3.定向井軌跡控制技術(shù)

1、3.定向井軌跡控制技術(shù) 定向井軌跡掌握技術(shù) 鉆井四公司 一、直井段防斜打直 定向井直井段掌握原則是防斜打直。直井段不直，不僅影響定向造斜的順當(dāng)完成，還會(huì)因上部井段造成的位移影響下步軌跡掌握。負(fù)位移會(huì)造成實(shí)際施工中比設(shè)計(jì)更大的造斜率和更大的最大井斜，正位移狀況相反。位移向設(shè)計(jì)方向兩側(cè)偏離，就將兩維定向井變成三維定向井，造成下步軌跡掌握困難。 假如叢式井直井段發(fā)生井斜，還會(huì)造成兩口定向井直井段井眼相碰的施工事故。 1、防斜原理 造成井斜的原因?yàn)榈刭|(zhì)因素和鉆具彎曲。掌握井斜實(shí)質(zhì)就是掌握鉆頭造斜力，地層造斜力是不可轉(zhuǎn)變的，唯一可掌握的是下部鉆柱組合和鉆井參數(shù)，通過(guò)轉(zhuǎn)變下部組合和調(diào)整鉆井參數(shù)可抵 抗地層

2、造斜力，使井斜掌握在一定范圍內(nèi)。常用組合：鐘擺組合、剛性滿眼組合、塔式組合、柔性鐘擺組合、偏軸接頭、雙驅(qū)復(fù)合鉆、垂直導(dǎo)向工具（power-V等） 2、不同井眼鉆具組合及鉆進(jìn)參數(shù)選擇 平凡定向井直井段施工中，應(yīng)采用本地區(qū)最不易斜的鉆具組合。 A：常規(guī)組合 12-l4井眼一般采用塔式鉆具組合： 12-14鉆頭9鉆鋌3根8鉆鋌6根6-14鉆鋌9根5鉆桿。 8-12井眼通常采用鐘擺鉆具組合： 8-l2鉆頭7鉆鋌2根214mm穩(wěn)定器6-l4鉆鋌6根5加重鉆桿15根+5鉆桿。 鉆進(jìn)參數(shù)：鉆水泥塞采用輕壓吊打方式，12-14井眼，正常鉆進(jìn)鉆壓常采用180200KN，吊打時(shí)常采用5080KN；8-12井眼正常

3、鉆進(jìn)鉆壓常采用120140KN，吊打時(shí)常采用3050KN。 B：雙驅(qū)組合 12-1/4井眼 311.1mmPDC鉆頭+244.5mm直螺桿+228.6mm鉆鋌*2根+203.2mm無(wú)磁鉆鋌*1根+203.2mm鉆鋌*6根+177.8mm鉆鋌*9根+127mm鉆桿 注:假如使用鉆具扶正器,應(yīng)接在228.6mm和203.2mm鉆鋌之間 8-1/2井眼 215.9mmPDC鉆頭+172mm直螺桿+158.8mm鉆鋌*1根+214mm扶正器+158.8mm鉆鋌*6根+127mm加重鉆桿*15根+127mm鉆桿 鉆壓：20-80KN轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速：45-60rpm排量：40-45l/s泵壓：15-18MPa

4、C：直井段長(zhǎng)度影響 1）造斜點(diǎn)深度小于500米，采用塔式或鐘擺鉆具，嚴(yán)格掌握鉆壓、保證井斜角不大于lº。 2）造斜點(diǎn)深5001000米，采用塔式鉆具或鐘擺鉆具，嚴(yán)格掌握鉆壓，鉆至離造斜點(diǎn)100150米，輕壓吊打，掌握井斜角不大于1.5º。 3)造斜點(diǎn)深度大于1000米，采用鐘擺或剛性滿眼鉆具，當(dāng)穩(wěn)定器進(jìn)入二開(kāi)小井眼吊打50米后漸漸加至設(shè)計(jì)鉆壓，以提高鉆速。鉆至距造斜點(diǎn)100-150米輕壓吊打掌握井斜角不大于2º。 4）油田內(nèi)部最易發(fā)生井斜的井段是館陶組地層，無(wú)論使用何種鉆具組合，穿館陶留意不跟鉆壓，適當(dāng)?shù)醮颉?3、準(zhǔn)時(shí)監(jiān)測(cè)，采取相應(yīng)措施 在直井段鉆進(jìn)過(guò)程中依據(jù)實(shí)際

5、狀況準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行井斜角的中途監(jiān)測(cè)，發(fā)覺(jué)井斜馬上采取措施，對(duì)于叢式井，建議第一口井就使用陀螺測(cè)斜儀測(cè)取數(shù)據(jù)，以便和以后施工井進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比。在中途監(jiān)測(cè)過(guò)程中，假如發(fā)覺(jué)井斜，依據(jù)實(shí)際井斜狀況，可以采用減壓吊打糾 斜；彎接頭反方位側(cè)鉆糾斜或填井側(cè)鉆等措施。 二、定向點(diǎn)選擇 造斜點(diǎn)的選擇，應(yīng)充分考慮地層穩(wěn)定性、可鉆的限制。盡可能把造斜點(diǎn)選擇在穩(wěn)定地層，巖石硬度不太高，避開(kāi)軟硬夾層、巖石破裂帶、漏失地層、流沙層、易膨脹或易坍塌的地段，以免出現(xiàn)井下復(fù)雜狀況，影響定向施工。 造斜點(diǎn)的深度應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)井的垂深、水平位移和選用的軌道類型來(lái)打算。并要考慮滿意采油工藝的需求。 造斜點(diǎn)的深度應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)井的垂深、水平位移和選用

6、的軌道類型來(lái)打算。并要考慮滿意采油工藝需求。應(yīng)充分考慮井身結(jié)構(gòu)的要求，以及設(shè)計(jì)垂深和位移的限制，選擇合理的造斜點(diǎn)位置。 在實(shí)際施工中，由于上部井段位移的影響，并為下部施工留有適當(dāng)余地，定向點(diǎn)一般都作適當(dāng)提前（有少數(shù)正向位移較大的井的造斜點(diǎn)作了推后），依據(jù)井的不同狀況，造斜點(diǎn)的提前范圍一般在50-100米。 三、定向造斜 1、靶點(diǎn)深度影響 對(duì)于靶深度較淺地層可鉆性較好的大斜度定向井，可以使用動(dòng)力鉆具把井斜增到20°以上甚至最大井斜，削減或避免轉(zhuǎn)盤增斜的同時(shí)增（或減）方位的不良后果；對(duì)于靶深度比較深、地層可鉆性較差的大斜度定向井，為了提高鉆井速度，可把造斜點(diǎn)提前，縮短動(dòng)力 鉆具造斜段，增

7、大轉(zhuǎn)盤增斜段，由于增斜段較長(zhǎng)，若井斜、方位不合適，有調(diào)整余地。 2、合適的全角變化率 造斜段井眼曲率選擇要合適。井眼曲率過(guò)大，一方面井身質(zhì)量會(huì)超標(biāo)，另一方面會(huì)給下部鉆井施工造成困難。但井眼曲率也不能太小，太小往往需要增加造斜段長(zhǎng)度。實(shí)踐中總結(jié)出，動(dòng)力鉆具造斜段采用1°-1.25°單彎螺桿，造斜率掌握在10-15°/100m。 3、定向原則（需補(bǔ)充） 假如定向造斜段的方位有偏差，先扭方位，否則會(huì)給以后軌跡掌握造成困難。造斜段長(zhǎng)度以井斜角達(dá)到轉(zhuǎn)盤鉆連續(xù)增斜為準(zhǔn)，大小約為10°至15°。 4、現(xiàn)場(chǎng)常用定向方法 隨著定向井鉆井技術(shù)和測(cè)量?jī)x器的發(fā)展，定向

8、造斜的方法也不斷向著更科學(xué)更精確的方向發(fā)展變化，從最早使用的轉(zhuǎn)盤鉆井定向鉆進(jìn)，發(fā)展到目前的井底動(dòng)力鉆具定向鉆進(jìn)，從地面定向法，經(jīng)過(guò)氫氟酸井底定向法、磁力測(cè)斜儀井底定向法、有線隨鉆測(cè)斜儀定向法發(fā)展到今日的MWD隨鉆測(cè)斜儀協(xié)作動(dòng)力鉆具的導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)。 由于地面定向法（例如鉆桿打印法）和氫氟酸井底定向法工藝復(fù)雜、誤差大、測(cè)算復(fù)雜、精度低等原因，己經(jīng)被淘汰。不作介紹。 磁力單點(diǎn)測(cè)斜儀協(xié)作斜口管鞋（Muleshoe）磁工具面角定向法（是井底定向法，目前現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)頭定向造斜時(shí)普遍采用的方法）。 這種方法是使用磁性單點(diǎn)測(cè)斜儀與斜口管鞋裝置協(xié)作使用，斜口 管鞋分為兩部分，上部為儀器懸掛頭部分，懸掛頭插入測(cè)量?jī)x器中

9、羅盤的T形槽內(nèi)，下部為斜口管鞋；使用時(shí)必需協(xié)作定向接頭或定向彎接頭一起使用，儀器懸掛頭和斜口管鞋的斜口在同一母線上，定向接頭內(nèi)的定向鍵和定向彎接頭的彎曲方向是全都的，羅盤內(nèi)部有一條刻線與羅盤T形槽在同一母線上，當(dāng)儀器被測(cè)斜鋼絲送入無(wú)磁鉆鋌時(shí)，斜口管鞋的鍵槽在斜口的導(dǎo)向作業(yè)下騎入定向彎接頭中的定向鍵，這時(shí)盤內(nèi)的刻度線就和定向鍵在同一母線上了，儀器照相時(shí)，坐在轉(zhuǎn)盤上的鉆桿接頭作一個(gè)記號(hào)和轉(zhuǎn)盤面上的某一記號(hào)重合，這是彎接頭彎曲方向就被記錄在測(cè)斜膠片上了，測(cè)斜膠片上共計(jì)記錄了三個(gè)數(shù)據(jù)，分別是：井斜角度、井斜方位角和磁性工具面角。這樣通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿就可以把工具轉(zhuǎn)到要求的方位上去了。這種方法僅使用與井斜角度

10、小于5°的井。 磁力單點(diǎn)測(cè)斜儀協(xié)作斜口管鞋（Mueshoe）高邊工具面角定向法（是井底定向法，目前現(xiàn)場(chǎng)井眼需要調(diào)整方位普遍采用的方法）當(dāng)井斜角大于5°，測(cè)斜膠片上的工具面角度就不能使用磁性工具面角了，而要使用高邊工具面角進(jìn)行彎接頭的定向。 有線隨鉆測(cè)斜儀定向法 通過(guò)使用有線隨鉆測(cè)斜儀可以在地面直接讀出工具面所在方位，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤就會(huì)很便利的將彎接頭彎曲方向轉(zhuǎn)到所要求的方位上，該方法同樣有磁力和高邊兩種方式，它和磁力單點(diǎn)測(cè)斜儀相比具有精度高、精確、不用估算反扭角（可以測(cè)量出反扭角的大?。┑葍?yōu)點(diǎn)。 MWD無(wú)線隨鉆測(cè)斜儀定向法 該法和有線隨鉆測(cè)斜儀定向法一樣，只是井下信號(hào)不通過(guò)電

11、纜傳送，而是通過(guò)泥漿脈沖傳送至地面的。它操作使用便利。 四、軌跡掌握技術(shù) 1、搞好軌跡掌握的意義 井眼軌跡掌握能力凹凸是優(yōu)快鉆井技術(shù)最核心技術(shù)，影響整個(gè)鉆井速度。井眼軌跡圓滑是提高全井機(jī)械鉆速，預(yù)防井下 復(fù)雜事故的關(guān)鍵。 滑動(dòng)鉆進(jìn)與復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)差距很大，一般在5倍以上。為降低定向時(shí)間，加快機(jī)械鉆速。加大轉(zhuǎn)盤復(fù)合鉆進(jìn)造斜段是加快 機(jī)械鉆速，提高鉆井速度的有效途徑之一。特殊是大井斜、大 位移深部定向井中，效果更為顯著。 2、軌跡掌握要點(diǎn) （1）直井段施工必需定點(diǎn)測(cè)斜準(zhǔn)時(shí)發(fā)覺(jué)問(wèn)題，定向前必需測(cè)多點(diǎn)，依據(jù)所測(cè)結(jié)果打算下步措施。 （2）定向依據(jù)不同狀況采取不同措施，嚴(yán)防狗腿超標(biāo)，定向點(diǎn)超過(guò)井深2500m要

12、準(zhǔn)時(shí)混原油，加快定向速度縮短隨鉆時(shí)間，數(shù)據(jù)要準(zhǔn)時(shí)用單點(diǎn)校核。 （3）磁性高邊在井斜6度即可換為重力高邊。扭方位時(shí)，一次動(dòng)50度以下為宜，井斜方位同時(shí)完成，使軌跡更平滑。2000米以前可以使用液壓大鉗鎖轉(zhuǎn)盤協(xié)作開(kāi)泵轉(zhuǎn)工具面，2000米以后用轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)。掌握好最大井斜嚴(yán)防超標(biāo)。 （4）做好軌跡監(jiān)控，發(fā)覺(jué)異常，作好實(shí)鉆軌跡掌握?qǐng)D，每測(cè)一個(gè)點(diǎn)必需準(zhǔn)時(shí)計(jì)算，標(biāo)在掌握?qǐng)D上。在現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)時(shí)推斷處理，敏捷應(yīng)變，并保持與主管領(lǐng)導(dǎo)的溝通，盡可能削減隨鉆時(shí)間，保證優(yōu)快鉆井順當(dāng)實(shí)施。 （5）單彎螺桿定向在井斜小時(shí)增斜率較低，考慮到地層因素、人為因素降低增斜率，造斜點(diǎn)提前。 （6）單彎加PDC鉆進(jìn)過(guò)程中一般降斜在1-2.5&#

13、176;/100m，因此，在第I靶施工時(shí)要中遠(yuǎn)邊，假如是五段制，井斜盡可能小些。 （7）單彎加PDC鉆進(jìn)方位比較穩(wěn)定，定向時(shí)預(yù)留方位不宜大，盡可能對(duì)準(zhǔn)第I靶靶心方位。 （8）測(cè)斜要求：直井段2000米之前每200米、2000米之后每100米，定向之后每50-80米測(cè)斜一次，每次更換鉆具組合后第一個(gè)測(cè)斜井段不超過(guò)30米，測(cè)斜不成功不允許連續(xù)鉆進(jìn)。 油田內(nèi)部： a.館陶組后500米為界打算是否下防斜組合。 b.盡量削減穩(wěn)斜段長(zhǎng)度。 c.盡量2500米前完成隨鉆工作量。 d.穩(wěn)斜段可以考慮使用上扶為208毫米的扶正器（常規(guī)為212 毫米）穩(wěn)斜。 3、詳細(xì)掌握 施工過(guò)程中，依據(jù)最大井斜大小及靶前位移長(zhǎng)

14、短，結(jié)合本區(qū)塊 增斜率狀況，合理選擇詳細(xì)掌握方式。目的是利于掌握、盡量增加雙驅(qū)時(shí)間以提高鉆井速度。 （1）對(duì)于最大井斜小于25°的井，穿過(guò)館陶后，下入1°單彎雙扶穩(wěn)斜組合，一次將井斜增至最大井斜后穩(wěn)斜中靶。依據(jù)穩(wěn)斜段長(zhǎng)短，考慮到穩(wěn)斜段降斜因素，適當(dāng)放大最大井斜角。 （2）對(duì)于最大井斜大于25°的井，一般使用1°或1.25°單彎單扶螺桿增斜組合，隨鉆增斜到12º-15º后雙驅(qū)增斜，依據(jù)鄰井增斜率及方位漂移狀況，預(yù)估增斜率，井斜到位后，起鉆換雙扶穩(wěn)斜中靶。對(duì)于最大井斜介于25°35°之間，穩(wěn)斜段較長(zhǎng)的井，可以

15、采用上扶203mm（或205mm）扶正器，下扶212mm的單彎雙扶緩增組合，按1°2°/100m的增斜率緩增中靶，削減長(zhǎng)井段穩(wěn)斜中的降斜現(xiàn)象。 （3）對(duì)一、二靶距離不同，入一靶井斜，中一靶遠(yuǎn)、近端也不同，考慮穩(wěn)斜鉆具降斜率、增斜組合最大井斜，依據(jù)實(shí)際狀況對(duì)待。原則是中一靶時(shí)充分考慮二靶，確保中靶。 五、測(cè)斜儀器特別狀況處理 測(cè)量?jī)x器羅盤類 電磁類 陀螺類 羅盤單點(diǎn)照相測(cè)斜儀 羅盤多點(diǎn)照相測(cè)斜儀 照相陀螺測(cè)斜儀 電子陀螺測(cè)斜儀 有線隨鉆測(cè)斜儀 無(wú)線隨鉆測(cè)斜儀 電子多點(diǎn)測(cè)斜儀 35mm外徑測(cè)斜儀（常規(guī)） 25mm外徑測(cè)斜儀（高溫） 35mm外徑測(cè)斜儀（常規(guī)） 25mm外徑測(cè)斜儀

16、（高溫） （包括：定向MWD、帶地質(zhì)參數(shù)MWD） 60mm外徑多點(diǎn)陀螺測(cè)斜儀 35mm外徑單點(diǎn)陀螺測(cè)斜儀 35mm外徑多點(diǎn)陀螺測(cè)斜儀 地面記錄定向陀螺測(cè)斜儀 框架式電子陀螺測(cè)斜儀 速率積分電子陀螺測(cè)斜儀 1、單點(diǎn)測(cè)斜遇到問(wèn)題與處理方法 2、多點(diǎn)測(cè)斜遇到問(wèn)題與處理方法 附：測(cè)斜儀應(yīng)用范圍 1磁羅盤單、多點(diǎn)照相測(cè)斜儀 這類儀器適用于平凡定向井和無(wú)鄰井磁干擾的叢式井中與無(wú)磁鉆鋌協(xié)作使用，為井下鉆具組合定向或測(cè)取井身軌跡數(shù)據(jù)。 35mm外徑的常規(guī)單、多點(diǎn)照相測(cè)斜儀適應(yīng)溫度小于125的井眼。而25mm外徑的常規(guī)單、多點(diǎn)照相測(cè)斜儀適應(yīng)溫度小于182的井眼。 2有線隨鉆測(cè)斜儀 有線隨鉆測(cè)斜儀適用于較深的定向井、無(wú)鄰井磁干擾的叢式井或大斜度井、水平井中與無(wú)磁鉆鋌協(xié)作使用，為井下鉆具組合定向。 3無(wú)線隨鉆測(cè)斜儀 無(wú)線隨鉆測(cè)斜儀適用于超深定向井、大斜度井、水平井中或