石油钻井的定向是一个复杂的过程,涉及多种技术和方法。以下是一些关键步骤和技术的概述:
定向井设计
在钻井计划的初期,根据井眼安全要求、地质构造、地层性质、钻井目标等因素,确定钻井井眼的设定轨迹和井斜角度等参数,制定定向井设计。
定向井位控制
根据定向井设计,通过使用定向井位测量工具和数据处理系统,实时监测钻井井眼的位置和方位,调整钻井操作,以保持钻井井眼在设计轨迹上。
定向工具和技术
包括定向测井仪、方位工具、倾斜度测量传感器、方位传感器、电缆测深仪、电缆测斜仪以及电缆测深测斜仪等工具,通过这些工具收集井眼测量数据,实现钻井的位置控制。
定向方法
常用的定向方法包括旋转座标法、相对法、磁性方位法、重力方位法、磁测法、声纳测斜法、泥浆测斜法等。这些方法通过不同的物理原理和数据处理方式,提供了钻井井眼位置和方位的准确测量。
井斜角度与方位角度
钻井井斜角度是指钻井井眼与构造面的倾角,通常用度数表示。钻井井眼的方位角度是指井斜曲线在构造面上的方位角,通常用度数表示。
防斜打直技术
井斜是指井眼轴线偏离了铅垂线。满眼钻具可以有效地预防井斜。井斜后需要纠斜,纠斜方法有两种,一种是钟摆法纠斜:是利用“钟摆”原理纠斜的一种方法,通过使用专用的防斜钻具组合及相应的技术措施来增大钟摆减斜力,以平衡和克服促使井斜的地层力。另一种方法利用动力钻具加弯接头或弯钻杆组合的钻具组合向原井斜的相反方面造斜,以达到纠斜的目的。
喷射钻井技术
利用钻井液流经钻头喷嘴所形成的高压射流充分地清洗井底,使岩屑免于重复切削,并与机械作用(钻头破岩)联合破岩,从而提高钻速的钻井技术。
定向钻井技术
借助于某种造斜工具,在一定的工艺技术措施配合下,使井眼沿着预先设计的井眼轨迹钻达目的层的钻井方法叫定向钻井。定向井的造斜方法有井底动力钻具造斜,转盘钻造斜以及斜井钻机造斜。
取芯钻井技术
利用专门的取芯工具和一定技术措施,将地下的岩石取到地面上来的一种钻井工艺。取芯工具包括取芯钻头、岩芯筒、岩芯爪、止回阀、扶正器和悬挂轴承等辅助部件。
完井技术
完井方法一般分为套管完井和裸眼完井两大类,共有6种方式:套管射孔完井、尾管射孔完井、先期裸眼完井、后期裸眼完井、筛管完井、砾石充填完井。
钻井井控技术
在钻井作业中,一旦发生井喷,就会使井下情况复杂化,无法正常钻井,被迫进行压井作业,对油气层造成不同程度的损害。同时,井喷后极易导致失控,井喷失控后,将使油气资源受到严重破坏,还易酿成火灾,造成人员伤亡,设备毁坏,油气井报废,自然环境受到污染。所以,井喷失控是钻井工程中性质严重,损失巨大的灾难性事故。
这些技术和方法的应用,使得石油钻井能够精确地沿着预定轨迹钻达目的层,提高钻井效率,同时降低对油气层的损害,确保石油开采的安全和效率。