丛式井、分支井钻井过程中的井眼防碰计算及应用

《丛式井、分支井钻井过程中的井眼防碰计算及应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、丛式井、分支井钻井过程中的井眼防碰计算及应用摘要：根据碰撞井之间的相互位置关系，总结了井眼相碰的形式及各种形式下防碰预防手段。由球面及法面扫描最近距离的数学特点，给出了计算扫描半径的简化方法。同时，应用扫描计算的有关理论，给出了某取分支定向井实钻扫描结果及决策方案。最后，给出了防碰扫描应关注的要点，并给出了几条建议。主题词：碰撞形式防碰手段扫描原理计算方法综合决策1井眼碰撞形式分类及原因分析井眼相碰为空间连续变化的两个井眼相交于一点的名词描述。两井相碰，有时是钻井有冃的控制的结果（如为处理恶性井喷事故而打救援井），可为生产服务。但更多的时候，井眼相

2、碰是工程忽视控制而导致的结果，一般具有负面效应，最终影响止常的生产作业。依据碰撞井之间的相互位置关系，可将井眼相碰问题归结为以下几种形式：（1）丛式井相邻井之间（如图1）。这种碰撞乂分为两种类型：一类为井眼相碰于未开始造斜的直井段（如图2、图4中1点）。这种碰撞产生的主要原因是，平台内各井在井口距离较小的客观条件下，钻井放松了对已钻井、待钻井甚至所有井的井身质量控制。另一类为待钻定向井在造斜阶段与已钻井相碰（如图3、图4中2点），其主要原因是轨迹控制过程中，疏忽了预测待钻井与已钻各井之间的位置关系,而没有实施有效的防碰绕障作业；图！井口位置图圏2鑫

3、井段盛攢(2)井口距离较远的待钻井与已钻井之间(如图5)o这种碰撞常发生在老区布署的定向井或侧钻井与已钻井之间，其产生的客观原因是：已钻井空间投影位于待钻井目标投影方位附近，或定向井轨迹到达该井投影垂深附近，两者投影交叉；(2)多分支井主-分支井眼或分支-分支井眼之间(如图6)o图6此类碰撞产生的主要原因是：在分支井眼开窗期间，定向开窗失误造成分支井眼实际开窗方位偏离设计方位，实钻分支井眼轨迹落在了已钻主井眼或其它分支井眼闭合的区间内，分支井眼实现钻井目标必须穿过此闭合区。2防碰预防的必耍性在钻井作业过程中，导致井眼碰撞的原因多种多样，但无论是因哪

4、一种原因导致的井眼相碰，往往会带来巨额的经济损失，其主要表现有：(1)需要投资对破损的生产井套管进行修补；(2)正常钻井作业中断，恢复生产需要注水泥封固下部井眼，由此导致进尺的报废以及作业时间的增加；(1)钻井液漏失，造成生产成本增加；(2)若被碰撞井为生产井，则应考虑对油井产量的损失；(3)对分支井钻井，若分支井眼钻遇主井眼或其它分支井眼，则有可能导致项目作业失败，全井报废的后果。因此，在存在井眼碰撞可能井的钻井过程之前或之中，对各井眼的空间关系及运动趋势做出预测，进而采取相应的针对措施，尽量避免因各种原因导致的两井相碰，具有非常重要的现实意义。

5、3防碰预防手段预防井眼相碰的主耍技术措施有：(1)提高测量的精度，尽量减小各种因素导致的误差。在待钻井施工过程中，必须随时进行其与已钻井之间的空间位置扫描计算，保证待钻井与扫描井之间的距离始终大于两井井眼半径之合；(2)若作业对象为丛式井钻井平台，其重点是在加强各独立井直井段井身质量控制的同时，做好待钻与已钻井在空间位置的对比关系，并由此控制好待钻井的井眼轨迹控制；(3)对作业对象目标为分支井的情况：其一，需要强化设计垂直井段的井身质量控制，特别是开窗点以下的井身质量；其二，需耍细化开窗定向与测量工艺，保证开窗方位；其三，在待钻施工过程中，应随时进

6、行待钻轨迹其与已钻主井眼或各分支井眼之间的空间位置扫描计算，保证待钻井与扫描井之间的距离始终处于测量误差所界定的安全距离之外。4防碰扫描原理防碰扫描是在钻井过程中预防井眼碰撞，进行科学决策的基础。该技术发展到今天，已形成了基于最小曲率半径法计算单井轨迹参数，结合不同的扫描原理而发展起来的最近距离扫描、法面距离扫描以及平面距离扫描等方法。在扫描对比中，若定义一个井眼轨迹为参照轨迹(或ReferenceWell),与参照井进行对比的井称为比较轨迹(Off-setWeiDo则可得各扫描方法的简单原理。4.1邻井法面距离邻井法面距离扫描主耍应用于有一定井斜

7、、方位差异不大相邻两井距离的扫描，如图7所示。其扫描原理是，过参考井上的一点(称为参考点)，做该点切线的法平面(简称法面)，与对比井井眼相交于一点(扫描点)，扫描点与参考点的距离为扫描半径。其水平投影方向与参考井的高边方向的夹角(顺时针方向为正)为扫描角。对于对比井上的任一点Q(L),表示为戸Q・贝IJM点与Q点之间的位移的矢量表达为：(1)令Y(L)表示顽在法面法向的投影，则得扫描距离为：(2)Y(L)=5必•貫MKFq-Fm)•Fm=(Nq-NN1)Nm+(Eq-EQEm+(Hq-HQHm;式中NQ、EQ、HQ分别为对比井上Q(L)点相对于井口

8、的北、东、垂深坐标，mo4.2邻井最近距离最近距离是扫描井间距离的另一种方法。由于这种方法基本正确反映了距离较近的、井斜较