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水平井井眼轨迹自动控制技术破析

jhlu3  发表于 2009/7/4 19:39:35      1132 查看 1 回复  [上一主题]  [下一主题]

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1、水平井井身剖面的优化设计
(1)、井身剖面设计原则:
1满足地质要求,实现地质目的;
2)保证钻进和起下钻摩阻扭矩尽可能小;
3)其形状有利于地质导向工作和现场实际井眼轨迹控制;
4)能克服油层深度预测和工具(含地层)造斜率的不确定问题等等。
(2)、井身剖面类型的选择
水平井井身剖面根据地质目标、油层情况、地质要求、靶前位移,选择不同的剖面类型。油田施工的水平井,从曲率半径来分,选择长曲率半径水平井和中曲率半径水平井。剖面选用了具有两个稳斜井段的直-增-稳-增-稳(探油顶)-增(着陆段)-水平段三增剖面、直-增-稳(探油顶)-增(着陆段)-水平段双增剖面、直-增-水平段单增剖面。设计造斜率选为2~10o/30m。
(3)水平井防碰绕障技术
受地面条件限制,油田多为丛式定向井,防碰绕障问题突出,水平井又需要一定的靶前位移,许多井往往从一个平台打到另一个平台下面,即要考虑本平台邻井的防碰,又要考虑下部斜井段和水平段的防碰,通过现场水平井钻井实践,形成了油田特有的水平井防碰绕障技术:
1)、井身剖面的优化设计。在设计时,充分考虑邻井情况,通过剖面类型、造斜点、造斜率等的优化设计,尽量避开老井,必要时进行绕障设计。
2)、利用软件进行防碰扫描和防碰距离计算。
3)、现场井眼轨迹的监控和防碰绕障施工。 
4)、地质导向技术在防碰绕障中的应用。
 2、井眼轨迹控制技术
随着水平井在不同区块的施工,不同区块每口井的地质情况不同,井眼轨迹控制过程中遇到的问题也不一样。突出表现在以下几个方面:
(1)、实钻地质情况复杂多变,油层深度与设计变化较大,井眼轨迹需要随地质情况变化进行调整。
(2) 、水平段油层深度在横向上变化不一,有从低部位到高部位的,也有从高部位到低部位的,还有先从低部位到高部位再下降的。
(3) 、不同区块工具造斜能力和地层对井眼轨迹的影响不同。
(4) 、测量数据的相对滞后对地质导向和井眼轨迹的预测和调整带来困难。
(5) 、老平台钻井的防碰问题在水平井钻井中更为突出,水平井的直井段、造斜段及水平段都存在防碰问题。
为了有效地进行井眼轨迹的控制,掌握井眼轨迹状况和发展趋势,及时发现油顶、准确入靶和沿油层钻进,水平井施工中在造斜点以下所有井段全部应用了MWD+导向钻具进行井眼轨迹监测与控制,从探油顶段开始应用LWD进行地质导向,并与地质人员密切配合,保证实现地质目的。
水平井井眼轨迹控制原则:根据设计,结合地层情况,优化水平井井眼轨迹控制方案;以地质导向为先导,根据地层变化,及时调整,控制好水平井着陆段和水平段的井眼轨迹,实现地质目的。
水平井井眼轨迹控制技术措施:
(1)、水平井井眼轨迹控制施工方案的优化。针对不同的井身剖面和地层剖面类型,选择不同的井眼轨迹控制方案。
对于油层为上倾方向,控制井眼轨迹在A点前20~30m,垂深达到设计油顶位置,井斜达到85°~86°,进入油层后能及时在A点前调整到最大井斜,达到井眼轨迹控制在距油顶1.5m范围内。
对于油层为下倾方向,水平段井斜角小于90°,控制井眼轨迹在A点前40~50m,垂深达到设计油顶位置,井斜达到82°~84°,进入油层后能及时在A点前调整到最大井斜,达到井眼轨迹控制在距油顶1.5m范围内。
根据地质情况变化,及时调整井眼轨迹。与地质人员一起,及时了解、分析地层变化,着陆段提前下如LWD仪器,提供伽玛、电阻率测量数据,根据油层深度的变化,及时修正井眼轨迹,保证在A点前着陆,避免牺牲水平段。
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    jhlu3   发表于 2009/7/4 19:39:35

    (2)、着陆前的井眼轨迹控制技术
    ①  上直段打直防碰工作。上直段打斜而产生的上直段位移过大,需要对造斜段的造斜率及方位进行调整,给轨迹控制增加难度。G104-5P10井上直段位移15m,方位与设计方位一致,由于设计造斜率较大(7°/30 m),设计第一稳斜段11.4 m,调整余地小,施工中在造斜段摸清工具在滑动钻进的造斜率和转动钻进的效果后,逐步调整,最后在A点前21 m进入油层。水平井防碰一般上直段与临井的斜井段防碰,斜井段和水平段要绕过临井的下直段,防碰问题突出,G104-5P4井设计上直段530处与临井G215-4井斜井段距离仅1.7m,施工中采取加密测斜,必要时进行绕障,防止了井眼相撞事故发生。
    ② 造斜段根据直井段实钻轨迹对待钻井眼轨迹进行修正,及时消化上直段产生的位移,将井眼轨迹调整到设计线,以利于下部井眼轨迹控制。
    ③ 采用MWD+导向钻具和合理的钻进参数进行井眼轨迹控制。优选导向钻具,保证实钻造斜率略高于设计造斜率,在造斜段开始,及时分析工具在不同井斜及滑动钻进和转动钻进的造斜能力,制定合理的滑动钻进和转动钻进工作方式,达到井眼轨迹开展施工方案预定效果。
    ④ 做好井眼轨迹的监测、预测与控制,调整控制好垂深、井斜和位移,为下步的水平井着陆创造条件。
    ⑤ 加强与邻井地层对比分析工作,及时吸收由于地质预测误差对井眼轨迹的影响,为下步根据地质需要进行井眼轨迹调整,准确钻入油气层创造了条件。
    ⑥ 在满足井眼轨迹控制所需造斜率的要求下,尽量采用转动钻进工作方式,有效地提高了井眼轨迹的圆滑度,破坏了岩屑床,提高了井眼的清洁。
    (3)、水平井着陆的井眼轨迹控制
    ① 采用LWD+导向钻具进行井眼轨迹控制,利用LWD的伽玛和电阻率测量及时了解地层值的变化,为及时准确的识别出油层和进行井眼轨迹调整,提供了可靠的依据。根据油层伽玛和电阻率特性,结合岩屑、气测和荧光定量分析录井,判断钻头已进入油层,从而做到了精确探油顶和入靶。
    ② 对于油层为上倾方向,水平段设计井斜大于90°的,应控制井眼轨迹在A点前20~30m,垂深达到设计油顶位置,井斜达到85°~86°,进入油层后能及时在A点前调整到最大井斜,达到井眼轨迹控制在距油顶1.5m范围内。避免位移提前过多,进入油层时位置偏下,而井斜角较小,找到油层后上不去或偏离油顶下1.5m范围,不能达到地质要求。
    ③  对于油层为下倾方向,水平段井斜角小于90°,靶前位移可适当多提前,探油顶井斜角可略小,可控制井眼轨迹在A点前40~50m,垂深达到设计油顶位置,井斜达到82°~84°,进入油层后地层下倾,井眼轨迹能在A点前追上地层,达到在距油顶1.5m范围内的地质要求。
    ④ 提前下入LWD(设计要求井斜80°时下入),根据伽玛和电阻率曲线,结合岩屑、气测和荧光定量分析录井资料,及时对比地层,发现地层变化,及时对井眼轨迹进行调整,越早判断地层变化,即减少了轨迹控制的难度,又有利于地质目的的顺利实现,减少水平段损失。G63-P1井施工中,提前打开伽玛和电阻率曲线,通过地层对比,发现地层下移5m,及时对井眼轨迹进行了调整,在井斜79°左右稳斜,使垂深下移后,增斜探油顶,实钻油层位置下移5m,实际进入油层位置在A点前13.19 m,圆满实现了地质目的。
    2楼 回复本楼

    引用 jhlu3 2009/7/4 19:39:35 发表于2楼的内容

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