二维井身剖面的通用设计方法

目前定向井和水平井普遍设计成二维圆弧型井身剖面。传统设计方法对于不同类型的井身剖面都分别给出设计公式,通用性差,往往需要多次试算才能得到合理的设计结果。为了解决井身剖面及其设计方法的多样性问题,建立了通用的井身剖面及约束方程,提出可任选2个待求特征参数的井身剖面设计新方法。通过揭示井身剖面及特征参数的演化规律,使设计方法适用于由直线段和圆弧段所组成的各种井身剖面。该研究突破传统设计方法的局限性,给出了具有普适性的解决方案,实现了特征参数之间的相互验证和优选,解决了井身剖面设计的多样性和优化设计问题。新设计方法具有计算公式简明、方法灵活实用、易于计算机编程等特点,可广泛应用于定向井和水平井的轨道设计。应用实例验证了设计方法的科学性和适用性。

关于定向井井身剖面的选择问题

本文通过起下钻摩擦阻力的分析,对目前较先进的几种井身剖面进行了对比和评价,并提出了一种新的井身剖面——逆悬链线剖面。计算结果表明,这种新的剖面可以作为一种比较理想的井身剖面应用于定向井设计和施工。

“极限切点法”在桥7-9井井身剖面设计中的应用

"极限切点法"是一种三维井身剖面的设计方法学。它将三维设计转化为二维设计,在保证了三维设计精度的基础上大大地减化了设计步骤和计算工作量。运用该方法对桥7-9井(大斜度双靶定向井)的井身剖面进行了详细地设计计算,计算结果与原设计结果基本符合,有力地证明了"极限切点法"的科学性与实用性。

浅层稠油水平井井身结构及井身剖面设计探讨

本文针对浅层稠油水平井的特点提出适合克拉玛依油田稠油区块的井身结构模型、井身剖面的设计方法和基本原则，为浅层稠油水平井钻井设计提供参考。

常规二维定向井剖面计算的新方法

根据微分几何学原理得到了常规二维定向井井身几何参数的方程组。发现任何类型的常规二维剖面计算都可以归结为求解两种典型方程组之一。以直一增剖面、S形剖面、缓降稳剖面和双增剖面为例,介绍了新方法的具体应用。

直-增剖面设计问题的完整解析解

采用无量钢化化简方法对二维"直-增"型井身剖面设计方程组进行化简,并得到了所有三种未知数组合情况下的解析解。使用算例对解析解进行了分析,讨论了解析解对于直观化剖面设计的重要性。

定向井二次抛物线剖面设计

定向井二次抛物线剖面设计,要求直井段与圆弧段、圆弧段与二次抛物线要平滑接触,形成一条平滑线。文中对设计中的各公式进行了推算和举例。

拟悬链线轨迹设计方法及其摩阻扭矩评价

在大位移井钻井过程中 ,摩阻、扭矩是制约其水平位移延伸长度的关键因素 ,大位移井井身剖面的优化设计是减少摩阻扭矩、增加水平延伸距离的重要技术措施。拟悬链线剖面在减少摩阻扭矩和增加管柱的可下入性方面展现出一定的优势。通过微积分方法 ,建立了拟悬链线轨迹井身参数的计算模型 ,寻找到保证拟悬链线轨迹剖面在工程上和几何上都有意义的参数输入范围 ,并对不同轨迹类型 (拟悬链线剖面、“直—增—稳”剖面、悬链线剖面 )的摩阻、扭矩进行了比较分析。结果表明 ,对于水平位移较长的大位移井 ,拟悬链线轨迹能够减少摩阻扭矩 ,由于曲线井段占总井深的比例不大 ,通过改变剖面类型减少摩阻扭矩的作用有限 ,但悬链线设计为大位移井剖面设计提供了一种新的设计方法。

胜利油田短半径水平井钻井技术

介绍了胜利油田短半径水平井钻井的一些成功经验 ,同时对短半径水平井钻井存在的一些问题进行了分析 ,并给出了相应的技术措施 。

大庆垣平1大位移井的钻井技术

垣平1井是大庆已完钻水平井中最长水平位移预探井,该井在扶余油层共布置了6个靶点,设计水平段大于3 000 m,水垂比大于2。通过综合考虑剖面类型、井眼曲率、靶前距以及钻柱受力等多种因素,对垣平1井可钻达地质目标的各种轨道进行了优化设计,最大程度地降低了摩阻扭矩,增加了井眼延伸距离,降低了井眼的狗腿度。另外,通过对该大位移井的钻具组合和井身结构等方面进行优化设计,为该井的安全施工和顺利完钻提供了保证,该井三开钻进2 660 m水平段仅用了15.79 d,平均机械钻速17.59 m/h,创下了大庆油田完钻水平段最长、全井安全无复杂事故的记录。实现了该井评价分析扶余油层薄互层储层及探索提高低渗透油层产量的钻探目的。

三维侧钻绕障井的设计方法

随着加密井和侧钻井数量不断增加,侧钻绕障井越来越多,其设计和施工难度也越来越大。侧钻绕障井设计一般应包含:障碍物的形态描述;绕障井轨道的水平投影图设计;垂直剖面图设计;绕障井轨道计算。考虑井眼轨迹的空间形态和安全绕障距离沿井深变化等因素,将作为障碍物的已钻井抽象为空间曲圆台,给出了障碍物的描述模型。根据侧钻点、靶点和障碍域之间的相互关系,提出了在水平投影图上采用单圆弧绕障和双圆弧绕障的设计方法及优化设计准则。结合侧钻绕障井的特点,提出了垂直剖面图的通用井身剖面及其设计方法。通过分析水平投影图与垂直剖面图上轨道节点之间的耦合关系,得到了符合圆柱螺线模型的计算单元划分方法,从而可以合理地确定障碍域并进行轨道设计与计算。用实例验证了设计方法的科学性和适用性。

水平连通井——黄盐平1井井眼轨迹技术

黄盐平1井是江汉油田第一口中曲率半径水平连通井,同时也是江汉油田首次运用无线随钻仪器组成的导向钻具系统,实施水平井与一口采卤井水平连通的成功尝试。黄盐平1水平井的成功对接,实现了一井注,一井采卤水的目的,提高了采卤井的产量和采卤效率。由于施工要求精度高,井眼轨迹控制难度较大,文章首先介绍了黄盐平1井连通老井的概况,简述了该井的地质情况与井眼轨道设计,详细讨论了在轨道控制方面的特点、难点,在此基础上,对着陆控制和水平控制过程做了进一步的介绍,在水平钻进过程中,轨迹控制良好,实现了真正意义上的两井水平连通。

大位移井关键技术研究进展

综合分析了国内外大位移井钻进过程中经常遇到的几项关键技术研究进展情况 ,包括降低摩阻和扭矩技术、井眼清洗技术、井身剖面和钻柱优化设计、井壁稳定技术、套管磨损预测与防治技术等 ,并对未来的大位移井总体技术发展方向作了展望。

碳酸盐岩深井建平1井井眼轨迹控制技术

建平1井是江汉油田在碳酸盐岩地层部署的第1口开发试验水平气井。介绍了建平1井的概况,分析了目的层薄、地质情况不确定、摩阻和扭矩大、井眼轨迹不易控制等技术难题。针对实钻轨迹控制过程中水平钻进滑动困难,采取改变钻具组合方式,实现了地质导向目的,摸索出一套由高效能钻头+单弯螺杆+MWD+欠尺寸扶正器组成的能提高钻井速度的钻具组合系统。同时,重点对着陆控制和水平控制做了进一步介绍,为碳酸盐岩深井水平气井钻探提供了经验。

桩115—平2水平井钻井技术

桩115-平2井是位于胜利油田桩西区块的一口水平生产井,设计井深1 921,54 m。通过研究该井的地质概况,设计了该井的井身剖面与井身结构,提出了钻进措施(包括直井段、斜井段和水平段的钻进措施)及完井作业,并着重针对斜井段的岩屑床问题提出了工程上的解决措施。

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。

开窗侧钻井施工技术在江苏油田的应用

主要介绍了江苏油田140套管开窗井的工程优化设计技术、小眼井钻井施工技术、小井眼单弯螺杆的连续导向钻井、钻井液及固井等技术。该技术较好地解决了部分井窗口位置外无水泥、部分井开窗点以上有射孔井段、小眼井井璧稳定难度大、机械钻速低、固井质量难保证、井身轨迹控制难度大等问题,取得了较好的经济技术指标。

靖边气田水平井钻井关键技术优化设计

针对靖边气田储层的地质状况,结合水平井钻井的具体实施情况,对钻井关键技术井身结构和井身剖面总结优化,得出适合该区块的井身结构和井身剖面,为进一步加快钻井速度,保障钻井安全,控制井眼轨迹提供了参考依据,具有实用价值。

用法面方程计算靶心距

各类定向井随着我国石油工业的发展与日俱增。控制与考核定向井的实钻井眼轨迹是否在设计井眼的目标靶区内,沿用的考核方法是以相同垂深为特征的二维水平位移计算方法。在定向井井斜增大,绕障井、待钻井方位扭转形成井斜、方位角较大变化时,对目标靶区形状规定要求多样化及防碰、扫描的要求,原来的二维水平位移计算就不适应,误差也愈来愈大。尤其是水平井的实钻井眼轨迹往往很难做到与所设计的井眼目标靶区是在相同垂深的水平面上。若水平井的实钻井眼轨迹与设计井眼平行时,水平位移将不能求出。且水平井的目标靶区总是垂直于设计井眼(即法面上)。为此,本文根据解析几何原理,在具备实钻井眼测量数据的基础上,用法面方程求出其在设计井眼上各目标靶区,即三维法面上穿靶点(交点)的参数。以此算出各靶点间靶心距。本法也适用于直井或定向井降斜成直井时,因为直井(段)的法面是在设计井眼垂深的水平面上。