定向井設(shè)計暨compass操作指南

1、第六章 定向并設(shè)計暨 compass操作指南定向井設(shè)計需要的基本數(shù)據(jù)1 、單井(1) 所鉆井井口的大地坐標，靶點的大地坐標并給出相應(yīng)的經(jīng)緯度，以及定向井的靶區(qū)描述(如定向井靶點半徑，水平井等) 。(2) 井身結(jié)構(gòu)及套管程序(給定垂深) ，以及所用套管的型號和單位重量。(3) 若下抽油泵，請給定垂深和該垂深下的前后井段。(4) 該井所在地區(qū)的詳細地質(zhì)資料(包括地質(zhì)分層，巖性及風險提示等) 。(5) 該井分段所用的泥漿比重，塑性粘度，切力，屈服值等。(6) 鉆機的游動系統(tǒng)重量，以及泥漿泵型號及功率和提供的工作排量。(7) 可提供的鉆桿和加重鉆桿鋼級、公稱尺寸，震擊器型號，鉆頭類型等等。(8) 給定

2、工程設(shè)計標準及特殊要求。(9) 該區(qū)域內(nèi)已鉆井的定向井資料。2、叢式井(1) 平臺的槽口分布，槽口間距，平臺結(jié)構(gòu)北角，該平臺的中心坐標(大地坐標)和經(jīng)緯度，以及覆蓋區(qū)內(nèi)所有已鉆井(包括探井)的井眼軌跡數(shù)據(jù)(井斜、方位等)(2) 叢式井的井口和靶點大地坐標及靶點垂深，定向井的靶區(qū)描述(如定向井靶點半徑，水平井等) ，以及油底垂深和口袋長度等。(3) 井身結(jié)構(gòu)及套管程序(給定垂深) ，所用套管的型號和單位重量等。 .(4) 若下抽油泵，請給定垂深和該垂深下的前后井段。(5) 該井所在地區(qū)的詳細地質(zhì)資料(包括地質(zhì)分層，巖性及風險提示等) 。(6) 該井分段所用的泥漿比重、塑性粘度、切力、屈服值等。(

3、7) 鉆機的游動系統(tǒng)重量，以及泥漿泵型號及功率和提供的工作排量等。(8) 可提供的鉆桿和加重鉆桿鋼級、公稱尺寸，震擊器型號，鉆頭類型等等。(9) 該區(qū)域內(nèi)已鉆井的定向井資料。(10) 給定工程設(shè)計標準及特殊要求。二 、 叢式井設(shè)計1叢式井的概念叢式井是指一組定向井(水平井)，它們的井口是集中在一個有限范圍內(nèi)，如海上鉆井平臺、沙漠中鉆井平臺、人工島等。叢式井的廣泛應(yīng)用是由于它與鉆單個定向井相比較，大大減少鉆井成本，并能滿足油田的整體開發(fā)要求。2叢式井設(shè)計應(yīng)考慮的問題( 1)井身剖面在滿足油田開發(fā)要求的前提下， 盡量選擇最簡單剖面， 如典型的 “直一增一穩(wěn)” 三段制， 這樣將減少鉆井工序，降低摩阻

4、，減少鉆井時復雜情況和事故發(fā)生的可能性。( 2)井身結(jié)構(gòu)根據(jù)地質(zhì)要求和鉆井目的，決定選用何種井身結(jié)構(gòu)。( 3)造斜點造斜點應(yīng)選在穩(wěn)定、均質(zhì)、可鉆性較高的地層。造斜點深度的選擇應(yīng)考慮如下幾點：a.相鄰井的造斜點上下至少要錯開15米以上，通常錯開3050米，防止井眼間竄通和磁干擾；b. 中間井口用于位移小的井，造斜點較深。外圍井口用于位移較大的井，造斜點較淺；c.如果設(shè)計的最大井斜角超過采油工藝或常規(guī)測井的限制或要求，應(yīng)將造斜點提高或增加設(shè)計造斜率。(4) 造斜率在叢式井中，通常設(shè)計各井的造斜率為716。米。(5)最大井斜角在保證油田開發(fā)要求的前提下， 盡量不使井斜角太大， 以避免鉆井作業(yè)時， 扭

5、矩和摩阻太大， 并保證其它作業(yè)的順利進行， 如電測、 下套管作業(yè)等。 常規(guī)測井工具通過的井段其最大井斜為62 。如果初始設(shè)計出最大井斜角達60 以上，則應(yīng)適當調(diào)整造斜點和造斜率，使最大井斜不超過60 。當然，在一個叢式井平臺上，可選擇幾口邊緣井打水平井，以充分地利用平臺，擴大采油面積。(6) 井口分配井口分配應(yīng)考慮如下幾點：a. 用外圍的井口打位移大的井，用中間的井口打位移較小的井。b. 按整個井組的各井方位， 盡量均布井口， 使井口與井底連線在水平面上的投影圖盡量 不相交，且成放射狀分布，以方便軌跡跟蹤。c.考慮到鉆井平臺的最大額定載荷分布，將井斜大、位移大、井深較深的井安排在平臺額定載荷大

6、的地方。d. 如果按照( 1)、(2)、(3)的順序仍有不能錯開的井，可以通過調(diào)整造斜點或造斜率的方法來解決。(7) 7) 防止井眼相碰直井段的井身要符合要求，762毫米(30英寸)套管要求傾斜度小于0.51。同排井在方位上要錯開，避免干擾。鄰井采用不同造斜率。表層套管下深要錯開，斜井段在空間交叉的井，最小距離為 20 米，直井段安全圓柱半 徑為 15 米。(8) 合理安排鉆井順序首先要按地質(zhì)、 開發(fā)部門有關(guān)注水配產(chǎn)要求和進一步對地層情況的掌握來進行。 可采用先外排井， 后內(nèi)排井的順序， 防止內(nèi)排巖屑堆集須進行清理； 或由底盤一側(cè)向另一側(cè)推進的 方式。選擇好一條合理的鉆臺井架移動路線，可省時省

7、力。(9) 使用優(yōu)質(zhì)鉆井液，減少摩阻。對于井斜過大、水平位移過大的井，采用頂部驅(qū)動 鉆井裝置來改善鉆井作業(yè)。(10)上部井段采用集束鉆井或集中打表層方式，可節(jié)約時間，提高鉆井速度。三、 鉆井平臺位置優(yōu)選對于叢式井來說，優(yōu)選平臺位置，比一口定向井的設(shè)計更重要，且影響更大。 除了考慮鉆井工程方面的情況以外， 還要考慮輸油管道的建設(shè)、 井場的地貌情況等， 單從定向鉆井的 角度來優(yōu)選，通常采用兩種優(yōu)選方式，一是累計水平位移最小，二是累計井深最少。1累計水平位移最小的平臺位置優(yōu)選無論平臺位置如何， 靶點位置是一定的。 因此，計算平臺位置與靶點的距離，并使累計值最小就是這種優(yōu)選方式的關(guān)鍵。靶點位置通常以座

8、標值給定， 即（x, y）值，值得注意的是 x值是南北方向的座標值，y值是東西方向的座標值，即x值相當于北南位移，y值相當于東西位移，水平位移的計算可依據(jù)兩點間的距離公式來求到：s - /(x崛-x井廠產(chǎn)+ (ym-y科口2 9-79)t = can-fyw - y并向”乂m-x井口 9-r0) 方位角甲:根據(jù)犬神-k井口，和丫樞-丫時口的具體值,在直角坐標系的四個象限中確定.2.累計井深最少的位置優(yōu)選采用這種優(yōu)選方式，首先要依照井底和井口位置進行試算。把所有井的軌跡全部設(shè)計出來，計算出累計的井深， 然后改變井口位置，重新作軌跡設(shè)計，直到設(shè)計出最小的累計井深。無論哪一種平臺位置優(yōu)選方式， 在確

9、定其優(yōu)選的井口位置時， 必須保證所有井都能打成。因此，第一是平臺上的少數(shù)井的水平位移不能特別大；第二是少數(shù)井的總井深不能特別深；第三是為了有利于進行叢式井作業(yè)，應(yīng)盡可能少地進行繞障作業(yè)，至少在叢式井設(shè)計中， 基本上不存在繞障問題。四、compas敬件簡介1、基本概念origins (來源)(1) 1987 jamiesion technical software- dos compass(2) 1994 drd of tulsa - wellpath(directional package)(3) 1995 munro garrett-target(directional package)(4

10、) 1995 landmark-compass for windows(dos+wellpath+target)(5) 量基礎(chǔ)(1) geodetic system大地測量系統(tǒng)flat earth utm 通用橫向墨卡托圖gps-全球定位系統(tǒng)cgp-中國高斯投影(2) ellipsoid參考橢球體wgs1984 -1984年世界大地測量系統(tǒng)krasovsky1940-1940 年克拉索夫斯基(3) geomagnetic modeligrf2000 2000年國際地磁參考場wmm95-1995 年 world magnetic model(4) local co-ordinate(5) map

11、 co-coordinate( 平面直9角坐標系，相對位置 )easting-橫 (e)y 坐標nothing-縱 (n)x 坐標(6) global co-coordinate( 地理坐標系，絕對位置)latitude 緯度longitude 經(jīng)度(7) lease line( 租借線 )north/south-ns 向投影east/west-ew 向投影3、 設(shè)計內(nèi)容(1) 靶點限制條件、井眼軌跡(2) 定向造斜方法及后續(xù)控制方法(3) 測斜與計算(4) 鉆柱扭矩及阻力4、 設(shè)計原則(1) 根據(jù)油田勘探、開發(fā)部署的要求，保證安全鉆井(2) 要有利于提高油氣產(chǎn)量和采收率(3) 應(yīng)有利于鉆井、

12、采油和修井作業(yè)(4) 應(yīng)盡可能選擇比較簡單的剖面類型5、計算參數(shù)基本參數(shù)：井深、井斜、方位計算參數(shù)：垂深、 n 和 e 坐標、水平投影長度、垂直分量、井眼曲率(狗腿嚴重度) 、閉 合方位、閉合距 6、叢式井防碰掃描技術(shù)(1) . 目的在叢式井設(shè)計和施工中，不僅要求中靶，而且要求防止兩井交叉相碰進行鄰井距離掃描有助于兩井任一井深時的相對位置，以便采取相應(yīng)的措施(2) . 常用掃描方法介紹a. 最近距離掃描：可以確定參考井井眼軸線上任一點到比較井井眼軸線的最近距離和最近距離掃描圖b. 法面距離掃描：可以確定參考點切線的法面與掃描點的交點，同時求出兩點間的距離及相對方位，進而在極坐標平面上畫出法面距

13、離掃描圖遇到叢式井防碰問題時，宜使用最近距離掃描法。sepwitinn factorcenter to center 了解分離系數(shù)（sf）的概 念，如左圖所示。center to centcseparation factor =r1 + r2五.compas歌件操作方法點擊file new- company出現(xiàn)下面界面:company propert iesgeneral anti colli si on | calc defaixl | wellbore types | audi t inform at i oncompaziy i s locksfsw ordslocked datacom

14、pany level髓定 i 取消 i 應(yīng)用4) 幫助在公司屬性中注意填寫以下內(nèi)容(anticollision)fcnticollieicil 1 celc defauly djboe typs audit informationerrorsurvey error modeloutput errors i 2 000 ,他目input errors are at th電 samanti colli sion settingselliptical。口niej* fil導出 excel , pdf 格式：點擊 report fplanning fstandard plan ,出現(xiàn)下面界report

15、 optionsinterpolate|7 intirpoia!specify depthslarval：|面 * md !- tvd-range.t.：include station at廠 complete planned survoptions ,strip zero inclination interpolateinclude inannotation:廠 cas;in空r targets r fermatiom紅色框內(nèi)可根據(jù)需要選擇不同的間隔點， 藍色框內(nèi)是軌跡數(shù)據(jù)的范圍，可以任意 選擇000mw文件名：r 保存類型如二ue軌跡數(shù)據(jù)報告出來之后，點擊 save report to f

16、ile ,再點擊上圖中的紅色框可 以選擇想要保存的格式。7、出圖（垂直投影圖，水平投影圖，3d立體投影圖等）垂直投影圖：點擊plot - section view（或者直接點擊快捷方式 我），40(電000水平投影圖：點擊plot -plan view（或者直接點擊快捷方式 上）,)-2000 -100001000 2000 3000 4000 f點擊 file -export -graph export -windows metafile 保存即可。取消idobe aercbit * pdf)保存方法同上。3d立體投影圖：點擊plot - 3d view（或者直接點擊快捷方式 ）,如果要將所

17、有井的軌跡都加上，方法如下：點擊select offset designs ,在藍色框內(nèi)選擇想要的設(shè)計類型，在紅色框 內(nèi)選擇想要的井，如下：點擊ok然后再點擊(toggle offset designs) ,1 j可以按照要求選擇標注一 口井的靶點,也可以選擇標注所有井的靶點號!（如上圖所示）。除以上作圖方法外，還可以選擇使用 wall plot composer（ 信）來作圖ixr點擊 出現(xiàn)如下界面，通過點擊鼠標左鍵就可以畫自己想要的各種軌跡圖departure 匹 an如圖所示：藍框內(nèi)為垂直投影圖，紅框內(nèi)為水平投 影圖，綠框內(nèi)為平臺的槽口圖。plan (map coords) ladder

18、md v sep. factor md v inclination md v azimuthv. curvature(2d)v. curvature (l/r) v. curvature (ha? analysis xy ieniplate |注：用這種方法作圖的好處是可以將不同類型的圖放在一起，如下圖所示:che四君口曼之與提ci(9 mfci)8、防碰掃描方法的應(yīng)用。點擊analysis ,出現(xiàn)下圖,viewplot report tools wl select offset designs.,% plan optimisation看 create target, thread targe

19、ts. + walk ratesanticollision settings.k interpolate. 4& project ahead. 金 annotations.nk.9點擊 anticollision settings 出現(xiàn)右圖，藍色框內(nèi)為掃描間隔點的距離，紅色框內(nèi)為掃描的井段范圍，綠色框內(nèi)為 相鄰兩井間的誤差橢圓中心距離。這些值都可以根據(jù)具體要求來設(shè)定。然后再點擊即可出防碰掃描報告，如下:iroiece fteferents site errwwcivefrk refer emee weftknrc reference idcaotbz13-1 0.00m -j u.oom -b

20、ore #1 pkn #1c wu kfirerence mdlreferefke north reference survv cakumlqn mehmt gulp lit errors ac doffset tvd refer ence:n”匕鯉 q.uum tuiqinai wee tiavj site & se oqn (original ste elev) 5ndminimum cjurvalufe2.00siamftedm 200341 sig匡 user dbffset datumreferenceplan #1filner tweno global flter: usma us

21、er deiined selects & wterina crier lainlet palalim mdlnct md hers 5 .odmerroi modtimpthhangcuniimiedscanimcthtmlrebliltb limtedlbv：maxirnutn eerier-center distance of 200.00hierror surfacewiirnlfiq levels evakmed 2.00 國口musvsiematic ellpse closast approsch 3d 三if城icai conicsurwev tool prmtimdale 200

22、7-11-hofromtorr|(m)處(walmr尋0.004.37125郵 #1 (vfelbore#1)roaittenwoescrvptoiieummavrerererue ofts:distancewarningm&astrcd mcaaj-lske hirredepthdepthcmtsct welk wcltxwc - dcsimrvtintbclmco genres fmlwrarar ellipses iniseparation factorbz13-1a2-welfcore#l -iplan r 42-wblbore#1 -iplan 的 as - wellbore 1 -

23、 plan #1 m-wblbore#1 - plan #1 43 年帕口中州.p怕n#l m - wellbore -plsn fi m wblbore#1 ,plan#1 均. weleore#1. p幅n ki a5-welfoore#1 - phan n 4-wblbdre#1 -iplan #1 a6-weliaore#1 -pten #i a7-welfcore#1-iptan #1 47- wblbdre#1 =pia口 47 -welfcore#1 - plan #13c0.00300.00305.00304.99310.00309.98300.00300.00305x)030

24、4.96300.00300.003110.00309.933113.57313.62320 .do320.05300 .doi300.003110.00309.983d0.00300.00305 joo3 0 *97310.00309.94用身95.424361je872_71.42轉(zhuǎn)燒第9700033441133222ooalmksci的7e的83仃夕0001062.2n.2444.4 4s s f se e s ekes笄 xsfx.，芥xs.h，訐工英訐pc |min centre to center distance car cu鼠erg已ntpciintfsf j m

25、in s已raraticin 甲9戊口匕尼冷口用后 回hase separstianpse 2 of 2?compass注意cc/sf/es這3個英文簡寫所表示的定義。一般來說，隨著井深的不斷增加，cc值也是逐漸增大的。sf值一定要在1.5以上才是安全范圍。在創(chuàng)建公司時已經(jīng)有規(guī)范 (如下圖)。9、設(shè)計過程種需要引起注意的一些問題。(1)如何添加工具在做設(shè)計時，如果新建一個公司，首先需要將工具添加進去，可以將以前的公司import）至公司屬性下的工具的工具先導出（export）至某一目錄下，再導入（ 設(shè)置中。例如，將公司boc中的工具先導出來，操作如下:新建公司cnooc后，點擊 員將上述導出的

26、工具導入，如下圖所示suirvty tqdietool propertiesshort |leek f 匯的tool 廠 ide in lim fqe5criplicqefult survey出idkindtool 岸密也口 誦t廣 cane 力：f efi研(2.0 1101 r iscws cl。打切 errer caeffkcitntsrei at ive 口epth | q /1qqqnibali gfiieiit | q q0 8 tru* ladlii on, | 0. qd 1ccnp-iss reference | q (jq 1orallattiiie |0 00 b 廠 固

27、的gyrecmip*s.5 | 口. 口，b（2）如果轉(zhuǎn)盤面高度發(fā)生變化，應(yīng)該如何修改。例如某井初始rkb為28ml現(xiàn)在變?yōu)?5nli操作方法如下:點擊設(shè)計屬性:先選中現(xiàn)在的rkb高度修改紅色框中 的深度標準。最后再將此處的高度修正即 可完成。(3)投影方向的選擇。點擊 plan design propertiesfvert sectionplan design propertiesazimuth typetargetazimuth (b )ori gin typechrigin n/sori gf e/wfro*twj1target，al tm2 to)25b.8fislat0.00 口.d

28、ol00|2bottom hole loeati otqw仙|u與 er de finedgeneral i tie-on survey tool program v 電ft see lion i audit infcrmaticin.可以根據(jù)需要 選擇不同的投 影方向。(4)如何導入txt、excel等數(shù)據(jù)。a.導入txt數(shù)據(jù)，點擊找到想要導入的txt 文件，如左圖import wizard - step 2 of 3xorigknal 七不choose the file type that bestelimite i characters such as commas or tab sep

29、aratefixed wid o a31. tktqjte：blank lines we n.otmd .iircl, j zimuthrutm , utmd ：； l u lu -14 a； 1 . t 其亡a3me asure dinc1az imuthtvddi sdeo th-ancs 1 eancr led cd tli+n“450*000.000-000-00030,000.000.0030.00060.000,000,do60.00090,000.000-0090.do0120.000.000.00120,000i c n n nn onn n ni t n n nn6789i

30、n一. 一一 下一步|眼ifi| 幫助 點擊下一步:import wizard step 2 of 3如左圖，選擇紅色框， 藍色框中選擇純數(shù)值 的起始點，不能包含類 似綠色框中英文或中 文的任何字符。選擇紅色框中的選項this screen letj e you set the delimiters your data contains. you can see how yoor lexl is affected in the previeir belo*.d el itti ters- wn舟* lab emic$lon i 1 sace i 審 qther:incltttts口 l內(nèi)d:l

31、d1o-1a31 +tx七3measuredinclasimthtvddispldisplverticaldll4deptiiangleangledepth+n/s-+e/w-sectionl山50,000.000,000.000.000.000.000.1630.000.000.0030.00oi.oo0.000.00o.i760.00o.do0,0060.00oijdo0.000.000.1890.00o.do0.0090.00oijooo.do0.00d. i9120.000. do0-0d120.000. 00d. do0.00d. iid15q.qqq,qo口 口口15d%q0q.o

32、od. do小?？赿. i11100-000.000.00180.000.000.000.00o.i12210,000.000+00210*000.000.000.00o.i13240,00ojoo0,00240.000.00o.do0,000.1 v上一步|下一步 一坊 |18助|點擊下import wizard - step 4 of 3xsurvey typer*inerth inertial (calc m乩 in* c inclination 0ammn ruinrcorrectionsmdan_ tvd h/s 邛按照左圖中所示內(nèi) 容，選擇紅色框和 藍色框中的選項， 點擊完成即可。

33、m | 0.00 | 0.00 | 0.00 m | 0 r:巾 | n mtyoe:hdjinc足一二skip tskip，slfip- aunit:ulst /a一m(-71 ，d:ld1o-1ia31+ txt3measuredinc】aziiuthtvddisjildispl4depthangleangledepth+n/s-+e/6t-c50.000.d00.000.000.000.00630.000.000.0030.000.000.00c760.000.000.0060,000,000.00cis90.000.d00.0090.000.000.00c9120.00o.oc0.00

34、120.00li ju0.00c10150.000.000.00lsd.000.000.00cli180.00o,co0.00180.q00.000,00vlln創(chuàng)上一步繁）| 完成 取消幫電b.導入excel數(shù)據(jù)時，可以先將excel數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為txt格式的，然后按照上 述步驟導入，也可使用下述方法：打開excel格式文件,復制survey數(shù)據(jù)的前項md/inc/azi,如下：巴 mrcraofl excel - cw34 d4ily survey.xif電如 edt view 匕 ft fdrfftftt tools dat.a wiridbw help工 爐 ：，營!h二學q h 7 n

35、5 達21幻處園如居 勘bi 1。 r f ii 手事0$ % ，父/卓京 j 孰a酶訴jrtmjyx國5 指 40.21abcdefg h1jkl9323-10-20062730.54si 33 wo an2174 402143 07bb9.34-1055.53-732 290.64584041 55568130.78s32770.0652 17 187 912198.722167.39999.23-1097 27-737.360.58584010.b1558125.73s4下號 in original hole2809 3352 40 1b5 632222.752191 421029.39

36、128.11741 020.45563979 97558122.06兆2848.b5243 182 412246 462215 13105se3-743.20oe75639492455b119ss962867 0551 bs 180 892258 522227191 d74.9b-11 74.34-743.s4o.ee583933 7455811044972687.365324177.&52270.382239.051dml35-i imi-743 i41.50583916.26550119.64甌2926.2 b52 29175.0i42293.922262.591121.26-122072

37、 741 47口巧q583b87.36558121.6199m2964 9252j6172 462317.582296.251151.83-1251.11-73b140.5358 3 b 55.97550124 941001 113004.0052j117?”2341 462310.131162.77-1251.79-734150.06503826.29553128 931013042jb251.9t171.&02365.132333.901213.27-1312 02-729.990.西503796.db660133.(js1023082.1152 51169.882399.322357.9

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