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过采空区叠置“三带”定向钻井技术研究

煤炭科学技术 2023年第11期51卷 148-157页

作者：娄毅梁龙军陈捷邵林杰阳富芹易旺贵州盘江煤层气开发利用有限责任公司贵州贵阳550009 贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心贵州贵阳550009 贵州省煤田地质局一五九队贵州贵阳550009

贵州煤炭资源量大,经长期开采,形成大面积采空区,采空区下伏煤层气资源量丰富,但开发利用率低。主要原因为贵州地区地面条件复杂、煤系地层纵向跨度大、煤层发育具有多薄等特点。在采空区钻井抽采上覆煤层卸压瓦斯及下伏煤层气时,采用... 详细信息

贵州煤炭资源量大,经长期开采,形成大面积采空区,采空区下伏煤层气资源量丰富,但开发利用率低。主要原因为贵州地区地面条件复杂、煤系地层纵向跨度大、煤层发育具有多薄等特点。在采空区钻井抽采上覆煤层卸压瓦斯及下伏煤层气时,采用常规钻井技术成井较为困难,易发生井下复杂事故,导致贵州地区对煤矿采空区内煤层气资源的开发利用较少。为了抽采采空区上覆煤层卸压瓦斯及充分利用采空区下伏煤层煤层气资源,探索多煤层采空后上覆煤岩层叠置“三带”在纵向发育特征及底鼓煤岩层应力变化规律就显得尤为重要。以贵州盘江矿区山脚树矿为例,实施1口过采空区多煤层定向试验井。结果表明:在贵州特殊地质条件下在煤矿采空区实施定向井抽采上覆煤层气卸压瓦斯及下伏煤层煤层气具有很好的经济性。同时通过该井的成功实施,首先探明了盘江矿区多煤层采空后“叠置”三带在纵向上的发育特征,其次成功获取了煤矿采空区下伏煤层煤层气抽采关键地质及工程技术参数,实现了采空区煤层气资源利用最大化,为后续在盘江矿区乃至整个贵州地区开展采空区瓦斯卸压抽采及下伏煤层煤层气开发提供了宝贵的工程经验和技术支撑。

关键词：采空区多薄煤层定向钻井煤层气叠置“三带” 盘江矿区

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定向钻井轨道设计与轨迹计算的关键问题解析

石油钻探技术 2011年第5期39卷 1-7页

作者：刘修善中国石化石油工程技术研究院北京100101

结合国内外定向钻井技术发展动态和新修订的行业标准《定向井轨道设计与轨迹计算》,重点论述了应引起关注和需要厘清的若干技术问题,并介绍了相关领域的最新技术进展,内容包括:轨迹归算方法、轨道设计方法、二维井身剖面的通用设计方法... 详细信息

结合国内外定向钻井技术发展动态和新修订的行业标准《定向井轨道设计与轨迹计算》,重点论述了应引起关注和需要厘清的若干技术问题,并介绍了相关领域的最新技术进展,内容包括:轨迹归算方法、轨道设计方法、二维井身剖面的通用设计方法、侧钻/分支井轨道设计、三维漂移轨道设计、实钻轨迹偏差分析、轨迹入靶评价等。解析这些技术原理和方法,有助于工程技术人员深刻理解定向钻井轨道设计与轨迹监测的技术内涵,有利于使钻井工程设计部门、钻井公司及钻井队、定向井公司、石油公司及监督部门等达成共识和协同工作,并形成一致性的技术规范。

关键词：钻井理论定向钻井行业标准轨道设计轨迹计算

深层、超深层定向钻井中若干基础研究进展与展望

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天然气工业 2024年第1期44卷 1-12,I0001页

作者：高德利黄文君石油工程教育部重点实验室•中国石油大学北京

深层、超深层定向钻井具有“垂深大与水平延伸远”的双重特征,受到复杂地层、高温高压、超长裸眼等多重因素约束,其安全高效作业面临着更大的全方位技术挑战。为此,着眼于深层、超深层定向钻井的提速提效问题,系统总结了定向钻井的发展... 详细信息

深层、超深层定向钻井具有“垂深大与水平延伸远”的双重特征,受到复杂地层、高温高压、超长裸眼等多重因素约束,其安全高效作业面临着更大的全方位技术挑战。为此,着眼于深层、超深层定向钻井的提速提效问题,系统总结了定向钻井的发展概况与技术特点,选取了深层、超深层定向钻井中力学方面的几个重要基础问题,分析了国内外专家学者的相关研究进展和最新研究成果,最后展望了深层、超深层定向钻井基础理论研究发展趋势并提出相关建议。研究结果表明:①大小偏差融合控制算法兼顾了井眼轨迹的控制精度、光滑度等多目标约束,适应于深层、超深层条件下井眼轨迹实时控制要求;②合理优化振动减阻工具个数、安放位置及其激励力幅值,可显著降低井下管柱摩阻,并有效提高机械钻速;③基于误差补偿机制的机械钻速融合预测模型既保留了机理模型的可解释性,又具有较高的预测精度;④套管复合磨损预测模型突破了经典“单月牙”模式的局限性,实现了复合模式下套管磨损形状与深度的同步预测。结论认为,深层、超深层定向井和水平井是未来油气井工程的重要发展方向之一,需要加强多因素耦合机理、钻井延伸极限、机理与数据融合驱动等方面的基础研究,以推动复杂油气井工程基础理论的创新与发展,为深层、超深层钻井工程技术进步提供必要的基础理论支撑。

关键词：深层和超深层油气工程定向钻井钻井力学基础研究钻井延伸极限设计控制

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定向钻井PDC钻头切削参数计算方法

石油钻采工艺 2014年第5期36卷 5-9页

作者：邹德永王家骏于金平郭玉龙赵健卢威中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 华北油田公司河北任丘062552

定向钻井PDC钻头的优化设计和导向性能分析需要准确计算PDC切削齿的切削面积、切削体积和切削弧弧长等切削参数。针对弯外壳螺杆马达或推靠式旋转导向系统,运用空间解析几何理论和数值计算方法,分析了PDC钻头在井底的运动状态,建立了切... 详细信息

定向钻井PDC钻头的优化设计和导向性能分析需要准确计算PDC切削齿的切削面积、切削体积和切削弧弧长等切削参数。针对弯外壳螺杆马达或推靠式旋转导向系统,运用空间解析几何理论和数值计算方法,分析了PDC钻头在井底的运动状态,建立了切削齿的运动轨迹方程和切痕曲线方程。综合考虑了钻头偏转角、钻头的复杂运动、钻头结构参数及切削齿切削的先后次序等因素的影响,建立了切削齿的切削面积、切削体积和切削弧弧长等切削参数的数值计算方法,为PDC钻头的计算机优化设计和定向钻井PDC钻头的导向性能分析提供了一种分析手段。实例计算表明,模型和方法具有实用性,可进一步推广应用。

关键词： PDC钻头切削齿切削参数运动轨迹定向钻井

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定向钻井的三维计算机模式

石油大学学报（自然科学版） 1990年第5期14卷 26-32页

作者：帅健吕英民蔡强廉石油大学

假定钻头具有侧向切削性能和地层正交各向异性,导出了三维情形下的钻头—地层相互作用模式,建立了定向钻井的三维计算机模式。模式中输入钻具组合结构、地层特性、钻井参数和井眼状况等数据后,可模拟计算出三维井眼轨迹。对多口井进行... 详细信息

假定钻头具有侧向切削性能和地层正交各向异性,导出了三维情形下的钻头—地层相互作用模式,建立了定向钻井的三维计算机模式。模式中输入钻具组合结构、地层特性、钻井参数和井眼状况等数据后,可模拟计算出三维井眼轨迹。对多口井进行了模拟计算,将其结果和实钻结果做了比较,两者的吻合程度较好,证明了模式的可靠性。

关键词：定向钻井计算机模式井眼轨迹

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陕北韩渠油田定向钻井技术实践

石油钻探技术 1998年第1期26卷 8-9,28页

作者：刘杰山西榆次

根据韩渠油田的地层特点，对井身剖面选择、井眼轨迹控制及钻井液技术进行了分析，认为Ｓ型五段制井身剖面适合该油田的开发要求，通过改变钻具组合、调整钻进参数可有效地控制井斜和方位，两性离子泥浆体系能满足钻井要求。已完钻井的... 详细信息

根据韩渠油田的地层特点，对井身剖面选择、井眼轨迹控制及钻井液技术进行了分析，认为Ｓ型五段制井身剖面适合该油田的开发要求，通过改变钻具组合、调整钻进参数可有效地控制井斜和方位，两性离子泥浆体系能满足钻井要求。已完钻井的平均机械钻速达１６．５ｍ／ｈ，钻井效率与直井相当。

关键词：定向钻井油层钻具组合油田定向钻井

定向钻井过程中的三维井身随钻修正设计与计算

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石油钻采工艺 1991年第6期13卷 1-4页

作者：白家祉苏义脑清华大学华北石油职工大学

在定向钻井中,由于诸多因素的影响将使实钻井眼轨道偏离设计轨道。为了保证准确钻达靶区,当实钻井眼离开原设计曲线已有较大偏差时,在钻井过程中有必要进行轨道的修正设计。这种设计一般是三维的。本文论述了这种三维随钻设计的性质,提... 详细信息

在定向钻井中,由于诸多因素的影响将使实钻井眼轨道偏离设计轨道。为了保证准确钻达靶区,当实钻井眼离开原设计曲线已有较大偏差时,在钻井过程中有必要进行轨道的修正设计。这种设计一般是三维的。本文论述了这种三维随钻设计的性质,提出了两种修正方案,并对每种方案推导了具体的方程组,运用牛顿迭代法编程,可在微型计算机上运算求解。文中给出了两则算例,结果表明,这种设计计算方法简单精确,便于普及应用。

关键词：定向钻井三维设计井眼轨迹

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定向钻井中方位角及其坐标的归化问题

石油钻采工艺 2007年第4期29卷 1-5页

作者：刘修善中国石化石油勘探开发研究院德州石油钻井研究所山东德州253005

随着油气勘探开发进程的不断深化,所钻遇的地质环境日趋复杂,对井眼轨迹监测与控制的要求越来越高。为有效地监测和控制井眼轨迹,必须将实钻轨迹和设计轨道归算到同一个坐标系内,这将涉及到磁偏角和子午线收敛角。文中介绍了磁偏角的测... 详细信息

随着油气勘探开发进程的不断深化,所钻遇的地质环境日趋复杂,对井眼轨迹监测与控制的要求越来越高。为有效地监测和控制井眼轨迹,必须将实钻轨迹和设计轨道归算到同一个坐标系内,这将涉及到磁偏角和子午线收敛角。文中介绍了磁偏角的测算原理和校正方法,论述了子午线收敛角的定义和计算方法,阐述了磁性测斜仪的测量原理,并重点研究讨论了方位角及坐标的归化方法。研究表明,国内的最大子午线收敛角在2°23′以上,这对于水平位移为1000m的定向井,如果不考虑子午线收敛角的影响,井眼轨迹的计算结果在水平方向上将会产生超过41.68m的位移误差。文中较系统地论述了方位角及其坐标归化的有关理论和方法,对提高井眼轨迹的监测精度和可靠性具有实用意义。

关键词：钻井理论定向钻井井眼轨迹随钻测量大地测量

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定向钻井的二维计算机模式

石油大学学报（自然科学版） 1990年第4期14卷 37-42页

作者：帅健吕英民蔡强廉石油大学

提出了定向钻井计算机模式的基本原理,推导了二维情况下的钻头—地层相互作用模式,从而建立了定向钻井的二维计算机模式。该模式输入钻具组合结构、地层、钻井参数、井眼状况等数据,输出二维井眼轨迹曲线。对模式的计算结果和实钻结果... 详细信息

提出了定向钻井计算机模式的基本原理,推导了二维情况下的钻头—地层相互作用模式,从而建立了定向钻井的二维计算机模式。该模式输入钻具组合结构、地层、钻井参数、井眼状况等数据,输出二维井眼轨迹曲线。对模式的计算结果和实钻结果作了比较,两者的吻合程度是令人满意的。该模式的特点是计算时间少,可在微机上运行,现场使用方便。

关键词：定向钻井井眼轨迹计算机模式