第5节 定向钻井ppt

第五节定向钻井1定向井的作用与定义2定向造斜与轨迹控制1定向井的作用与定义定向井(directionalwell)：设计的目标点与井口不在同一铅垂线上的井。A井口目标点轨道轨迹定向井的概念地面环境条件的限制：当地面上是高山，湖泊，沼泽，河流，沟壑，海洋，农田或重要的建筑物等，难以安装钻机，进行钻井作业时，或者安装钻机和钻井作业费用很高时，为了勘探和开发它们下面的油田，最好是钻定向井。定向井的作用1定向井的作用与定义定向井的作用地下地质条件的要求

对于断层遮挡油藏，定向井比直井可发现和钻穿更多的油层；对于薄油层，定向井和水平井比直井的油层裸露面积要大得多。对于垂直裂缝的构造带，打直井很难钻遇裂缝，若钻定向井或水平井，则钻遇裂缝的机会就大得多；另外，多底井，分支井，侧钻水平井，径向水平井等定向井的新种类，显著地扩大了勘探效果，增加了原油产量，提高了油藏的采收率。1定向井的作用与定义钻井工艺的需要当井下落物或断钻事故最终无法捞出时，可从上部井段侧钻打定向井；特别是遇到井喷着火常规方法难以处理时，在事故井附近打定向井(称作救援井)，与事故井贯通，进行引流或压井，从而可处理井喷着火事故。某些高陡构造地层，打直井很困难，若打定向井，则更容易。定向井的作用1定向井的作用与定义开采工艺的需要海上为了方便采油而钻的丛式井；为了提高开采地热、芒硝、煤层气的效率而钻的井。定向井的作用1定向井的作用与定义定向井水平井丛式井大位移井多目标井分支井连通井定向井的类型1定向井的作用与定义丛式井（clusterwells）：在同一井场或钻井平台按一定井口间距钻出两口或两口以上的一组井。美国在Freeman岛上0.03km2面积上打了284口井胜利油田河50丛式井组在0.0442km2面积上打了42口井定向井的类型1定向井的作用与定义分支井（multilateralwells

）：同一井口设计有两个或两个以上井底的井。定向井的类型1定向井的作用与定义水平井（horizontalwell）：井眼进入目的层时井斜角接近、等于或大于90并在目的层中延伸一定长度的定向井。定向井的类型1定向井的作用与定义大位移井（extendedreachwell）：水平位移超过3000m或水平位移与垂深比值大于2的定向井。多目标井（multi-targetdirectionalwell

）：具有两个或两个以上目标点的定向井。定向井的类型1定向井的作用与定义连通井或称U型井（U-shapedwell

）:通常由两口井组成，一口直井，一口水平井。除了根据井的形状来对定向井进行分类外，有时也根据钻定向井的目的和特殊要求对定向井进行分类：救援井（reliefwell）：为抢救井喷失控、着火油气井，在其一定安全距离位置设计、施工与事故井连通，达到控制井喷目的的井。绕障井（detouringobstaclewell）：为绕过井口和目标点之间的障碍而设计的定向井。侧钻井（sidetrackwell）：从已有井眼的选定深度处侧向钻出并钻达目标点的井。定向井的类型1定向井的作用与定义侧钻井水平井定向井设计轨道的分类三维定向井：纠偏、绕障(既有井斜角变化，又有方位变化)按轨道类型分二维定向井常规：由直线和圆弧组成的铅垂平面上的曲线非常规：由直线、圆弧和变曲率曲线（悬链线、抛物线）等组成的铅垂平面上的曲线。三段式轨道五段式轨道双增式轨道多靶式三段轨道1定向井的作用与定义PowerSectionKickOffSubDriveTrainDriveSubwithBitBox传动系统2定向造斜与轨迹控制DriveMechanism:ImpactofmudflowTurbineDriveMechanism:DisplacementbymudMudMotorMotorPowerGeneration

导向马达采用的轨迹控制原理就是“三点定圆”；工具1-3旋转导向工具也是采用三点定圆法控制轨迹，这与导向马达相同。理想情况下，钻头按照三点定圆钻出圆弧轨迹。但要注意，除了几何因素外，还有力学因素。但工具4的原理不是三点定圆。2定向造斜与轨迹控制造斜工具斜向器2定向造斜与轨迹控制造斜工具不对称射流钻头2定向造斜与轨迹控制造斜工具固定扶正器组合只能增斜、稳斜、降斜，不能造斜只能改变井斜，不能改变方位包括增斜组合、稳斜组合和降斜组合2定向造斜与轨迹控制造斜工具固定扶正器组合增斜组合——杠杆原理2定向造斜与轨迹控制造斜工具固定扶正器组合稳斜组合——刚性满眼原理2定向造斜与轨迹控制造斜工具固定扶正器组合降斜组合——钟摆原理2定向造斜与轨迹控制造斜工具弯接头+井下动力钻具弯外壳螺杆钻具电动钻具涡轮钻具螺杆钻具2定向造斜与轨迹控制造斜工具螺杆钻具2定向造斜与轨迹控制造斜工具可复合旋转的螺杆钻具2定向造斜与轨迹控制造斜工具可变径稳定器组合2定向造斜与轨迹控制造斜工具可调弯角螺杆钻具2定向造斜与轨迹控制造斜工具旋转导向钻井系统PowerDrive完全的旋转导向系统：整个钻柱，从上到下，全部都在旋转，没有静止的部分；但在下部控制总成内部，有不旋转的部分；PowerDrive结构：下部偏置部分：在旋转过程中始终给钻头一个侧向力；中部控制部分：始终控制侧向力的方向；上部MWD部分：测量信息及传输；关键是控制总成内的不转动的部分，具有一个称作“惯性平台”的部分，实际上是由井下计算机控制的“电子液压伺服系统”，可以保证控制轴不受整个钻柱转动的影响。控制轴可以给定偏置部分一个轨迹控制所需要的导向方位角。PowerDrive钻头侧向力的产生原理控制轴和上盘，是由惯性平台控制的独立部分。上盘的水眼方位，就是给钻头侧向力的方位。该方位确定后，不管钻柱如何转动，上盘都不转动。下盘与偏置机构以及钻头相连接，随钻柱转动而转动。只有上下盘水眼相通时，才能有泥浆流过，并推动支撑块伸出，给井壁一作用力，同时给钻头一反方向的作用力。PowerDrive怎样调整轨道？方位？2定向造斜与轨迹控制造斜工具造斜及调方位能力无：固定稳定器组合、可变径稳定器组合有：斜向器、弯接头+涡轮或螺杆钻具、弯外壳螺杆钻具、可复合旋转螺杆钻具、可调弯角钻具、旋转导向系统连续造斜能力无：斜向器有：固定稳定器组合、可变径稳定器组合、弯接头+涡轮或螺杆钻具、弯外壳螺杆钻具、可复合旋转螺杆钻具、可调弯角钻具、旋转导向系统造斜过程中旋转能力无：斜向器、弯接头+涡轮或螺杆钻具、弯外壳螺杆钻具有：固定稳定器组合、可变径稳定器组合、可复合旋转螺杆钻具、可调弯角钻具、旋转导向系统唯一具有主动造斜能力的是：旋转导向钻井系统2定向造斜与轨迹控制钻进方式与工具面角钻进方式滑动钻进方式：井口不旋转，利用井下动力钻具带动钻头旋转旋转钻进方式：井口旋转工具面角：井斜铅垂面与造斜工具面的夹角。2定向造斜与轨迹控制钻进方式与工具面角工具面角对井斜角和方