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。     

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。      

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。     

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.     

丛式井、分支井钻井过程中的井眼防碰计算及应用

根据碰撞井之间的相互位置关系，总结了井眼相碰的形式及各种形式下防碰预防手段。由球面及法面扫描最近距离的数学特点，给出了计算扫描半径的简化方法。同时，应用扫描计算的有关理论，给出了某双分支定向井实钻扫描结果及决策方案。最后．给出了防碰扫描应关注的要点，并给出了几条建议。     

井眼防碰技术存在的问题及主动防碰方法探讨

意外的井眼交碰会为人类及环境带来潜在的甚至灾难性的后果,为减小此类事故的发生提出了井眼防碰技术,该技术在钻井应用中效果较差。结合井眼轨迹测量及计算理论与实践,对现有防碰技术进行了分析,得出导致井眼防碰工作失败的因素包括施工井随钻测斜数据存在误差,邻井轨迹参数精度低、失真或缺失,轨迹拟合方法过于理想化,防碰扫描方法存在缺陷等4方面。基于低精度的数据,过于理想化的轨迹拟合方法拟合出的井眼轨迹偏离实钻井眼轨迹,防碰扫描出的失真的轨迹间的相对关系难以等同于实钻轨迹间的相对关系。为此,提出了主动防碰理念, 认为主动防碰方法将成为未来井眼防碰技术的发展方向,并列举了3种可能解决防碰问题的主动防碰方案,即声波探测防碰技术方案、电磁波探测防碰技术方案、射线探测防碰技术方案,并就这几种方法的原理及优劣性进行了介绍。     

计算抽油泵充满系数的新方法

鉴于常用的计算抽油泵充满系数的公式没有考虑余隙容积内自由气体积的膨胀与压缩对充满系数的影响 ,提出了一种计算抽油泵充满系数的新方法。这种方法充分考虑了余隙容积对充满系数的影响 ,指出抽油泵的充满系数不仅取决于余隙容积系数与泵吸入口的气液比 ,而且还取决于压缩比。在压缩比一定的条件下 ,抽油泵的充满系数随泵吸入口气液比和余隙容积系数的增加而降低 ;在泵吸入口气液比与余隙容积系数一定的条件下 ,充满系数随压缩比的减小而增加 ,即在排出压力一定的条件下 ,充满系数随沉没压力的增加而增加     

井眼防碰监测中的风险信号特征识别

随着海上加密钻井技术的广泛应用,井眼碰撞风险也急剧增加。为保证海洋石油资源的安全、环保开发,确保钻井施工的顺利进行,提出一种基于检测钻头运动诱发的振动信号识别井眼趋近生产井套管的方法,并在多口防碰风险很高的钻井施工中应用,取得满意的效果。以南海油田某区块W6H井实施的钻井防碰监测为例,对现场监测过程中不同工况下的信号特征进行识别,对风险信号特点进行了归纳,为防碰监测系统的改进和防碰工艺技术的不断完善提供实践与技术支撑。     

密集井网直井段井眼轨道交碰风险计算新方法

井眼防碰是密集丛式井网定向井施工面临的一个主要难题,为了有效减小密集井网加密井直井段井眼交碰风险,综合考虑名义间距、基准井和比较井的井径之和以及邻井数等因素,在分析Brooks运用概率评价井眼交碰方法的基础上,提出了比较全面的密集丛式井网井眼交碰风险计算新方法.该方法以基准井井眼中心轴线为圆心、基准井与比较井间名义间距...     

实钻井眼轨迹的客观描述与计算

通过研究井眼轨迹上某测点邻近的结构形状及其变化规律,得到了测段内井眼轨迹的一般性方程,从而可以客观地描述和计算实钻井眼轨迹。研究结果表明:井眼轨迹上某点的井眼曲率和井眼挠率决定了邻近区域内井眼轨迹的空间形状,其局部三维坐标可分别表示为曲线长度的一次、二次和三次函数。为了确定井眼曲率和井眼挠率,在充分阐述其理论依据的基础上构造出了井眼样条函数,给出了井斜函数和方位函数的模拟方法以及井眼轨迹参数的计算公式。利用井眼轨迹结构参数来描述和计算井眼轨迹更具有普遍性,而且具有很高的计算精度和稳定性,可以客观地描述出井眼轨迹的实际形状。     

南堡潜山高温油气藏井下循环温度的数值模拟

南堡潜山油气藏属高温油气藏,井下高温给钻井液、水泥浆、井下工具等带来了一系列的问题,因此,准确确定钻井作业时井内循环温度的分布和变化规律,对钻井和完井工程具有极其重要的意义。文中从能量守恒定律出发,结合传热学和流体力学的基本原理,考虑高温高压对钻井液密度的影响,运用Presmod温度模拟软件,确定了适用南堡潜山高温油气藏的井下循环温度预测方法。该方法可以分析钻井施工参数、流体物性和外界环境对井筒温度的影响,应用实测的井筒温度对模型预测结果进行了验证。结果表明,该方法的井温预测精度能较好地满足油田高温井的设计及施工要求。     

超高温地热井泡沫钻井井筒压力剖面计算方法

肯尼亚OLKARI地区地热井地层温度高达350 ℃,主要采用泡沫钻井,然而其低压和超高温的特点可能造成泡沫流体相态变化,目前尚没有针对相变条件下泡沫钻井井筒压力剖面的计算方法。为此,利用流体高压物性分析仪,绘制出泡沫钻井液“p - T"相图,并指出了钻井液相态变化的规律。进而应用现有的欠平衡钻井流体流动模型,建立了一套适应相变的钻井工况参数计算模型。最后,利用OLKARI地区某地热井的温度、压力资料,计算了该口井的流体流动参数,得到了该井井筒中的泡沫相态分布规律。通过井筒内流体压力的计算,可以更准确地了解工作液的工作状态,为预防井下复杂事故的发生提供了理论依据。     

注汽过程井筒传热及热损失计算方法研究

运用传热学、热力学及流体力学等学科知识，对井筒传热过程进行了分析，在此基础上建立了井筒传热综合分析模型，确定了求解方法，编制了计算软件，并进行了实际计算。这一研究成果对优化井筒结构、降低井筒热损失研究，具有指导意义。     

实钻井眼轨迹视投影长度的计算方法

垂直剖面图是显示实钻井眼轨迹的重要方法,其关键在于计算实钻井眼轨迹在设计柱面上的投影曲线。根据几何学原理得到了投影计算的一般方程。并对井段曲线类型为直线、圆柱螺线、圆弧等几种常用情况进行了详细的分析,得到了投影点参数的计算公式。计算实例表明。在实际钻井过程中,利用视投影长度绘制三维井眼实钻轨迹的垂直剖面图可以直观地对比实钻井眼轨迹与设计井眼轨迹的吻合程度,从而起到较好的指导井眼轨迹预测和控制的作用。     

井壁稳定性预测方法研究与应用

井壁失稳问题一直是钻井过程中经常遇到的难题。井壁失稳不仅会造成巨大的经济损失,而且决定着钻井工程的成败;因此,寻找一种钻前预测井壁稳定性的方法,以制定相应措施保证成功钻进,这也是亟待解决且对钻井工程有着重大意义的课题。影响井壁稳定的因素多而复杂,目前还没有能够普遍应用的井壁稳定性预测方法。为此,在研究传统井壁稳定性分析方法的基础上,提出了利用黏土矿物理化性能参数预测井壁稳定性规律的模糊综合评价法。在应用过程中对该方法进行了改进:引入层次分析法确定权重,减少了人为因素对模糊评价结果的影响;采用最大隶属度原则分析得出评价结果,增强了预测结果的准确度。在海拉尔地区的应用表明,该方法预测油气井井壁稳定性可信度高,实用性强。     

空间圆弧轨迹的解析描述技术

空间圆弧作为一种典型的井眼轨迹组件,广泛应用于三维井眼轨道设计、实钻轨迹监测和滑动导向钻井轨迹控制等领域。分别基于井眼曲率及初始工具面角和井段两端点的基本轨迹参数来表征空间圆弧轨迹的形状和摆放姿态,建立了空间圆弧轨迹的两种描述方法即坐标转换法和矢量分析法,提出了两套空间圆弧轨迹参数的计算公式。这些计算公式在数学上是精确解,可计算空间圆弧轨迹上任一点的井斜角、方位角、空间坐标、工具面角、定向方位角等参数,并且它们都是井深或弯曲角的单值解析函数。对空间圆弧轨迹模型进行了系统地描述,形成了普遍适用的井眼轨迹内、外插值计算方法,可直接用于计算井眼轨迹的分点参数、外推预测井眼轨迹等,具有形式简明、方法实用等特点。此外,应用此研究成果,还可简化三维井眼轨道设计、邻井防碰扫描等设计与计算方法。应用实例验证了研究结果的科学性和适用性。