文档介绍：定向井轨道设计及其轨迹控制技术分析
【摘要】定向井钻井技术是指按照事先设计好的方位和井斜进行钻进而到达目的储层的钻井方法,它对分布在河流湖泊、沼泽海洋、高山森林、城镇等复杂地形中的油气藏具有很大的优势。正是定向井适用地形地貌复杂多变的特征决定了定向井的轨道设计和轨道控制的准确性和具有非常重要的意义。很多专家学者以及油气田现场施工人员都对此进行了大量的研究,得出了很多具有参考价值的理论和成果。但现有的研究大多倾向于一种具体的计算方法或者特定的油田,缺乏对于定向井井眼轨道设计及井眼轨迹控制的整体性描述和认识。基于此,笔者在认真研究定向井轨迹控制相关文献的基础上,对定向井的井眼轨道设计以及井眼轨迹控制进行了系统的研究而总结,为相关人员正确认识定向井井眼轨迹控制问题提供指导和参考。
【关键词】定向井轨道设计轨迹控制
1 引言
钻井是石油天然气开采的重要手段,它具有隐蔽性强、高风险、高投入、高回报等特点。在不断地石油天然气开发实践中,我国石油天然气开采行业已经形成了一系列的钻井技术,其中定向井钻井技术占有重要的地位。它是指按照事先设计好的方位和井斜进行钻进而到达目的储层的钻井方法,它对分布在河流湖泊、沼泽海洋、高山森林、城镇等复杂地形中的油气藏具有很大的优势。正是定向井适用地形地貌复杂多变的特征决定了定向井的轨道设计和轨道控制的准确性和具有非常重要的意义。在保持井眼稳定、井眼轨迹控制、提高机械钻速、保护油气层以及施工管理等钻定向井的五大任务中井眼轨道设计和轨迹控制直接关系到钻井措施的成败。由此可见,加强对定向井井眼轨道设计方法和井眼轨迹控制技术的研究具有重要的理论意义和现实意义。很多专家学者以及油气田现场施工人员都对其进过研究,得出了很多具有参考价值的理论和成果。刘乃震从定向井井眼轨道的设计方法入手对定向井井眼轨道设计方法的优化问题进行了研究,得出了能够降低成本、提高钻速、促使油气开发安全生产的优化方法[1];魏微、范海洲等人通过分析西峰油田定向井轨迹控制现场实施情况,提出了直井防斜技术、钻具组合技术以及防碰绕障技术等有利于定向井轨迹控制的技术,并指出了单弯复合钻具组合有利于调整井斜和方位、稳定器钻具组合会对钻井参数、地层因素、钻具尺寸造成影响等现场实施经验规律[2];王清江、毛建华等人认为影响井眼轨迹的因素主要有钻具组合结构、地质特性、钻井工艺参数、井眼轨迹几何形状等。且在钻井过程中, 预测是控制的基础,如果没有精确的井眼轨迹参数预测,就不可能实现准确的井眼轨迹控制。他们通过实践经验和研究归纳总结出了一套井眼延伸方向预测的实用程序及井眼轨迹控制原则, 能够给现场钻井施工技术人员提供一定的指导和参考[3]。另外,谢国民[4]、韩志勇[5]、崔红英[6]等分别从自身理解的角度出发对定向井轨迹控制问题进行了研究。但这些研究要么是倾向于对一种轨迹计算方法的介绍应用,要么是针对某一个油田的具体实施的。缺乏对于定向井井眼轨道设计及井眼轨迹控制的整体性描述和认识。基于此,笔者在认真研究定向井轨迹控制相关文献的基础上,对定向井的井眼轨道设计以及井眼轨迹控制进行了系统的研究而总结,为相关人员正确认识定向井井眼轨迹控制问题提供指导和参考。
2 定向井轨道设计概述
定向井的轨道设计根据钻井的目的和用途不同又可以划分为常规定向井、水平井、丛式井、大位移井等几