水平井钻井工程设计.ppt
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水平井钻井工程设计.ppt
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水平井钻井工程设计水平井钻井工程设计11、前言前言22、概述概述33、水平井水平井钻井工程设计介绍钻井工程设计介绍主要内容主要内容水水平平井井技技术术是是2020世世纪纪8080年年代代国国际际石石油油界界迅迅速速发发展展并并日日臻臻完完善善的的一一项项综综合合性性配配套套技技术术,它它包包括括水水平平井井油油藏藏工工程程和和优优化化设设计计技技术术,水水平平井井井井眼眼轨轨道道控控制制技技术术,水水平平井井钻钻井井液液与与油油层层保保护护技技术术,水水平平井井测测井井技技术术和和水水平平井井完完井井技技术术等等一一系系列列重重要要技技术术环环节节,综综合合了了多多种种学学科科的的一一些些先先进进技技术术成成果果。
水水平平井井技技术术被被誉誉为为石石油油工工业业发展过程中的一项重大突破。
发展过程中的一项重大突破。
11、前言前言11、前言前言22、概述概述33、水平井水平井钻井工程设计介绍钻井工程设计介绍主要内容主要内容22、概述概述水平井的水平井的定义定义水水平平井井是是最最大大井井斜斜角角保保持持在在9090左左右右(一一般般不不小小于于8686),并并在在目目的的层中中维持一定持一定长度的水平井段的特殊井。
度的水平井段的特殊井。
水平井水平井钻井技井技术是常是常规定向井定向井钻井技井技术的延伸和的延伸和发展展22、概述概述水平井水平井的分的分类长半径(又称小曲率水平井)半径(又称小曲率水平井)造斜率造斜率K6/30mK6/30m(曲率关径(曲率关径R286.5mR286.5m)中半径(又称中曲率水平井)中半径(又称中曲率水平井)造斜率造斜率K=(6K=(620)/30m20)/30m(曲率半径(曲率半径R=286.5R=286.586m86m)短半径(又称大曲率水平井)短半径(又称大曲率水平井)造斜率造斜率K=(3K=(310)/m10)/m(曲率半径(曲率半径R=19.1R=19.15.73m5.73m)分类分类依据依据曲率半径曲率半径22、概述概述水平井的水平井的技术特点技术特点以中半径以中半径水平井水平井为例为例使用的井下工具接近于常使用的井下工具接近于常规工具工具进入油入油层前的无效井段前的无效井段较短短造斜段多用井下造斜段多用井下动力力钻具具钻井,可控性好井,可控性好离构造控制点离构造控制点较近近可用常可用常规的套管及完井方法的套管及完井方法井下扭矩及阻力井下扭矩及阻力较小小较高及高及较稳定的造斜率定的造斜率22、概述概述水平井的水平井的技术特点技术特点以中半径以中半径水平井水平井为例为例穿透油穿透油层段段长(可达(可达10001000mm)井眼控制井段井眼控制井段较短短井眼尺寸不受限制井眼尺寸不受限制可以可以测井和取心井和取心可可实现选择性完井方法性完井方法要求使用要求使用MWDMWD(或或LWDLWD)要求使用加重要求使用加重钻杆杆22、概述概述水平井的水平井的使用范围使用范围超稠油和稠油油藏超稠油和稠油油藏薄油薄油层油藏油藏以垂直裂以垂直裂缝为主的油藏主的油藏底水和气底水和气顶活活跃的油藏的油藏低渗油藏低渗油藏11、前言前言22、概述概述33、水平井水平井钻井工程设计介绍钻井工程设计介绍主要内容主要内容一、一、钻井工程井工程设计书中书中包括的内容包括的内容二、要介绍的设计内容二、要介绍的设计内容33、水平井水平井钻井工程设计介绍钻井工程设计介绍一、一、钻井工程井工程设计书中书中包括的内容包括的内容33、水平井水平井钻井工程设计介绍钻井工程设计介绍11、设计依据与要求、设计依据与要求22、井身结构设计、井身结构设计33、井身质量要求、井身质量要求44、钻具组合设计、钻具组合设计55、钻井参数设计、钻井参数设计66、水平井井身轨迹设计、水平井井身轨迹设计77、防止油气层损害要求、防止油气层损害要求88、钻井液设计、钻井液设计99、油气井控制要求、油气井控制要求1010、固井与完井工艺设计、固井与完井工艺设计1111、各次开钻或分井段(包括取心)施工重点要求、各次开钻或分井段(包括取心)施工重点要求1212、测井工艺技术要求、测井工艺技术要求1313、完井井口装置设计、完井井口装置设计1414、安全环保要求、安全环保要求1515、周期计划、周期计划1616、钻井费用预算、钻井费用预算二、要介绍的设计内容二、要介绍的设计内容中中曲曲率率半半径径水水平平井井的的井井身身结结构构设设计计,井井眼眼轨轨迹迹设设计计与与控控制制技技术术要要求求,钻钻具具组组合合设设计计、钻钻井井液液与与完完井井液液设设计计,钻井井参参数数设计,完完井井工工艺设计等内容等内容。
33、水平井水平井钻井工程设计介绍钻井工程设计介绍井井身身结构构设计33、水平井水平井钻井工程设计介绍钻井工程设计介绍总总的的原原则则是是:
以以经经济济效效益益为为中中心心,以以实实现现安安全全、快快速速钻钻井井为为目目的的的的原原则。
具体要求如下:
则。
具体要求如下:
以完钻井井史、测井、测试、试油和试漏等资料建立的地层孔隙以完钻井井史、测井、测试、试油和试漏等资料建立的地层孔隙压力剖面和破裂压力剖面为基础,以完钻井井身结构资料为依据。
压力剖面和破裂压力剖面为基础,以完钻井井身结构资料为依据。
井身结构设计根据采油工程提出的完井方式和油层套管尺寸、强井身结构设计根据采油工程提出的完井方式和油层套管尺寸、强度等要求进行设计。
度等要求进行设计。
井身结构设计通过多方案对比,从技术经济指标,如钻井速度、井身结构设计通过多方案对比,从技术经济指标,如钻井速度、钻井成本、油层保护和钻井风险性等方面定性或定量分析进行对比,钻井成本、油层保护和钻井风险性等方面定性或定量分析进行对比,提出推荐方案。
提出推荐方案。
井井身身结构构设计33、水平井水平井钻井工程设计介绍钻井工程设计介绍辽河油田主要的井身河油田主要的井身结构构类型型339.7339.7mmmm(或或273.05273.05mmmm)水泥返高水泥返高444.5444.5mmmm(或或346.0346.0mmmm)139.7139.7mmmm(调长光管调长光管+筛管)筛管)215.9215.9mmmm适用适用区块区块:
欢2-11-132-11-13块、茨茨631631块等等稀油区块稀油区块井井身身结构构设计33、水平井水平井钻井工程设计介绍钻井工程设计介绍辽河油田主要的井身河油田主要的井身结构构类型型339.7339.7mmmm(或或273.05273.05mmmm)水泥返高水泥返高444.5444.5mmmm(或或346.0346.0mmmm)177.8177.8mmmm(调长光管调长光管+筛管)筛管)241.3241.3mmmm适用适用区块区块:
锦1616块、锦2727块、锦612612块、欢127127块、洼洼6060块等等稠油区块稠油区块井井身身结构构设计33、水平井水平井钻井工程设计介绍钻井工程设计介绍辽河油田主要的井身河油田主要的井身结构构类型型适用适用区块区块:
冷冷4141块、冷冷4242块、冷冷4343块、高高22区、区、高高33区、区、洼洼3838块、新海新海2727块、杜杜8484块、杜杜3232块、杜杜813813块339.7mm水泥返高水泥返高444.5mm244.5mm311.1mm215.9mm177.8mm悬挂器位置:
技套鞋以上悬挂器位置:
技套鞋以上50m井井身身结构构设计33、水平井水平井钻井工程设计介绍钻井工程设计介绍辽河油田主要的井身河油田主要的井身结构构类型型适用适用区块区块:
小小2222块、沈沈625625块、齐131131块、欧欧3131块、茨茨1313块等等339.7mm(或或273.05mm)水泥返高水泥返高444.5mm(或或346.0mm)177.8mm241.3mm152.4mm127mm悬挂器位置:
技套鞋以上悬挂器位置:
技套鞋以上50m井井眼眼轨轨迹迹设设计计33、水平井水平井钻井工程设计介绍钻井工程设计介绍井井眼眼轨迹迹设计是是轨迹迹控控制制的的基基础和和依依据据,是钻井工程设计的重要内容。
是钻井工程设计的重要内容。
井井眼眼轨迹迹设计包包括括轨轨迹迹类类型型选选择择、曲曲率率优优选、稳斜段长度优选、稳斜角优选等。
选、稳斜段长度优选、稳斜角优选等。
井井眼眼轨轨迹迹设设计计33、水平井水平井钻井工程设计介绍钻井工程设计介绍常常用用井井身身剖剖面面从理从理论上上讲,水平井的井身剖面可,水平井的井身剖面可根据根据实际需要而需要而设计成多种成多种类型,但型,但实际上上应用最多、最有代表性的有用最多、最有代表性的有33种种类型。
型。
井井眼眼轨轨迹迹设设计计33、水平井水平井钻井工程设计介绍钻井工程设计介绍常常用用井井身身剖剖面面单弧剖面弧剖面又称又称“直直增增水平水平”剖面,它由直井段、剖面,它由直井段、增斜段和水平段增斜段和水平段组成,其突出特点是成,其突出特点是用一种造斜率使井用一种造斜率使井身由身由00造至最大井造至最大井斜角斜角HH。
这种剖面种剖面适用于目的适用于目的层顶界界与工具造斜率都十与工具造斜率都十分确定条件下的水分确定条件下的水平井。
平井。
井井眼眼轨轨迹迹设设计计33、水平井水平井钻井工程设计介绍钻井工程设计介绍常常用用井井身身剖剖面面双弧剖面双弧剖面又称又称“直直增增稳增增水平水平”剖面,由直井剖面,由直井段、第一增斜段、段、第一增斜段、稳斜斜段、第二增斜段和水平段、第二增斜段和水平段段组成,突出特点是在成,突出特点是在两段增斜段之两段增斜段之间设计了了一段一段较短的短的稳斜斜调整段,整段,以以调整由于工具造斜率整由于工具造斜率的的误差。
差。
这种剖面适用种剖面适用于目的于目的层顶界确定而工界确定而工具造斜率不十分确定的具造斜率不十分确定的情况,是中、情况,是中、长曲率半曲率半径水平井比径水平井比较普遍采用普遍采用的一种剖面的一种剖面设计。
井井眼眼轨轨迹迹设设计计33、水平井水平井钻井工程设计介绍钻井工程设计介绍常常用用井井身身剖剖面面三三弧剖面弧剖面又称又称“直直增增稳增增稳增增水平水平”剖面,剖面,突出特点是在三个增斜突出特点是在三个增斜段之段之间相相继设计了两个了两个稳斜段,第一斜段,第一稳斜段用斜段用于于调整由于工具造斜率整由于工具造斜率的的误差造成的差造成的轨道偏差,道偏差,第二第二稳斜段斜段则用于探油用于探油顶。
适用于目的。
适用于目的层顶界界和工具造斜率都有一定和工具造斜率都有一定误差的情况,尤其适用差的情况,尤其适用于薄油于薄油层水平井剖面水平井剖面设计。
井井眼眼轨轨迹迹设设计计33、水平井水平井钻井工程设计介绍钻井工程设计介绍井眼曲率井眼曲率优化化设计根据地根据地层胶胶结程度及以往程度及以往钻井井经验来来选择合适的造斜率,以合适的造斜率,以实现降低降低钻井施工井施工难度及度及钻井成本的目的;井成本的目的;对于井深比于井深比较大、大、靶前位移比靶前位移比较大的水平井,尽量大的水平井,尽量选择较小小的造斜率。
在的造斜率。
在辽河油田,正常情况下的井河油田,正常情况下的井眼曲率一般眼曲率一般为667/307/30mm。
井井眼眼轨轨迹迹设设计计33、水平井水平井钻井工程设计介绍钻井工程设计介绍靶前位移、靶前位移、稳斜段斜段长度的度的优选靶前位移、靶前位移、稳斜段斜段长度是度是轨迹迹设计计算算中的中的优选项,需要,需要综合考合考虑。
当水平井靶。
当水平井靶体位置确定后,靶前位移直接决定了井口体位置确定后,靶前位移直接决定了井口位置,它不位置,它不仅决定了所决定了所钻井的井深,而且井的井深,而且与与钻前工作量有重要关系。
前工作量有重要关系。
稳斜段斜段长度将度将影响井眼曲率的影响井眼曲率的选择、对轨道道调整的效果、整的效果、钻井速度等。
目前井速度等。
目前辽河油田的靶前位移一
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- 水平 钻井 工程设计