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定向井基本要素

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定向井基本要素

发布日期:2023-04-18 作者: 点击:

基本要素

井身的基本要素:测深、井斜角、井斜方位角。

测深(Measured depth):井身轴线任意一点到钻盘补心面的井身长度。通常用字母L表示,单位米或英尺。

井斜角(Hole Inclination or Hole Angle):某测点处的井眼方向线与通过该点的重力线之间的夹角称为该点的井斜角。通常用希腊字母α表示。

井斜方位角(Hole Direction):是以正北方位线为始边,顺时针旋转至井斜方位线所转过的角度。通常以Ø表示,单位度。它还可以用象限值表示,是指它与正方位线或与正南方位线之间的夹角,象限值在0-90°之间变化,并要注明象限。

井斜变化率和方位变化率

井斜变化率:单位井段内井斜角的绝对变化值。通用的单位是:度/10米,度/30米和度/100米。计算公式:Kα=(△α/△L)*100

井斜方位变化率:单位井段内井井斜方位角的绝对变化值。通用的单位是:度/10米,度/30米和度/100米。计算公式:KØ=(△Ø/△L)*100

其它井身参数:垂深、水平长度、水平位移、闭合方位角或总方位。

垂深:(Vertical Depth Or True Vertical Depth)即测点到钻盘补心面的垂直深度。通常用H表示,如A、B点的垂深分别表示为HA、HB。

水平长度:是指自井口至测点的井眼长度在水平面上的投影长度。用S表示,如A点的水平长度表示为SA。

水平位移:(Displacement or Closure Distance)即井眼轴线某一点在水平面上的投影至井口的距离也称闭合距。用A表示,如A点的水平位移表示为AA。

闭合方位角或总方位:(Closure Azimuth)是指以正北方位线为始边顺时针转至闭合距方位线上所转过的角度。用θ表示,如A点的闭合方位角表示为θA。

N(北)坐标和E(东)坐标:是指测点在以井口为原点的水平面坐标系里的坐标值。

视平移:(Vertical Section)是井身上某点在某一垂直投影面上的水平位移,它不是真实的水平位移,所以称之为视平移。AA为闭合位移,VA为视平移。


视平移与水平位移越接近,说明井眼方位控制的越好。水平位移都是正值,而视平移可能是正值,也可能是负值。负值的视平移说明闭合方位线与设计方位线的差值已大于90度,这种情况常出现于造斜前的直井段。


定向井专用名词

最大井斜角:(Maximum Hole Angle)磁偏角:(Declination)在某一地区内,磁北方向线与地理北极方位线之间的夹角,称为该地区的磁偏角。以地理北极方位线为起点,顺时为正值,逆时为负,正值为东磁偏角,负值为西磁偏角。

造斜点(Kick off point)造斜率:造斜工具的造斜能力。它等于造斜工具所钻出的井段的井眼曲率,不等于井斜变化率。增(降)斜率:井斜变化率正值为增斜,负值为降斜。

全角变化率:(Dogleg Severity)全角变化率、狗腿严重度、井眼曲率都是相同的意义,指的是单位井段内三维空间的角度变化。其常用单位为度/30m。

计算公式:

1681806127545(1).png

式中: -A、B两点井斜角; -A、B两点方位角

靶区半径:包含目标点在内的一个区域称为靶区。在大斜度井和水平井中,靶区为包含设计井眼轨道的一个柱状体。

靶心距:靶区平面上,实钻井眼轴线与目标点之间的距离 。

工具面(Tool Face):在造斜钻具组合中,由弯曲工具的两个轴线所决定的那个平面,称为工具面。

反扭角:启动前的工具面与启动后的工具面之间的夹角。

高边:(High Side)有斜度的井眼的横断面是呈倾斜状态的圆平面,若干这样的平面上最高点的连线称为高边。因此高边方位就是井眼方位。

工具面角:(Tool Face Angle)表示造斜工具下到井底后,工具面所在位置的参数。其表示方法有两种:高边;二是磁北为基准(Magnetic Angle)。高边基准工具面角简称高边工具面角,它是指高边方向线与工具面方向线在所处井眼断面上投影所形成的夹角。

定向角:是定向工具面角的简称,在定向或扭方位钻进时工具面所处的位置,用工具面角表示。工具面的位置有工作位置与非工作位置之分,工作位置是指启动马达正常钻进的工具面角,非工作位置是指不启动井下马达时的工具面角。

安置角:(Tool Face Setting)是安置工具面角的简称,在定向作业或扭方位时,根据井身控制的有关计算,将工具面安放的位置。

定向井:定向井就是使井身沿着预先设计的井斜和方位钻达目的层的钻井方法。其剖面主要有三类:

(1)两段型:垂直段+造斜段;

(2)三段型:垂直段+造斜段+稳斜段;


(3)五段型:上部垂直段+造斜段+稳斜段+降斜段+下部垂直段。


定向井基本技术术语

定向井的三要素:井斜角、方位角、井深。它是衡量井身质量优劣,计算井眼轨迹的重要参数。

装置角:井眼轴线上某点的方位角与工具面之间的夹角。

入靶点:是指地质设计规定的目标起始点。

终止点:是指地质设计规定的目标结束点。

靶前位移:是指入靶点的水平位移。

水平段长:入靶点与终止点的轨道长度。

矩形:即纵向为a米,横向为b的长方体。

调整井段:用于施工中调整井眼轨迹的井段。

倒装钻具组合:在钻大斜度井段和水平段时,为了给钻头加压,将部分重量较轻的钻具放至钻具组合下部,把钻铤、加重钻杆等较重的钻具放至直井段或较小井斜的井段的钻具组合。


水平井:指井斜角大于或等于86°并在目的层中维持一定长度的水平段的定向井。


水平井分类:

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

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

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

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

定向井常用工具、仪器

1、井下马达、单弯、双弯、铰链马达、加长马达、非磁性马达等。

2、高效PDC钻头

3、弯接头:它是造斜钻具产生侧向力的原因。弯接头壳体上有高边标志线,所谓高边即弯接头的弯曲方向。

4、定向接头:其作用是支撑和固定测量仪器,使仪器测出准确的工具面。

5、无磁钻铤:无磁钻铤的作用一是避免由于使用钢钻铤对测量仪器产生的影响;二是屏蔽上下钻具及井壁周围的磁场,以保证磁性测量仪器测量结果的准确性。

6、抗压缩钻杆:在中曲率水平井的造斜段,由于井眼曲率较大,普通钻铤下不去,故在钻柱的承压部分要用特种钻杆,当造斜率小于15°/30m时。

7、循环头:当测量仪器是有线随钻时,它被装在水龙带与方钻杆连接处,电缆由它进入钻杆。造斜钻进时,用高压油密封电缆入口,避免泥浆外泄。每打完一立柱,接下一立柱时,必须把测量仪器从井底提出,接好立柱后,再把测量仪器送到井底。


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