【正文】 也能減小鉆柱旋轉(zhuǎn)時撓曲 , 避免損壞 鉆具。 ? 狗腿嚴重度計算公式 : a: Cos DogLeg= 〔 Cos(Inc1) 179。 Cos (Inc2)+Sin(Inc1) 179。 Sin(Inc2)179。 Cos(Direction Change)〕 b: Dog Leg=Cos1 允許的方位偏移與極限 ? 定向鉆進時 , 初始造斜方向或在設(shè)計方位的左邊或右邊 , (即選定導(dǎo) 角 ), 然后通過自然漂移鉆達靶區(qū) , 井眼軌跡是一條空間曲線。 ? 但是對導(dǎo)角也有一個限制 , 在井眼密集的井網(wǎng)中 , 要求定向井軌跡 保持在以設(shè)計井眼軸線為中心的園柱內(nèi) , 以避免與鄰井相碰。 ? 同樣 , 由于油藏特性和地質(zhì)地層條件 , 也對導(dǎo)角的大小有一定的限 制。 鄰井和鉆柱的磁場對測量儀器的影響 ? 用過的鉆柱通常已被磁化 , 因此測量時需用非磁鉆鋌。 ? 同時 , 鄰井的套管產(chǎn)生的磁場對測量有影響 , 因此也要加以考慮。 定向井軌跡設(shè)計與計算 定向井剖面類型選擇 在進行定向設(shè)計的時侯 , 首先應(yīng)根據(jù)井身剖面設(shè)計的原則確定一種井身 剖面。井身的剖面類型很多。選擇合適的井身剖面不是 一件容易的事。 它必須考慮到地質(zhì)條件、套管程序、目的層的位置以及鉆井技術(shù)水平等因素。 根據(jù)目前國內(nèi)外的資料和經(jīng)驗 , 最常用的井身剖面有三種。如圖 21 所示 : 類型 1,如圖 21A 所示 , 這種剖面造斜深度較低 , 通常在表層套管內(nèi)即達到所需的井斜角 , 以后一直穩(wěn)斜鉆至目的層位。 該剖面最常用于不下中間套管和單一油層的中深井 , 也可用于要求水平位移很大 , 井深較深的井。 類型 2, 如圖 21B 所示 , 這種剖面造斜井深較淺。造斜完后 , 下表層套管然后穩(wěn)斜鉆進。在達到預(yù)定的水平位移后降斜鉆進 ,直到井眼垂直 , 然后下中間套管。最后使井眼垂直進入油層。 該剖面適用于地層情況復(fù)雜需要下中間套管 , 而且油層較多的井。采用這種剖面 , 井距易于保持均勻。 在斜井段處于較軟的上部地層便于造斜。 類型 3, 如圖 21C 所示。這種剖面具有大段的垂直井段 , 與其它類型的剖 面相比井斜角可能大一些 , 且位移小一些。由于造斜點較深 , 地層膠結(jié)較好 ,因此造斜費時較長 , 且造斜段沒有用套管封固。 圖 21A 圖 21B 圖 21C 上述幾種剖面類型 , 并不是一成不變的。在生產(chǎn)實踐中 , 常常根據(jù)實際 情況靈活應(yīng)用 , 設(shè)計出許多剖面。例如懸鏈線 , 二次拋物線等井身剖面 , 選用這類井身剖面 , 鉆具摩阻小。 井身剖面的設(shè)計方法 ? 定向井井身剖面的設(shè)計方法有三種 : 作圖法、查圖法、解析法。 由 于計算機技術(shù)的迅速普及且精度高 , 因此解析法成為最廣泛使用的一種 方法 ? 解析法的計算方法 中所述的第二類型井身剖面 , 即五段制剖面“直 增 穩(wěn) 降 穩(wěn)” , 可以作為所有常規(guī)井剖面的代表 , 故下面以這種剖面為例說明其設(shè)計計算方法。 例 1: 已知條件 : 全井總垂井 H, 靶點垂深 Ht,位移 At, 設(shè)計方位Φ 0, 進入油層角度α , 試設(shè)計該定向井。 設(shè)計步驟 : ① 初步確定井身剖面類型 采用五段制 , 即“直 增 穩(wěn) 降 穩(wěn)”。圖 21 為剖面示意圖 圖 22: 剖面示意圖 ② 選定造斜點 , 即確定垂直井段 Hv ③ 選定增斜率和降斜率 增斜率Δα 1, 降斜率Δα 2, 則增斜、降斜井段的曲率半徑分別為 : 1 1 R1= R2= Δα 1 Δα 2 ④ 計算最大井斜角α max 通過幾何關(guān)系 , 求得方程得 : α max=2tg1((H0(H02+A022R0*A0)1/2)/(2R0A0) 式中 :H0=HtHv+R2*sinα A0=At+R1R2*cosα R0=R1+R2 ⑤ 井身剖面的計算 , 按照曲率半徑法原理通過計算機實現(xiàn)。 實際井眼軸線的計算方法 ? 井眼軌跡的測量方法分類 , 共分為三類七種方法 : 第一類 : 直線法 , 包括正切法和平均角法。 第二類 : 折線法 , 即平衡正切法。 第三類 : 曲線法 , 包括園柱螺線法 (曲率半徑法 )、校正平均角法、 弦步法。 ? 現(xiàn)場常用的測量計算方法 在 上述七種計算方法中 , 從計算假設(shè)中的合理性上看 , 直線法不如 曲線法 , 但直線和折線法較為簡單 , 而曲線較為復(fù)雜。 由于計算機得到普遍應(yīng)用 , 因此曲線法也就成了最普遍的方法 , 尤其是園柱螺線法 (曲率半徑法 )和最小曲率法。 下面介紹現(xiàn)場常用的兩種方法 : ㈠ 平均角法 (角 平均法 ) (Angleaveraging method) 此法認為兩相鄰測點之間的井眼為一直線 , 該直線的 井斜角α和方 位角φ等于上下兩測點相應(yīng)角度的算術(shù)平均值。即 α A+α B α V= 2 φ A+φ B φ V= 2 其余計算公式如下 : Δ H=Δ L COSα V 垂深增量 Δ S=Δ L Sinα V 位移增量 Δ N=Δ L Sinα V178。 Cosφ V 南北坐標(biāo)變化 Δ E=Δ L Sinα V178。 Sinφ V 東西坐標(biāo)變化 ㈡ 曲率半徑法 (Radius of Curvature method) 此法認為相鄰兩測點的井段是一段園弧曲線 , 整個井眼就是由許多段曲 率半徑不等的園弧組成。圖 23 所示 , (a)和 (b)為 AB 井段的垂直和水平平面圖。 令 RAB 和 rAB 為 AB 在上述兩圖的曲率半徑。 圖 23A: 井段 AB 的垂直剖面圖 圖 23B: 井段 AB 的水平平面圖 井段 AB 的有關(guān)計算式為 : LBLA RAB= (α為弧度 ) α Bα A LBLA RAB= (α為度 ) α Bα A RAB(Cosα ACosα B) rAB= (φ為弧度 ) (φ Bφ A) RAB(Cosα ACosα B) rAB= (φ為度 ) (φ Bφ A) Δ H=RAB(Sinα BSinα A) Δ S=RAB(Cosα ACosα B) Δ N=rAB(Sinφ BSinφ A) Δ E=rAB(Cosφ ACosφ B) SE、φ S 和 KAB 的計算與其它方法一樣。 第三章 定向井主要鉆井工具介紹 泥漿馬達介紹 泥漿馬達由 : 驅(qū)動頭、軸承總成、萬向接頭、轉(zhuǎn)子、 定子和旁通閥組成。其馬達部分由定子和轉(zhuǎn)子組成 , 泵入鉆具的鉆井液流經(jīng)馬達推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后再流經(jīng)鉆頭 , 轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)力傳遞給鉆頭帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)。圖 31, 井下馬達的主要部件。 圖 31, 井下馬達的主要部件 下面以納維鉆具為例分別介紹泥漿馬達的各主要部件 : 旁通閥 旁通閥是為了使循環(huán)液繞 過馬達 , 因此 , 下鉆時可讓循環(huán)液灌入鉆柱 。 起鉆或接鉆桿時可讓管內(nèi)液體瀉出。 當(dāng)無循環(huán)或低泵量循環(huán)時 , 彈簧使活塞處于上部位置 , 此時孔道開啟 , 泥漿可流入鉆柱或自鉆柱流出?；钊膭幼魅Q于排量 , 相當(dāng)于推薦最大排 量的 30%時活塞被下推座于活塞座上 , 于是孔道被封閉 , 鉆井液徑直流經(jīng)馬達 如果停泵 , 彈簧再將活塞頂回到原來上部位置 , 孔道又被開啟。 圖 32 旁通閥示意圖 多級馬達