1、井眼轨迹的基本概念,1、井眼轨迹的基本参数2、井斜变化率和井斜方位变化率3、井眼曲率及其计算4、井眼轴线的图示法,井眼轨迹,实指实钻的井眼轴线。一口实钻井的井眼轴线乃是一条空间曲线。为了进行轨迹控制,就要了解这条空间曲线的形状,就要进行轨迹测量,这就是“测斜”。目前常用的测斜方法并不是连续测斜,而是每隔一定长度的井段测一个点。这些井段被称为“测段”,这些点被称为“测点”。测斜仪器在每个点上测得的参数有三个,即井深、井斜角和井斜方位角。这三个参数就是轨迹的基本参数。,1.井眼轨迹的基本参数,直井段,上测点,增斜段,最大井斜角,max,降斜段,水平位移,下测点,井眼轨迹的基本参数,(1)井深:,直
2、井段,上测点,增斜段,最大井斜角,max,降斜段,水平位移,指井口(通常以转盘面为基准)至测点的井眼长度,也有人称之为斜深,国外称为测量井深。井深是以钻柱或电缆的长度来量测。井深既是测点的基本参数之一,又是表明测点位置的标志。 井深常以字母表示,单位为米(m)。井深的增量称为井段,以表示。二测点之间的井段长度称为段长。一个测段的两个测点中,井深小的称为上测点,井深大的称为下测点。井深的增量是下测点井深减去上测点井深。,下测点,井眼轨迹的基本参数,(2)井斜角:,指测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角就是该测点处的井斜角。 显然,井眼方向线与重力线都是有向线段。井斜角表示了井眼轨迹在该测点处倾斜
3、的大小。 井斜角常以希腊字母表示,单位为度()。一个测段内井斜角的增量总是下测点井斜角减去上测点井斜角,以表示。,井眼轨迹的基本参数,(3)井斜方位角:,井眼轴线上某点处的井眼方向线投影到水平面上,即为该点的井眼方位线(井斜方位线)。 井眼轴线投影到水平面上以后,过其上每一点作投影线的切线,该切线向井眼前进方向延伸部分,即为该点的井眼方位线,或称井斜方位线。,注意“方向”与“方位”的区别。方位线是水平面上的矢量,而方向线乃是空间的矢量。只要讲到方位,方位线,方位角,都是在某个水平面上;而方向,方向线和狗腿角,则是在三维空间内(当然也可能在水平面上)。井眼方向线是指井眼轴线上某一点处井眼前进的方
4、向线。,井眼轨迹的基本参数,(3)井斜方位角:,井眼轨迹的基本参数,注意,正北方位线是指地理子午线沿正北方向延伸的线段。所以正北方位线和井眼方位线也都是有向线段,都可以用矢量表示。 井斜方位角以字母表示。井斜方位角的增量是下测点的井斜方位角减去上测点的井斜方位角,以表示。井斜方位角的值可以在0360 范围内变化。,(3)井斜方位角:,井斜方位角:以正北方位线为始边,顺时针方向旋转到井眼方位线(井斜方位线)上所转过的角度,即井斜方位角。,井眼轨迹的基本参数,(4)磁偏角,磁偏角分为东磁偏角和西磁偏角。东磁偏角指磁北方位线在正北方位线的东面,西磁偏角指磁北方位线在正北方位线的西面。用磁性测斜仪测得
5、的井斜方位角称为磁方位角,并不是真方位角,需要经过换算求得真方位角。这种换算称为磁偏角校正。,换算的方法如下:,真方位角磁方位角东磁偏角 真方位角磁方位角西磁偏角,井眼轨迹的基本参数,(4)磁偏角,磁偏角地图,井眼轨迹的基本参数,(5)象限角,井斜方位角还有另一种表示方式,称“象限角”它是指井斜方位线与正北方位线或与正南方位线之间的夹角。象限角在 090度之间变化。书写时需注明所在的象限,如N67.5W。,象限方位角校正,更为麻烦。区别东西磁偏角;区别在哪个象限里;,井眼轨迹的基本参数,(5)象限角,1. 我国胜利油田的磁偏角大约是西偏5.50。某测点测得井斜方位角为2.50,求真方位角=?2
6、. 我国新疆克拉玛依油田的磁偏角大约是东偏4.10。某测点测得井斜方位角为3580,求真方位角=?,3. 西磁偏角5.50,测得方位角292.50,求真方位角=?如果用象限角表示,象限角=?4. 东磁偏角50,测得方位角1200,求真方位角=?如果用象限角表示,象限角=?,磁偏角校正(课堂练习),井眼轨迹的基本参数,1. 我国胜利油田的磁偏角大约是西偏5.50。某测点测得井斜方位角为2.50,求真方位角=?答:真方位角=35702. 我国新疆克拉玛依油田的磁偏角大约是东偏4.10。某测点测得井斜方位角为3580,求真方位角=?答:真方位角=2.10,3. 西磁偏角5.50,测得方位角292.5
7、0,求真方位角=?如果用象限角表示,象限角=?答:真方位角=2870;测得象限角=N67.50W;校正后象限角=N730W;4. 东磁偏角50,测得方位角1200,求真方位角=?如果用象限角表示,象限角=?答:真方位角=1250;测得象限角=S600E;校正后象限角= S550E ;,磁偏角校正(课堂练习),井眼轨迹的基本参数,井眼轨迹的基本参数,造斜工具作用方向线与井眼轴线构成的平面;,(6)井斜铅垂面:,(7)造斜工具面:,井眼方位线所在的铅垂平面;井斜方位线所在的铅垂平面;井底圆上高边方向线所在的铅垂平面;,井眼轨迹的基本参数,井斜铅垂面与造斜工具面的夹角;以井斜铅垂面为基准,顺时针旋转
8、到造斜工具面上所转过的角度; 在井底平面上,以高边方向线为基准,顺时针旋转到工具面与井底圆的交线上所转过的角度;,(8)装置角(工具面角):,井眼轨迹的基本参数,(9)装置方位角:,装置方位角=工具面角+井斜方位角,井眼轨迹的基本参数,设计规定的,必须钻达的地层位置,称为目标点。通常是以地面井口为坐标原点的空间坐标值来表示。,(10)目标点,(11)靶区及靶区半径(定向井),允许实钻井眼轨迹偏离设计目标点之间的距离,称为靶区半径 。 在目标点所在的(水平)面(垂直于入靶方向线)上,以目标点为圆心,以靶区半径为半径的一个圆面积,称为靶区。,(12)靶心距,在靶区平面上,实钻井眼轨迹与目标点之间的
9、距离,称为靶心距。,简称垂深,是指轨迹上某点至井口所在水平面的距离。垂深的增量称为垂增。垂深常以字母H(或)表示,垂增以 H(或)表示。,简称水平长度或平长,是指井眼轨迹上某点至井口的长度在水平面上的投影,即井深在水平面上的投影长度。水平长度的增量称为平增。平长以字母S(或)表示,平增以S (或)表示。,井眼轨迹的基本参数,(13)垂直深度:,(14)水平投影长度,(15)坐标和坐标:,是指轨迹上某点在以井口为原点的水平面坐标系里的坐标值。,简称平移,指轨迹上某点至井口所在铅垂线的距离,或指轨迹上某点至井口的距离在水平面上的投影。此投影线称为平移方位线。水平位移常以字母A表示。,井眼轨迹的基本
10、参数,(16)水平位移:,指平移方位线所在的方位角,即以正北方位为始边顺时针转至平移线上所转过的角度,常以字母表示。,(17)平移方位角:,为水平位移在设计方位线上的投影。视平移以字母表示。,井眼轨迹的基本参数,(19)视平移:,国外将水平位移称作闭合距(Closure Distance),将平移方位角称作闭合方位角(Closure Azimuth)。我国现场常特指完钻时的水平位移为闭合距,平移方位角为闭合方位角。,(18)闭合距与闭合方位,使用井底马达进行定向造斜或扭方位时,动力钻具启动前的工具面与启动后且加压钻进时的工具面之间的夹角,称为反扭角。反扭角总是使工具面逆时针转动,(20)反扭角
11、,井斜角和井斜方位角是在随着井深而不断变化的。既然在变化,就有变化快慢之分。变化率就是变化的快慢。,井斜变化率:是指井斜角随井深变化的程度,以表示。严格地讲,井斜变化率是井斜角对井深的一阶导数,可写为:,3.井斜变化率和井斜方位变化率,求得的乃是该测段的平均井斜变化率:,以增量代替微分,以相邻二测点间的井斜角变化值()与二测点间井段长度(L)的比值来表示井斜变化率的。,井斜变化率和井斜方位变化率,井斜方位变化率:是指井斜方位角随井深变化的程度,以表示。严格地讲,井斜方位变化率是井斜方位角 对井深的一阶导数,可写为:,以增量代替微分,以相邻二测点间的井斜方位角变化值( )与二测点间井段长度(L)
12、的比值来表示井斜方位变化率的。,井斜变化率和井斜方位变化率,水平投影图上的曲率KA:,井斜变化率和井斜方位变化率,柱面图上的曲率:,垂直剖面图上的曲率KH:,井斜变化率和井斜方位变化率,表示了造斜工具的造斜能力。其值等于用该造斜工具所钻出的井段的井眼曲率。,“狗腿严重度” ,“狗腿度” ,“井眼曲率” 都是相同的意义。指的是在单位井段内前进的方向在三维空间内的角度变化。或者指单位长度井段内狗腿角的大小。,造斜率,全角变化率,全角变化值,井眼上从一个点到另一个点,井眼前进方向变化的角度(两点处井眼前进方向线之间的夹角)成为两点间的全角变化值(也称两点间的狗腿角)。,第一套公式的图解法:,3.井眼
13、曲率及其计算,(1)作水平射线;(2)作c ;(3)以一定长度代表单位角度,量;(4)自点向作垂线, 垂足为点;,(5)按步骤(3)中的比例(以长度代表角度的比 例),量;(6)连接、,并量、长度,按步骤(3)中的比例换算成角度,此角度即狗腿角。,第一套公式的图解法:,井眼曲率及其计算,若用半角和平均角形式表达,则可得:,第二套计算公式:,这是Lubinsky先生根据空间平面圆弧曲线推导的,假定测段是斜面圆弧曲线,则测段的狗腿角:,式中 :,井眼曲率及其计算,第二套公式证明,由CDE和CDE得:,二式联立可得:,有几何关系可得:,此四式代入上式可得:,井眼曲率及其计算,第二套公式查图法:,井眼
14、曲率及其计算,(1)选取一定比例,以一定长度代表单位角度,作线段,使其长度代表1 ;,第三套计算公式,这套公式源于沙尼金图解法,其表达式为:,这显然是任意三角形余弦定理的表达式,因而也可用图解法来解:,井眼曲率及其计算,(2)作线段,使;(3)按步骤(1)的比例,量2 ;(4)连接、,并量的长度,按步骤(1)的比例换算成角度,即为。,第三套计算公式,井眼曲率及其计算,第一套公式,数学推导严密,是用于各种形状的井眼,具有普遍性。第二套公式是建立在假设井段是平面曲线,而且是平面圆弧曲线的前提下推导,适用于平面曲线的井眼,例如,用弯曲动力钻具定向钻进钻出的井眼。第三套公式本身就是近似公式,只能是用于
15、井斜角较小,井斜方位角也较小的情况下。我国定向井标准化委员会制定的标准规定:使用第一套计算公式。,计算方法的选择,井眼曲率及其计算,为了描述井眼在空间的形态及坐标位置,首先介绍一下在钻井工程中常用的坐标概念。,井眼轴线的图示法,正常使用的坐标为地理坐标,即正东E、正北N、正南S和正西W以及海拔H,这种坐标体系是在子午线的基础上定义的。中华人民共和国大地原点-陕西泾阳县永乐镇石际寺村境内,亦称大地基准点,是中国的地理中心,具体位置在:北纬343227.00东经1085525.00 。,在钻井工程当中,坐标系通常指使用正北和正东坐标,以N和E表示,是指测点在以井口为原点的水平面坐标系里的坐标值。,
16、4.井眼轴线的图示法,由上图可知,我们并不能看清它的实际空间形态,怎详把这条空间曲线画出来,让别人了解它的空间形状呢?常见的有三种图示法。,如下图水平面坐标系内的实钻井眼轴线,两个坐标轴,一根是正北方向,一根是正东方向。如图所示,A,B的水平坐标分别为(NA,EA)和(NB,EB),一、三维坐标图示法:,形状复杂,结构简单。 无法给人以立体感。 需要采用辅助面增强立体感。注:只在特殊时候采用。,井眼轴线的图示法,井眼轴线的特点:,井眼轴线的图示法,二、投影图表示法,优点:从图上可直接看出,需要增斜还是需要降斜,需要增方位还是需要减方位。也可根据这张图,可以想象出井眼轴线的空间形状。缺点:这种垂
17、直投影图不能反映出井身参数的真实值。,相当于机械制图中的视图表示法,在国外使用广泛。 这种图示法包括两张图:一张是水平投影图,相当于俯视图。 一张是垂直投影图,相当于侧视图,其投影面选在原设计方位线所在的铅垂平面上(横坐标V,纵坐标D或H)。 投影图主要用于指导施工。,H,井眼轴线的图示法,三、柱面图表示法:,包括两张图:一张是水平投影图,相当于俯视图,与投影图表示法相同; 一张是垂直剖面图(横坐标P,纵坐标D或H),与垂直投影图不同,它不是在某个铅垂平面上的投影。,H,垂直剖面图的形成:实钻井眼是一条空间曲线,设想经过这条曲线上的每一个点作一条铅垂线,所有这些铅垂线就构成了一个曲面。 最大特
18、点:柱面展平后,井眼长度和井斜角都保持不变。,优点:,凭着这两张图,即可了解井眼的空间形状,可以反映出井身参数的真实值,作图容易,利用测斜资料算出每个测点的坐标位置,即可作图。,定向井井眼轨迹控制技术一、概述二、定向井设计与计算三、定向井专用工具四、定向井测量仪器五、定向井井眼轨迹控制,一、概述,1、定向井的概念 定向井:是指按照预先设计的轨迹钻进,具有井斜和方位变化的井。 它是由特殊井下工具、测量仪器和工艺技术有效控制井眼轨迹,使钻头沿着特定方向钻达地下预定目标的钻井工艺技术。,2、定向井的基本应用,(1)地面限制: 高山、森林、城镇、重要建筑、沼泽; 良田、草场; 海洋、湖泊、河流、盐田。
19、,(2)地下地质条件要求。 用直井难以穿过的复杂层、盐丘和断层等 。,(3)处理井下事故的特殊要求。 遇到井下事故无法处理或不易处理时,常采用定向井技术。如:掉钻头、断钻具、卡钻等。,(4)提高经济效益的特殊需要。,土耳其天然碱矿对接井施工,(5)增产措施、煤矿安全、工程救险等。,3、定向井的类型 按施工技术方法: 自然弯曲定向井 人工弯曲定向井 按设计井眼轴线形状: 二维平面定向井 三维平面定向井 按设计最大井斜角: 低斜度定向井(最大井斜15) 中斜度定向井 (最大井斜 15 45) 大斜度定向井(最大井斜 45 85) 水平井(最大井斜85) 按井底结构分类: 单底定向井 多底定向井,二
20、、定向井设计与计算,1 、井眼轨迹的基本参数 (1)监测参数: 井深:是指井口至测点的井眼长度。 井斜角:井眼方向线与铅垂线之间的夹角。,以正北方位线为始边,顺时针方向旋转到井眼方位线上所转过的角度。,方位角:,(2)计算参数: 垂深:是指井眼轨迹上的点至井口水平面的距离。 N坐标和E坐标 :井眼轨迹上的点在以井口为原点的水平面 坐标系里的坐标值。 水平位移:是指井眼轨迹上的点至井口所在铅垂线的距离。 井斜变化率:单位长度井段内井斜角的变化值。 方位角变化率:单位长度井段内方位角的变化值。 全角变化值:沿井眼前进方向上,两测点之间的空间角度变化。也称为“狗腿角” 。 全角变化率:单位长度井段内
21、的全角变化值。,2、 钻孔轴线空间位置的计算(1)切线法(2)平衡切线法(3)平均角法(4)曲率半径法(5)最小曲率法(6)Mercury,参考书目: 1、 受控定向钻探技术 江天寿 周铁芳 2、 水平井井眼轨迹控制 苏义脑 3、 定向钻井技术 王清江,3、方位角基准变换,由于采用了不同正北方向的基准,所以定义了三种方位角:真方位角、磁方位角和坐标方位角。 真方位角:井眼轴线上某测点的方向线(切线)在水平面上的投影与真北方向线之间的夹角。 磁方位角:井眼轴线上某测点的方向线(切线)在水平面上的投影与磁北方向线之间的夹角。 坐标方位角:井眼轴线上某测点的方向线(切线)在水平面上的投影与坐标北之间
22、的夹角。,真方位角=磁方位角+磁偏角坐标方位角=真方位角-子午线收敛角坐标方位角=磁方位角+磁偏角-子午线收敛角,磁偏角示意图,各方位角之间的关系,最小曲率法计算钻孔轴线空间位置,4、定向井的井眼轨迹设计,(1)定向井相关术语 造斜点:开始定向造斜的位置。 造斜率:表示造斜工具的造斜能力,其值等于所钻井段的 井眼曲率。 靶点:钻井工程设计中规定的必须钻达的地层位置,亦称 之为目标点。 靶区半径:允许井眼轨迹偏离靶点的距离。 靶区:以靶区半径为半径的圆面。,(2)定向井的井眼轨迹类型 二维定向井 三维定向井 (1)三段式 (2)多靶三段式 (3)五段式 (4)双增式,(3)井眼轨迹设计步骤选择井
23、眼轨迹形状;确定造斜点(侧钻点、分支点);选定造斜率、确定最大井眼曲率;求得井眼轨迹的待定参数;井身计算及井眼轨迹绘图。,三、定向井专用工具,1、造斜钻头2、井下动力钻具3、定向接头4、无磁钻杆(或无磁钻铤)5、扶正器(稳定器)6、震击器7、键槽破坏器8、悬挂短节9、浮阀10、挠性接头,造斜钻头,螺杆钻具,无磁承压钻杆、无磁钻铤,上图:斜口引鞋右图:定向接头,四、定向井测量仪器,1、磁罗盘单、多点照相测斜仪2、有线随钻测斜仪3、无线随钻测斜仪(压力脉冲、声波、电磁波等)4、电子多点测斜仪5、照相单、多点陀螺测斜仪6、电子陀螺测斜仪7、引导中靶系统,五、定向井井眼轨迹控制,1、基本概念 (1)实
24、质:井眼轨迹控制的实质,就是不断地控制井眼的前进方向。井眼方向由井眼的井斜角和井斜方位角来表示的。 (2)要求:在实钻过程中,设法使实钻的井眼轨迹尽可能符合设计的井眼轨道。 (3)井眼方向控制内容: -井斜角的控制:增斜、降斜、稳斜 -井斜方位角控制:增方位、降方位、稳方位,2、轨迹控制的主要内容 (1)造斜工具或钻具组合的选择 (2)造斜工具的装置方位计算 装置角的计算; 动力钻具反扭角的计算; (3)实时进行轨迹测量和轨迹计算。 测量仪器的选择,测量密度和测点密度的选择; 根据轨迹计算结果,提出下步轨迹控制要求; 井眼前进方向的预测。 (4)井下定向工艺和钻进工艺,3、轨迹控制的几条原则
25、(1)既要保证中靶,又要加快钻进。 “太远”可能造成脱靶。频繁地更换钻具和测斜将增加钻井成本和导致井下复杂情况。 (2)尽可能多地使用转盘钻的扶正器钻具组合来进行控制。 转盘钻的钻速比动力钻具高。当方位偏差太大或转盘钻不能完成增斜要求。 (3)尽可能利用地层的自然规律。 地层因素导致钻头的不对称切削,或引起井斜方位的变化。尽可能利用自然规律,减少利用工具进行控制的时间。 (4)条件允许尽可能使用导向钻具+MWD 同时实现滑动钻进和复合钻进。,4、造斜工具的装置角 (安装角、工具面角)井斜铅垂面与造斜工具面的夹角(还不够准确!);以井斜铅垂面为基准,顺时针旋转到造斜工具面上所转过的角度;在井底平
26、面上,以高边方向线为基准,顺时针旋转到工具面与井底圆的交线上所转过的角度;,5、工具面角与井斜角、方位角之间的变化关系: 工具面角在、象限,方位均增加;工具面角在、象限,方位均减小; 工具面角在 、象限,井斜角都是增加的;但工具面角在 、 象限,井斜角并非都是减小的。只在绿色区域是减小,在粉红色区域内仍然是增大的。,6、直井段施工技术 总原则:防斜打直 (1)按照地层条件布置和设计钻孔。 (2)确保设备安装和开孔质量。 (3)采用合理的钻进方法和规程参数。 (4)正确选用钻具 钟摆钻具 偏重钻具 满眼钻具或简易钢性钻具: 特殊结构的防斜钻具 主动垂钻系统,7、定向井造斜段施工技术 (1)造斜工
27、具的定向方法,(2)定向造斜工具(井下动力钻具) a、定向弯接头+螺杆钻具 优点:结构简单。缺点:造斜率低,钻头偏移大。 b、单弯螺杆定向造斜钻具 优点:造斜率高。缺点:万向轴受力复杂。 c、双弯螺杆定向造斜钻具 利用弯外壳+弯接头组合,通过改变两个结构弯角的大小来实现造斜率的调整。 d、动力钻具带偏心垫块,(3)造斜井段施工要求 a、采用随钻跟踪测斜,计算和作图结合预测井眼轨迹变化趋势,如造斜率达不到要求,及时采取相应措施进行调整。 b、按照设计的钻进参数钻进,要求司钻送钻均匀,使井眼曲率变化平缓,井眼轨迹圆滑。 (调整钻进参数改变造斜率;改变近钻头钻具组合) c、控制好井斜方位的变化,因地
28、层等因素造成方位严重漂移,影响中靶或邻井安全限定区域时,使用造斜钻具及时对方位角进行调整。,(4)井斜角变化率的控制 a、普遍使用“弯外壳螺杆钻具组合”造斜; b、井下动力钻具的长度影响造斜率,螺杆钻具比涡轮钻具更易造斜; c、弯壳体螺杆结构弯角度数一般在02 范围按0.25级差进行分级,若弯角太大,钻具不易下井,大弯角钻具多用于强行扭方位; d、改变钻压和调整工具面角均能改变造斜率; e、地层特性(各向异性、硬度)影响造斜率; f、由于加工精度原因,相同弯角的钻具可能造斜率不同; g、较深的硬地层造斜井段,PDC钻头优于牙轮钻头,PDC钻头的寿命长、进尺多,而牙轮钻头产生金属碎屑的危险性相对
29、较大。,(5)扭方位施工 如果井眼轨迹的方位漂移量过大,通过预测有脱靶的危险,这时要强行改变井眼轨迹的前进方向,即扭方位,使之恢复到能中靶的方位上来。 a、扭方位钻具组合的结构及钻进参数与常规定向造斜钻具的基本相同; b、尽可能选择可钻性和稳定性较好的地层实施扭方位作业; c、由于深井形成的反扭角较大,因此扭方位施工一般采用随钻测斜仪配合作业; d、全力扭方位时会伴随井斜角减小效应,因此扭完方位后,再通过增斜手段调整井斜角,保证得到较好的井眼轨迹;,(6)造斜段施工技术措施及注意事项 a、下井的增斜钻具结构要符合设计要求; b、发现下井的增斜钻具不合理,要及时调整或更换; c、必须严格按照设计
30、或定向技术人员制定的钻井参数施工; d、增斜钻进时,泵压适中并满足增斜要求; e、如果钻具刚性变大,下钻时注意遇阻情况,地层较软时防止钻出新井眼; f、根据测井数据及时作图,分析出井眼轨迹的实际情况; g、钻完一个单根后,测量井底数据并分析钻具是否满足设计要求,如不符合及时调整钻进参数或更换钻具组合。,(7)复杂情况及处理 造斜不成功 原因 相应措施,钻出新井眼(“裤裆”井) 新井眼往往在以下情况中可能出现: 较浅、较疏松的地层; 狗腿较大的井段,如造斜段、扭方位井段; 钻具钢性改变以后。 预防措施: 如造斜是在较浅、较疏松的地层进行,尽可能使井斜角、方位角平缓变化,避免形成大的狗腿; 下钻遇
31、阻时,一般均采取划眼、开泵冲下等办法,但一定要注意钻压、泵压的变化。 每钻完一个单根,都要反复划眼,修正孔壁,使井眼光滑。,8、 水平段施工技术 (1)水平井井眼轨迹控制的特点 中靶要求高 水平井的目标(靶体)是三维立体的,而常规定向井的目标通常是二维的。 控制难度大 工具造斜率、仪器误差、工具面角等不确定因素。 特殊工具多 使用带伽马参数的MWD进行矿层顶底板的识别;为克服摩阻使用水力加压器等。 井下管柱受力复杂 摩阻变大,起下钻、钻压困难;钻具轴向压力大,引起钻具变形,无法正常施加钻压。,钻井液密度选择范围变小,容易出现井漏或井塌 随着井斜角的增大,地层破裂压力将减小,而坍塌压力将增大,另
32、外,随着水平段的延长,井内钻井液的激动压力和抽吸压力将增大,容易造成井漏或井塌。 携带岩屑困难,井眼中容易形成岩屑床 当井斜在45 60时会成“岩屑床”。严重时会堵塞井眼环空。 电缆下入困难 采用泵送的方式。 固井难度大 套管由于自重贴在下井壁,居中困难;水泥浆在凝固过程中析出的自由水集中在井眼的上侧,形成一条“水槽”。 完井工艺难度大 井眼曲率较大时,套管难以下入。射孔、电测作业困难。,(2)水平井井眼轨迹控制的技术措施 造斜率略高勿低 造斜钻具和实际造斜率要高出设计值10% 20%左右。 造斜率先高后低 降斜容易增斜难。 (造斜段)合理控制轨迹垂深 垂深误差的累计对造斜率起到显著的放大作用
33、。 早扭方位 井斜较小时扭方位较容易,井斜较大时扭方位变得困难。,矢量进靶 控制好进入靶窗的井斜。 留有余地 井眼轨迹提前进行调整,避免出靶。 注意短起 水平段较长时,频繁的井斜和方位调整,使钻进变得困难,适当的短起可以提高钻进效率。 动态监测 对已钻井眼轨迹、钻具造斜率进行全程监控和评价,提出待钻井眼的实施方案。,(3)(水平段)裸眼侧钻分支技巧 水泥架桥侧钻、 可回收式斜向器侧钻、 裸眼悬空侧钻侧钻之前要充分活动具,目的是将钻柱中的扭力全部释放,有利于井下动力钻具在侧钻时保持工具面的稳定;侧钻时采用滑动钻进方式,钻速一般控制在0.5 1.0m/h之间,较慢的钻速有利于先在孔壁形成台阶,进一步磨出分支井眼;侧钻时通常将工具面摆在以降井斜为主的位置,使井底动力钻具在出新孔过程中始终能够与井壁接触,根据分支要求可同时增或减方位;分支成功并钻完一个单根后,需要反复划几次井眼,以利于后续钻进施工。,