定向井钻井技术-轨迹控制方法

1、轨迹控制方法轨迹控制方法定向钻井技术定向钻井技术水平面水平面工具面工具面井底平面井底平面井斜铅垂面井斜铅垂面工具面角工具面角=90 =0 =270 =180 cossinsincoscosarccos212122cos18sin15sin18cos15cosarccos88.619.7588. 6sin15sin18cos88. 6cos15cosarccossinsincoscoscosarccos121mKcDm8 .68100/1088. 6如=-22，其它不变，？ Dm？= 6.88，=-75.19=284.19，Dm= 68.8m。BHA（Bottom Hole Assembly）根

2、据钻井一公司根据钻井一公司:双驱复合钻井轨迹控制技术研究双驱复合钻井轨迹控制技术研究 0.50.5单弯螺杆钻具组合单弯螺杆钻具组合0.5双扶双扶和0.5单扶单弯单扶单弯螺杆钻具螺杆钻具组合在文33-152井、新卫222井使用，钻进50-80m没有增斜效果。 0.750.75单弯螺杆钻具组合单弯螺杆钻具组合0.75双扶单弯双扶单弯螺杆钻具在胡5-200、卫360、胡7-282、文33-152、胡5-197等井使用，其增、降斜率0.75/根。增斜率与设计增斜率4/30m相差太大；降斜率虽达到设计要求，但定向滑动钻速比转盘慢，在定向增斜时少用或不用。0.75单扶单弯单扶单弯螺杆钻具PDC钻头，在濮7

3、-147井等6口井试验中，定向造斜率适中，一般为12-14/100m。双驱复合钻进时增斜率2-8/100m。因此，0.75单弯单扶螺杆比较适合中原油田钻井的需要。 0.75单扶单弯单扶单弯螺杆钻具复合钻进试验情况 1 1单弯螺杆钻具组合单弯螺杆钻具组合 1双扶单弯双扶单弯螺杆+PDC，为防止全角变化率超标，启动转盘，在钻进过程中当井斜达到10以上，其稳方位，微降斜效果相当明显，正常情况下降斜0.52.5/100m，方位变化很小。 1双扶单弯双扶单弯螺杆在稳斜段的应用分析螺杆在稳斜段的应用分析在新文72-8、文273-5、新文10-88、新文10-4、文213-15、新濮3-180等井使用1单扶

4、单弯单扶单弯螺杆，采用1单扶单弯螺杆PDC，定向造斜至井斜15后，启动转盘进行复合钻进，每100m增斜率3-8，完全满足了中原油田钻井的需要。1单弯单扶单弯单扶螺杆双驱试验统计表 1.251.25或或1.51.5单弯螺杆钻具组合单弯螺杆钻具组合 在大斜度定向井中，使用1.25单弯双扶螺杆，稳斜效果较好。但是，由于1.25或1.5单弯螺杆弯度大，钻头偏移量大，双驱复合钻进时螺杆芯子受交变应力大，很易断芯子。到2005年初，中原油田使用的1.25的螺杆进行复合钻进，断螺杆芯子6根，占1.25螺杆使用量的30%。为此，今后使用1.25螺杆时尽量避免启动转盘。上稳正器上稳正器210mm（或（或212）

5、 新13井 p1的单弯单扶每50米增斜5p1的单弯双扶每100米降斜5p稳斜段的井斜角使用转盘难以控制 上稳正器上稳正器195-200-206-208mm 文文3333159159井复合钻进数据变化情况井复合钻进数据变化情况文文72-27072-270井钻进数据变化情况井钻进数据变化情况上稳正器上稳正器208mm208mm文文33-169井井使用上扶正器为206mm的单弯双扶螺杆，井斜从2443m的13微增到井深3120米的16，改变了双扶降斜的认识。刘侧刘侧20-220-2井稳斜段钻进数据情况井稳斜段钻进数据情况 1单弯双扶螺杆：上扶正器208mm 扶正器与螺杆间加一根3米长的短钻铤 从井深

6、2032m钻到2485m，井斜从44微增到47，增斜率只有0.6/100m。 螺杆一般7.2m左右，两扶正器间的长度约为6.5m，增长1/3，即3-4m可大大改变受力状态，在斜井段起到稳斜的作用。胡105-2井文文284井井 ：井段1800-2961m下入8P265MF+1单弯单扶+短钻铤3.81m+195mm扶正器+158mm钻铤6根，钻压30-50KN，转速65r/min，排量26l/s，泵压12-16MPa。 文文284井井斜数据情况井井斜数据情况 井位优选技术井位优选技术根据区块地层倾向，倾角，邻井资料以及双驱钻井的特性，总结出地层自然造斜规律，以此确定地面井口位置，使设计方位满足地层

7、自然漂移规律，以降低井眼轨迹控制难度。 对于双靶及多靶定向井，靶区目标点的给定限制了井口位置，必须在靶心连线的延长线上或延长线附近，而井口与第I靶位移的大小是一个关键问题，位移过大或过小都会造成施工难度增大。 最大井斜与最大井斜与I靶所需位移的关系靶所需位移的关系井身剖面优化井身剖面优化 剖面优化设计的原则是：根据上部直井段轨迹，结合靶区要求，在I靶位移和中I靶井斜允许的情况下，井井斜大于斜大于20的定向井的定向井造斜按3.6/30m设计，定向至10-15，对井斜对井斜50以上的定向井以上的定向井定向至20以上，以3-6/100m设计，到I靶附近，井斜达设计最大，位移不超标为最佳，然后稳斜中I

8、I靶。井斜小于井斜小于20的定的定向井向井，造斜率以3.5/30m计算，直接采用动力钻具造斜至最大井斜，然后稳斜钻进中靶。 直井段井眼轨迹控制直井段井眼轨迹控制钻穿馆陶组后，除黄河南部分火成岩外，全部使用PDC钻头+动力钻具双驱钻进 18井眼中，馆陶底距造斜点500m以上，馆陶底井斜较大，且方位与设计方位偏差较大，直井段自然造斜方位与设计方位不一致时，选择直螺杆，钻具组合为：8PDC钻头+5LZ165直螺杆+6NDC1根+214扶正器+6DC，钻至造斜点，以控制造斜点侧向或反向位移，例如文179-33井，技术套管封馆陶组，三开直井段长达1262m，选用此钻具组合至造斜点。2馆陶底方位与设计方位

9、基本一致，且第一靶位移较 大时，选用双扶单弯螺杆且上扶正器选用小直径， 减少造斜点与第一靶之间的位移，降低定向段和稳 斜段难度。如：文65-165井，馆陶底井斜2，方位290，上扶正器直径200，钻至造斜点井斜4，方位与设计一致，既降低了定向工作量，又避免了定向前起钻。 3 8井眼馆陶底井斜不大，且距造斜点较近，直接使用上下扶正器直径相同单弯螺杆，其度数根据邻井造斜资料选择，当设计最大井斜较小时，可完成直井段、造斜段及稳斜段作业。例如，文98-21井，出馆陶组后，一趟钻打完设计进尺，完成了直、增、稳三种作业。 4上部直井段井斜、位移均偏大，继续钻进其侧向位移可能造成造斜点与双靶不一条线，选择双

10、扶单弯螺杆纠斜或扭方位后再钻直井段。例如：文133-19井，由于上部井斜达4，方位与设计方位基本垂直，采用双扶单弯螺杆在直井段纠斜后钻至造斜点。定向段及增斜段的轨迹控制定向段及增斜段的轨迹控制 采用PDC钻头配合单弯螺杆定向造斜，用随钻仪器监测 组合1： 8PDC+165单弯单扶螺杆+159NDC1根 +159DC6根+127HWDP12根+127DP当设计最大井斜大于20的定向井，用0.75度单扶单弯螺杆或1单扶单弯螺杆造斜到15以上，启动转盘复合钻进自然增斜。 当设计最大井斜在20以内或者由于靶位移的限制，需定向至设计最大井斜的定向井，用1或1.25双扶单弯螺杆直接造斜到最大井斜后复合钻进

11、稳斜中靶， 组合2： 8PDC+165双扶单弯螺杆+159NDC1根 +159DC6根+127HWDP12根+127DP钻进参数：钻压20-80KN，复合钻进时转速45-65r/min，排量28-30l/s，泵压12-18Mpa。 稳斜段井眼轨迹控制稳斜段井眼轨迹控制 采用钻具组合2，用0.75或1双扶单弯螺杆。 若地层倾向与设计方位为顺向，则表现为微降斜，降斜率为0.6-1.2/30m；若地层倾向与设计方位为反向，增斜率为0.45-0.6/30m；若地层倾向与设计方位侧向时，则表现为微降斜，降斜率0.2-0.6/30m 在下入单弯双扶螺杆钻具组合时要充分考虑地层倾向倾角与设计方位之间的关系，对下部的增斜率留有余量，以便顺利中靶。在稳斜段自然降斜严重的定向井中采取上移上扶正器2-4m，可有效地增强稳斜效果，也可采用小直径上扶正器达到