第5節(jié) 定向鉆井ppt

第五節(jié)定向鉆井1定向井的作用與定義2定向造斜與軌跡控制1定向井的作用與定義定向井(directionalwell)：設計的目標點與井口不在同一鉛垂線上的井。A井口目標點軌道軌跡定向井的概念地面環(huán)境條件的限制：當?shù)孛嫔鲜歉呱剑?，沼澤，河流，溝壑，海洋，農田或重要的建筑物等，難以安裝鉆機，進行鉆井作業(yè)時，或者安裝鉆機和鉆井作業(yè)費用很高時，為了勘探和開發(fā)它們下面的油田，最好是鉆定向井。定向井的作用1定向井的作用與定義定向井的作用地下地質條件的要求

對于斷層遮擋油藏，定向井比直井可發(fā)現(xiàn)和鉆穿更多的油層；對于薄油層，定向井和水平井比直井的油層裸露面積要大得多。對于垂直裂縫的構造帶，打直井很難鉆遇裂縫，若鉆定向井或水平井，則鉆遇裂縫的機會就大得多；另外，多底井，分支井，側鉆水平井，徑向水平井等定向井的新種類，顯著地擴大了勘探效果，增加了原油產(chǎn)量，提高了油藏的采收率。1定向井的作用與定義鉆井工藝的需要當井下落物或斷鉆事故最終無法撈出時，可從上部井段側鉆打定向井；特別是遇到井噴著火常規(guī)方法難以處理時，在事故井附近打定向井(稱作救援井)，與事故井貫通，進行引流或壓井，從而可處理井噴著火事故。某些高陡構造地層，打直井很困難，若打定向井，則更容易。定向井的作用1定向井的作用與定義開采工藝的需要海上為了方便采油而鉆的叢式井；為了提高開采地熱、芒硝、煤層氣的效率而鉆的井。定向井的作用1定向井的作用與定義定向井水平井叢式井大位移井多目標井分支井連通井定向井的類型1定向井的作用與定義叢式井（clusterwells）：在同一井場或鉆井平臺按一定井口間距鉆出兩口或兩口以上的一組井。美國在Freeman島上0.03km2面積上打了284口井勝利油田河50叢式井組在0.0442km2面積上打了42口井定向井的類型1定向井的作用與定義分支井（multilateralwells

）：同一井口設計有兩個或兩個以上井底的井。定向井的類型1定向井的作用與定義水平井（horizontalwell）：井眼進入目的層時井斜角接近、等于或大于90并在目的層中延伸一定長度的定向井。定向井的類型1定向井的作用與定義大位移井（extendedreachwell）：水平位移超過3000m或水平位移與垂深比值大于2的定向井。多目標井（multi-targetdirectionalwell

）：具有兩個或兩個以上目標點的定向井。定向井的類型1定向井的作用與定義連通井或稱U型井（U-shapedwell

）:通常由兩口井組成，一口直井，一口水平井。除了根據(jù)井的形狀來對定向井進行分類外，有時也根據(jù)鉆定向井的目的和特殊要求對定向井進行分類：救援井（reliefwell）：為搶救井噴失控、著火油氣井，在其一定安全距離位置設計、施工與事故井連通，達到控制井噴目的的井。繞障井（detouringobstaclewell）：為繞過井口和目標點之間的障礙而設計的定向井。側鉆井（sidetrackwell）：從已有井眼的選定深度處側向鉆出并鉆達目標點的井。定向井的類型1定向井的作用與定義側鉆井水平井定向井設計軌道的分類三維定向井：糾偏、繞障(既有井斜角變化，又有方位變化)按軌道類型分二維定向井常規(guī)：由直線和圓弧組成的鉛垂平面上的曲線非常規(guī)：由直線、圓弧和變曲率曲線（懸鏈線、拋物線）等組成的鉛垂平面上的曲線。三段式軌道五段式軌道雙增式軌道多靶式三段軌道1定向井的作用與定義PowerSectionKickOffSubDriveTrainDriveSubwithBitBox傳動系統(tǒng)2定向造斜與軌跡控制DriveMechanism:ImpactofmudflowTurbineDriveMechanism:DisplacementbymudMudMotorMotorPowerGeneration

導向馬達采用的軌跡控制原理就是“三點定圓”；工具1-3旋轉導向工具也是采用三點定圓法控制軌跡，這與導向馬達相同。理想情況下，鉆頭按照三點定圓鉆出圓弧軌跡。但要注意，除了幾何因素外，還有力學因素。但工具4的原理不是三點定圓。2定向造斜與軌跡控制造斜工具斜向器2定向造斜與軌跡控制造斜工具不對稱射流鉆頭2定向造斜與軌跡控制造斜工具固定扶正器組合只能增斜、穩(wěn)斜、降斜，不能造斜只能改變井斜，不能改變方位包括增斜組合、穩(wěn)斜組合和降斜組合2定向造斜與軌跡控制造斜工具固定扶正器組合增斜組合——杠桿原理2定向造斜與軌跡控制造斜工具固定扶正器組合穩(wěn)斜組合——剛性滿眼原理2定向造斜與軌跡控制造斜工具固定扶正器組合降斜組合——鐘擺原理2定向造斜與軌跡控制造斜工具彎接頭+井下動力鉆具彎外殼螺桿鉆具電動鉆具渦輪鉆具螺桿鉆具2定向造斜與軌跡控制造斜工具螺桿鉆具2定向造斜與軌跡控制造斜工具可復合旋轉的螺桿鉆具2定向造斜與軌跡控制造斜工具可變徑穩(wěn)定器組合2定向造斜與軌跡控制造斜工具可調彎角螺桿鉆具2定向造斜與軌跡控制造斜工具旋轉導向鉆井系統(tǒng)PowerDrive完全的旋轉導向系統(tǒng)：整個鉆柱，從上到下，全部都在旋轉，沒有靜止的部分；但在下部控制總成內部，有不旋轉的部分；PowerDrive結構：下部偏置部分：在旋轉過程中始終給鉆頭一個側向力；中部控制部分：始終控制側向力的方向；上部MWD部分：測量信息及傳輸；關鍵是控制總成內的不轉動的部分，具有一個稱作“慣性平臺”的部分，實際上是由井下計算機控制的“電子液壓伺服系統(tǒng)”，可以保證控制軸不受整個鉆柱轉動的影響?？刂戚S可以給定偏置部分一個軌跡控制所需要的導向方位角。PowerDrive鉆頭側向力的產(chǎn)生原理控制軸和上盤，是由慣性平臺控制的獨立部分。上盤的水眼方位，就是給鉆頭側向力的方位。該方位確定后，不管鉆柱如何轉動，上盤都不轉動。下盤與偏置機構以及鉆頭相連接，隨鉆柱轉動而轉動。只有上下盤水眼相通時，才能有泥漿流過，并推動支撐塊伸出，給井壁一作用力，同時給鉆頭一反方向的作用力。PowerDrive怎樣調整軌道？方位？2定向造斜與軌跡控制造斜工具造斜及調方位能力無：固定穩(wěn)定器組合、可變徑穩(wěn)定器組合有：斜向器、彎接頭+渦輪或螺桿鉆具、彎外殼螺桿鉆具、可復合旋轉螺桿鉆具、可調彎角鉆具、旋轉導向系統(tǒng)連續(xù)造斜能力無：斜向器有：固定穩(wěn)定器組合、可變徑穩(wěn)定器組合、彎接頭+渦輪或螺桿鉆具、彎外殼螺桿鉆具、可復合旋轉螺桿鉆具、可調彎角鉆具、旋轉導向系統(tǒng)造斜過程中旋轉能力無：斜向器、彎接頭+渦輪或螺桿鉆具、彎外殼螺桿鉆具有：固定穩(wěn)定器組合、可變徑穩(wěn)定器組合、可復合旋轉螺桿鉆具、可調彎角鉆具、旋轉導向系統(tǒng)唯一具有主動造斜能力的是：旋轉導向鉆井系統(tǒng)2定向造斜與軌跡控制鉆進方式與工具面角鉆進方式滑動鉆進方式：井口不旋轉，利用井下動力鉆具帶動鉆頭旋轉旋轉鉆進方式：井口旋轉工具面角：井斜鉛垂面與造斜工具面的夾角。2定向造斜與軌跡控制鉆進方式與工具面角工具面角對井斜角和方