冀东地区定向井工程施工组织设计方案

1、冀东地区定向井施工方案责任工程师：审核人：长城钻探钻井技术服务公司2015年月日一地理资料及环境资料31地理简况32气象、水文资料33钻探目的、地质分层及目的层位33.1 挖潜断层根部剩余油，提高油藏储量控制程度及动用程度33.2 设计分层及主要岩性简述3二、人员设备情况41、施工人员名册表42、仪器明细表53、送井钻具明细表5三、设计情况51、基础数据52、设计要求5三、防碰情况及措施81、防碰计算表82、防碰扫描图83、防碰井段详细数据8四、施工难点及对应措施101、技术难点102、对应技术措施10五、各井段钻具组合及钻井参数选择101、上直段钻具组合及钻井参数选择102、造斜段钻具组合及

2、钻井参数选择113、稳斜段钻具组合及钻井参数选择114、降斜段钻具组合及钻井参数选择12六、保证无线MWCE常工作和预防井下事故预案131、无线MWEE常工作预案132、井下事故预案133、脱靶事故的预防措施17七、其他要求17一地理资料及环境资料1地理简况本区油田地理位置位于省市滦南县境，地势平坦，地面遍布鱼虾池、盐池，环渤海公路横穿油区，沿海筑有海防大堤，各种等级公路纵横交错，电网、电信遍布油区，交通通信极为便利。2气象、水文资料本区属暖温带半湿润季风气候，受东南亚季风影响，本区风向、风力季节变化明显，一般冬春季节风力较大，以北一西北风为主，春夏季风风力相对较弱，以南风为主，偏西南风和东南

3、风次之。常年平均风速6.3m/秒（45级风力）8级以上的风力为大风，该去平均大风日数为18.9天。该区年平均气温12.6C（极端最高43.7C,极端最低-20C）,年温差在30c以上；月平均最高气温26.1C（8）,月平均最低气温-2.5C（1月），月温差在79C。由于雷、雨、雪、霜、雾等气候本身具有多变的属性，常给陆上与开发带来负面的影响，甚至灾难性的危害。要充分利用实时的气候资料，防患于未然。3钻探目的、地质分层及目的层位3.1 挖潜断层根部剩余油，提高油藏储量控制程度及动用程度3.2 设计分层及主要岩性简述层位岩性剖面油气显示界系统组E几地界海又拔（成厚度（m岩性剖面岩性简述邻井本井标志

4、层复杂提示新生界上第三系更新统平原组Q）Qp-300300粘土及散砂上新统明化镇组（Nm）Nm-17901490上部灰黄、棕黄色泥岩与浅灰色细砂岩互层，下部灰绿、灰更色泥岩与灰色细砂岩、砂岩不等厚互层；底棕黄色砂泥岩防塌防卡中新统馆组(Ng)Ng-2185395灰绿色泥岩与浅灰色砂岩互层，卜部浅灰色砂砾岩夹深灰色玄武岩、底部厚层底砾岩段深灰色玄武岩、厚层底砾岩段防漏防塌防卡Esi+Es2段-2300115灰色、浅灰色含砾砂岩夹薄层灰色泥岩防塌防卡沙ES31上部棕红、灰绿、灰色泥岩与浅灰色中细砂岩互防喷下第三系渐新统河街组（Es亚段-236060层，卜部深灰色泥岩与灰色砂岩互层，底部浅灰色泥岩防

5、漏)-2475115中上部为浅灰色、灰色、紫红色泥岩夹粉细砂L18-6L18-27防喷防漏ES32-2635（未穿）160岩；卜部为浅灰色含砾不等粒砂岩及中细砂岩与泥岩不等厚互层L18-37（解释油气）二、人员设备情况1、施工人员名册表井控证HSE证硫化氢证备注责任工程师:联系:2、仪器明细表1丁P名称规格型号数量生产厂家出厂日期维护标定日期1多点2定向探管3脉冲发生器3、送井钻具明细表序号钻具名称型号数量/根生产1家全新/大修生产/探伤使用时间/h1马达203*308扶1.25度172*212扶1.25度2定位接头203631*630172411*4103无磁钻铤203172三、设计情况1、

6、基础数据井名油公司构造井口坐标坐标系统子午线收敛角井口经纬度比例系数地磁模型地面海拔磁参数日期补心高磁偏角相对坐标参考一井口磁方位修正角垂深参考转盘面投影方位方位殄右网格北2、设计要求(1)井型：(2)井别：(3)磁偏角：(4)定向方式：(5)井身结构设计开钻次序井深m钻头尺寸mm套管尺寸mm套管下入地层层位套管下入深度m外空水泥浆返深m一开二开三开(6)井身剖面设计:测深(m)井斜(deg)网格方位(deg)垂深(m)北坐标(m)东坐标(m)视平移(m)狗腿度(deg/30m)工具面(deg)闭合距(m)闭合方位(deg)段长(m)描述(8)井身质量要求井段(m)测斜间距(m)井身轨道质量的

7、要求靶一靶二靶三靶四井底上直段0100(单多点)垂深2483.342583.342643.34造斜段025(MWD方位147.82150.16稳斜段P050(MWD位移793.75P849.47降斜段025(MWD靶半径15151、上直段井斜v1.5,造斜点井斜v0.5。2、最大全角变化率v4/25nl3、全角变化率连续三点不大于3/25m。4、井径扩大率小于12%5、实际井斜角与设计井斜角一般不超过土3。、最大不得超过土5。6、方位角的摆动与设计值一般不超过土10。、最大不得超过土20。7、钻井上垂深指转盘面离各靶点的垂深。按下列方法求得：设计A靶点垂深=转盘离地面高度+地面海拔-海拔。请井

8、队校对实际转盘面离地面高度，并对井眼轨迹进行修正。误差较大务必与设计单位联系。8、各开次钻进完毕下套管前，应测多点，点距不大于30mo使用单点测斜仪监测轨迹时，直井段、稳斜段的测斜间距不大于50m；造斜井段测斜间距不大于30mo使用单点测斜仪监测轨迹时，每趟钻起钻时，须用电子多点测斜仪测量井身轨迹，测量间距不大于30mo使用MWD施工时，滑动钻进井段测斜间距不大于10m,转盘钻进井段或长井段复合钻进时，测斜间距不大于30m,防碰、绕障井段的测斜间距不大于10m,必要时加密测斜。9、各井段严格按上述要求进行测斜，请认真做好上直段井眼轨迹控制工作，定向前对上直段测一套多点，根据测斜结果进行定向，采

9、用MWD搞好定向、井眼轨迹的监测和预测工作。要求整井段严格执行设计轨迹及曲率。做好与已钻邻井的防碰工作，钻至邻井防碰井段选择牙轮钻头钻进，钻井过程中做好防碰工作。分析邻井方位漂移规律，搞好轨迹控制工作确保中靶。施工单位收集相应基础数据，必要时可加密至10m左右测斜一次。完井测一套多点。10、施工前请监督部门和定向井服务单位认真做好防碰复核工作以及防碰计算工作，尤其是参考方位要统一，查漏补缺，计算结果存在差异时，及时联系设计单位，核实计算结果，确保钻井施工顺利。三、防碰情况及措施1、防碰计算表平台井名南北坐标m东西坐标m井深m位移m方位。设计井最近点最近点m最近距离m备注2、防碰扫描图三维立体图

10、水平投影图3、防碰井段详细数据4、防碰技术措施钻至邻井防碰井段，防碰距离在20米以的，选择牙轮钻头钻进，钻井过程中做好防碰工作。施工前请监督部门和定向井服务单位及时收集邻井实钻数据，做好防碰工作，认真做好基础数据、防碰复核以及随钻防碰计算工作，查漏补缺,密切注意设计井实钻动态，及时收集相关数据，发现问题及时与甲方协商解决，以确保钻井施工顺利。在全井段，密切注意轨迹测量时的磁场强度和磁偏角变化，关注井下钻头动态变化，钻至邻井防碰井段选择牙轮钻头钻进，同时要加密测斜段及加强随钻分析，注意观察钻时、扭矩、岩屑、磁场强度及井下动态情况，控制钻井速度，发现异常立即停钻分析，以确保钻井施工顺利。1、严格防

11、碰技术指令下达。严格每趟钻施工技术措施，每趟钻施工前下达书面技术指令，明确防碰技术措施和施工要求，由钻井队签字确认后方可施工。2、落实上直段防斜技术。一开表层直井段井斜角控制在0.5度以，二开直井段井斜角控制在1.5度以。根据防碰井情况，上直段提前申请MW和螺杆使用，控制好井眼轨迹，为防碰绕障做好前期工作。3、加强随钻数据监测。要求防碰、绕障井段必须加密测斜，测斜间距不大于10m及时预测井底井斜，进行随钻扫描监测。采用全测量方式，密切关注磁场强度以及钻井参数等数据变化。4、绘制随钻防碰扫描图。对于防碰井段，要求绘制1:100局部放大井眼轨迹图和20米半径井间距离扫描图，确定每一测点与邻井最近距

12、离。5、加强防碰井段坐岗。防碰井段定向工程师在司钻房提供技术服务，确保实钻轨迹控制。钻井队必须由具备副司钻及以上资质人员扶钻，以便及时发现井下异常。6、严格执行“四个停钻”措施。用MWD：测量模式进彳T测斜，观察Btotal值（地磁因素），如果Btotal值超出土2围，立即停钻分析；密切关注钻井参数的变化情况，若有泵压降低或升高、扭矩摆动、机械钻速加快、钻时突然加快或变慢等情况发生异常，立即停钻分析；观察泥浆返出情况，若有老浆、老井水泥、铁屑等返出，立即停钻分析；随时观察防碰点处临井井口情况，若出现异常，立即停钻分析，并向工程监督中心汇报。7、异常情况处理。要求立即停钻，将钻具提离井底5米以上

13、，同时降低泵至合理排量，观察有无漏失或溢流，禁止在井底大排量循环，提离至安全井段并确认无漏失或溢流后方可提高至正常排量。若有漏失或溢出，应及时采取相应措施，避免因漏失和溢出造成事态进一步恶化。四、施工难点及对应措施1、技术难点(1)二开311.1mm井眼开始造斜，存在井眼大、地层疏松的问题，可能会导致造斜困难。(2)本区块防碰井较多，要做好与已钻邻井的防碰工作。(3)防碰绕障井段较多，要多好前期的准备工作，及时调整井斜、方位，确保绕障工作准确无误。(4)本区块施工，甲方对润滑剂的加入控制严格，荧光级别高，泥浆含油低，润滑性能较差，施工后期普遍存在托压的情况，应注意防粘、防卡。2、对应技术措施(

14、1)在上直井段下入1.25度单弯螺杆跟踪、造斜；增加水眼尺寸、个数；保证井下安全的情况下减小泥浆泵排量等措施。(2)加强井身轨迹控制，按甲方轨迹设计施工；在现场施工时画防碰图实时描点，在将要钻进防碰点前五十米加强监控注意观察指重表、泵压表变化有无憋跳钻的情况。(3)每钻进200m-300m短起下钻一次，以充分修整井壁和有效地破坏岩屑床。维护好钻井液性能，改善泥饼质量，控制钻井液失水。进入易塌井段，钻井液性能要保持相对稳定，避免大幅度调整。托压严重时可适当调整钻具组合，降低下部钻具刚性，降低磨阻。五、各井段钻具组合及钻井参数选择1、上直段钻具组合及钻井参数选择段名井段m段长m钻压KN转速r/mi

15、n排量L/s钻具组合常规或定向自至20-4060-7555()444.5mm牙轮钻头+4203mm无磁X1根+()203mm钻铤X1根+()444mm稳定器+(f)203mml占铤M根+()127mm加重钻杆X6根+()127mm钻杆常规直井段60-7550（）311.1mm牙轮钻头+浮阀+（）203mm无磁钻铤X2根+（）308mm扶正器+变扣+4165mm钻铤X6根+4127mMm重钻杆X15卞+4127mm钻杆常规40-6060+马达转速504311.1mm牙轮钻头+（）216mm1.25螺杆（扶正器308mm+浮阀+4308mm扶正器+（）203mm定位接头+（）203mm无磁钻铤X1

16、根+MWD+203mm无磁钻铤X1根+变扣+4165mm钻铤X1根+4127mMm重钻杆X15根+（）127mmi占杆定向2、造斜段钻具组合及钻井参数选择段名井段m段长m钻压KN转速r/min排量L/s钻具组合常规或定向自至造斜段60-12060+马达转速504311.1mm牙轮钻头+4216mm1.25螺杆（扶正器308mm+浮阀+4308mm扶正器+4203mm定位接头+4203mm无磁钻铤X1根+MWD+203mm无磁钻铤X1根+变扣+（j）165mm钻铤X1卞+（j）127mmm重钻杆X15根+（）127mmi占杆定向3、稳斜段钻具组合及钻井参数选择段名井段m段长m钻压KN转速r/mi

17、n排量L/s钻具组合常规或定向自至稳斜段60-12060+马达转速50（）311.1mm钻头+（）216mm1.25螺杆（扶正器308mm+浮阀+4308mm扶正器+4203mm定位接头+4203mm无磁钻铤X1根+MWD+203mm无磁钻铤X1根+变扣+（）165mm钻铤X1根+（）127mMm重钻杆X15根+（）127mml占杆定向60-10060+马达转速28-35（）215.9mm钻头+（）172mm1.25螺杆（扶正器212mm+浮阀+4172mm定位接头+4165mm无磁钻铤X1根+MWD+165mm无磁钻铤X1根+（j）127mm加重钻杆X15根+（）127mml占杆定向4、降斜

18、段钻具组合及钻井参数选择段名井段m段长m钻压KN转速r/min排量L/s钻具组合常规或定向自至60+*二（）311.1mm钻头+（）216mm1.25螺杆（扶正器308mm+浮阀+4203mm定位接头+（）203mm无磁钻定向60-120马达转速大50铤X1根+MWD+203mm无磁钻铤X1根+（j）165mm钻铤X1卞+（j）127mMm重钻杆x15卞+4127mm钻杆降斜段60-10060+马达转速28-35（）215.9mm钻头+（）172mm1.25螺杆（扶正器212mm+浮阀+4172mm定位接头+4165mm无磁钻铤X1根+MWD+165mm无磁钻铤X1根+（j）165mm钻铤X3

19、卞+4127mMm重钻杆X15卞+4127mm钻杆定向60-10060+马达转速28-35（）215.9mm钻头+（）172mm1.25螺杆（扶正器212mm+浮阀+4172mm定位接头+4165mm无磁钻铤X1根+MWD+165mm无磁钻铤X1根+（j）127mm加重钻杆X15根+（）127mml占杆定向说明：钻具组合根据现场施工实际情况可做适当调整。各次开钻钻具组合必须安装钻杆止回阀、方钻杆（顶驱）下旋塞。防喷工具必须经检验试压并有出厂合格证。（1）所有入井工具必须绘制草图和进行探损伤，合格后才可入井（2）使用G10砂上高强度钻杆。（3）根据实际钻井情况，尽可能采用大功率新螺杆。(4)动力

20、钻具组合为主要井眼轨迹控制钻具组合方式，其它均为备用钻具组合。专业服务队伍可根据现场实钻情况进行调整。(5)若发生井漏应起出MW旁特殊工具，采用常规钻具组合钻进，钻过易漏井段井下正常后再下入相应的井眼轨道监测与控制工具。(6)设计方位在9030、27030时，必须下入两根无磁。六、保证无线MW正常工作和预防井下事故预案1、无线MWDE常工作预案1、钻井技术服务公司做好仪器和人员准备工作，确保仪器精度和工作的可靠性。2、无线随钻仪器通过泥浆向上传递信号，当泥浆泵上水不好、卡凡尔、吸空气、泥浆有气泡、刺漏或其他故障时，会导致信号失真无法测斜。3、仪器在使用期间每次起下钻都要详细检查仪器，发现问题及

21、时更换，要保证仪器下井工作正常。4、下钻过程中司钻要操作平稳，严禁猛提猛放防止仪器脱键；灌泥浆要及时防止井筒与钻杆外压差过大泥浆倒灌入钻杆，造成仪器砂卡或脱键。5、因为MWDt泥浆性能要求比较高，因此钻井液公司必须充分利用泥浆净化设备净化泥浆，在处泥浆之前必须第一时间通知钻井技术服务公司现场施工人员，以免造成仪器没信号起钻，增粘剂要均匀加入，防止成团结块影响仪器工作。6、接单根时确保钻具水眼清洁，防止铅油刷子、钳牙等落入钻具阻塞仪器，造成仪器故障。2、井下事故预案1、卡钻事故的预防措施卡钻的类型多种多样，从最基本的压差起钻(即粘卡)，沉砂卡钻，坍塌卡钻、砂桥卡钻、井塌卡钻、缩径卡钻、泥包卡钻、

22、落物卡钻到钻具脱落下顿卡钻。各种卡钻发生的原因也是多种多样。比如：砂桥的形成最主要的原因是井壁不稳定造成的，而井壁不稳定一是由于浸泡时间过长造成井壁不稳定，二是大量剥落掉块甚至垮塌岩屑未及时带离大井斜段是造成砂卡的直接原因，而造成这一情况的原因有二：首先是大井眼的存在造成大块岩屑携带困难，其次是反复测斜，间断开泵停泵，岩屑运移不稳定。为了预防卡钻制定以下措施：(1)加强井眼的净化工作，由于水平井井斜大、位移大，钻屑由于受自身重力的作用向下运动，如果没有外力的作用，在井眼下井壁越积越多，从而形成钻屑沉积床，使问题复杂化，为了保证井眼的净化，可采用以下一些办法：保证足够的泵排量，即保证足够的环空返

23、速，以破坏岩屑床的形成，从而达到清洗井壁的效果。国外研究机构室研究表明，在各种井斜角下，无论使用层流还是紊流，提高泥浆的环空流速都能提高清井效果，他们开发了一个理论模型，该理论模型说明，随着排量的提高，钻屑沉积床的厚度迅速减少，当排量高于一“临界”值后，钻屑沉积床的厚度基本为零。这也从水平井操作软件的推演和现场施工得到证实。因此，在大斜度井中应保持尽量高的环空流速。井斜超过55。以后采用紊流的清除效果更高。有研究成果表明，在井斜角低于45。的井中，层流能产生最佳的井眼清洁效果，增加泥浆屈服值将提高清井效果，在井斜大于55。井中紊流的清除效果更好。紊流只取决于流体的动量特征，而与泥浆的流变性无关

24、，所以在大斜度井（55。以上）,增加泥浆屈服值和泥浆塑性粘度不能改善井眼净化效果。另外有研究表明，在较为平直的井段（55。以上），泵入粘性段寒流将不能改善消除钻屑的效果。这与在各种井斜角下循环高粘性泥浆段塞能明显改善清井效果的现场观察结果相矛盾。因为在大斜度井中（55。以上）钻屑的消除不受泥浆流变性的影响，所以使用低粘度泥浆可能是有利的，只要不对其它泥浆性能（如静切力）产生不利的影响。提高钻井液粘度可以增加钻井液对钻屑的粘附力，使钻屑升入流动的钻井液中去，随钻井液带出井筒。在允许的情况下加大泥浆密度。这好比是降低了比较高重流体中钻屑的比重，也可以这样说：增加了钻屑在泥浆中的浮力。增加泥浆的屈服

25、值（层流）、降低泥浆静切力可以改善环空的净化效果。前面说了，当泥浆为紊流时，环空的净化效果与泥浆的流变性无关。当泥浆为层流时，增加泥浆的屈服值可以大幅度改善环空的净化效果，当井斜角增加到70。以上时，屈服值对井眼净化的影响下降。在大斜度、水平井段有计划的进行短起下作业，以达到破坏岩屑床、清洗井壁的效果。因为在大井斜井眼里，钻杆是下贴下井壁的，钻具上下活动时，钻杆接头部分能刮开已形成的岩屑沉积床，使岩屑沉积床散开到环空泥浆中，便于泥浆带出井口，从而有助于井眼净化。在滑动钻进中经常性的旋转钻柱可以搅动钻屑，从而产生更好的净化效果。旋转的钻具可以搅动泥浆，同时带动泥浆里的岩屑，阻止它下沉。钻柱的旋转

26、还有助于在流动的泥浆中产生紊流，用较高粘度的流体时钻柱旋转可大幅度提高清洁效果。在钻速较快的井段要有意识地控制钻速。随着钻速增加，产生的钻屑量增加，从而增大了岩屑堆一起的机会，这就和公路上汽车多时容易堵是一回事。因此在快钻时时要有意识的控制钻速，以便更好的消除岩屑。尽量减少钻进过程中泥浆静止的时间。这里是说接单根和其它因为不正常原因不循环泥浆的时间，这种情况下，泥浆里含岩屑量比较高，泥浆很容易下沉到下井壁，停的时间越长，沉积越彻底，因此应该尽量避免这种情况的发生。科学有效地运用好地面固控设备，减少钻屑第二次入井的发生。目前华北管理局明确要求水平井振动筛目数不小于120目，同时要求用好除砂器、除

27、泥器等固控设备。(2)、保持井壁稳定保持井壁稳定是钻井是否安全的一个重要环节，井壁失稳，更容易造成水平井发生事故：要有足够的泥浆密度，以满足井壁所需要的足够支撑力。高质量的泥饼。高质量的泥饼应是薄、韧而有弹性，高质量的泥饼能阻止泥浆进一步失水，高质量的泥饼能牢牢地吸附在井壁上，不会掉下来，从而引起井壁地层的第二次吸水，当然高质量的泥饼还有好的润滑性能。降低泥浆失水，特别是高温高压失水，最低限度地减少井壁的吸水膨胀。控制滤失量以使因化学或物理作用而造成的地层损害程度降到最小。加快钻井速度，缩短钻井周期，以减少井壁的浸泡时间。在钻井过程中要尽量减少非生产等停时间，钻井周期越短，井壁浸泡的时间越短。

28、(3)、防止粘吸卡钻改善泥饼质量，防止虚泥饼，且泥饼的润滑性能要好，同时要采取有效的工程措施。钻井方式每单根采取先滑动再复合，保证岩屑及时运移出新井眼，避免钻柱长时间滑动钻进而使岩屑沉积。测斜前，必须多次正划、倒划眼，保证钻具提放正常后再进行测斜。泥浆中及时补充液体/固体润滑剂，降低泥浆摩阻。认真执行防卡技术措施，勤活动钻具，钻具在井静止时间不超过2分钟。加强对设备检查保养，杜绝设备事故发生，保证钻井生产连续性，减少因设备因素粘卡发生的机率。(4)、钻柱在造斜井段会产生较大的弯曲应力，易造成钻具的疲劳破坏，特别在钻柱旋转时弯曲井段的钻柱受交变应力作用，钻柱极易发生疲劳破坏。因此结构的选择以顺利

29、通过大曲率段井眼为原则，钻具组合尽量减少过多的转换配合，尽量减少造斜井段钻柱刚性，从而防止断钻具事故的发生。(5)、优选钻头，杜绝钻头事故的发生。在斜井段使用PDC钻头时，应选用短保径、便于造斜的高效的钻头，牙轮钻头应选用适用于高转速、带金属密封的牙轮钻头。该类型钻头使用寿命长，以减少钻头发生的事故。(6)、采用高效螺杆，螺杆使用寿命要长，强度要高。螺杆是水平钻井必不可少的重要设备，同时也是最易损坏的设备，水平井中如果发生断螺杆掉井事故，打捞非常困难，该井眼很有可能因为无法打捞而被迫填井侧钻，损失巨大。因此，必须选好、选准螺杆。(7)、施工中每钻进1-2趟钻倒换弯曲井段的钻柱位置，避免钻柱长时

30、间受交变应力的作用、钻柱的疲劳失稳破坏而造成钻具事故。(8)、造斜段和水平段全部使用斜坡钻杆，加重钻杆放在直井段，减小钻柱摩阻，增加钻柱的抗压失稳能力。由于钻具在斜井段是贴下井壁的，直角钻杆会增加下放阻力，同时还会刮坏井壁泥饼。加重钻杆刚性大，在大曲率并眼中对加重钻杆损坏严重，同时增加摩阻，因此应该将加重钻杆放在直井段。高质量的泥饼。(9)、滑动钻进时，一个单根最后2-3米可尽可能采用复合钻进的方式钻进，钻完一个单根应进行一至两次划眼，然后下放到底，再接上单根后测斜。这样能有利于携带岩屑。(10)、在造斜率允许的条件下尽量多采用复合钻井的方式钻进，这样既可改善井眼的平滑性，又可促进钻屑的返出。(11)、加强协调工作，加快施工进度，缩短浸泡时间，避