定向钻井技术-轨迹控制方法

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1、轨迹控制方法定向钻井技术第七节定向井轨迹控制技术轨迹控制直井段(防斜打直)转盘钻+防斜钻具组合复合钻进(直螺杆/小弯角螺杆)概念:从垂直井段的造斜点开始,使井眼沿一定的方位偏斜的作业沿一定方位造斜至一定角度,用增斜组合增斜至要求的井斜角方法直螺杆+弯接头弯螺杆+直接头定向造斜沿一定方位造斜至一定角度,复合钻进增斜至要求的井斜角跟踪控制从造斜结束,到钻完全井,都属于跟踪控制阶段。可采用①转盘钻+稳定器组合进行增、稳、降斜钻进,当井斜或/和方位出现偏差时,用动力钻具增/降斜或扭方位；②弯螺杆+直接头+MWD,发现井斜或方位偏差,随时增/

2、降斜或扭方位。关于轨迹控制的几个重要概念1、高边：有斜度的井段其井眼的横断面是呈倾斜状态的圆平面，若干个这样的圆平面上最高点的连线称为高边。定向井的井斜与方位控制水平面工具面井底平面井斜铅垂面2、工具面：造斜工具弯曲方向的平面。3、装置角(重力工具面角)：从井眼高边方向线顺时针旋转到造斜工具面上所转过的角度。①高边工具面：以高边为基准，一般当井斜>6°时使用（重力工具面）②磁性工具面：以磁北为基准，在井斜较小时使用，数值上等于井斜方位角加装置角。工具面角ω=90°ω=0°ω=270°ω=180°关于轨迹控制的几个重要概念4、反扭矩：在用井底

3、动力钻具钻进时，都存在一个与钻头转动方向相反的扭矩，该扭矩被称为反扭矩。5、反扭角：使用井底动力钻具钻进时，因动力钻具反扭矩的作用，使得井底钻具外壳向逆时针方向转动一个角度，该角度被称为反扭角。关于轨迹控制的几个重要概念装置角(工具面角)与井斜角方位角的关系装置角(工具面角)与井斜角方位角的关系装置角(工具面角)与井斜角方位角的关系装置角(工具面角)的计算例题1：已知α1=15°，K=10°/100m，Δφ=22°，要求扭完方位以后的井斜角为18°。试求装置角ω和扭方位的井段长度ΔDm。解：由解析式可得：如Δφ=-22°，其它不变，ω＝？Δ

4、Dm＝？γ=6.88°，ω=-75.19°=284.19°，ΔDm=68.8m。转盘钻进轨迹控制转盘钻进轨迹控制:在转盘钻进的基础上,利用靠近钻头的钻铤部分,合理的使用扶正器,得到各种性能的钻具组合,实现增斜、稳斜和降斜。BHA（BottomHoleAssembly）:钻头之上约40-50m长的钻柱称为“下部钻柱”。在下部钻柱上安置某种钻具,构成“下部钻具组合”,也称为底部钻具组合。转盘钻进轨迹控制⑴增斜组合(杠杆原理)①分为强、中、弱三种增斜组合。②钻压越大,增斜能力越大;L1越长,增斜能力越弱。③近钻头稳定器直径减小,增斜能力也减小。类

5、型L1/mL2/mL3/m强增斜组合1.0-1.8//中增斜组合1.0-1.818-27/弱增斜组合1.0-1.89-189转盘钻进轨迹控制⑵稳斜组合(刚性满眼钻具原理)①分为强、中、弱三种稳斜组合。②使用中要注意保持正常钻压和较高转速。③可使用双稳定器串联代替近钻头稳定器增强稳斜效果。类型L1/mL2/mL3/mL4/mL5/m强稳斜组合0.8-1.24.5-6.09.09.09.0中稳斜组合1.0-1.83.0-6.09.0-18.09.0-27.0/弱稳斜组合1.0-1.84.59.0/9转盘钻进轨迹控制⑶降斜组合(钟摆原理)①分为强

6、、弱两种降斜组合。②使用时注意保持小钻压。③对于强降斜组合,L1越长,降斜能力强,但不能与井壁有新的接触点。类型L1/mL2/m强降斜组合9.0-27.0/弱降斜组合0.818.0-27复合钻进轨迹控制根据钻井一公司:双驱复合钻井轨迹控制技术研究1、结构弯角对造斜能力的影晌2、上稳定器尺寸及位置对造斜能力的影响3、双驱钻井井眼轨迹控制现场施工技术1、结构弯角对造斜能力的影晌⑴0.5°单弯螺杆钻具组合0.5°双扶和0.5°单扶单弯螺杆钻具组合在文33-152井、新卫222井使用，钻进50-80m没有增斜效果。⑵0.75°单弯螺杆钻具组合0.7

7、5°双扶单弯螺杆钻具在胡5-200、卫360、胡7-282、文33-152、胡5-197等井使用，其增、降斜率0.75°±/根。增斜率与设计增斜率4°/30m相差太大；降斜率虽达到设计要求，但定向滑动钻速比转盘慢，在定向增斜时少用或不用。0.75°单扶单弯螺杆钻具＋PDC钻头，在濮7-147井等6口井试验中，定向造斜率适中，一般为12-14°/100m。双驱复合钻进时增斜率2-8°/100m。因此，0.75°单弯单扶螺杆比较适合中原油田钻井的需要。井号使用井段m造斜率°/100m使用目的濮7-1472550—278012.6定向桥66-23

8、2516—26344.66自然增斜文2792960—3150-2微降斜马682361-28372.5自然增斜0.75°单扶单弯螺杆钻具复合钻进试验情况1、结构弯角对造斜能力的影晌