孫經(jīng)理
地?zé)峋?、溫泉井、回灌井、?zhuān)業(yè)施工廠(chǎng)家,從500-2500米各種地?zé)峋@探
根據(jù)不同的地質(zhì)配備不同的鉆機(jī)施工。為您省時(shí)、省錢(qián)、省力。。。
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簡(jiǎn)介
東營(yíng)利津地?zé)峄毓嗑蚓?duì),由于地層物性影響電測(cè)曲線(xiàn)及鉆時(shí)曲線(xiàn)的過(guò)程比較緩慢,在錄井過(guò)程中,當(dāng)發(fā)現(xiàn)鉆時(shí)開(kāi)始下降而隨鉆測(cè)井電阻率有抬升的趨勢(shì),就應(yīng)當(dāng)注意是否已經(jīng)鉆入儲(chǔ)集層,并結(jié)合地質(zhì)設(shè)計(jì)和鄰井資料綜合判斷巖性界面,及時(shí)調(diào)整井眼軌跡,使鉆頭保持在油層中穿行。
識(shí)別地層界面的方法,可以使用極化角,它的產(chǎn)生是由于儀器的原因引起的,當(dāng)隨鉆測(cè)井儀器在井眼軌跡與地層界面夾角小于30度進(jìn)入另一個(gè)地層,并且地層界面兩側(cè)電阻率由差別時(shí),在目的層就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電流激增來(lái)*器發(fā)出的傳播波,儀器接收到被干擾的電流后引起電阻率測(cè)量值的激增,然后迅速回到正常值。界面兩側(cè)電阻率差別越大,這種激增就越大:并且一般淺電阻率比
深電阻率更容易產(chǎn)生這種現(xiàn)象水平井要求井眼軌跡保持在儲(chǔ)集層中上部距蓋層一定距離處,這時(shí)由于探測(cè)范圍的不同,深電阻率比淺電阻率曲線(xiàn)要低;進(jìn)入水層深電阻率將會(huì)降低,若井眼軌跡向下部水層靠近的話(huà),深電阻率將脫離上部泥巖的影響,并受下部水層的影響;考慮到井眼軌跡距離泥巖及水層的距離,電阻率曲線(xiàn)有可能會(huì)先升高再降低。在現(xiàn)場(chǎng)錄井過(guò)程中必須結(jié)合工程參數(shù),巖屑變化等綜合考慮分析
隨著定向鉆井技術(shù)的發(fā)展,定向井的種類(lèi)越來(lái)越多。
①按設(shè)計(jì)井眼軸線(xiàn)形狀分
ⅰ兩維定向井:井眼軸線(xiàn)在某個(gè)鉛垂平面上變化的定向井,井斜變化,方位不變化。
ⅱ三維定向井:井眼軸線(xiàn)在三維空間變化的定向井,井斜變化,方位變化??煞譃椋喝S糾偏井和三維繞障井。
②按設(shè)計(jì)zui大井斜角分
ⅰ低斜度定向井:井斜小于15度,鉆井時(shí)井斜、方位不易控制,鉆井難度大。
ⅱ中斜度定向井:井斜在15-45度之間,鉆井時(shí)井斜、方位易控制,鉆井難度相對(duì)較小,是使用zui多的一種。
ⅲ大斜度定向井:井斜在46-85度之間,其斜度大,水平位移大,增加了鉆井難度和成本。
ⅳ水平井:井斜在86-120度之間,其鉆井相對(duì)較難,需要特殊設(shè)備、鉆具、工具、儀器。
③按鉆井的目的分
救援井、多目標(biāo)井、繞障井、多底井等。
④按一個(gè)井場(chǎng)或平臺(tái)的鉆井?dāng)?shù)分
ⅰ單一定向井
ⅱ雙筒井:一臺(tái)鉆機(jī),鉆出井口相距很近的兩口定向井。
ⅲ叢式井(組):在一個(gè)井場(chǎng)或平臺(tái)上,鉆出幾口或幾十口定向井和一口直井。井口操作
我們經(jīng)常碰見(jiàn)的井大都是定向井,就算有直井,也會(huì)打偏而定向糾偏。
隨鉆井眼測(cè)量?jī)x
(1)隨鉆有線(xiàn)測(cè)量?jī)x
東營(yíng)利津地?zé)峄毓嗑蚓?duì)有線(xiàn)隨鉆測(cè)量?jī)x用加速計(jì)和磁通門(mén)磁力計(jì)測(cè)量井斜和方位。井斜和方位的測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)電纜傳遞到地面計(jì)算機(jī)處理后進(jìn)行記錄和顯示。多數(shù)有線(xiàn)隨鉆測(cè)斜儀可在鉆井過(guò)程中不斷檢測(cè)井斜、方位和工具面角。這些數(shù)據(jù)能由裝在司鉆旁的顯示器實(shí)時(shí)顯示。因此,有線(xiàn)隨鉆測(cè)斜儀能為定向鉆井提供更多、更及時(shí)的信息,以幫助操作人員調(diào)整工具面角、控制泥漿馬達(dá)。由于有連續(xù)穩(wěn)定的工具面角讀數(shù),使操作人員無(wú)須再對(duì)預(yù)定的反扭矩修正工具面角。
(2)無(wú)線(xiàn)隨鉆測(cè)量?jī)x
有線(xiàn)隨鉆測(cè)量的zui大缺點(diǎn)是是有線(xiàn)傳輸,這給鉆井施工帶來(lái)*的麻煩。特別是無(wú)法采用轉(zhuǎn)盤(pán)鉆井。目前已經(jīng)研究了代替有線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)的方法。如電磁波法、聲波法、壓力脈沖法、壓力脈沖調(diào)制法和鉆桿法。而目前進(jìn)入商業(yè)系統(tǒng)的傳輸方法只有壓力沖和壓力脈沖調(diào)制法。壓力脈沖系統(tǒng)又分為正壓力脈沖和負(fù)壓力脈沖系統(tǒng)。 典型的隨鉆測(cè)量系統(tǒng)井下部分包括加速度計(jì)和磁通門(mén)磁力計(jì)傳感器部件,由傳感器轉(zhuǎn)換到信號(hào)的部件,脈沖發(fā)生器部件和動(dòng)力部件。在地面由壓力傳感器接受信號(hào)并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行處理。把這些信息轉(zhuǎn)換成井斜角、方位角和工具面角的數(shù)據(jù)。這些信息既可傳輸?shù)浇K端打印,也可傳輸?shù)姐@臺(tái)顯示。實(shí)際井眼軌跡繪制 使用上述任何一種方法可計(jì)算出井眼軸線(xiàn)上各測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)。根據(jù)這些坐標(biāo)值就可以繪制定向井的實(shí)鉆井眼軌跡圖。根據(jù)實(shí)鉆井眼軌跡圖可以掌握當(dāng)前井底的位置和井眼前進(jìn)的方向,隨時(shí)和設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比,以便發(fā)現(xiàn)其中的偏差和及時(shí)采取措施。工程上常用的定向井實(shí)鉆井眼軌跡圖分為水平投影圖和垂直投影圖。水平投影圖即為實(shí)鉆井眼軌跡在水平面上的投影,垂直投影圖即為實(shí)鉆井眼軌跡在垂直平上的投影。
(1)水平投影圖的繪制
按比例作出直角坐標(biāo)圖,坐標(biāo)圖的縱坐標(biāo)是N-S(北北),橫坐標(biāo)是E-W(東西),根據(jù)計(jì)算的各個(gè)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值。即可描繪出水平投影圖。
(2)垂直投影圖繪制
確定一個(gè)垂直平面,以垂直井深為縱坐標(biāo),以水平位移為橫坐標(biāo),按比例作出直角坐標(biāo)圖,然后將各個(gè)測(cè)點(diǎn)計(jì)算的坐標(biāo)值一一描在坐標(biāo)圖上,zui后將各點(diǎn)光滑地連接起來(lái),即可得到井眼軌跡垂直平面圖。
5、井眼軌跡的控制
井眼軌跡的控制是鉆定向井成敗的關(guān)鍵,因?yàn)橛性S多影響井眼軌跡變化的因數(shù),無(wú)論是直井或定向井都必須控制井眼軌跡,否則都不可能按設(shè)計(jì)井眼軌跡鉆達(dá)目標(biāo)。
地層及其各向異性
(1)地層各向異性
地層各向異性用各向異性指數(shù)表示,它是指沿垂直地層層面的可鉆性大于沿平行地層層面的可鉆性。因而造成鉆井時(shí)沿某一方向切削多,而沿另方向少,從而引起井斜;
(2)地層傾角
在大傾角陡構(gòu)造上鉆井,井斜一般都很?chē)?yán)重,其井斜的規(guī)律是: 當(dāng)?shù)貙觾A角大于450時(shí),井斜沿地層下傾方向井斜;
當(dāng)?shù)貙觾A角xiao于450時(shí),井斜沿地層上傾方向井斜;
(3)地層軟硬交替
當(dāng)鉆井軟硬交錯(cuò)層時(shí),鉆頭同時(shí)與軟硬地層接觸,在軟地層一側(cè)的力比硬地層一側(cè)的力xiao,在鉆頭上產(chǎn)生力矩,使井眼沿上傾方向井斜。
除此之外,斷層也會(huì)造成井斜。
地層因素對(duì)井斜的影響,實(shí)質(zhì)是地層造斜力的作用。
其實(shí)質(zhì)是施加鉆壓后,鉆柱發(fā)生彎曲變形,在鉆頭上產(chǎn)生側(cè)向力,由于側(cè)向力的作用,使鉆頭合力方向不再與井眼軸線(xiàn)重合,造成井斜。為了防止井斜,應(yīng)當(dāng)使鉆柱組合在施加鉆壓后,產(chǎn)生的鉆頭側(cè)向力為零,使鉆頭合力與井眼軸線(xiàn)重合。 鉆井過(guò)程中通過(guò)下部鉆柱給鉆頭施加鉆壓,當(dāng)鉆壓超過(guò)鉆柱彎曲的臨界鉆壓時(shí),鉆柱就會(huì)發(fā)生彎曲,從而在鉆頭上產(chǎn)生一個(gè)指向井壁的側(cè)向力,這時(shí)鉆頭合理與井眼軸線(xiàn)發(fā)生偏離,鉆進(jìn)方向不再與井眼軸線(xiàn)重合使井眼發(fā)生偏斜。
鉆頭結(jié)構(gòu)引起的各向異性
鉆井過(guò)程中,鉆頭主要是沿其自身的軸線(xiàn)前進(jìn)的,鉆頭設(shè)計(jì)時(shí)很少考慮鉆頭的側(cè)向切削問(wèn)題。但是,一般鉆頭都有不同程度的側(cè)向切削能力,這對(duì)鉆進(jìn)軌跡有一定的影響。例如大多數(shù)三牙輪鉆頭都設(shè)計(jì)成超頂和移軸,使鉆頭產(chǎn)生側(cè)向切削。鉆頭軸向切削能力與側(cè)向切削能力的差異稱(chēng)為鉆頭各向異性。由于鉆頭各向異性的影響,鉆頭即使在各向同性地層鉆進(jìn),也不能按鉆頭合力方向鉆進(jìn)。
井眼軌跡控制
井眼軌跡控制包括直井和定向井,方法不盡相同,但基本原理卻都一樣。
直井井斜控制
鉆井過(guò)程中的井斜問(wèn)題一直是國(guó)內(nèi)外鉆井專(zhuān)家、學(xué)者研究的重要課題。這是由于井斜直接影響到油氣井的鉆井成本和勘探開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。迄今為止國(guó)內(nèi)外已有大量的文獻(xiàn)研究這個(gè)問(wèn)題,中國(guó)的白家治等是這個(gè)課題研究的杰出代表。由于他們的研究成果,使防斜問(wèn)題取得了很大的進(jìn)步,形成了一整套井斜控制理論和原理。但是根本性的突破還未取得,也就是說(shuō)還沒(méi)有建立一套有效的防斜理論和技術(shù)來(lái)控制井斜問(wèn)題。這是因?yàn)橛绊懢钡囊蛩厥謴?fù)雜,建立的數(shù)學(xué)模型無(wú)法反映所有因素的影響,特別是地層因素的影響很難確定。建立的數(shù)學(xué)模型只能在一定的條件下使用,不能反映鉆井過(guò)程的客觀規(guī)律。盡管如此,目前的井斜控制理論在一定程度上也能減緩井斜,并控制井斜在一定范圍之內(nèi)。這是鉆井工程和油氣勘探開(kāi)發(fā)所允許的。行之有效的防斜理論和技術(shù)有待進(jìn)一步研究。
控制井斜實(shí)質(zhì)就是控制鉆頭造斜力,使其為降斜力。要達(dá)到這個(gè)目的,地層造斜力是不可改變的,*可控制的是下部鉆柱組合和鉆井參數(shù),通過(guò)改變下部組合和調(diào)節(jié)鉆井參數(shù)可使鉆頭側(cè)向力為降斜力,抵抗地層造斜力的作用強(qiáng)度,使井斜控制在一定范圍內(nèi)。目前使用的鐘擺鉆具、塔式鉆具、偏心鉆鋌等是以增大降斜力為目的的鉆柱。他們可以起在直井中防斜,在斜井中糾斜的作用。
剛性滿(mǎn)眼鉆柱、方鉆鋌、螺旋鉆鋌等是以強(qiáng)大的剛度反抗地層造斜的作用。在直井中防斜,在斜井中穩(wěn)斜,井斜了不能使用剛性滿(mǎn)眼鉆柱。但是通過(guò)調(diào)節(jié)扶正器安放間距和鉆井參數(shù),剛性滿(mǎn)眼鉆柱也可以是增斜或降斜鉆柱。鐘擺鉆具防斜 這種鉆具是在鉆頭的上方一定距離處,一般是18—27米左右按裝一個(gè)扶正器。當(dāng)其發(fā)生井斜時(shí),扶正起靠下井壁上,扶正器下面的鉆柱重量在鉆頭上產(chǎn)生一個(gè)指向下井壁的力,這個(gè)力就是鐘擺力,是降斜力,使井斜減少。鐘擺鉆具使用關(guān)鍵是扶正器的安放距離,太大在扶正器下面產(chǎn)生新切點(diǎn),鐘擺失效;太xiao鐘擺力也xiao,效果也不好。鐘擺鉆具的特點(diǎn)是在直井中能防斜,在斜井中可糾斜。
剛性滿(mǎn)眼鉆具
所謂剛性滿(mǎn)眼鉆具是指組成下部鉆具的剛度大,在鉆井過(guò)程中不會(huì)發(fā)生彎曲變形。要實(shí)現(xiàn)這種鉆井,一是采用大尺寸鉆鋌,二是在下部鉆柱上安放三個(gè)以上的扶正器,其中一個(gè)扶正器必須緊靠鉆頭,使鉆柱扶正器填滿(mǎn)井眼。
其防斜原理是:
* 在緊靠鉆頭處安裝一個(gè)近鉆頭扶正器,在地層造斜力很大的情況下,近鉆頭扶正器支撐在井壁上,限制鉆頭橫向移動(dòng),抵抗地層造斜力的作用,減少由于下部鉆柱彎曲而產(chǎn)生的鉆頭傾斜角;
* 使用大尺寸鉆鋌加扶正器使井眼填滿(mǎn),在較大的鉆壓下鉆柱不會(huì)發(fā)生彎曲,保持鉆柱在井眼內(nèi)居中,減少鉆頭傾斜,限制了由于鉆柱彎曲產(chǎn)生的造斜力。 為了充分發(fā)揮剛性滿(mǎn)眼鉆具的作用,則至少要安裝三個(gè)扶正器。用有限元法和連續(xù)梁法可以計(jì)算剛性滿(mǎn)眼鉆具的力學(xué)特性。
塔式鉆具
下部鉆具是由幾種不同尺寸組成,并且是緊靠鉆頭處的直徑zui大,隨后逐漸遞減,形如塔形。故叫塔式鉆具。這種鉆具組合下部鉆具重量大、重心低、鉆頭工作平穩(wěn),并能產(chǎn)生較大的鐘擺力。塔式鉆具在井徑易擴(kuò)大地層中鉆進(jìn)防斜效果好,井斜變化率xiao。
偏心鉆鋌
偏心鉆具是將普通鉆鋌的一側(cè)開(kāi)孔或削掉一部分重量,這樣就成了偏心鉆鋌。當(dāng)鉆柱旋轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生偏心旋轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生指向重邊的離心力。這個(gè)離心力在由高邊向低邊運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生加速運(yùn)動(dòng)敲打并切削下井壁,從而在斜井中起糾斜作用,由于偏心旋轉(zhuǎn)鉆柱不會(huì)發(fā)生自轉(zhuǎn),在直井中可防斜,在斜井中可糾斜。
還有一些防斜方法,原蘇聯(lián)的雙效防斜鉆具、柔桿鉆具、水力加壓鉆具等。
定向井井眼軌跡控制
定向井井眼軌跡控制包括造斜、穩(wěn)斜、降斜和扭方位等作業(yè)。使用造斜器、帶彎接頭或彎外殼的螺桿鉆具、帶彎接頭或偏心扶正器的渦輪鉆具、偏心噴射鉆頭、以及調(diào)整下部鉆具組合等都能不同程度實(shí)現(xiàn)井眼軌跡的控制。要使井眼軌跡按預(yù)先設(shè)計(jì)的方位和井斜鉆進(jìn),首先必須選擇滿(mǎn)足設(shè)計(jì)造斜率的造斜工具沿預(yù)計(jì)的方位造斜。這需要通過(guò)造斜工具或利用地層自然造斜來(lái)完成。鉆井方式不同,使用的造斜工具也不一樣,常用的造斜方法分為轉(zhuǎn)盤(pán)造斜和井下動(dòng)力鉆具造斜兩種。
下面是常用的改變井眼軌跡所使用的工具和方法。
(1)轉(zhuǎn)盤(pán)造斜
① 槽式變向器
zui早使用的一種造斜工具,主要參數(shù)
這種工具的使用條件是xiao尺寸鉆頭及鉆柱組合,輕壓慢轉(zhuǎn)。
這種造斜工具的缺點(diǎn)是:施工煩瑣、效率低、可靠性差、易損害鉆具。
② 噴射式鉆頭造斜
利用不對(duì)稱(chēng)水眼或偏心水眼鉆頭,先沖出一個(gè)斜井眼。適用于較軟的地層造斜,造斜時(shí)在鉆頭上方安放扶正器。
③ 錨式鉆頭
利用鉆頭內(nèi)外壓力差的作用,將鉆頭推向井壁的一側(cè),使鉆頭產(chǎn)生橫向切削作用。
④ 偏心鉆頭
由偏心刀片和和水眼組成,適用于鉆第二井眼造斜。
(2)井下動(dòng)力鉆具造斜
① 彎接頭加螺桿鉆具或彎外殼螺桿鉆具
這種造斜工具是將螺桿鉆具接在鉆頭上,彎接頭接在螺桿鉆具上或直接將彎外殼螺桿鉆具接在鉆頭上,再上面接無(wú)磁鉆鋌和鉆柱。造斜時(shí)將彎曲方向指向設(shè)計(jì)方位,用轉(zhuǎn)盤(pán)鎖住鉆柱。開(kāi)泵后螺桿鉆具心軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)鉆頭也旋轉(zhuǎn),但螺鉆具的外殼及彎接頭和整個(gè)鉆柱不旋轉(zhuǎn)。這樣鉆進(jìn)方向就沿彎接頭或彎外殼的方向鉆進(jìn)。這種造斜工具是目前普遍使用造斜工具,zui大特點(diǎn)是可以連續(xù)造斜,造斜效率高,操作方便。表征造斜工具造斜能的大xiao叫造斜率。
② 渦輪鉆具加彎接頭或彎外殼渦輪鉆具
這種造斜工具的造斜原理和方法與螺桿鉆具相同,不同之處是蝸輪鉆具與螺桿鉆具水力特性不同,蝸輪鉆具比螺桿鉆具的特性更為復(fù)雜,操作時(shí)必須使渦輪在zui大功率的轉(zhuǎn)速和扭矩下工作。
(3)下部鉆具組合
下部鉆柱組合是指用于給鉆頭施加鉆壓的那一部分鉆柱,這部分鉆柱主要是鉆鋌、扶正器、鉆頭等組成。由于鉆鋌的尺寸、扶正器直徑、扶正器的安放位置和數(shù)量都要影響下部鉆柱的力學(xué)特性,即影響下部鉆柱的增斜、降斜和穩(wěn)斜特性。但無(wú)論那一種鉆具組合都將在鉆頭上產(chǎn)生一個(gè)側(cè)向力,這個(gè)力可能是增斜力、降斜力或穩(wěn)斜力。給定的鉆具組合必然是其中的一種。所以通過(guò)改變下部鉆具組合可達(dá)到早斜、穩(wěn)斜和降斜的目的。下部鉆柱組合力學(xué)特性可用經(jīng)典的力學(xué)方法求解,如zuixiao能量法、縱橫彎曲連續(xù)梁法、有限元法。通過(guò)這些方法可以求借求解給定鉆柱組合產(chǎn)生的鉆頭側(cè)力是增斜、穩(wěn)斜或降斜。目前已有這種計(jì)算軟件,使用非常方便。
(4)彎接頭和彎外殼馬達(dá)
大多數(shù)中半徑定向井和水平井鉆井系統(tǒng)使用帶彎接頭(0-20)和穩(wěn)定器的彎外殼馬達(dá)(0-2.50)。彎外殼與挽接頭相比有如下優(yōu)點(diǎn):鉆頭傾斜時(shí)受到的側(cè)向載荷xiao,可改善鉆頭的性能;更容易進(jìn)行工具的準(zhǔn)確定向和起下鉆;下鉆時(shí)可減少鉆頭碰撞井壁臺(tái)肩;減少作用在馬達(dá)徑向軸承上的徑向載荷;可以象正常轉(zhuǎn)盤(pán)鉆那樣旋轉(zhuǎn)彎外殼馬達(dá),實(shí)現(xiàn)穩(wěn)斜鉆進(jìn);彎外殼的角度能夠產(chǎn)生很好的預(yù)測(cè)角度變化;彎外殼使彎曲部位更靠近鉆頭,可產(chǎn)生更高的造斜率或井眼曲率,zui高可達(dá)300/30米。在大斜度井中廣泛使用。
(5)可變彎接頭
法國(guó)石油研究院和法國(guó)SMF公司聯(lián)合研究出了一種鉆定向井時(shí)可在地面遙控井眼軌跡的可變彎接頭。這種可變彎接頭內(nèi)裝一個(gè)自由活塞,每當(dāng)排量超過(guò)預(yù)定的臨界值時(shí),自由活塞就要向下運(yùn)動(dòng)。活塞在向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)動(dòng)與上短節(jié)傾斜一定的角度的下短節(jié),從而改變彎曲角度?;钊蛳逻\(yùn)動(dòng)后又向上運(yùn)動(dòng),并借助機(jī)械部件將下短節(jié)鎖緊在新的位置上。這種彎接頭所能產(chǎn)生的zui大彎曲角為2-30,具體情況由外徑而定。 這種可變彎接頭與有線(xiàn)隨鉆測(cè)量?jī)x和井下馬達(dá)一起使用時(shí),將其調(diào)后再下井,這樣鉆頭就不會(huì)碰到井壁臺(tái)肩。鉆頭下到井底后井下馬達(dá)一旦啟動(dòng),其反扭矩便轉(zhuǎn)動(dòng)可變彎接頭的下短節(jié),使可變彎接頭的彎曲角度變到預(yù)定值。彎曲角度可在0-40范圍變化。 茹塞爾1987年發(fā)明了一種可由地面啟動(dòng)的可變彎接頭,這種可變彎接頭利用泥漿壓力來(lái)啟動(dòng)圓柱心軸并改變彎曲角度。
司可也非爾發(fā)明了一種通過(guò)投球來(lái)啟動(dòng)的彎接頭。當(dāng)球在這種可變彎接頭內(nèi)坐放好后,作用在活塞上的壓力將心軸向下推,使傳動(dòng)軸偏斜。用鋼絲取出這個(gè)球即可恢復(fù)穩(wěn)斜鉆進(jìn)。
靶區(qū)形狀和范圍
靶區(qū)形狀與范圍通常由地質(zhì)構(gòu)造、產(chǎn)層位置決定,并考慮油田油井的分布情況,靶區(qū)大小是由作業(yè)者確定的。通常認(rèn)為,鞍區(qū)范圍不能定得太小,很小的靶區(qū)范圍不僅會(huì)增加作業(yè)成本,同時(shí)也會(huì)增加調(diào)整方位的次數(shù),造成井眼軌跡不平滑,增加轉(zhuǎn)盤(pán)扭矩,同時(shí)也增加產(chǎn)生健槽卡鉆的可能性。
通常,靶區(qū)形狀為圓形(嚴(yán)格地講,應(yīng)該是球形)。淺井和水平位移小的定向井,其靶區(qū)范圍小一些,一般靶區(qū)半徑30~50米,而深井和水平位移大的井,靶區(qū)范圍可以適當(dāng)?shù)卮笠恍?,一般靶區(qū)半徑為50~70米。
造斜率和降斜率選擇
常規(guī)定向井的造斜率為7~14°/100米,如果需要在淺層造斜并獲得較大的水平位移,造斜率可提高到14~16°/100米。但是,淺層的高造斜率容易出現(xiàn)新井眼,也容易對(duì)套管產(chǎn)生較大的磨損。因此,淺層造斜通常選擇較低的造斜率,而深層造斜(1000米~2000米)可選擇較高的造斜率。
對(duì)于“S”型井眼,通常把降斜率選在3~8°/100米,如果降斜后仍然要鉆較長(zhǎng)的井段,則必須采用較小的降斜率平緩降斜,以避免鍵槽卡鉆,同時(shí),可降低鉆進(jìn)時(shí)的摩阻力。
zui大井斜角
常規(guī)定向井的zui大井斜角,一般在15~45°,如果井斜太小,則井眼的井斜和方位都
允許的方位偏移與極限剖面設(shè)計(jì)
1.設(shè)計(jì)步驟:
(l)選擇剖面類(lèi)型;
(2)確定增斜率和降斜率,選擇造斜點(diǎn);
(3)計(jì)算剖面上的未知參數(shù),主要是zui大井斜角;
(4)進(jìn)行井身計(jì)算,包括各井段的井斜角、水平位移、垂深和斜深;
(5)繪制垂直剖面圖和水平投影圖。
井身剖面的設(shè)計(jì)方法有試算法、作圖法、查圖法和解析法四種。我國(guó)海洋定向井通常采用解析法,并使用計(jì)算機(jī)完成。剖面設(shè)計(jì)完成以后,應(yīng)向作業(yè)者提供下列資料:
(1)總體定向鉆井方案和技術(shù)措施。
(2)剖面設(shè)計(jì)結(jié)果,包括設(shè)計(jì)條件、計(jì)算結(jié)果、垂直剖面圖和水平投影圖。
(3)測(cè)斜儀器類(lèi)型和該地區(qū)的磁偏角,以及測(cè)斜計(jì)算方法;
(4)設(shè)備和工具計(jì)劃。
定向井施工安全措施
1、除正常鉆進(jìn)和接單根外,禁止鉆具定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),應(yīng)以大幅度上下活動(dòng)鉆具為主,防止出現(xiàn)井眼臺(tái)階。
2、采用大排量及時(shí)清除井內(nèi)鉆屑,保持井眼清潔。一般每鉆進(jìn)200m或鉆進(jìn)40h,進(jìn)行一次短程起下鉆,至少應(yīng)起到上只鉆頭起鉆位置以上100m,如井下不正常應(yīng)起過(guò)復(fù)雜井段或起至套管內(nèi)。大斜度井、特大斜度井應(yīng)根據(jù)鉆屑返出情況,zui多每200m就必須從下而上分段劃眼循環(huán),清理砂床。若遇井下復(fù)雜,應(yīng)加密分段清砂。
3、固控設(shè)備必須運(yùn)轉(zhuǎn)正常,泥漿含砂量小于0.3%。固控設(shè)備不正常必須及時(shí)修理,否則不準(zhǔn)繼續(xù)鉆進(jìn)。
4、泥漿要有良好的潤(rùn)滑性,對(duì)其潤(rùn)滑性定向前化驗(yàn)一次,定向后按要求定期化驗(yàn),特殊情況加密化驗(yàn)。泥漿摩阻系數(shù)小于0.08。
5、在斜井段,正常情況應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行“鉆具在裸眼內(nèi)靜止不超過(guò)二分鐘”的防卡規(guī)定,復(fù)雜情況應(yīng)連續(xù)活動(dòng)鉆具。上下活動(dòng)距離根據(jù)井深或井下情況而定,但至少不小于2米,恢復(fù)原懸重為準(zhǔn);轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)不少于1000米5圈,沒(méi)有倒勁為準(zhǔn),測(cè)斜需要靜止時(shí),吊卡距轉(zhuǎn)盤(pán)面保持2-3米,便于復(fù)雜情況下下壓活動(dòng)鉆具。
6、凡改變鉆具組合下鉆(定向鉆具除外),遇阻不允許超過(guò)100KN禁止硬壓、硬砸,定向井劃眼以沖、通為主,可以快放劃眼,若劃眼速度過(guò)慢應(yīng)及時(shí)分析原因,采取必要措施,防止較長(zhǎng)時(shí)間慢劃眼打出新井眼。
7、裸眼斜井段應(yīng)用Ⅰ檔起鉆,旋繩或動(dòng)力大鉗卸扣;帶彎接頭定向鉆具組合、203mm(8in)鉆鋌以上大鉆具或鉆具內(nèi)有測(cè)斜儀起鉆,全井必須用旋繩或動(dòng)力大鉗卸扣,嚴(yán)禁轉(zhuǎn)盤(pán)卸扣。
8、起下鉆遇阻、卡超過(guò)正常摩阻時(shí),要堅(jiān)持“起鉆少拔多放,下鉆多提少放,多次活動(dòng)”的原則,否則應(yīng)循環(huán)劃眼。
9、認(rèn)真記錄每次起鉆遇卡位置以判斷是否有鍵槽。鍵槽遇卡嚴(yán)禁硬拔,應(yīng)轉(zhuǎn)向或倒劃眼等方法起出,及時(shí)破壞掉鍵槽。
10、在大斜度井或復(fù)雜井中使用隨鉆震擊器。
11、起鉆或測(cè)斜前必須大排量充分循環(huán)鉆井液,按要求處理好鉆井液,*清理井筒內(nèi)的鉆屑和沉砂。
12、每鉆一個(gè)單根,劃眼一次,接單根前,必須把鉆具提活(2-3米),方可接單根。
13、定向或扭方位的鉆具組合,螺桿定向或扭方位若鉆速較慢每十五分鐘活動(dòng)一次鉆具,把鉆具提活。
14、“四不吊測(cè)”:
(1)泥漿性能不好,不能保證井下安全不準(zhǔn)吊測(cè)。
(2)蹩跳鉆嚴(yán)重、轉(zhuǎn)盤(pán)負(fù)荷大、泵壓或指重表懸重有變化,鉆頭放不到井底等井下不正常,不準(zhǔn)吊測(cè)。
(3)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)不正常和測(cè)斜儀器或測(cè)斜絞車(chē)不能正常工作時(shí),不準(zhǔn)吊測(cè)。
(4)人員組織不齊不準(zhǔn)吊測(cè)。
15、穿鹽層防卡措施
(1)進(jìn)入鹽層*米對(duì)鉆井液進(jìn)行預(yù)處理,充分做好防鹽膏浸的技術(shù)和物質(zhì)準(zhǔn)備,鉆井液性能必須達(dá)到穿鹽層要求,鉆井過(guò)程中加強(qiáng)鉆井液維護(hù)。
(2)在鉆開(kāi)鹽層前,必須檢修設(shè)備,確保設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常,井口工具完整齊全。
(3)控制鹽層鉆井速度,每鉆進(jìn)2米套劃眼一次,鉆完單根套劃眼一次,接單根動(dòng)作要迅速,接完單根要先開(kāi)泵開(kāi)泵不可過(guò)猛,防止縮徑卡鉆和蹩泵。
(4)下鉆過(guò)程中控制下放速度,盡量減少激動(dòng)壓力。
(5)認(rèn)真分析井下情況,密切注意泵壓、蹩跳鉆、轉(zhuǎn)盤(pán)負(fù)荷、巖屑返出數(shù)量及形狀,泥漿中氯根含量有異常情況立即起鉆至鹽層頂部處理。
16、進(jìn)入斜井段,每趟鉆應(yīng)倒換鉆桿、鉆鋌的位置,而且應(yīng)錯(cuò)扣起鉆,鉆具應(yīng)定期進(jìn)行探傷檢查。
17、泥漿改小循環(huán)后應(yīng)實(shí)行24小時(shí)座崗制度,座崗記錄填寫(xiě)認(rèn)真,記錄準(zhǔn)確,座崗監(jiān)視直到完井回灌井設(shè)計(jì) 為防止開(kāi)挖過(guò)程中水土流失嚴(yán)重,基坑周邊設(shè)置直徑為200mm的回灌井(詳見(jiàn)回灌井大樣圖)?;毓嗑O(shè)置在基坑與建筑物之間,北側(cè)的回灌井設(shè)置在圍擋范圍內(nèi),回灌井間的距離為15~20m。
回灌井施工工藝及技術(shù)要求
1、施工工藝 施工工藝:放線(xiàn)定位→回灌井鉆孔→清洗換漿→井管安裝→填料→洗井→回灌→定