算的要求,并且利用该方法可以增大测量间距,减少测点个数,降低成本。     

三维井眼轨迹的计算机模拟

以校正平均角法为基础，给出一种用于计算，处理和绘制实钻井眼轴线的斜数据处理方法。方法坷绘制垂直投影图，水平投影图，狗腿严重度图和三维井眼轨迹，对这些图形进行旋转堵缩放。此外还介绍了三维井眼轨迹的绘制方法     

斜面圆弧形井眼的轨迹控制新模式

斜面圆弧曲线是三维定向井轨道设计的最优曲线,在相同设计条件下,设计曲率最小,设计长度最短。但采用目前的井眼轨迹控制方法不可能钻出真正的斜面圆弧形井眼。在研究斜面圆弧曲线与其所在的斜平面之间关系的基础上,提出一种新的井眼轨迹控制模式——斜平面角模式。采用该模式可以钻出斜面圆弧形井眼轨道。同时向MWD厂商建议,司钻显示屏应该有两种显示模式,一种是目前常用“装置角”模式,可以钻出恒装置角曲线的井眼;另一种“斜平面角”模式,可以钻出斜面圆弧形井眼。两种模式应该能很容易转换。     

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。     

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。     

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。     

定向井有杆抽油系统的数值模拟

以Doty数学模型为基础,对定向井杆柱、液柱进行了受力分析,给出了描述定向井有杆抽油系统的数学模型;采用两步二阶显示差分格式对模型进行求解,得到了满意的结果。从而解决了定向井有杆抽油系统的数位模拟问题。同时指出了定向井数学模型与会在井数学模型的区别。从模拟结果看,定向并与直井的地面示功国和泵示功图均有较大的差异,因此在对定向井进行设计时要采用适合于定向井的数学模型。     

侧钻定向井机械堵水工艺技术

本主要从侧钻定向井的特点入手，研究适合于侧钻定向井的液压可调机械堵水方式，来满足非常规井眼的机械堵水需要。     

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对四川油气田裂缝性、孔隙性、低渗透储层以及高陡构造的落空直井、开采到后期的枯竭油气井等运用定向井工艺技术，增加钻遇裂缝的机遇率、扩大泄油气面积、减少排油气阻力，重新实现其地质目标，进行二次勘探开发，以增加油气储量、产量。针对不同的地质特点，结合多年四川定向井工艺技术的实践认识，分析了各类油气藏的地下、地面条件、对拓宽定向井工艺技术的必要性、可行性和具体实施方案作了阐述，并提出了拓宽定向井技术应用的具体办法和措施。     

长裸眼定向井的钻井液工艺技术

介绍了长裸眼中斜度定向井的钻井液体系及处理方案,以及润滑防卡、井眼净化和井壁稳定等3个关键技术问题的解决方法。列举了4口井的应用情况及钻井液性能。实践证明,所选择的钻井液工艺技术较好地满足了钻深3623m、井斜49°、井底水平位移1229m、裸眼井段长达3224.5 m、裸眼斜井段长达2292 m的定向井对钻井液的要求。     

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。     

五科1井超深定向井钻井配套技术

五科1井是中国石油天然气总公司在四川地区布署的第一口科学探索井,设计井深5900m;完钻层位寒武系;设计靶区为井底水平位移600±150m、闭合方位350°±20°。在攻克了井深、大尺寸井眼段长、地层可钻性差,软硬交错、高低压互层,垮、漏、喷、卡等井下复杂情况和靶区要求严格、井眼轨迹控制难度大等困难,推广应用钻井综合配套技术后,安全顺利钻达井深6063m(进寒武系450m)完钻,工程质量优良,技术指标达到了设计要求,钻成了川东地区一口最深的定向井。     

考虑人工裂缝的单井数值模拟技术的应用

常规数值模拟网格技术在描述经过压裂增产的油气井时存在不足，很少考虑裂缝的几何形态以及裂缝导流能力对油气井生产动态的影响。考虑人工裂缝的单井数值模拟网格技术（PEBI）可以更加准确地评价压裂增产油气井单井控制储量、单井控制泄流半径，预测油井的生产动态以及对裂缝效果进行敏感性分析。文章结合试井分析，确定了裂缝几何尺寸和裂缝导流能力，对低渗油田某井建立了数值模拟模型。在较高的历史拟合精度上，对油井进行了动态预测，同时分析了裂缝半长和裂缝导流能力对油井生产动态指标的敏感性。结果表明该井单井控制泄流半径约为400 m，单井控制原油储量41.9×10⁴t。增加裂缝半长会增加累积产油量，但是随着裂缝半长的增加，累积产油量的增加幅度就越来越小。增加裂缝渗透率能较大地提高原油的稳产年限和累积产油量，当裂缝渗透率达到5 μm^２后，增加裂缝渗透率对油井生产动态指标的改善不明显。     

再论大斜度定向井的井眼净化问题

从天62-4井井斜角41°～43°井段井眼净化不好引发起钻遇卡、憋泵及消除这一井下复杂情况的实例出发,引申论述定向井及水平井的大井斜角井段井眼不清洁的危害、岩屑床形成的原因及其影响因素,介绍清除岩屑床、提高井眼净化程度的途径,并警示井斜角30°～60°的斜井段是井眼净化危险区;岩屑床形成容易清除较难,预防形成岩屑床需从多方设法,清除岩屑床则需积极主动对待。建议重新定义大斜度定向井,推荐大井斜角井段井眼达净化程度的指标,推荐“融钻进与清除岩屑床为一体”的作业工艺。     

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。     

低渗多油层油藏水平井井网数值模拟优选

水平井开发油藏具有单井产量高、储量控制程度高,经济效益好等明显优势,近年来在世界各油中得到了越来越广泛的应用.针时大庆外围油藏具有低渗多油层的特征,应用数值模拟方法优选水平井井网的部署方案.结果表明:与传统直井井网相比,水平井井网可以明赤改善油蔽开发效果、提高采出程度.优选得到最优井网为非时称五点水平井并网,与以往的五点水平井网相比,扩大了井网控制面积,更有效地克服了因压力损失造成的注水局部突进现象.