石油钻井定向井基础知识讲座

1、，钻井技术研究所2005年5月6日，定向井基础知识讲座，1，定向井水平井国内外发展现状，2，基本技术术语，3，常用工具，工具，4，现场技术，5，未来发展方向，内容，我国仅次于美国和前苏联，第三次水平井，1965年在四川挖了两个水平井，90年水平井被纳入国家“85”主要技术攻关项目。四年来，在10个油田钻了50多个水平井，目前全国各油田普遍普及。一、定向井水平井国内外发展现状，江汉油田定向井技术起步晚，但发展更快。1984年江汉第一江油路开采定向井-黄36井，1999年第一水平井-王坪1井，目前江汉大陆16个，湖北西部流动13个，清河生产厂23个，吉尔吉斯斯坦3个水平井。累计55个。一、定向井水

2、平井国内外发展现状，与胜利油田比较：建平1井水平段长度1046.19米，钻18次，45天完成；27面平1井水平段长度712.83米，只用2次钻头4.5天就完成了。黄炎平1井是国内第一口直接使用卤素的水平井。胜利油田完成的沙盐坪1井穿得不好，导致了第二次充填。区别在于设备和设备落后，技术人员不足。一、水平井国内外发展现状、最深的水平井是意大利米兰钻的井，深度为6330米，垂直5994米。最浅的水平井是加拿大597米深和162米垂直深度的井。最大水平位移的井在美国完成的M16LPZ井的水平位移为10768米。在我国钻探的DH-P1超深水平井深度6452米，垂直深度5782.29米，水平分段长度50

3、0.46米。我国最大水平位移井为南海西江A14井水平位移8060.7米。国内和国内水平井最大值，1，水平井发展现状，1，定向井，水平井国内外发展现状，2，基本技术术语，3，常用工具，工具，4，现场技术，5，今后的发展方向，内容，2，基本技术术语，定向井：按照特定目的要求，沿设计轨道钻达到预定目的水平的井。水平井：一种定向井，大于或等于86，在目标层中保持固定长度的水平段。定向井的三个元素：坡度、方位角和深度。该参数是测量定向井质量优缺点和计算定向井轨迹的重要参数。最小曲率法：将上下两点之间的井段视为圆弧曲线，以曲率半径最小的曲线计算孔轨迹的方法。小控件角度：钻孔轴上一点处的方位角和工具面之间的

4、角度。第二，基本技术术语，目标：指地质设计规定的目标起点。终点：指明地质设计法规的目标终点。目标前位移：指示目标的水平位移。水平段长度：目标和终止点的动态观察长度。矩形目标：垂直长度为a米、水平方向为b的长方体。分段调整：工程中用于调整钻孔轨迹的分段。翻转钻头组合：一种钻头组合，在钻高斜度井段和水平段时，为了给钻头施加压力，部分重量轻的钻头放在钻头组件的下部，将较重的钻头(例如钻铤或加权钻杆)放在直线或较小的井斜段。2，基本技术术语，水平井分类：1，长半径水平井(小曲率水平井):倾斜k 286.5m。2、中半径水平井(中曲率水平井):坡率K=6-20 /30m，曲率半径R=286.5-86m

5、3，短半径水平井(大曲率水平井):坡率K=3-10 /m，1、地下电机单曲线、双曲线、铰链其中单弯螺杆钻具与普通直电机钻头组合配合，根据利用弯曲接头产生斜面的基本原理，根据水平井中动力钻具的工作要求，设计了现有直螺杆钻具结构的改造。使用此选项可以获得更高的倾斜，通常使用上述两个稳定器以获得更好的稳定性。3、常用工具、设备、井下钻孔组合、动力钻、3、常用工具、工具、2，高效PDC钻头，3，常用工具，工具，3，折弯连接器：斜面钻头制造是侧向力的原因。曲线接头外壳具有高边指示线，称为高边，这是曲线接头的弯曲方向。4、方向接头：支撑和固定测量仪，确保工具测量准确的工具面。5、非磁性钻铤：非磁性钻铤的作

6、用是避免使用钢钻项圈对测量设备的影响；二是切断上下钻和井壁周围的磁场，确保磁测设备测量结果的准确性。第三，常用工具，器具，6，防压缩钻杆：中等曲率水平井的倾斜段，钻孔曲率大，普通钻铤不下降，因此在钻柱的压力部分，倾斜小于15/30m。7、循环头：测量设备为电缆钻孔时，软管与方形钻杆连接，电缆进入钻杆。制作倾斜钻孔时，用高压油密封电缆入口，以免泥浆泄漏出去。每次打完柱子，下一排的时候，必须把计量器具从井底拿出来，接着把柱子送到井底。三、常用工具、工具、常用工具：1、电缆钻孔测斜仪。2、MWD。由探针、脉冲发生器、涡轮发电系统、悬挂短节、地面接收系统组成。3、FEWD。在钻探过程中实现地质导向钻孔

7、，钻头总是可以控制在生产层中间钻孔。3，常用工具，仪器，(1)FEWD功能和配置：1，钻孔过程中地质参数：双向自然咖啡马，电阻率(4种探测深度)，补偿中子孔隙率，岩石密度2，方向工程参数：倾角，方位角，方位比较常用工具、工具、FEWD测井曲线和相邻井测井曲线，分割更精确的地层界面，确定标志层深度。(3)使用FEWD测井曲线确定徽标层的垂直深度，(4)使用FEWD曲线划分地层界面，预测到油层的距离，使用自然伽马曲线、阻力曲线和精确划分构建岩性界面。在钻孔过程中的监测中，结合头屑测井分析轨迹接近储层，为有效调整轨迹方向提供了依据。第三，常用工具、仪器、 FEWD的双向自然伽马探测半径为0.30米，

8、储层伽马值一般在65API到80API之间，使用概念说明了储层的变化。FEWD电阻检测半径为0.94米，油层阻力值通常在7-8欧姆/米之间。实际钻孔轨迹和油层方向的相对位置发生变化时，自然伽马和电阻率发生了很大变化，因此，可以根据曲线的相对大小和变化来判断钻孔轨迹位于何处，并预测油层位置。，(5) FEWD曲线变化判别轨道接近油顶或油基，3、常用工具、设备、一、定向井、水平井国内外发展现状，2、基本技术术语，3、常用工具、工具，4、现场技术，5，1，小断块油藏的准确描述困难，4，现场技术，(a)水平井技术困难，油饱和度剖面动态变化过程，2，剩余油定量描述困难，4，现场技术，(a)水平井技术困难

9、，由于深地下几公里，3，水库顶深准确预测困难，4，现场技术，(a)水平井技术困难，水平段轨迹优化设计，4，水平井轨迹设计困难，4，现场工艺技术，(a)水平井技术困难，5，6，井轨迹很难通过油层的最佳位置，数公里钻头的精确控制很困难，油层薄，地层倾角变化，有时向上或向下，4，现场技术，(a)水平井技术的困难。4，现场定向技术，4，现场技术，(b)水平井应用案例黄盐坪1井是江汉油田第一口设计和施工的矿山卤连接水平井。准确的命中b目标与王东12-13井直接连接。深度2358米，水平分段长度198米，实际钻孔垂直深度和设计差异为0.3米，a点靶1.14米，b点王洞12-13井半径3米的龙柜内没有钻孔压

10、裂，两井直接连接的目的。第四，现场技术，(b)水平井应用实例1，直线段需要防斜。第二个开口塔钻，控制10-40 kn的钻孔压力，117r/min的转速，确保井在低范围内倾斜。3开通过单摆钻头20 30kn的钻孔压力、217 r/min的速度、2以内的坡度控制，取得了良好的效果。钻孔组合如下：215.9mmPDC 158.75mm非磁性钻铤1 214mm镇流器158.75mm钻铤1 214mm镇流器158.75mm钻铤6 127mm钻杆，4，现场工艺技术，2，倾斜段从1527m开始为了解决这个问题，提高钻头的倾斜力，克服盐层的倾斜不足，螺丝主体中央集中器的倾斜增加到213mm，倾斜保持在0.33

11、 0.46/m，复合钻井井的倾斜变化率0.01 0.04/m基本保证了整个井段轨迹控制的稳定性。 为了防止进入纯盐层钻井时钻井速度发生过快，首先控制6 10分钟/m的钻井时间。第二，每当钻孔工具在3 4米处钻孔时；然后，在60 80米的短时间内钻孔，及时清理岩层床，防止盐卡事故。(b)水平井应用实例，4，现场技术，3，水平段水平段从a点到b点，目标框是越来越小的楔形目标，全部进入纯盐岩中，点b的垂直深度仅下降0.3米，因此基本上是从直线，点a开始，1条曲线大小稳定器，通过复合钻孔达到稳定的坡度效果钻至2358m时，确认从8min/m突然钻到2m，泵压力从16MPa到14MPa，钻孔空出，钻入王东12-13井的溶腔。4，现场技术，黄盐平1井轨道，1，定向井，水平井国内外发展现状，2，基本技术术语，3，常用工具，工具，4，现场技术，5，未来发展方向，内容，5，今后的发展方向，旋转定向钻井技术定向井钻井工具最重要的发展趋势之一是将现有转盘钻井系统替换为旋转定向钻井系统(Steerble Rotary Drilling System)。目前，国外定向井钻井轨迹从单纯下钻组合改变方向和井的阶段到利用电、液或泥脉冲