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。      

渤海人工岛大型丛式井组加密防碰优化设计技术

针对渤海人工岛B岛丛式井组大规模加密调整时，防碰绕障设计难度大、效率低的问题，在分析加密井整体防碰形势及特点的基础上，对已钻井数据进行精确性校准，基于行业标准关于丛式井组平台优化及防碰设计的原则，制定了大规模加密井防碰轨道设计流程，形成了整体优化设计方法，优化了钻井顺序、槽口匹配关系和防碰轨道设计参数。通过多轮次的槽口调整和轨道优化，在有限的井台空间内完成了45口加密井的井眼轨道设计和防碰分析工作，各井分离系数的最小值均满足行业标准最小限值1.5的要求，并且70%集中在1.7以上，整体上降低了防碰风险。研究结果表明，渤海人工岛大型丛式井组加密防碰优化设计技术能解决丛式井组大规模加密调整的防碰设计问题，并有助于提高设计质量和设计效率。      

密集丛式井上部井段防碰设计关键参数临界值计算分析

井眼轨道整体防碰设计是保障密集丛式井钻井施工安全的关键因素之一,而上部井段井眼轨道设计参数的优选与优化则是降低井眼轨迹碰撞风险的基础。对比分析了国内现行标准对密集丛式井整体井眼轨道防碰设计的指导作用及适用性。针对密集丛式井整体井眼轨道防碰设计问题,应用实钻井眼轨迹碰撞风险分析的分离系数概念,计算分析了分离系数为1时,密集丛式井上部井段造斜点深度、邻井造斜点深度差、造斜率、造斜方位等4个关键参数的临界值。研究结果表明:井口间距是影响密集丛式井上部井段井眼轨道防碰设计参数取值的关键,井口间距越小,临界造斜点深度、造斜深度差及造斜方位差越小,临界造斜率越大;现行标准所规定的邻井造斜点深度差预留了足够的安全余量,加密调整井防碰设计时可适当减小。     

邻井距离解算及防碰评价

为满足邻井防碰评价的技术需求，建立了邻井距离解算及防碰评价方法，并进行算例分析。通过基于地球椭球建立井口坐标系及其转换关系，消除了因地图投影存在变形和不考虑地球椭球面弯曲等带来的定位误差，实现了邻井精准定位。根据函数极值和微分几何理论，提出了基于导函数解算最近距离和法面距离的方法，不仅解决了现有方法可能遗漏邻井相碰风险点问题，而且适用于各种井眼轨迹模型。基于邻井防碰的扫描矢径方向和井眼轨迹的误差椭球姿态，提出了求解扫描矢径与误差椭球交点位置的解析法，为准确计算分离系数奠定了基础，并提供了成套的邻井防碰评价方法。     

老井场追加水平井防碰安全风险评估

在已投产的丛式井组追加水平井,存在偏移距大,与老井井眼轨迹交叉范围大、防碰复杂。解决好防碰问题的同时又能减小水平井着陆控制难度,是该类水平井能否具备安全施工的重要前提。就今年一些丛式井组中增加的水平井井位确定,与邻井的防碰关系、修正着陆设计进行分析。通过苏54-31-113H3井井位确定中出现的防碰及着陆轨迹设计过程,提供了与多口井防碰时的设计方法,对追加水平井防碰安全及着陆控制风险评估提供依据。     

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。     

垦东12区块4号岛丛式井钻井技术

胜利新滩油田垦东12区块4号岛是一海油陆采大位移丛式井组,地层复杂、防碰绕障井多、轨迹控制要求高,整体施工难度大。针对以上施工技术难点,采用了浅层大井眼定向、井身轨迹控制、防碰绕障、钻井液体系优选等关键性技术措施,20口井全部达到设计要求,斜井段一次定向成功,中靶率100%,取得了较好效果,为以后通过大位移丛式井组整体开发滩海油藏积累了经验。     

芳90-96钻井平台小井距定丛井防碰技术研究

为防止芳90-96钻井平台小井距井眼施工发生相碰,施工前进行了丛式定向井井排线的优化设计、造斜点的优选和造斜率的优化,施工中直井段应用MWD进行随钻监测,造斜段进行三维轨迹绕障,稳斜段加密测斜防碰,成功完成了该钻井平台8口井防碰施工,为小井距定丛井钻井防碰积累了宝贵经验。     

一种新的井眼交碰风险评价方法

分离系数是最常用井眼轨迹交碰风险评价指标,但在密集井网工况下计算结果往往小于1,致使井眼交碰评价结果难以满足密集井网加密钻井要求。本文提出了一种密集井网加密钻井防碰风险评价新方法,该方法通过计算基准井误差椭圆与比较井误差椭圆重叠区域的面积和基准井误差椭圆面积,进而计算出重叠区域面积与基准井误差椭圆面积的比值,比值越高风险越大,准确评价了一口基准井与多口比较井之间误差椭圆的分离程度,能够较好地指导密集井网井眼交碰风险评价工作,有利于精确定位危险层段,减少密集井网加密钻井防碰施工工作量。     

海上丛式井网整体加密井眼轨迹防碰绕障技术应用

海上油田综合调整过程中,井眼防碰已经成为制约丛式井网加密钻采的关键因素。针对海上油田单平台井数多、井间距离小、丛式井网密集的特点,利用井眼轨迹优化和防碰绕障设计,实施丛式井网整体加密钻采井眼轨迹防碰绕障技术。在绥中36-1油田L平台应用效果证明,该技术能够有效防止井下碰撞事故的发生,减小钻井施工的难度。     

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。     

密集丛式井磁干扰情况下防碰判断与控制方法

南堡油田密集丛式井钻井密度大,井口间距小,同一平台开发时间跨度大,新老井眼轨迹空间交叉密集,钻井防碰问题突出,特别是上部井段轨迹间距小,实钻过程中时常存在磁干扰现象,采用常规防碰扫描计算方法存在不足,不能完全满足密集井口安全钻井的需要。根据正钻井与邻井轨迹在防碰点处的几何关系,提出了井眼轨迹的异面角概念,通过异面角的分析,可判断正钻井与邻井的空间关系。在分析测量工具对套管磁场的感应距离,测点到钻头距离等的基础上,提出了切入角的概念。根据MWD磁干扰小间距、测点与钻头间的距离以及井眼轨迹的空间关系,总结出了磁干扰状态下的两种防碰关系,并建立了钻井防碰判断与控制方法。通过现场实例证明,该方法丰富了密集丛式井上部井段小间距磁干扰情况下钻井防碰与控制方法。     

基于邻井相对位置的井眼分离系数计算方法

针对现有井眼分离系数计算方法存在的不足,提出了基于邻井相对位置的井眼分离系数计算方法(简称相对位置法),并进行了算例分析。在轨迹误差椭球模型的基础上,考虑邻井轨迹误差的相关性,推导了邻井相对误差椭球的计算公式,提出了基于邻井相对位置的分离系数计算公式,并利用共轭梯度法进行求解。算例分析表明,与椭球缩放法和椭球间距法相比,相对位置法计算结果更加精确,适用性更强,能更合理地评价井眼交碰状态。采用提出的方法进行大批量计算,并结合相应的防碰技术规范要求,可以快速简便地寻找关键设计参数的许用范围,在丛式井和定向井设计中具有较好的应用价值。图6表3参24     

丛式井防碰技术在埕岛西合作区的应用

分析防碰技术表层规则和OSF分离系数准则,利用极坐标图优越的直观性和指导性特点强化防碰设计,并在此基础上结合多种现场防碰措施,制定出一套系统化防碰方案,形成了基于槽口优选、钻井顺序优化的防碰设计及措施优化技术,在埕岛西合作区应用效果较好,为解决同类型丛式井组防碰问题积累了宝贵经验。     

丛式井防碰技术在金县1-1油田的应用

针对金县1-1油田油藏呈条带状分布、开发层位相近,断层众多、井眼轨迹受限,滚动开发、靶点调整频繁,槽口众多、隔水管锤入偏斜,浅部地层松软、造斜难度大等定向井作业难题,综合实施槽口优选和钻井顺序优化、防碰设计精细化、井眼轨迹控制、操作规范化等关键技术措施,形成了一套系统的丛式井防碰技术。该技术在金县1-1油田48口丛式井防碰绕障作业中取得了成功应用,并已推广到辽东湾地区丛式井钻完井作业中,有效保证了钻完井作业的顺利进行,对今后海上其他地区丛式井防碰作业具有借鉴意义。     

金遂2丛式井组井眼轨迹控制技术

金遂2丛式井组由于是在川西坳陷中段东坡洛带构造区域内部署的第一批丛式井,井眼轨迹控制没有可以借鉴的资料,而且井口之间的距离较小,该区域地层在已钻直井时都曾有较严重的井斜发生,因此直井段、造斜段井与井之间的防碰的施工和稳斜段的井眼轨迹控制难度较大。通过现场实践的不断探索和总结表明,该区域的丛式井组施工的难点是可以克服的,而且井眼轨迹控制具有一定的规律,这为在该区域以后的丛式井组的防碰和井眼轨迹控制施工积累了一定的经验。     

番禺30-1气田丛式井浅层钻进防碰绕障技术

针对番禺30-1气田丛式井平台已钻井表层井眼位置存在不确定性、利用空槽口钻调整井时容易在浅层钻进中与邻井相碰的技术难点,研究了防碰绕障技术。在井眼轨道设计过程中,利用Landmark软件进行防碰计算,分析根据电子多点测斜数据绘制的邻井井眼轨迹的误差情况,选择合适的绕障初始点、绕障方位、造斜率和绕障近距离段,利用碰到套管的征兆,修正绘制的邻井井眼轨迹并重新进行防碰扫描,设计新的绕障轨道进行施工。在实钻过程中,使用陀螺测斜仪对井眼轨迹进行监控,减小井眼位置的不确定性,选用1.83°弯螺杆进行陀螺定向钻进,快速脱离邻井,且在钻进中随时监测碰撞邻井套管的征兆和返出物中的水泥含量。A11井在钻进过程中应用了防碰绕障技术,顺利钻至井深541.00 m后,距相邻的A8H井5.50 m,距A5H井3.30 m,且呈逐渐远离趋势,成功解决了浅层钻进中的防碰绕障问题。番禺30-1气田丛式井浅层钻进防碰绕障技术可为其他气田类似高密度丛式井浅层钻进防碰绕障提供技术参考。      

丛式井组总体防碰与钻井顺序优化技术及应用

针对丛式井组井间距小、钻井数量多、井间防碰钻井顺序优化难度大的技术特点,利用观察法结合系统科学方法,对平台与钻机整拖方向、目标点与井口位置、各目标井方位关系等进行了系统研究,以老168丛式井组为例,借助于Paradigm软件计算辅助手段,提出了一套钻井顺序整体优化思路与方法,并分析了钻井顺序排列规律。研究表明,对于密集型丛式井组钻井顺序优化,在分析防碰控制不利因素的基础上,根据油藏特点与布井规律分析钻井顺序优化原则,结合平台自身特点确定钻井顺序优化的方案,借助计算软件进行钻井顺序实施前的不断优化与实施过程中的持续优化。最终得到既满足油藏要求、又满足钻探目的的最优化钻井顺序,为国内海油陆采大型丛式井组钻井方案总体规划提供了科学依据。     

冀东油田人工岛丛式井钻井防碰技术

冀东油田人工岛丛式井井网密度大,钻进中易发生井下碰撞问题,为解决该问题,研究了防碰技术。通过分析冀东油田人工岛丛式井的钻井技术难点,提出了针对性技术措施:正钻井碰撞高风险井段使用牙轮钻头;应用低刚性钻具组合,使井下钻具获得更大的挠度变形空间;进行随钻MWD磁场强度监测,根据磁场强度异常值判断正钻井与邻井套管的距离,预警碰撞风险,指导正钻井防碰。综合这些技术措施形成的冀东油田人工岛丛式井钻井防碰技术,在冀东3号人工岛丛式井组进行了应用,降低了钻进中发生井下碰撞的概率,表明该技术是防止正钻井与邻井套管碰撞的有效技术,可为冀东油田人工岛加密钻井提供安全保障。      

高密井网钻井防碰绕障技术研究——以准噶尔盆地陆梁油田LUD8173井为例

随着油气田开发程度的不断提高,老油田部署井网越来越密,在高密度的井网条件下,定向井和水平井钻进过程中防碰问题显得日益突出,采取有效的防碰技术是钻井施工成败的关键。LUD8173井是准噶尔盆地陆梁油田一口典型多井防碰绕障定向井,该井邻井数量多达十几口,防碰最近距离12.64m,靶前位移51.37m,防碰绕障难度大,施工风险高。对防碰邻井资料进行分析、模拟防碰数据、找出防碰技术难点和重点,优选出最佳防碰绕障方案、优化井眼轨迹设计、优选钻具组合和配合导向钻进技术,使得该井绕障顺利成功,井眼轨迹平滑,精确入靶,靶前距离50.03m,与实际相差0.15m。该井绕障成功,为相同类型绕障井防碰问题具有一定的借鉴作用。