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定向井基本要素

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定向井基本要素

發佈日期:2023-04-18 作者: 點擊:

基本要素

井身的基本要素:測深、井斜角、井斜方位角。

測深(Measured depth):井身軸線任意一點到鑽盤補心面的井身長度。通常用字母L表示,單位米或英尺。

井斜角(Hole Inclination or Hole Angle):某測點處的井眼方向線與通過該點的重力線之間的夾角稱為該點的井斜角。通常用希臘字母α表示。

井斜方位角(Hole Direction):是以正北方位線為始邊,順時針旋轉至井斜方位線所轉過的角度。通常以Ø表示,單位度。它還可以用象限值表示,是指它與正方位線或與正南方位線之間的夾角,象限值在0-90°之間變化,並要註明象限。

井斜變化率和方位變化率

井斜變化率:單位井段內井斜角的絕對變化值。通用的單位是:度/10米,度/30米和度/100米。計算公式:Kα=(△α/△L)*100

井斜方位變化率:單位井段內井井斜方位角的絕對變化值。通用的單位是:度/10米,度/30米和度/100米。計算公式:KØ=(△Ø/△L)*100

其它井身參數:垂深、水平長度、水平位移、閉合方位角或總方位。

垂深:(Vertical Depth Or True Vertical Depth)即測點到鑽盤補心面的垂直深度。通常用H表示,如A、B點的垂深分別表示為HA、HB。

水平長度:是指自井口至測點的井眼長度在水平面上的投影長度。用S表示,如A點的水平長度表示為SA。

水平位移:(Displacement or Closure Distance)即井眼軸線某一點在水平面上的投影至井口的距離也稱閉合距。用A表示,如A點的水平位移表示為AA。

閉合方位角或總方位:(Closure Azimuth)是指以正北方位線為始邊順時針轉至閉合距方位線上所轉過的角度。用θ表示,如A點的閉合方位角表示為θA。

N(北)坐標和E(東)坐標:是指測點在以井口為原點的水平面坐標系裏的坐標值。

視平移:(Vertical Section)是井身上某點在某一垂直投影面上的水平位移,它不是真實的水平位移,所以稱之為視平移。AA為閉合位移,VA為視平移。


視平移與水平位移越接近,說明井眼方位控制的越好。水平位移都是正值,而視平移可能是正值,也可能是負值。負值的視平移說明閉合方位線與設計方位線的差值已大於90度,這種情況常出現於造斜前的直井段。


定向井專用名詞

最大井斜角:(Maximum Hole Angle)磁偏角:(Declination)在某一地區內,磁北方向線與地理北極方位線之間的夾角,稱為該地區的磁偏角。以地理北極方位線為起點,順時為正值,逆時為負,正值為東磁偏角,負值為西磁偏角。

造斜點(Kick off point)造斜率:造斜工具的造斜能力。它等於造斜工具所鑽出的井段的井眼曲率,不等於井斜變化率。增(降)斜率:井斜變化率正值為增斜,負值為降斜。

全角變化率:(Dogleg Severity)全角變化率、狗腿嚴重度、井眼曲率都是相同的意義,指的是單位井段內三維空間的角度變化。其常用單位為度/30m。

計算公式:

1681806127545(1).png

式中: -A、B兩點井斜角; -A、B兩點方位角

靶區半徑:包含目標點在內的一個區域稱為靶區。在大斜度井和水平井中,靶區為包含設計井眼軌道的一個柱狀體。

靶心距:靶區平面上,實鑽井眼軸線與目標點之間的距離 。

工具面(Tool Face):在造斜鑽具組合中,由彎曲工具的兩個軸線所決定的那個平面,稱為工具面。

反扭角:啟動前的工具面與啟動後的工具面之間的夾角。

高邊:(High Side)有斜度的井眼的橫斷面是呈傾斜狀態的圓平面,若干這樣的平面上最高點的連線稱為高邊。因此高邊方位就是井眼方位。

工具面角:(Tool Face Angle)表示造斜工具下到井底後,工具面所在位置的參數。其表示方法有兩種:高邊;二是磁北為基準(Magnetic Angle)。高邊基準工具面角簡稱高邊工具面角,它是指高邊方向線與工具面方向線在所處井眼斷面上投影所形成的夾角。

定向角:是定向工具面角的簡稱,在定向或扭方位鑽進時工具面所處的位置,用工具面角表示。工具面的位置有工作位置與非工作位置之分,工作位置是指啟動馬達正常鑽進的工具面角,非工作位置是指不啟動井下馬達時的工具面角。

安置角:(Tool Face Setting)是安置工具面角的簡稱,在定向作業或扭方位時,根據井身控制的有關計算,將工具面安放的位置。

定向井:定向井就是使井身沿着預先設計的井斜和方位鑽達目的層的鑽井方法。其剖面主要有三類:

(1)兩段型:垂直段+造斜段;

(2)三段型:垂直段+造斜段+穩斜段;


(3)五段型:上部垂直段+造斜段+穩斜段+降斜段+下部垂直段。


定向井基本技術術語

定向井的三要素:井斜角、方位角、井深。它是衡量井身質量優劣,計算井眼軌跡的重要參數。

裝置角:井眼軸線上某點的方位角與工具面之間的夾角。

入靶點:是指地質設計規定的目標起始點。

終止點:是指地質設計規定的目標結束點。

靶前位移:是指入靶點的水平位移。

水平段長:入靶點與終止點的軌道長度。

矩形:即縱向為a米,橫向為b的長方體。

調整井段:用於施工中調整井眼軌跡的井段。

倒裝鑽具組合:在鑽大斜度井段和水平段時,為了給鑽頭加壓,將部分重量較輕的鑽具放至鑽具組合下部,把鑽鋌、加重鑽杆等較重的鑽具放至直井段或較小井斜的井段的鑽具組合。


水平井:指井斜角大於或等於86°並在目的層中維持一定長度的水平段的定向井。


水平井分類:

  • 長半徑水平井(小曲率水平井):造斜率K<6°/30m,曲率半徑R>286.5m。

  • 中半徑水平井(中曲率水平井):造斜率K=6~20°/30m,曲率半徑R=286.5-86m。

  • 中短半徑水平井:造斜率在K=20 ~30°/30m,曲率半徑R=86~19.1m。

  • 短半徑水平井(大曲率水平井):造斜率K=3~10°/m,曲率半徑R=19.1-5.73m

定向井常用工具、儀器

1、井下馬達、單彎、雙彎、鉸鏈馬達、加長馬達、非磁性馬達等。

2、高效PDC鑽頭

3、彎接頭:它是造斜鑽具產生側向力的原因。彎接頭殼體上有高邊標誌線,所謂高邊即彎接頭的彎曲方向。

4、定向接頭:其作用是支撐和固定測量儀器,使儀器測出準確的工具面。

5、無磁鑽鋌:無磁鑽鋌的作用一是避免由於使用鋼鑽鋌對測量儀器產生的影響;二是屏蔽上下鑽具及井壁周圍的磁場,以保證磁性測量儀器測量結果的準確性。

6、抗壓縮鑽杆:在中曲率水平井的造斜段,由於井眼曲率較大,普通鑽鋌下不去,故在鑽柱的承壓部分要用特種鑽杆,當造斜率小於15°/30m時。

7、循環頭:當測量儀器是有線隨鑽時,它被裝在水龍帶與方鑽杆連接處,電纜由它進入鑽杆。造斜鑽進時,用高壓油密封電纜入口,避免泥漿外泄。每打完一立柱,接下一立柱時,必須把測量儀器從井底提出,接好立柱後,再把測量儀器送到井底。


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