浅谈井斜的原因与预防措施

1、延安职业技术学院石油工程系毕业设计（论文）延安职业技术学院毕 业 论 文题 目：浅谈井斜原因与预防措施 所属系部： 石油工程系 专 业： 钻井技术 年级/班级： 07(五)钻井班 作 者： 白帆 学 号： 071395002023028 指导教师： 评 阅 人： 2012年4月22日摘要：钻井孔内事故发生的原因大多与井孔斜度过大有关，造成井孔倾斜的因素比较复杂，前人总结了多年来发生的井内事故经验，并通过理论分析，认为发生井斜的主要因素可以归结为三个方面，即地质因素、钻压大小和设备安装三个方面。本课题主要在充分学习掌握前人经验成果的基础上，简要分析介绍了井斜的危害，衡量井斜的因素，造成井斜的原因

2、，以及如何针对不同原因来采取井斜预防措施。另外，本课题还分析了气体钻井时造成井斜的原因，以及气体钻井与液体钻井时井斜原因的区别，并介绍了气体钻井应采取的预防井筒倾斜的措施。关键字：钻井；井斜；防斜目 录绪论1第一章21.1 井斜的概念21.2 井斜的危害21.3 衡量井斜的因素2第二章 井斜原因分析42.1 地质因素对井斜的影响42.1.1 地层各向异性对井斜的影响42.1.2 倾斜层状地层对井斜的影响42.1.3 岩石软硬交错对井斜的影响42.1.3.1 钻井由软地层进入硬地层52.1.3.2 钻进由硬地层进入软地层62.1.4 其它因素62.1.5 小结72.2 钻压大小对井斜的影响72.

3、3 设备安装对井斜的影响9第三章 预防和控制井斜的措施93.1 地质因素成的井斜预防措施103.2 钻压大小造成的井斜预防措施103.3 设备安装不当造成的井斜预防措施10第四章 气体钻井井斜的原因及预防措施114.1 气体钻井井斜概述124.2 气体钻井与液体钻井井斜的比较124.2.1 地层各向异性影响的不同124.2.2 地层倾角影响的不同124.3 气体钻井井斜控制措施134.3.1空气锤防斜134.3.2 钟摆钻具组合防斜134.3.3 螺杆钻具组合防斜134.4 小结13第五章 防斜及防斜技术现状14致谢16参考文献17绪论在石油天然气勘探和油气田开发的各项任务中，钻井起着十分重要

4、的作用。诸如寻找和证实含油气构造、获得工业油流、探明已证实的含油气构造的含气面积的储量，取得有关油田的地质资料和开发数据，最后将原油从地下取到地面上来等等，无一不是通过钻井来完成的。钻井是勘探和开发石油的重要手段。石油勘探和开发过程是由许多不同性质、不同任务的阶段组成的。在不同的阶段中，钻井的目的和任务也不一样。一些为了探明储油构造，另一些是为了开发油田、开采原油。为了适应不同阶段、不同任务的需要，钻井的种类可分为：基准井、剖面井、参数井、构造井、探井、资料井、生产井、注水井、检查井、观察井和调整井等。在整个油气田的开发中，有勘探、建设、生产几个阶段，各个阶段彼此互有联系，而且都需要进行大量钻

5、井工作。高质量、快速和高效率地钻井时开发油气田的重要手段。然而，在油气井钻探施工过程中，经常发生一些意外现象，影响钻井工作的正常进行或影响井筒的质量。例如，钻孔倾斜的现象，如果孔斜度较大，会对钻井和成井造成严重的危害。尤其在地层结构复杂地区，产生的井斜角度较大，使得机械钻速下降、钻井费用增高，甚至由于井身结构严重偏离设计轨道而达不到最初的勘探开发目的。发生井筒倾斜后，不容易纠正，耗时费力，严重的造成井孔报废。钻井完成后，因井筒倾斜使测井电极下不去。成井时，因井筒倾斜极易造成井管安装不直，井管下不到底，使填砾厚度不均、不实，造成井后涌砂、出混水等现象，大大影响成井质量。在后续的采油工艺事故中，如

6、抽油杆断裂、管漏，扶正器损坏等，都是由于井斜造成的。可见，井孔倾斜是施工中事故增多、工期延长、成本增加、成井质量低劣的主要原因。在钻进过程中必须对可能发生孔斜的因素给予高度的重视，并采取有效的措施，使孔斜控制在不致影响施工和成井质量的范围内，可以有效的提高钻井效率。因此，近些年来，垂直钻井技术发展迅速，所关注的就是防斜打快，增加钻速问题。在钻井施工中，怎样顺利完成按工程钻井设计者设计方式的井身轨迹，是目前最热的话题，也是最主要任务。因为产生井眼偏离设计轨道的因素比较多，并不能用某个公式简单表示，科研工作者通常把问题的产生从整体上归结为钻柱与井壁碰撞接触和钻头与岩石的相互碰撞接触。本课题通过学习

7、前人对井孔倾斜主要原因的分析和探讨，对前人提出的井斜预防措施进行了比较全面的分析和总结。第一章1.1 井斜的概念当按照钻井工程师的要求完成所设计的垂直井眼时，从整体上观测井眼轨迹通常不是垂直的，造成这种情况的因素很多，我们把偏离所设计的垂直井眼现象称作井斜。1.2 井斜的危害井斜在钻井过程中是在所难免的，轻微的井斜不会对钻井和后续工作带来影响，但是，如果井斜严重，就会对油田开发带来严重的影响。(1) 对勘探工作的影响：井斜过大会造成井深误差，使地质资料不真实，导致地质工作得出错误的结论而漏掉油气层，这对小油区显得更为突出。井斜过大还会使井眼偏离设计井位，打乱油气田的开发布井方案，使采收率降低。

8、(2)对钻井工作的影响： 如果井斜过大，钻柱容易发生疲劳破坏；井较深时，钻柱靠在井壁一侧将其磨出键槽而造成卡钻事故，井斜过大还会造成下套管困难和影响注水泥质量。(3)对采油工艺的影响：井斜过大会影响井下的分层开采及注水工作，如下封隔器封隔困难或密封不好；对采油井会使油管和抽油杆磨损加剧，甚至造成严重的井下事故。1.3 衡量井斜的因素由于地层因素对井斜的影响是客观存在无法改变的，因此井斜是不可能绝对避免的。但只要我们合理的选择下部钻具结构，制定相应的技术措施和提高操作水平，就能有效地控制井斜。一般来说，井斜可由井斜角、方位角、井底水平位移、全角变化率等参数来衡量。(1) 井斜角 井眼轴线上任一点

9、的井眼方向线与通过该点的重力线之间的夹角，称为该点处的井斜角。井斜角是衡量井深质量的重要参数。影响井斜角的参数主要有三个：钻压。增大钻压将加大钻铤的弯曲，使切点下移，钻头倾角增大，使增斜力加大；同时切点以下钻铤重力减小，使钟摆力减小。因此，钻压增大会使井斜角明显增大。钻铤与井眼的间隙。当压力不变时，改用大尺寸钻铤后，不易弯曲，切点上移，一方面钻头倾角减小，使增斜力减小；另一方面切点以下钻铤的长度和单位重力都增加，使钟摆力大大增加。因此，使用大尺寸钻铤可明显减小井斜；或在保持原井斜的情况下，可增大钻压，提高钻速。地层因素。在各向异性地层中，井斜角还取决于地层倾角和地层造斜系数(2) 方位角 在以

10、井眼轨迹上任一点为圆点的平面坐标系中，以通过该点的正北方向线为始边，按顺时针方向旋转至井眼方向线在水平面上的投影线为终边，其所绕过的角度称为该点的方位角。(3) 全角变化量过井眼轴线相邻两测点，所作的向井眼前进方向延伸的切线之间的夹角称为全角变化量。它反映了相邻两测点间井斜与方位的空间角度的变化量。又称狗腿角或全变化角。(4) 井斜变化率单位井段内井斜角的变化值称为井斜变化率。通常以两测点间井斜角的变化量与两测点间井段长度的比值表示。常用单位为：°/25m、° /30m。(5) 方位变化率单位井段内方位角的变化值称为方位变化率。通常以两测点间方位角的变化量与两测点间井段长度

11、的比值表示。常用单位为：° /25m、°/30m。(6) 全角变化率它是指单位长度井段内全角的变化值。或在单位井段内井眼前进的方向在三维空间内的角度变化。它既包含了井斜角的变化又包含着方位角的变化。又称狗腿严重度或井眼曲率。常用单位为：°/25m、°/30m。(7) 井底水平位移它是指井口与井底两点在水平面上投影的连线长度，又称闭合距(单位为：m )。第二章 井斜原因分析前人经过归纳总结，将造成井斜的原因归结为三个方面，即地层结构、钻压大小和设备安装三个方面。2.1 地质因素对井斜的影响地质因素是造成井斜的客观原因，由于所钻地层的倾斜和非均质性使钻头受力

12、不平衡而造成井斜。而且地质因素又可分为一下几类：2.1.1 地层各向异性对井斜的影响 地层的各向异性是指在用一沉积层内，地层在不同方向上强度的相对差异。一般在平行于层理的方向上岩石破碎比较困难，在垂直于层理的方向上岩石破碎比较容易。因而，钻头将保持沿着岩石容易破碎的方向前进。在水平地层，井眼不易发生井斜；而在垂直地层，由于垂直层面的强度小，所以井壁岩石易破碎，钻头稳定性差，钻进时易井斜，且方位不稳定。2.1.2 倾斜层状地层对井斜的影响当钻头在倾斜的层状地层中钻进时，钻至每个层面交界处，地层上倾一侧的岩石因不能长时间支撑钻压而趋向沿垂直层面发生破碎。在井眼上倾一侧的小斜台肩很容易被钻掉，而在井

13、眼下倾一侧的层面上残留一个小斜台，它对钻头施加一个横向作用力，将其推向地层的上倾方向，从而引起井斜，这就是所谓地层的 “小变向器”作用。这样，钻头每钻至一个倾斜层面都会出现这一现象，而且地层倾角越大，成层性越强，钻压越大，造成的井斜也就越大。此外，井斜的同时还会减小井眼的有效直径，形成其他的事故隐患。2.1.3 岩石软硬交错对井斜的影响当钻头从软地层进入硬地层时，在一侧先遇到硬地层，钻头工作刃阻力大、吃入少，钻速慢；而另一侧还在软地层，钻头工作刃阻力小、吃入多，钻速快。因此，钻进将沿着地层上倾方向发展。当钻头从硬地层进入软地层时，开始由于一侧地层软，钻头工作刃阻力小、吃入多，钻速快；而另一侧还

14、在硬地层，钻头工作刃阻力大、吃入少，钻速慢，井眼有向地层下倾方向倾斜的趋势。当钻头快要钻出硬地层时，由于类似前面所述的“小变向器”作用，迫使钻头仍回到地层上倾方向钻进，而且往往在界面处形成狗腿。2.1.3.1 钻井由软地层进入硬地层这里所说的软地层和硬地层只是相对而言。当钻头由软地层进入倾角为的较硬地层时( 如图1) ，钻压主要作用在O点，O点的受压状态是导致钻孔弯曲的力学因素。作用在O点的力有该点的钻压G，硬地层对O 点的弹力N，摩擦力f ，G 可以分解为压力N下滑力F：F= G·sin；N= G·cos；f= ·N = ·G·cos；为摩擦

15、系数。图1 钻头由软地层进入硬地层示意图当F= f 时，钻头不会顺层滑动，钻孔不会弯曲，即G·sin=·G·cos；即tg= 。当tg> 时，钻孔除向下运动外还顺层滑动，钻孔发生顺层倾斜( 如图2) ；当tg < 时，钻孔沿垂直地层方向倾斜( 如图3) 。图2 由软地层进入硬 图3 由软地层进入硬地层钻孔沿垂直地层方向倾斜示意图2.1.3.2 钻进由硬地层进入软地层作用在钻头底部的力有钻压G，地层的反作用力N1、N2 (如图4)。G = N 1+ N2N 1> N 2；可见，以O点为轴心发生一个不平衡力矩，Gr >N2·2r；r为

16、钻头半径，钻孔沿顺层方向倾斜。图4 由硬地层进入软地层钻孔沿顺层方向倾斜示意图2.1.4 其它因素此外，在钻遇断层、地层不整合界面时也会使井眼倾斜，并常出现狗腿。在地质构造运动剧烈的破碎带钻进时，由于破碎带的岩石软硬交错，使钻头受力不均匀，工作不稳定，也易发生井斜。2.1.5 小结综上所述，在影响井斜的地层因素中，起主要作用的是地层倾角，其它因素对井斜的影响都与地层倾角有关。根据钻井实践可得到地层倾角对井斜的影响规律为： 地层倾角< 45°时，井眼一般沿地层上倾方向偏斜； 地层倾角> 60°时，井眼将沿地层下倾方向偏斜； 地层倾角在45°60°

17、;之间时，井眼偏斜将不稳定； 如单从地层因素考虑，井斜角最大也不会超过地层倾角。2.2 钻压大小对井斜的影响目前的水井钻进普遍采用的是钻杆自重加压，没有配备钻压仪，钻压的大小由刹把控制，全凭操作者的感觉和经验，进度慢时就狠加压，甚至发生大钩脱落现象，这样钻压太大，钻杆弯曲，易造成孔斜。正常钻进过程中，钻杆的受力比较复杂，一部分处于压缩状态，一部分处于拉伸状态，两者的交界称为中和点，当钻压达到一定值时，下部的钻杆就发生弯曲，如图5 所示，弯曲的钻杆在钻压的作用下给钻头一个水平方向的分力FB，在这个力作用下，钻头有造斜的趋势，FB由下式计算：FB= P·sin。 钻压大于一次弯曲临界值时

18、，下部钻杆就开始弯曲，随着钻压的增加，钻杆弯曲越来越严重，由于钻孔是个有限的空间，钻杆只能弯曲到一定程度，钻压增至二次弯曲临界值前，其弯曲达到峰值，当钻压达到二次弯曲临界时，钻杆发生二次弯曲，形状如图6所示，一、二次弯曲临界压力和钻头的倾角计算公式如下：P临1= 2.04mq 临1= arctg1.02r/m；P临2= 4.05mq 临2前= arctg1.5r/m；临2= arctg0.44r/m；其中： P临1 一次弯曲临界压力( kg)；P临2 二次弯曲临界压力( kg )；临1 一次弯曲临界压力的钻头倾角；临2前 无限接近二次弯曲临界压力时钻头倾角；临2 二次弯曲临界压力时钻头倾角；m

19、物理参数m= 3 EJ/q；其中： E钻杆钢性参数( 2. 1×106kg/cm2)； J钻杆横截面的惯性距( cm4)；J=/ 64( D12- d12 )；其中： D1钻具外径( cm)；d1钻具内径( cm)；q钻杆在泥浆中单位长度重量( kg/cm)；q= ( 1-V泥浆/ V钢) ×q空；其中： q空钻杆单位长度重量( kg/cm) ；V泥浆泥浆的比重；V钢钻杆的比重；r =1/2(D-d) 井孔视半径(cm)；其中： D井孔直径( cm)；d钻杆接头直径( cm) 。以常用的 ( 壁厚= 10 mm) 钻杆为例：q空= 25.6 kg/cm，D=55cm，d=1

20、4.6cm，m=1634cm，r=20.2cm，由以上公式计算弯曲系数如下：P临1= 722 kgP临2= 1 433kg；临1= 0. 7°FB临1= 9.1kg；临2前= 1.1°FB临2前= 26.6kg；临2= 0.3°FB临3= 7.8kg，由以上分析和计算可以得出以下结论：(1) 钻杆的一次弯曲临界压力较小，相当于28m钻杆自重，常常不能满足钻进的需要，实际钻进中，钻压常常大于此值，即钻杆经常处于压弯的状态工作；(2) 造斜力FB 在数值上不大，但其直接、长时间、连续不断的作用在钻头上影响是很大的，很容易造成斜孔，钻压是影响孔斜的主要因素之一。(3)

21、钻压小于一次弯曲临界值时，钻杆没有弯曲，此时FB=0，所以井孔在50m以内一般不会发生弯曲，当钻压大于二次弯曲临界值时，和FB最小，即造斜能力最低，一、二次之间的压力，和FB最大，造斜率也最高，此段压力在7221433kg 之间，也是禁压区，所以，一般钻压应大于1500 kg。(4) 由钻头倾角计算公式可知： 井孔视半径与井斜成正比，若井孔坍塌，或一次开孔太大，和FB都会增加，井斜也会增大，因此，要尽量减小井孔和钻具环形间隙，对于水井钻进，采用加扶正器的办法是有效的。(5) 钻具的截面越大，刚度越大，抗弯性也越好，钻具的刚度随着截面的增加而成倍增加，钻杆柱刚度越大，其预防井筒倾斜的性能越好，所

22、以，使用刚度大的钻铤加压是保证井孔不发生弯曲的有效手段。图 5 钻杆弯曲示意图 图 6 钻杆弯曲曲线图2.3 设备安装对井斜的影响实践证明，对井斜的影响除了上述两方面的因素外，还有设备安装质量、操作技术水平以及防斜措施不当等因素。例如在安装时，天车、转盘和井口不在同一铅垂线上，或者转盘安装不平；方钻杆弯曲、接头螺纹歪斜；在易斜井段，措施不当或送钻不均匀等等。但所有这些因素都是人为造成的，在施工中是可以避免的。第三章 预防和控制井斜的措施3.1 地质因素成的井斜预防措施当钻头由软地层进入硬地层时，应尽量减小钻压，减小到使钻具未产生一次弯曲的压力，中速钻进，到钻头完全进入硬地层时逐渐加压，加转速钻

23、进。当钻头由硬地层进入软地层时，跟着打，钻进中经常上下提升钻头，发现有孔斜时应及时处理，不可以终孔后再处理。3.2 钻压大小造成的井斜预防措施采用专门的下部加压钻具，如钻铤、加压块等，加大钻具的刚性，尽量不使用钻杆重量加压；在机台安装指重表，严格控制钻压，即不使用一次弯曲临界值与二次弯曲临界之间的钻压。另外通过以下几种途径来预防井斜：(1) 减小增斜因素的影响。如： 通过采用常规的刚性满眼钻具组合，提高底部钻具组合的刚性和抗弯曲能力，减小井眼与钻具的间隙，以最大限度的减小钻压在井底平面上的分量和钻头倾角引起的横向偏斜力。该方法只适应于地层造斜趋势不很强的地层。(2) 消除增斜因素的影响。如：

24、采用偏轴、偏心钻具组合使底部钻具产生公转，从而使钻具弯曲引起的钻头倾角和钻头倾角引起的横向偏斜力的作用方向随钻具公转而同步变化，从根本上消除钻具弯曲造成的井斜。(3) 将增斜因素转化为降斜因素。如： 利用特殊设计的柔性钻具组合改变钻具弯曲状态，从而将钻压在井底平面上的分量、钻头倾角引起的横向偏斜力以及钻头侧向力等的作用方向转化为降斜方向，一方面消除了底部钻具弯曲造成的井斜，另一方面还可以起到纠斜的作用。3.3 设备安装不当造成的井斜预防措施对于预防因设备安装不当而造成井斜，采用在钻具的适当位置加扶正器的办法，减小环形间隙，全面钻进时，一般应加装三个扶正器，上扶正器的理论位置是钻杆最大弯曲的长度

25、，考虑到井径的扩大，扶正器的磨损等因素，实际位置应降低10%20 %，对于114钻杆，上扶正器的理论位置为钻头上22 m，实际安装在1820 m处，中扶正器安装在上扶正器和钻头中间，以保持刚性和导正性，下扶正器安装在钻头上部，这对于克服FB的影响是十分有效的；钻机应安装在坚固的地基上，用水平仪调整转盘至水平，让钻具自由下垂直到转盘中心，三者成一直线后方可固定钻机。钻进中及时检查并校正。第四章 气体钻井井斜的原因及预防措施4.1 气体钻井井斜概述近年来，国内气体钻井技术迅速发展，应用规模不断扩大，在提高钻井速度、解决工程复杂、加快勘探步伐等方面发挥了重要作用。与此同时，在气体钻井应用规模较大的川

26、渝地区有多口井出现了不同程度的井斜问题。通过对国内外资料调研，气体钻井井斜有以下特点：(1) 井斜形成快，且狗腿度大，不易控制；(2) 地层倾角和性质的影响更加显著。4.2 气体钻井与液体钻井井斜的比较气体钻井作为钻井的一种，它除了与普通钻井具有相似的地方外，他还有与普通钻井不同的方面。下面简要将气体钻井与液体钻井井斜原因进行比较。4.2.1 地层各向异性影响的不同气体钻井与钻井液钻井相比，气体钻井井底和井壁岩石的应力状态有根本性的变化。气体钻井中井周岩石应力释放区域较钻井液钻井更大，应力值更低。同时气体钻井井底岩石出现了拉应力，应力方向矢量从各个方向指向井底下面一点，而钻井液钻井条件下井底岩

27、石最大主应力为压应力。井底岩石应力状态的差异，导致岩石可钻性在气体钻井和钻井液钻井条件下发生显著变化，进而影响地层各向异性，根据气体钻井实钻资料显示，气体钻井与钻井液钻井相比，气体钻井条件下地层各向异性指数远远大于钻井液钻井时，因而地层造斜力也显著增加。这说明了为什么在气体钻井情况下，井斜更严重，同时也表明了为什么在有些地区和层位钻井液钻井井不斜，气体钻井时井斜却十分严重。4.2.2 地层倾角影响的不同在不同的地层倾角下，气体钻井的井底岩石的应力分布偏斜的趋势比钻井液钻井更明显。对相同地层倾角，井底岩石相同等值线应力区域面积更大，井底地层最大剪应力值也远大于钻井液钻井，这进一步表明地层倾角对气

28、体钻井井斜影响更大。综合分析，地层倾角是影响气体钻井井斜的又一重要因素。其对气体钻井井斜影响规律与钻井液钻井相似，仅因气体钻井条件下地层各向异性指数的增大，地层倾角对气体钻井条件下地层力的影响更加显著。4.3 气体钻井井斜控制措施结合气体钻井特点及井斜影响因素，除了低压吊打防斜外，目前一般采用如下3种措施来控制气体钻井井斜: 空气锤防斜、钟摆钻具防斜、螺杆钻具防斜。4.3.1空气锤防斜由于空气锤破岩机理主要是冲击破碎，所需钻压仅仅是为了克服空气锤在促使活塞下行时在气缸内所产生向上推举力。因此，空气锤钻井钻压一般较小(25t) 。空气锤正是利用小钻压有利于减小钻头偏转角、增大钟摆力来防斜打快。同

29、时，空气锤靠纵向冲击破岩，横向切削作用很弱，与牙轮钻头相比，其结构都更利于向前即沿轴向钻进，钻头各向异性指数( Ib ) 趋近于1 。因此，与牙轮钻头相比，空气锤更有利于防斜。采用空气锤防斜打快的井，防斜效果显著，井斜基本都控制在3°以内。4.3.2 钟摆钻具组合防斜钟摆钻具防斜是利用钻柱下部悬臂自重产生的钟摆力，制约钻头上受到的横向造斜力的作用，从而控制井斜角。光钻铤钻具是最简单的钟摆钻具，但其防斜作用有限，一般配合空气锤钻头使用。而最普遍而又是最有效的措施是在适当高度安放扶正器作支点，提高钟摆降斜力。稳定器的理想安放高度根据井眼尺寸、钻铤尺寸、稳定器直径、井斜角、钻压等参数确定。

30、4.3.3 螺杆钻具组合防斜螺杆钻具具有转速高的特点，从而可以降低钻压、减小钻头偏角，达到防斜打快的目的。七北102井气体钻井钻至3083 m ，井斜较大为4. 9°，此时试验了空气螺杆防斜技术，进尺为254. 4 m，降斜为1. 65°，降斜效果明显，但空气螺杆本身的可靠性还需提高。4.4 小结1) 与钻井液钻井相比，气体钻井条件下地层倾角和性质对井斜的影响更加显著，井斜问题更严重。2) 由于气体钻井改变了井底岩石的应力状态，使得地层各向异性显著增加，这是造成气体钻井容易井斜，且井斜后难控制的根本原因。3) 在大钻压下，井径扩大将降低钻具降斜力，增大增斜力，这是气体钻井易

31、井斜的重要原因。4) 地层倾角、钻压、钻头侧向切削和钻具组合对气体钻井井斜的影响与钻井液钻井相似，只不过由于气体钻井地层各向异性显著增加，增大了这些因素对井斜影响，因而使井斜更严重。5) 气体钻井防斜可以借鉴钻井液钻井防斜经验，除小钻压防斜外，空气锤、钟摆钻具组合和空气螺杆钻具组合均能取得较好的防斜效果。第五章 防斜及防斜技术现状在容易出现井斜的地区钻直井，应该采取综合性的防斜工艺技术措施才能收到预期的效果。控制井斜的主要任务就是在保证较高机械钻速的前提下，使井斜角不超过允许标准。目前，钻直井有两种基本的下部钻具组合，即钟摆钻具和满眼钻具。塔式钻具是钻表层时常用的一种钻具组合，但是，这种钻具只

32、要井眼发生偏斜，就成为最简单的钟摆钻具，即光钻铤钟摆钻具。选择下部钻具组合方式的主要依据是地层特性和井斜控制的具体要求。下面列举了一些目前广泛采用的防斜技术：( 1) 刚性满眼钻具组合防斜技术 通过提高底部钻具组合的刚性，减小井眼与钻具的间隙来提高底部钻具组合的抗弯曲能力，最大限度的减小钻具弯曲引起的钻头倾角和钻头倾角引起的横向偏斜力。该方法能有效地减小底部钻具弯曲引起的井斜，但没有纠斜能力。因此，只适应于地层造斜趋势不很强的地层。其工具主要有满眼钻具、方钻铤、椭圆钻铤等。( 2) 钟摆力纠斜技术该技术是一种纠斜专用技术，一般与刚性满眼钻具组合配合使用进行井斜控制。其原理是利用钟摆力是钻头产生

33、与井斜方向相反的侧向切削作用，从而纠斜。该技术为提高侧向切削相当垂直切削的速度的比值，只能采取牺牲钻压以减小垂直切削速度的方法，以提高纠斜能力，但大大影响了钻井效率。( 3) 离心力防斜、纠斜技术将专用井下偏心、偏轴工具按一定位置接到底部钻具组合中，使底部钻具在井内旋转过程中，产生一个旋转离心力，使钻柱除了自转外，还有一个周向公转，其结果使钻头倾角和侧向力的作用方向随钻具公转而同步变化，从而可从根本上消除钻具弯曲造成的井斜。该技术进行防斜钻进时，可以用较高钻压钻进，因此有利于提高钻井效率，其防斜纠斜效果也较好，但无法控制地层增斜因素，因此，仍不能从根本上解决高陡构造、大倾角地层的井斜控制问题。

34、( 4) 利用钻具弯曲防斜、纠斜技术该技术改变了传统的控制钻具弯曲引起的钻头倾角和横向偏斜力的防斜的概念， 而是将钻具弯曲引起的钻头倾角和横向偏斜力转化为降斜因素加以利用，共同对抗地层造斜力。其方法是：采用柔性钻具结构改变底部钻具弯曲状态，使钻头侧向力和钻头倾角的方向由指向井眼上侧，转变为指向井眼下侧。目前常用的几种现场应用效果较好的钻具组合有： 柔性钟摆钻具组合、双柔性钻具组合及柔性接头等。( 5) 导向钻井防斜、纠斜技术该技术是利用动力钻具导向钻进进行井斜控制。其防斜机理是靠弯外壳井下马达的偏轴作用，使底部钻具在井内旋转过程中产生一个旋转离心力，用于防斜。另外，井下马达配合PDC 钻头进行导向钻进时，转速高