三维悬链线轨道的设计方法

悬链线轨道可以降低钻柱摩阻,利用钻头的自然漂移规律钻井,可以解放钻压、提高机械钻速。有机地融合了悬链线轨道和利用方位漂移规律钻井的优点,系统地研究了三维悬链线剖面的设计问题。建立了三维悬链线轨道的数学模型,分析了井斜单元和方位单元之间的耦合关系,提出了三维悬链线剖面设计的约束方程,形成了系统的三维悬链线剖面设计方法。最后,通过设计实例验证了理论模型的正确性。     

悬链线轨道设计方法研究

悬链线轨道可以降低钻柱摩阻，改善钻柱的受力状况，有利于提高机械钻速和固井质量，在大位移井中具有显著的优越性。为此，系统地阐述了悬链线轨道的数学模型，并改进了无因次模型，使其更为简洁。分析了悬链线剖面的特征参数和设计条件，提出了新的悬链线剖面设计方法。新设计方法不需要进行迭代计算，可直接求解出井身剖面的待求参数，使悬链线轨道的设计过程大为简化。研究表明，悬链线剖面设计的实质就是确定悬链线井段的形状和位置；悬链线的特征参数决定了其形状，而悬链线井段的起始井斜角或稳斜井段的段长等参数决定了悬链线井段在井身剖面中的位置。最后，给出了悬链线剖面的设计与计算实例。     

优化井眼轨迹 确保命中靶区

西江２４－３－Ａ１４大位移井，井深９２３８ｍ，垂深２９８５ｍ，水平位移８０６２．７０ｍφ３１１ｎｍ井眼长达５０２９ｍ，φ２１６ｍｍ，井眼长达２４７８ｍ。为保持长井眼轨迹平滑，钻达预定的三个目标区，达到开发西江２４－１油田钻井目的，施工中的始终围绕造斜率控制井眼轨迹，采用了可调弯角导向马达、可调稳定器、油基钻井液、ＭＷＤ／ＬＷＫ测量系统和特制的ＰＤＣ钻头，并秀大刚度的钻具组合，大排量清洗井眼，并选用     

关于“悬链线法钻定向井”的探讨

悬链线法是一种具有独特优点的定向钻井方法。本文在文献[1]的基础上,试图通过有关理论分析,对悬链线法钻定向井的一些问题提供参考。考虑到悬链线法钻定向井需要连续造斜,且井越深其井斜角愈大;同时还注意到岩石与钻头、钻头与钻柱的互相作用,本文提出了将钻头与岩石间的相互作用抽象为弹性抗转支承,即不约束转角的弹性嵌固端的设想(图4)。此外,在分析时假定井眼轨迹为一平面曲线,建立悬链线法钻定向井下部钻柱的三维挠曲变形的计算模型;提出了保证钻头沿预定井眼轴线(悬链线)的钻进条件:V'(o)=0,U'(o)=-tgθ。通过Laplace变换获得了该问题的解析解。文末以算例说明有关计算过程,并对所给结果进行了分析讨论。     

南海大位移井眼轨迹精准控制技术应用

近年来,南海珠江口盆地开发井大多数井属于大位移井及水平井,比一般定向井造斜率更高、水平延伸距离更长和稳斜角更大,加大了实施过程中对造斜工具和井眼轨迹控制技术的要求,作业难度更大.由于造斜要求高,以往大位移井在钻进期间的机械钻速与轨迹控制不可兼得,存在顾此失彼的情况.为解决大位移井高效钻进期间的井眼轨迹控制问题,从设计、...     

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     

井眼轨道模型中的数值积分计算

为了提高钻井设计软件中所使用定积分的计算速度,从井眼轨道模型的基本公式出发,经过积分参数变换,将恒工具面法北东坐标定积分中的被积函数需要7次三角函数和1次对数函数的运算减少为3次三角函数和1次对数函数的运算,将空间圆弧法水平投影长度定积分的被积函数中的三角函数运算简化掉,从而提高定积分的计算速度;使用变步长Simpson数值积分公式,计算恒工具面法北东坐标定积分和空间圆弧法水平投影长度定积分,可将计算精度控制到任意精度。算例计算表明,本文算法除了提高了计算速度,计算精度还与公开数据完全相同。本文给出的算法是对井眼轨道计算的进一步改进和完善,可应用于钻井软件开发中。     

井身轨道设计的优化计算方法

在井眼轨道设计中,假设井眼轨道上的每一段都是空间平面圆弧或直线段,相互之间在连接处相切.根据这一假设,建立了描述井眼参数之间相互关系的非线性方程组,并采用数值优化理论进行井身轨道参数的数值计算.应用这种方法,可以设计出任意轨迹类型的井身轨道,在优化计算时增加适当约束条件,可以解决诸如三维多靶轨道设计、侧钻水平井轨道设计、随钻修正设计以及复杂分支井轨道设计等诸多相关问题,从而开辟了井身轨道设计的新途径.     

泾河油田三维水平井井眼轨迹优化设计及应用

在规模化开发过程中,泾河油田面临井场确定困难、剩余油挖潜难度大等难题。基于泾河油田储层地质特点,应用理论计算、数值模拟等方法优化水平井三维井眼轨迹参数;轨迹剖面采用六段制、造斜率(4°~6°)/30 m、靶前距和偏移距相互匹配且不大于600 m。JH17P25井三维轨迹设计及实施结果表明,三维水平井有利于解决泾河油田开发中遇到的难题,满足摩阻和扭矩限制要求,完井管柱可安全下入,实钻轨迹及钻井指标符合设计要求。     

井眼轨迹模型的通用格式

针对井眼轨迹模型的多样性问题,提出了空间圆弧、圆柱螺线和自然曲线等模型的通用格式。将各种井眼轨迹模型的空间坐标增量都表述为3个坐标分配系数与某个参考量的乘积,其中坐标分配系数分别表征了单位长度参考量所对应的各坐标增量,再引入一个参考量化算系数,将不同井眼轨迹模型的参考量都化算为井段长度,使得每种井眼轨迹模型的各坐标增量都表示成了参考量化算系数、坐标分配系数和井段长度三者乘积的形式,具有形式简明、易于计算机编程等特点。由于不同的导向钻井方式要使用不同的井眼轨迹模型,所以对于同一个井眼轨迹设计、监测或控制问题就要分别建立适用于不同导向钻井方式的计算方法。通用格式的井眼轨迹模型可提供普遍适用的计算方法,不同的导向钻井方式只需选用不同系数的井眼轨迹模型。     

基于PWD的大位移井井眼不清洁识别方法

针对大位移井由于大斜度井段长容易导致井眼不清洁的状况,提出采用井下工程参数测量仪(PWD)所获取的井下环空压力进行井眼不清洁的早期识别。首先分析了引起大位移井井眼不清洁的原因,随后指出井眼不清洁时井下环空压力变化特征,并通过实测环空压力与理论计算值之间差值识别法以及环空压力概率密度识别法进行井眼不清洁的综合识别。利用上述理论分析,编制了相应的计算程序,对某大位移井钻井实际数据进行了现场测算,根据计算出的井眼不清洁综合识别指数Ed值的大小及时采取了相应措施,证明该方法可以实现井眼不清洁的早期识别报警。     

TH302三维变方位大斜度井钻井技术

TH3 0 2井是本东油田第一口三维大斜度井 ,完钻井深 3 85 4.0m ,井底水平位移 1 5 85 .6m ,最大井斜角 87.82°。井斜大、变方位对井眼轨迹控制及井下安全提出了很高要求。通过在轨迹控制、摩阻与扭矩、井眼净化等方面采取合理严格的技术措施 ,顺利完井 ,为开发本东油田提供了一些宝贵的施工经验。     

添加虚拟靶区优化三维水平井井眼轨道

一个平台上有多口井,并常有三维井的存在。为了便于控制井眼轨迹,方便现场施工,要在井斜角到达70°之前就完成扭方位工作,因此,需要通过添加虚拟靶区的方法对井眼轨道进行优化。文中介绍了虚拟靶区的添加方法,并将常规剖面设计轨道与添加虚拟靶区之后的剖面轨道数据进行了对比。对比结果表明,添加虚拟靶区方法具有一定的优越性。该方法能有效控制井眼轨迹,不但有利于发现、找准油层,而且顺利避开了与邻井相碰的风险,实现了安全高效钻井。     

最小曲率法计算中的数值方法

最小曲率法是测斜计算、井眼轨道设计中最常用的方法之一,在井眼轨迹计算中有广泛的应用。研究了最小曲率法计算机数值计算中的几个细节问题,给出了零井斜角测点的方位角定义,阐述了零井斜角测点方位角的二义性。分析了坐标增量计算过程,给出了减小三角函数计算次数的算法。对小弯曲角情形的坐标计算使用高精度近似公式代替容易产生除法溢出的直接计算,提高了计算过程的稳定性和计算精度。对水平投影长度的计算给出了使用Gauss数值积分法的精确计算方法。文中提出的方法可以用于使用最小曲率法时的井眼轨道计算的计算机软件开发,提高计算机软件的计算稳定性和计算精度。对涉及井眼轨迹计算的其他实际问题如定向井中靶分析预测、井眼轨迹控制、井身质量检查等都有一定的参考价值。     

井中地球物理技术综述

简述了除测井技术以外的井中地球物理技术，包括VSP、井间与单井地震、井中微地震、井中电磁法与井中重力等，介绍了它们的技术特点、主要用途以及当前面临的主要技术难题。在此基础上，对井中地球物理技术今后的发展趋势作了预测。认为，随着油气开发进程的不断深入，井中地球物理技术将受到越来越广泛的重视，它们在油气藏开发中所发挥的作用将越来越明显。     

三维绕障水平井轨迹控制技术在红南平6井的应用

红南平6井是吐哈油田部署的一口重点水平井,受地面条件等原因限制,该井也是一口三维绕障水平井。采用带自然伽马的MWD无线随钻测斜仪,经过精心设计与施工,成功实现了该井与红南平5井、红南204井、红南2—32井三口邻井的绕障施工,并准确钻达目的层,实钻井眼轨迹与设计吻合率较高,较好地满足了设计要求和地质需要。文中详细介绍了该井的施工过程及技术措施。