定向井基本知识及防碰知识1

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1、定向井基本知识及防碰知识,工程技术管理部2008年11月,定向井施工要求,要与录井公司及设计单位校对坐标、设计方位、设计位移。做到三对口。 相邻两井造斜点错开100米。 有老井时校对老井数据。 井口间距不小于5米。,定向井施工要求,造斜点与设计相差50米以上的要向项目组申请更改造斜点。 控制直井段井斜，做好防碰预防。,定向井施工要求,定向和扭方位施工必须做记录。第一个单根必须划出草图。 出现自己解决不了的较紧急情况时，要及时采取果断措施。 提前预计并联系随钻施工。 每口井要小结，每阶段要总结。,直井：设计井眼轴线为一铅垂线，其井斜角、井底水平位移和全角变化率均在限定范围。,定向井：沿着预先设计

2、的井眼轨道，按既定方向偏离井口垂线一定距离，钻达一定目标的井。,定向井几个基本概念,普通定向井：一个井场内仅有1口最大井斜角小于60的定向井。 斜直井：用斜直钻机或斜井架完成，自井口开始井眼轨道一直是一段斜井段的定向井。 大斜度井：最大井斜角在60 80范围内的定向井 水平井：最大井斜角大于或等于86 ，并保持这种井斜角钻完一定长度段的井。长曲率半径：6 /30m中曲率半径：6 20 /30m 水平井: 中短曲率半径：1 20 /30m短曲率半径：1 10/m 径向水平井：k= 丛式井：在一个井场内有计划地钻出两口或两口以上的定向井组，其中可含1口直井。 多底井（分支井）：一个井口下面有两个或

3、两个以上井底的定向井。,定向井,定向井几个基本概念,工具面(磁工具面):造斜工具下到井底以后，工具面所在的绝对角度。高边工具面:工具面相对于高边在井底圆平面上的相对角度。定: 定预计施工工具面工具面反扭所谓“定”实际上就是井底工具面需要转动的角度。转: 转即方转，就是方钻杆需要转到的角度（相对于转盘 0标记）,定向井几个基本概念,工具面角（）：造斜工具下到井底以后，工具面所在的角度。,高边工具面角是以高边方向线为始边，顺时针转到工具面与井底圆平面的交线所转过的角度；,磁工具面角为以正北方向线为始边，顺时针转到工具面与井底圆平面的交线在水平面上的投影线所转过的角度。,一般井斜6 就要读取高边工具

4、面,为便于现场区分，高边工具面记作：L xx或R xx,2.井身剖面,1) 直井段:设计井斜角为零度的井段。 2) 造斜点（）:开始定向造斜的位置称为造斜点。通常以该点的井深来表示。 3) 造斜率（）:造斜工具的造斜能力,即该造斜工具所钻出的井段的井眼曲率。 4) 造(增)斜段:井斜角随井深增加的井段。,定向井几个基本概念,5) 稳斜段:井斜角保持不变的井段。,6) 降斜段:井斜角随着井深的增加而减小的井段。,7) 目标点:设计规定的、必须钻达的地层位置，通常以地面井口为坐标原点的空间坐标系的坐标值来表示。,8) 靶区及靶区半径（）:包含目标点在内的一个区域称为靶区。在大斜度井和水平井中，靶区

5、为包含设计井眼轨道的一个柱状体。,9) 靶心距（）:在靶区平面上,实钻井眼轴线与目标点之间的距离 。,定向井几个基本概念,井眼轨道水平投影,1) 工具弯角（）:在造斜钻具组合中,拐弯处上下两段的轴线间的夹角。2) 工具面:在造斜钻具组合中,由弯曲工具的两个轴线所决定的平面。3) 反扭角（）:在使用井下动力钻具进行定向造斜或扭方位时,动力钻具启动前的工具面与启动后且加压钻进时的工具面之间的夹角。反扭角总是使工具面逆时针转动。,定向井几个基本概念,4)高边：定向井的井底是个呈倾斜状态的圆平面，称为井底圆；井底圆上的最高点称为高边；从井底圆心至高边之间的连线所指的方向称为高边方向；从正北方向线顺时针

6、转至高边方向在水平面上的投影所转过的角度称为高边方位角。,5)工具面角（）：造斜工具下到井底以后，工具面所在的角度。,高边工具面角是以高边方向线为始边，顺时针转到工具面与井底圆平面的交线所转过的角度；,磁工具面角为以正北方向线为始边，顺时针转到工具面与井底圆平面的交线在水平面上的投影线所转过的角度。,一般井斜6 就要读取高边工具面为便于现场区分，高边工具面记作：R xx或L xx,测斜前，打钻杆接箍印记，要与转盘0对齐。下面用油漆做标记，以免与旧印记混淆,转盘0标记,+90,- 90,用吊线的办法把方钻杆标记棱延长至保护接头公扣段做标记，每次换接头都要重新标记。,接单根后，量取该标记与钻杆印记

7、间的夹角，俗称“方”角。,为便于找到方钻杆标记棱，在滚子方补心对应的位置用油漆作标记,谨记： 以下量上 顺正逆负,方钻杆需要转动的相对角度俗称“定”角。,0,+90,- 90,180,转角,方钻杆标记棱转过的绝对角度（转盘刻度），俗称“转”角。,定+方=转,使用单弯螺杆定向（扭方位）时，应注意入井前量取螺杆弯曲方向与定向直接头间的夹角，称为“弯差角”。弯差角的量取原则同样是“以下量上，顺正逆负”。计算实际工具面面的公式为：实际工具面=所测工具面-弯差角如图中，弯差角应为-90，如某次测得工具面为240 ，则实际工具面=240 -（-90 ）=330 。如果测得工具面为L 40 ，则实际工具面=

8、L 40 -（-90 ）=R 50 。,定向（扭方位）注意事项,井口印迹要清晰，测量夹角要注意判明方向。 要根据当前井斜方位和施工工具面，准确估计井底的井斜方位，保证造斜（扭方位）达到预期效果。,定向时注意问题,根据已钻井确定合适的超前角。 井斜小时工具面保证到位，避免井斜大时方位相差较多而扭方位，增加定向工作量。 根据井的深浅反扭角推荐取10-40度。,定向（扭方位）的计算公式,定= 目标 工+转 转= 定+ 方反扭 该公式使用于磁工具面及重力工具面。套啥工具面计算值就为何工具面。 重力工具面右偏为正，左偏为负。,定向施工举例,方,转,转盘刻度线,钻杆（铤）刻度线,方钻杆刻度线,假设设计方位

9、为120度，预计取方位超前角15度。 则目标=设计方位+超前角=120+15=135度,丈量转、 方均以下刻度为基准，顺时针为正，逆时针为负。图例转为正，假设为30度； 方为负值，假设为-75度。实测工具面假设为60度（磁工具面） 则定= 目标 工+ 转=13-60+30=10度 转= 定方+反扭=10+（-75）+=度 （反扭角假设取20度） （钻杆钢印与转盘刻度重合则转为）,0,+90,-90,180,增井斜,降方位,降井斜,增方位,重力工具面效果图,扭方位施工举例,方,转,转盘刻度线,钻杆（铤）刻度线,方钻杆刻度线,假设当前井斜为30度，方位为120度，需要稳（微增）井斜、全力增方位 丈

10、量转、方均以下刻度为基准，图例转为负，假设为-30度；方为负值，假设为-40度。实测工具面假设为左偏60度 则定= 目标 - 工+ 转=80-（-60）+（-30）=110度 转= 定+ 方+反扭=110+（-40）+=度 （假定欲取反扭角为度） （钻杆钢印与转盘刻度重合则转为）,扭方位时注意事项,扭方位时反扭角受井眼轨迹（井斜）、钻铤数量、钻压等因素影响。 为减少扭方位的难度，一般要求在井斜小于30度的情况下调整方位。 下钻时以下23柱钻铤为佳，可以达到减少反扭的目的。 为保证工具面到位，可以在钻进23米后复测工具面。,扭方位时注意事项,扭方位拉工具面是拉一个范围，（例如右偏30度与右偏40

11、度区别不大），所以第一个单根拉到这个范围就是成功。通过第一根单根可以反算出反扭。 产生反扭后可以通过上下活动钻具来保证工具面到位。,定向井钻具组合的选择,遵循先繁后简、先大后小的原则。 第一增斜段要求下入较大尺寸的扶正器，以利下部井段钻具组合有较多的选择。 无论是双扶增斜、双扶稳斜钻具组合，第一扶正器尺寸足够才能达到较好的效果。 双扶稳斜时，无磁钻铤外径偏小可倒一根较粗钻铤，达到良好的稳斜稳方位效果。,丛式定向井井组整体设计注意问题,避免井组中各井眼轨迹在空间交叉。 井组中各井的水平位移应综合考虑，长短结合，相邻两井造斜点错开50米。 井口间距不小于6米。（提示：严格执行钻井工程设计。）,造斜

12、点选择考虑因素,直井段已发生的轨迹偏移。 有利于防碰。 下部计划实施的增斜方式及其增斜率。 尽量利用钻头寿命。 造斜点应选择比较稳定、可钻性较好的地层。 垂深大、水平位移小的井，造斜点应深，以简化井身结构、加快钻速。 垂深小、水平位移大的井，造斜点应浅，以减少定向施工的工作量；,小位移井施工注意要领,小位移井一般指设计位移小于200米的定向井。 小位移井施工造斜点较深，以简化井身结构、加快钻速。 剖面以直增（稳）为主。稳斜段通常设计为100米以内以调节井斜方位。 直增剖面的前提是对钻具组合的增斜性能把握较好。避免欠井斜。,中位移井施工注意要领,中位移井一般指设计位移介于200500米的定向井。

13、 在设计时一般结合位移大小稳斜段控制在200300米，以调整井斜方位。 中位移井在具体施工中，个别技术员对井斜重视不够，极易导致井眼轨迹失控。这几年发生的填井测钻井多为中位移井。,大位移井施工注意要领,水平位移大的井，造斜点应浅，以减少定向施工的工作量。 大位移井设计应考虑控制最大井斜，井斜太大井壁磨阻大，易发生粘卡及增加完井作业难度。 大位移井施工最大井斜尽可能控制在30度以内。,防碰工作是丛式定向井生产的重中之重。安全距离必须大于4米。 严格执行防碰技术措施。 遵守测斜间距规定，必要时加密测斜。 控制好直井段井斜。,防碰技术措施及要求,二开前要分析该井防碰情况，要在测点离开表层10米后提前

14、朝有利方向施工，以方位改变至预定方位为准。复合2根后复测井底方位，出现方位不到位情况按强力扭方位、微降斜施工。 二开后要及时监控井眼轨迹发展，只要有防碰可能必须尽早消除，滑动改变轨迹趋势。,防碰技术措施及要求,直井段趋势在大门方向30度之内时且当井斜大于1度时必须下螺杆进行纠斜，使井眼轨迹偏离大门方向。 同一井组直井段施工尽量使用相同的钻井参数和钻具组合，使井眼轨迹尽量沿着相同的方向。 两个技术员井间交接时数据要交清，特别是要说明防碰情况和总结本井控制优特点。 “杜绝绕障施工”。 出现绕障施工,要按最安全角度出发。,防碰技术措施及要求,每次测斜后要及时计算、绘图，并向下做200米预算。特别是要

15、分析井眼轨迹发展趋势。 测斜数据必须每天及时汇报，防碰距离小于15米每天必须汇报防碰距离。防碰距离小于3米必须停钻汇报技术办公室。 任何人不得有防碰侥幸思想。,防碰技术措施及要求,在老井场施工的井，要求测量单位在测量井口坐标时，必须对井场老井井口坐标进行复测，并提供复测的井口坐标，确保新老井口坐标位于同一次测量的系统误差内。 丛式井井架前拖距离必须6米，井场有老井的前拖距离尽量8米，在预算时对防碰有困难的井应适当增大拖距。在大井组施工时井架每前拖三口井，应对大门方向和井口坐标进行复测。,防碰技术措施及要求,每口井必须制定具体的防碰技术措施，并由技术员进行措施交底，井队必须制定防碰岗位责任制并认

16、真落实。 严格按规定测斜间距测斜，丛式井每口井防碰井段（注：防碰井段指两井轨迹在同一垂深相距20米之内的井段）必须及时准确完整地绘制1：100防碰图。严禁弄虚作假，提供虚假数据给监督工作带来困难。 丛式井防碰图从第二口井开始，防碰井段必须打一点、测一点、计算一个点、绘制一个点，向下预算200米以上井段，并通过计算机和手工描点预算与邻井距离。,防碰技术措施及要求,相碰趋势时的处理要求： 两井预算轨迹有相交趋势时必须加密测点，并提前向有利方向绕障施工，两井相距小于4米时必须制定出绕障施工方案，施工时要捞取砂样观察。 两井防碰距离应杜绝进入3米之内（与老井距离应不小于4米），在两井防碰距离小于2米时，则应填井侧钻。 防碰井段钻进出现异常情况时，必须立即停钻分析，判断不清时应及时汇报，井队不得私自处理，更不得盲目钻进。,