螺线结针

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松南中浅层水平井钻完井及储层保护技术研究-黑帝庙薄油层井眼轨

返回>来源:未知   发布时间:2019-07-18 23:35    关注度:

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  松南中浅层程度井钻完井及储层庇护手艺研究-黑帝庙薄油层井眼轨迹节制方式_能源/化工_工程科技_专业材料

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  松南中浅层程度井钻完井及储层庇护手艺研究-黑帝庙薄油层井眼轨迹节制方式_能源/化工_工程科技_专业材料。中国石油吉林油田公司对外 手艺协作项目开题设想演讲 项目名称:松南中浅层程度井钻完井 及储层庇护手艺研究—黑帝庙薄油层 井眼轨迹节制方式 担任人:闫 铁 报告请示人:刘维凯 东北石油大学 2019年11月

  中国石油吉林油田公司对外 手艺协作项目开题设想演讲 项目名称:松南中浅层程度井钻完井 及储层庇护手艺研究—黑帝庙薄油层 井眼轨迹节制方式 担任人:闫 铁 报告请示人:刘维凯 东北石油大学 2019年11月10日 目次 一、项目总体完成环境 二、手艺研究内容总结 三、现场使用环境阐发 四、结论 一、项目总体完成环境 序号 手艺程度及参数要求 成立一套合用于吉林油田 1 薄油层井眼轨迹监测、随 钻设想方式 2 构成长程度段后期程度井 节制方式 3 提交完整的手艺总结演讲 查核目标完成环境 完成 完成 完成 4 手艺方式现场使用2口井 5 在不异井眼轨迹前提下提 高砂岩钻遇率5% 现场使用3口井 黑188提高23.7% 黑187提高14.6% 二、手艺理论立异总结 针对吉林油田黑帝庙薄油层的两个主要特点: (1)即油层 脱靶精度要求高;(2)油层内井眼轨迹节制坚苦;开展黑 帝庙薄油层井眼轨道节制方式研究工作。 角度偏大,易从油层顶部穿出 角度偏小,易从油层底部穿出 二、手艺研究内容总结 1 薄油层程度井井眼轨迹描述及监测方式 薄油层,地层倾角变化使得井眼轨迹在油层最佳位 置穿行难,切确节制钻头走向节制难度大。因而,对于 薄油层程度井井眼轨迹描述及监测要求高。 薄油层程度井轨迹示企图 二、手艺研究内容总结 1.1 三种井眼轨迹描述方式 天然曲线模子:井斜变化率和方位变化率连结为常数。 方位漂移的井段 ? ?Lsin?0 cos?0....................当 . kP ?kQ ?0 ?N ? ???12[FC(AP,kP)??LsinAQ]....当 .. kP ?????1212[[FFCC((AAQP,,kkQP)) ??LsinAP]....当 .. kP ?FC(AQ,kQ)]..当 . kP ?0,kQ ?0,kQ ?0,kQ ?0 ?0 ?0 ? ?Lsin?0 sin?0....................当 . kP ?kQ ?0 ?E ? ??1[?Lc ?2 o sAQ ?FS (AP,kP)]....当 .. kP ?????1212[[FFSS((AAQQ,,kkQQ))???FLS(cAoPs,AkPP])..]....当 当 ... kkPP ?0,kQ ?0,kQ ?0,kQ ?0 ?0 ?0 ?H????F ?SL(? c0o,?ks?0.)..当 当 ....kk????00 ?S????F ?C L(s?i0,?nk0?.)...当 当 ....kk????00 二、手艺研究内容总结 圆柱螺线模子:井轨迹是等变螺旋角的圆柱螺线。 ? N?? ? ?R (? L cs? o 0 i? ? n s0cco ? o ?)0sc .s.o .?0 ..s ..............................当 当 .......k k ..V V ...? ? ..k 0 ..H ,k? H0 ?0 ? ? r(s?i? n si?n 0).............当 ....k .H .? ..0 ? E?? ? ?R (? L cs? o0 i?? n s 0c so i? ?n 0 ).ss.i.?.n 0................................当 .当 .......k k..V V..? ? ..0 k ..,H kH ?0 ?0 ? ? r(c?o?c so ?0)s............当 ...k ..H .? .0 . 转盘钻进井段 ?H?? ? ?R ?(Lc s? io? n? 0 s.s.i.? n .0.).....当 当 .....k .kV V . ? ?0 0 ?S?? ? ?? RL (sci? o ? n00s.?.c..o? ...)s.....当 当 .....k k..V V? ?0 0 圆柱螺线法示企图 二、手艺研究内容总结 空间圆弧模子:井轨迹是一斜平面上的圆弧线sin? ??T12 ?cos?0sin?0cos??cos?0sin? ??T13 ??sin?0cos? ?T21 ??cos?0cos?0sin??sin?0cos? ??T22 ??cos?0sin?0sin??cos?0cos? ??T23 ?sin?0sin? ?T31 ? sin ? 0 cos?0 ? ? T3 2 ? sin ?0 sin ?0 ??T33 ? cos ? 0 ?? ? R ?1 ? cos ? ? ??? ? 0 ? ? ? ? R sin ? ? ? N ? T11? ? T 31? ? ? ? E ? T12? ? T 32? ??H ? ? T13? ? T 33? ? ? ? S ? L sin ? d L ? L0 安装方位角不变井段 轨迹扫描示企图 二、手艺研究内容总结 1.2 实钻井眼轨迹监测 实钻井眼轨迹监测次要对实钻轨迹与设想轨道之间的误差 进行阐发。本项目阐发中采用最为常用的方式——法面距 离扫描法进行实钻轨道监测。 轨迹扫描示企图 二、手艺研究内容总结 2 薄油层程度井井眼轨迹预测及脱靶预测阐发 ? 薄油层轨迹预测是节制的根本,没有切确的参数预测, 就不克不及实现薄油层程度井轨道精确的节制。 ? 薄油层程度井包含着陆节制和程度节制,其难度高于定 向井,故提前预测轨迹趋向和脱靶预测阐发愈加需要。 ? 脱靶是对钻井施工的根基要求,同时,脱靶阐发是实钻 轨迹监测的主要构成部门。 二、手艺研究内容总结 2.1 井眼轨迹预测阐发 轨迹预测 井底钻头位置预测 待钻井轨迹预测 (针对分歧井段选择分歧的模子预测待钻轨道) 次要合用于井内钻具组合 未改换、钻进体例和前提没有 改变时井轨迹预测。 薄油层井眼轨迹预测 二、手艺研究内容总结 2.2 脱靶阐发 使用井眼轨迹预测模子预测程度井井眼入靶的靶心距、偏转角等 参数,对脱靶环境进行阐发,若是呈现较大误差即可及时进行轨 道批改设想,调整钻井功课参数,提高油层脱靶成功率。 ?xe? ?cos?zcos?z cos?zsin?z ?sin?z??Ne?N t? ? ?ye? ???? ?sin?z cos?z 0 ??? ?Ee?Et ? ? ? ?ze? ? ??cos?zcos?z cos?zcos?z cos?z ??? ?H e?H t? ? 实钻轨迹上e点与设想轨道靶点t位置关系: ? 靶心距 r = x2 + y2 e e ? 偏转角 y tan q = e xe 靶平面摆放示企图 二、手艺研究内容总结 3 薄油层程度井轨迹随钻批改设想方式研究 因为地质勘察误差或井下变乱等方面的缘由需要半途改变目 标点的位置时,则需要调整或从头设想新的井眼轨迹,因而, 随钻批改设想是薄油层井眼轨道节制的一个主要研究内容。 本项目基于空间斜平面方式进行随钻批改设想井眼轨迹,主 要包罗单圆弧批改轨道设想、三段式批改轨道设想、以及考 虑地层参数影响的随钻批改轨道设想三种方式。 二、手艺研究内容总结 3.1 单圆弧式随钻批改设想方式 已知当前井底坐标B和靶点坐标 ,即可进行单圆弧节制方案设想中 靶轨道。该方式设想简洁,并且具有一趟钻具即可完成施工等长处, 现场使用较为普遍。因而,本项目将其作为一种主要设想方式。 ?? N B,T??cos?Bcos?Bcos?B?sin?Bsin?B???sin?Bcos?B ? ? ?? EB,T??cos?Bsin?Bcos?B?cos?Bsin?B???sin?Bsin?B ? ? ?? H B,T???sin?Bcos?B???cos?B ? ???cos?2 ? e d ? R? d 2sin? 2 ? ?tan?B ? ? ?NB,T sin?B ??EB,T cos?B ?HB,T ?ecos?B sin?B 单圆弧的脱靶节制方案 二、手艺研究内容总结 3.2 三段式随钻批改设想方式 已知当前井底坐标B 和靶点坐标 ,进行三段式圆弧节制方案设想 脱靶轨道。最为常用的是“直线—圆弧段—直线段”剖面,该方式 较单圆弧法添加最初的直线稳斜段,具无方便轨迹调整等长处。这 一设想长处正好合用于薄油层轨道节制。 ????????TTT???????????bacN NN aE bE cE bcaH HH??????????EH NTTT???ENHBBB????? ??arctan? ? ?a aH Nsin?B?a aH Ecos?B? ? ?sin?B ?L2 ? ? 180 R? ? ? L 3???T?? L 1?2??T 2?2R ?T 三段式圆弧的脱靶节制方案 二、手艺研究内容总结 3.3 软着陆轨道节制 软着陆节制方案常采用直线段—圆弧段—直线段—圆弧段—直线段” 剖面,既要求脱靶,又要达到指定的井斜角和方位角。 ? 初始东西面角 ?B?arctan? ? ?a aH Nsin?B?a aH Ecos?B? ? ?sin?B ? 第一圆弧长 ?L2 ? ? 180 R2?2 ? 第不断线 ????F?? L 1 ??2??F 2?2R 2?F ? 第二东西面角 ?D?arctancos?C???cosisn????EE????CC ???ttaann? ?E c??? ? 稳斜段长度 ? L3??F2??F2?2 R2 ?F ?u ? 第二圆弧长 ?L4 ? 1?80R4?4 软着陆轨道的节制方案 二、手艺研究内容总结 3.4 考虑地层特征的随钻批改设想方式研究 针对薄油层随钻批改设想受地层倾角影响的特点,本项目针对地层变 化惹起的随钻批改设想方式进行改良,引入以下两方面研究内容。 (1)薄油层井眼轨迹随钻批改参数计较 (2)基于井斜方位漂移机理的随钻 批改 设想方式研究 程度井方位漂移轨道示企图 二、手艺研究内容总结 3.4.1薄油层井眼轨迹随钻批改参数计较 因为薄油层井眼轨道节制要求精度高,因而,需要考虑油 层误差给薄油层轨道批改设想带来的手艺坚苦,次要包罗以下 四方面研究内容。 (1)确定油层程度角 (2)预测地层倾角 (3)确定探油顶稳斜角 (4)确定目标层垂深变化范畴 二、手艺研究内容总结 (1)确定程度段井斜角 当程度段与地层走向不垂直,为使程度段与地层平行,则 招考虑地层视倾角影响,井眼轨道设想方位与地层走向及倾向 的关系如下图所示。 ?s? ar ?t c ?a ?t c n a ? o ?n s 则程度段井斜角 ?3 ?900 ?? (上倾取“+”,下倾取“-”) 设想方位与地层走向及倾向关系 二、手艺研究内容总结 (2)地层倾角确定 ? 钻头沿油层下倾标的目的底部穿出: ? ? ? ? ?? ? ? ar H 1 ? H c 2 ? h 0 t L 1 ? L a 2 n ? 钻头沿油层上倾标的目的底部穿出: a= a rc ta n ( 轾 犏 臌 h 0-H 1 + H 2 ) (L 1-L 2 ) ? 钻头沿油层下倾标的目的顶部穿出: ? ? ar ??H 1 ? c H 2 ?? t L 1 ? L a 2 ?? n ? 钻头沿油层下倾标的目的顶部穿出: ? ? ar ??H 2 ? c H 1 ?? t L 1 ? L a 2 ?? n 二、手艺研究内容总结 (3)探油顶稳斜角确定 探油顶的稳斜角 骣 a2 = arcsin????桫 sina3 - k33h÷÷÷÷÷ 钻头到油顶的长度 ? x?R 1ta2? nL 1?L 2 油层顶部钻进长度 y = h (3cosa ) 2 探油顶总长度 L?R1ta?n2 ?3cho?s2 探油顶及软着陆关系图 二、手艺研究内容总结 (4)目标层垂深变化下轨道设想 ? 电阻率探测器测点井斜角 ?? ? ? ? ?L? 30 ? 现实油层深度提前值 ?H????R1??1????si?2 n?si?n ?? 油顶提前时轨迹与地层关系示企图 二、手艺研究内容总结 3.4.2 基于井斜方位漂移机理的随钻批改设想方式研究 次要设想思惟: 将定向井三维漂移轨道作为一个全体来处置,按照下面列出的束缚 方程,求处理定井眼轨道形态的环节参数,进而设想出方位漂移轨道。 这种设想思惟合用于所有轨道设想问题。 程度井井斜方位投影图 邋??邋 ( ) ì????????????í????????????? 骣珑珑珑珑桫i n = 1 D N 2 i 鼢鼢鼢鼢 n DE = i i= 1 n DHi = i= 1 n k j ,i D L i i= 1 骣n + 桫i = 1 tan f t Ht = Ck DE i n D i= 1 jt- 2 N j = i 0 A2 t 二、手艺研究内容总结 4 薄油层长程度段后期井眼轨迹节制手艺 长程度段程度井后期,井眼轨迹节制一个主要问题就是 若何提高定向东西的东西面不变性。 东西面不变性间接关系到程度段钻进过程中定向效率, 出格是对于薄油层长程度段后期钻井施工过程。 二、手艺研究内容总结 ? 东西面不变手艺研究 因为井身曲率、摩阻和钻柱扭转的影响,长程度段程度井 后期以致东西面角不不变,东西面角数值在较大范畴内腾跃。 针对该凸起问题,本项目从以下几个方面进行研究: (1)预测的东西面角若何拔取; (2)精确计较钻具反扭角; (3)优选钻具及钻井功课参数。 二、手艺研究内容总结 (1)预测的东西面角若何拔取 应把预测的东西面角选为“Ω”变化范畴的中值,提高长 程度段东西面定向的精确性。 井斜平面 东西平面 增井斜 减方位(Ⅳ) 全力减方位 增井斜 增方位(Ⅰ) 全力增方位 降井斜 减方位(Ⅲ) 降井斜 增方位(Ⅱ) 东西面角对方位角变化的影响 二、手艺研究内容总结 (2)精确计较钻具反扭角 ? 需要预备数据 ?s ,?1,?1,? 2 ,?2 ? 计较该井段的狗腿角 ? ? cos?1?cos?1 cos? 2 ? sin ?1 sin ? 2 cos(?2 ? ?1)? ? 计较造斜东西的现实安装角 w实 ? ? cos ??1(cos?1 cos ?- cos? 2 ) /(sin ?1 sin ? )? ? 计较现实反扭角 ?n ? ?s ? ?1 ? w实 反扭角示企图 二、手艺研究内容总结 (3)优选钻具及钻井功课参数 ? 在当前给定前提下,井斜趋向有所添加,并随弯角度数添加而略有添加, 申明导向钻具在程度段复合钻进时不断处在微增斜形态,且弯角读数对 程度段扭转钻进稳平结果影响较小。 ? 适合程度段扭转钻进利用的弯角系列为0.75°~1.5°,分析考虑造斜率 要求,保举弯角为1.00°。 螺杆弯角对轨道节制影响阐发 二、手艺研究内容总结 (3)优选钻具及钻井功课参数 ? 恰当提高钻压有益于程度段稳平钻进。当钻压达到螺杆钻具保举钻压 (55kN)之后,增斜趋向逐步削弱。 ? 考虑螺杆钻具的工作参数范畴,程度段扭转钻进时钻压40kN较合适。 钻压对轨道节制影响阐发 二、手艺研究内容总结 (3)优选钻具及钻井功课参数 ? 在当前前提下,井斜趋向随转速变化不较着,且一直为正值,申明水 平段复合钻进时以微增斜趋向为主,稳平结果欠好。 ? 复合钻进时适合采用低转速,保举转速小于50r/min摆布。 转速对轨道节制影响阐发 三、现场使用环境阐发 3.1 长程度段程度井轨道节制手艺—查平2井 查平2井区地舆位置图 井号 井别 地面 纵(m) 坐标 横(m) 导眼井 纵(m) A1 坐 标 横(m) 井 窗口 A 坐标 纵(m) 横(m) 位 起点 B 纵(m) 坐标 横(m) 地面海拔(m) 地舆位置 机关位置 A 点测线位置 垂深(m) 程度井井深(m) 目标层 完钻层位 程度段长(m) 4995122 查平 2 预探井 4994804 21593737 垂深(m) 21593512 2067 4995144 21593530 4996766 21592542 垂深(m) 2067 垂深(m) 2061 137 吉林省松原市乾安县余字乡巨字井西 0.7km 松南地方坳陷区长岭凹陷两井机关西翼 Line272/Trace1065 2104 4071(斜深,具体以工程设想为准) 扶余油层 泉四段 1725 查平2井概况 三、现场使用环境阐发 3.1 长程度段程度井轨道节制手艺—查平2井 查平2井眼轨道节制的特点和难点 (1)长程度段后期井眼轨迹节制难(东西面不不变) (2)定向效率低(托压大,钻压扭矩传送坚苦) (3)井身质量要求高(长程度段预探井) (4)无效清洗井眼坚苦(岩屑床) 三、现场使用环境阐发 3.1 长程度段程度井轨道节制手艺—查平2井 长程度段轨道节制手艺方式研究 长程度段控 制方式 下钻过程 钻进过程 起钻过程 ? 慢下钻、避免钻头损坏 ? 遇阻后,瞄准高边标的目的 扭转下入 ? 利用不变PDC钻头 ? 估算摩阻,推算实在钻压 ? 加强测斜、预测 ? 添加短起次数 ? 加强轨迹监测 ? 减慢提拔速度 ? 严防井下落物 ? 钻具起出后当真查抄 三、现场使用环境阐发 3.1 长程度段程度井轨道节制手艺—查平2井 查平2井长程度段后期东西面节制手艺 长程度段后期东西 面不变节制手艺 稳平钻具组 合 ? 保举1?弯角的螺 杆稳平钻具 合理钻井参 数 ? 程度段扭转钻进时, 保举钻压50kN、 转盘转速60r/min 三、现场使用环境阐发 3.1 长程度段程度井轨道节制手艺—查平2井 查平2井长程度段后期定向节制手艺 长程度段后期定向 节制手艺 复合机械钻速 复合钻进 定向钻进 钻具应有较强 稳斜能力 钻具应有较强 造斜能力 定向机械钻速 三、现场使用环境阐发 3.2 薄油层井眼轨道节制手艺使用—黑188井 该井设想井深:2773.62m,井别:预探井;井型:程度井。黑188井油 层简要描述如下表所示: 地层 黑帝庙油层 井段m 1270~1640 储层类型 油层、油水同层 计较软件主界面 三、现场使用环境阐发 3.2 薄油层井眼轨道节制手艺使用—黑188井 测斜模块 3D轨迹显示 垂直投影图 程度投影图 三、现场使用环境阐发 3.2 薄油层井眼轨道节制手艺使用—黑188井 轨迹预测与节制模块 脱靶阐发模块 三、现场使用环境阐发 3.2 薄油层井眼轨道节制手艺使用—黑188井 随钻批改设想模块 3D轨迹图 垂直投影图 程度投影图 三、现场使用环境阐发 3.2 薄油层井眼轨道节制手艺使用—黑188井 考虑到黑帝庙薄油层勘察井井眼轨道节制的特点,连系地层 横向上和纵向上的不确定性,提出适合薄油层井眼轨道节制的分 析模子,此中包罗地层倾角预测、稳斜探油顶的井斜角、探油顶 长度预测等。 走势阐发模块 三、现场使用环境阐发 3.2 薄油层井眼轨道节制手艺使用—黑188井 黑188井现场使用总结 (1)地层倾角为1.3?,沿地层下倾标的目的。 (2)程度段井斜角为88.7?。 (3)探油顶稳斜角为87.8?。 (4)使用1°弯螺杆稳平钻具组合。 (5)程度段钻压维持在50kN,采纳定向与 复合钻进连系的体例进行。 砂岩钻遇率提高23.7% 三、现场使用环境阐发 3.3 薄油层井眼轨道节制手艺使用—黑187井 该井设想井深:程度井井深:2832.23m,垂深:1624.31m。井别:预探 井;井型:程度井。黑187井油层简要描述如下表所示: 地层 黑帝庙油层 井段m 970~1405 储层类型 油层,油水同层 黑187井现场使用总结 (1)地层倾角为1.4?,沿地层下倾 标的目的。 (2)程度段井斜角为88.6?。 (3)探油顶稳斜角为87.2?。 (4)使用1°弯螺杆稳平钻具组合。 (5) 程度段钻压维持在50kN,定向 与复合钻进连系的体例进行。 砂岩钻遇率提高14.6% 四、结论 1、现场使用表白:天然曲线模子合用于具有方位漂移的井段,圆柱螺 线模子次要合用于转盘钻进井段,空间圆弧模子合用于连结安装方位角 不变时动力钻具定向或扭方位钻进的井段; 2、黑帝庙属薄油层对轨迹的节制要求更高,应将地层要素考虑进来, 提高薄油层轨迹节制切确,进而提高薄油层砂岩钻遇率; 3、在钻进过程中,环节井段要加强监控,按照地层特点预测东西的造 斜能力及预测井底位置,做好待钻井眼设想,按照靶区要求,及时调整 钻具组合和钻井参数,提高井眼脱靶几率; 四、结论 4、长程度段程度井钻井,PDC钻头相对牙轮钻头东西面欠好节制,但 通过优化钻头设想,调整钻进参数,东西面摆动仍是能够无效节制,能 够满足定向对东西面的要求; 5、采用双螺扶螺杆的稳平钻具组合,能够大大提高长程度段程度钻进 的稳平能力,将伽马、电阻值以及录井材料与地质材料相连系进行阐发, 预测油层位置,节制长程度段的井眼轨迹在油层中穿行,提高砂岩钻遇 率; 6、使用本项目研究方式对黑帝庙薄油层勘察井进行现场使用,使用结 果表白:黑188井和黑187井砂岩钻遇率别离提高23.7%和14.6%。

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