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文档简介

定向井钻井技术讲座

XXX.03.29石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第1页

前言除了在学校里学专业理论书籍外,还要认真地学习和研究现场中碰到新情况、新问题,向有经验同志学习,向师傅学习,善于思索,在实际工作中,克服“眼高手低”

等现象,做到“三勤”(勤动手,勤动脑,勤预测),创造性地开展工作,最终使自己成为一名复合型人才。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第2页定向控制

钻定向井(水平井)时,必须准确地进行定向控制,因为定向控制不妥会造成:“劳民伤财”起下钻狗腿和键槽过大扭矩和阻力过多钻柱失效事故钻速慢过分钻头和井下马达磨损和消耗打捞作业井眼报废生产效率低、钻井成本高!影响和丢掉技术服务市场!序言石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第3页定向控制准确地进行定向控制要求有:设计适当井眼轨道(设计)选择适当工具和仪器(工具、仪器-硬件)使用先进计算和预测软件(软件)钻井过程中准确地监测井眼轨迹(轨迹控制)合理钻井参数和技术保障办法(素质能力)责任心和协调、沟通能力(责任心)序言石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第4页定向钻井风险原因是一项多专业、多工种配合野外流动作业,工作条件差,安全工作难度大钻井设备庞大而复杂,运动部件多,管线压力高,稍有不慎,极易造成设备或人员伤亡事故是一项非常隐蔽地下工程一次性完成在钻井施工中会出现许多复杂情况和不确定原因,轻易造成井下复杂和工程事故

团结协作、吃苦耐劳熟悉钻井设备了解地质、研究施工经历技术和素质防范意识和处理风险能力序言石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第5页内容一、基本概念和要求二、定向井准备三、定向井轨迹控制四、定向方法五、对于定向井常规钻具组合六、对于水平井常规钻具组合七、施工中注意几个问题八、水平井施工工作步骤九、特殊工艺井复杂情况及事故处理石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第6页一、基本概念和要求必须了解和掌握以下基本内容:

1、定向井——一口井设计目标点,按照人为需要,在一个既定方向上与井口垂线偏离一定距离井。2、井深——井眼轴线上任一点,到井口井眼长度,称为该点井深或斜深。3、垂深——井眼轴线上任一点,到井口所在水平面距离,称为该点垂深。4、水平位移——井眼轴线上任一点,与井口铅直线距离,称为该点水平位移,也称该点闭和距。5、视位移——水平位移在设计方位线上投影长度,称为视位移。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第7页6、井斜角——井眼轴线上任一点井眼方向线,与经过该点重力线之间夹角。7、方位角——以井眼轴线上任一点为原点平面坐标系中,以经过该点正北方向线为始边,按顺时针方向旋转至该点处井眼方向线在水平面上投影线为终边,其所转过角度称为该点方位角。8、造斜率——表示了造斜工具造斜能力。其值等于用该造斜工具所钻出井段井眼曲率。9、全角改变率——“狗腿严重度”,“井眼曲率”都是相同意义。指是在单位井段内前进方向在三维空间内角度改变。一、基本概念和要求石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第8页10、目标点——设计要求,必须钻达地层位置,称为目标点。通常是以地面井口为坐标原点空间坐标值来表示。11、靶区及靶区半径(定向井)——在目标点所在水平面上,以目标点为圆心,以靶区半径为半径一个圆面积。允许实钻井眼轨迹偏离设计目标点之间距离,称为靶区半径。12、靶心距——在靶区平面上,实钻井眼轨迹与目标点之间距离,称为靶心距。13、反扭角——使用井底马达进行定向造斜或扭方位时,动力钻具开启前工具面与开启后且加压钻进时工具面之间夹角,称为反扭角。反扭角总是使工具面逆时针转动。一、基本概念和要求石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第9页一、基本概念和要求14、工具面——在造斜钻具组合中,由弯曲工具两个轴线所决定那个平面,称为工具面。15、高边——定向井井底是个呈倾斜状态圆平面。称为井底圆。井底圆上最高点称为高边。从井底圆心至高边之间连线所指方向,称为井底“高边方向”。高边方向上水平投影称为高边方。即井底方位。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第10页一、基本概念和要求16、工具面角——是表示造斜工具下到井底后,工具面所在位置参数。工具面角有两种表示方法:一个是以高边为基准,一个是以磁北为准,高边基准工具面角,简称高边工具面角。是指高边方向线为始边,顺时针转到工具面与井底圆平面交线所转过角度。因为高边方向线在水平面上投影,即为井底方位线,所以,若以正北方向线为始边,顺时针转到井底方位线上所转过角度,即为井底方位角。磁北工具面角等高边工具面角加上井底方位角。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第11页一、基本概念和要求17、定向角——是定向工具面角简称。在定向造斜或扭方位钻进时,当开启井下马达之后,工具面所处位置,用工具面角表示,既为定向工具面角。18、按照定向井、水平井、丛式井、套管开窗侧钻井等作业指导书要求施工。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第12页19、会利用定向井工程师助手应用及计算,尤其是中靶预测、井斜和方位余量计算等。20、会利用水平井程序设计与轨迹控制计算。要了解甲方所需资料要求,上交资料须经相关领导确认。21、熟练操作所里各种仪器。22、了解和掌握MWD工作原理和操作规程。23、灵活应用各种钻具结构和制订合理钻井参数及办法。24、熟读《钻井事故与复杂问题》一书。25、了解钻井所研究课题进展情况。26、了解当今国内外与钻井专业相关技术前沿问题。一、基本概念和要求石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第13页内容一、基本概念和要求二、定向井准备三、定向井轨迹控制四、定向方法五、对于定向井常规钻具组合六、对于水平井常规钻具组合七、施工中注意几个问题八、水平井施工工作步骤九、特殊工艺井复杂情况及事故处理石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第14页二、定向井准备1定向井设计依据油田勘探、开发布署要求,确保安全钻井要有利于提升油气产量和采收率应有利于钻井、采油和修井作业应尽可能选择比较简单剖面类型设计标准石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第15页二、定向井准备1定向井设计设计依据钻井目标及采取钻井方式工艺装备条件及技术水平目标层厚度、产状设计井基本数据石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第16页二、定向井准备1定向井设计造斜点选择造斜点选择

选择地层均一,可钻性好地层

KOP在前一层套管鞋以下50m,以防止损坏套管鞋初始造斜准确性非常主要大于25°定向井方位易控制石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第17页二、定向井准备1定向井设计造斜率选择

大斜度大位移定向井:2~3°/30m

普通丛式井3~5°/30m

造斜率要均匀降斜率

对于“S”井眼,通常降斜率1~2°/30m

如降斜后依然要钻长井段,降斜率还要小,以免键槽卡钻造斜率石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第18页二、定向井准备1定向井设计最大井斜角

普通定向井20~60°,电测、完井轻易大于60°电测、完井困难最大井斜角石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第19页二、定向井准备1定向井设计方位预留角(余量)

定义:实际造斜时方位与设计方位差值利用地层自然漂移趋势来预留依据钻具组合和钻头形状而留但丛式井对方位预留角有限制圆柱,以免井眼碰撞方位预留角石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第20页二、定向井准备1定向井设计狗腿严重度定义:描述井眼轨迹全角改变尺度公式:cosDog-leg=(cos(inc1)*cos(inc2)+sin(inc1)*sin(inc2)*cos(directionchange))狗腿严重度大,易产生键槽卡钻、钻具易产生疲劳破坏狗腿严重度石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第21页二、定向井准备1定向井设计剖面类型选择选择定向井剖面不是一件轻易事,必须考虑:地质条件、套管程序、目标层位置、及钻井技术水平定向井剖面类型:“J”型、“S”型、

“水平井”“J”型:剖面简单、易操作“S”型水平井剖面类型Kop石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第22页井身剖面设计:有三种:作图法、查图法、解析法解析法:因为计算机快速普及且精度高,解析法为广泛应用二、定向井准备1定向井设计井身剖面设计石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第23页二、定向井准备1定向井设计井眼轨迹计算方法:直线法:正切法和平均角法折线法:平衡正切法曲线法:圆柱螺旋法(曲率半径法)现场常使用方法钻台使用计算器时,普通用平均角法交汇报用计算机时,最小曲率半径法井眼轨迹计算方法石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第24页二、定向井准备定向井井下工具钻头螺杆钻具(泥浆马达、动力钻具)定向接头、弯接头非磁钻铤、非磁钻杆、加重钻杆、斜坡钻杆扶正器单流阀(回压凡尔)MWD短节短钻铤开窗工具2、定向井工具定向井工具石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第25页二、定向井准备2、定向井工具定向井仪器MWD、LWD(Geolink)、YST-48X(海蓝)电子单、多点:RSS、ESS、NEMS有线随钻:SST、DMIGYRO(BOSS、SRO、KEEPER)定向井仪器石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第26页二、定向井准备2、定向井工具当前定向井工具、仪器满足43/4″~17½″较大井眼井眼轨迹易控制,小井眼难控制石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第27页二、定向井准备3、作业者提供1、井名、数量、地域2、井垂深3、靶点描述和限制4、井眼尺寸与套管程序5、泥浆资料6、邻井资料7、钻杆描述8、食宿9、能提供通讯10、泥浆泵型号、马力11、工具运输和人员计划12、钻铤及加重、斜坡钻杆资料

13、钻井工具最小直径14、钻井承包商名称及钻机

石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第28页二、定向井准备1、定向井设计书2、工具及设备清单3、磁参数4、总体定向井钻井方案5、仪器精度6、技术人员资质证书7、工具合格证探伤汇报8、人员设备运输计划4、服务企业应提供资料石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第29页内容一、基本概念和要求二、定向井准备三、定向井轨迹控制四、定向方法五、对于定向井常规钻具组合六、对于水平井常规钻具组合七、施工中注意几个问题八、水平井施工工作步骤九、特殊工艺井复杂情况及事故处理石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第30页三、定向井轨迹控制1、定向井轨迹控制基本概念井眼轨迹控制:采取合理办法(包含BHA、操作参数及测控系统等),强制钻头沿预定轨道破碎地层而钻进过程。控制井眼轨迹:需要专门井下工具和测斜系统(硬件)开发井眼轨迹预测和控制软件(软件)石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第31页三、定向井轨迹控制经过选择钻具组合,优化和调整钻井参数,使井眼沿预计轨迹前进,最终钻达目标层,中靶定向井工程师负责:设计书、施工方案、作业指令、钻具组合、资料搜集、质量计划、与甲方沟通、钻井参数、完井汇报等…..1、定向井轨迹控制基本概念石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第32页三、定向井轨迹控制1、定向井轨迹控制基本概念底部钻具组合类型:依据组合设计目标或作用效果不一样,可将底部钻具组合分为三类:增斜钻具稳斜钻具降斜钻具石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第33页三、定向井轨迹控制1、定向井轨迹控制基本概念钻具组合受力底部钻具组合表现不一样效果,是因为不一样钻含有各自力学特征,产生钻头侧向力方向和大小不一样。预测井眼轨迹要考虑方面底部钻具组合受力分析地层原因钻头结构、形状侧向力石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第34页三、定向井轨迹控制钻具组合影响轨迹1#扶正器和2#扶正器距离钻铤(刚度)内外径、材料扶正器尺寸钻头类型1、定向井轨迹控制基本概念常规钻具组合控制井眼轨迹,最根本问题是:对1#、2#扶正器距离确实定和位置安放应用熟练程度。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第35页三、定向井轨迹控制1、定向井轨迹控制基本概念钻井参数钻压转速排量泵压石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第36页钻压比钻压kN/mm:0.5~0.820~22t;16~18t;12~14t;5~8t;2~4t171/2″钻头121/4"钻头95/8"(91/2"

)钻头8½″钻头7½″钻头6"(57/8"

)钻头43/4"钻头钻压石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第37页排量40~45l/s;30~35l/s;25~30l/s;10~12l/s;8~10l/s;171/2″钻头121/4"钻头95/8"(91/2"

)钻头8½″钻头7½″钻头6"(57/8"

)钻头43/4"钻头排量石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第38页转速20~90r/min复合转盘转速普通:20~40r/min要将转盘转速设定在最低级位转速石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第39页泵压10~20MPa泵压石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第40页

因为种种原因影响,在钻井过程中,井眼方位会发生自然改变,这种改变称为“自然漂移”影响井眼轨道漂移规律原因很多,但主要是地层自然造斜特征和钻具组合右漂左漂

近钻头稳定器与井眼间隙影响很大:随间隙增加,井斜力降低,方位力增加,在软地层中,间隙普通较大。所以软地层方位向右漂移普通均较显著,增斜率对应低。方位漂移石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第41页三、定向井轨迹控制1、定向井轨迹控制基本概念地层原因岩性均匀性走向、倾向、倾角其它原因钻井设备与甲方和服务企业沟通、协调石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第42页三、定向井轨迹控制1、定向井轨迹控制基本概念要求:在实钻过程中,设法使实钻井眼轨迹尽可能符合设计井眼轨道井眼轨迹控制实质,就是不停地控制井眼前进方向;井眼方向由井眼井斜角和方位角来表示井眼方向控制内容:井斜角控制:增斜、降斜、稳斜方位角控制:增方位、降方位、稳方位增斜增方位稳方位降方位稳斜降斜(九种形式)石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第43页高边ⅠⅡⅢⅣ增方位降方位装置角在Ⅰ、Ⅳ象限,方位均增加;装置角在Ⅱ、Ⅲ象限,方位均减小;方位角改变界限很清楚,以0°和180°为界。装置角与井斜角、方位角之间改变关系:装置角在Ⅰ、Ⅱ象限,井斜角都是增加;但装置角在Ⅲ、Ⅲ象限,井斜角并非都是减小。只在绿色区域是减小,在粉红色区域内依然是增大。Ⅰ高边ⅡⅢⅣ增斜降斜0°180°90°0°180°90°石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第44页三、定向井轨迹控制2、定向井轨迹控制主要做法第一步:打好直井段直井段打不好,将给造斜带来很大困难要求实钻轨迹尽可能靠近铅垂线,也就是要求井斜角尽可能小。定向井直井段能够按照打直井方法进行轨迹控制,而且比打直井要求更高,因为定向井垂直井段施工质量是以后轨迹控制基础石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第45页三、定向井轨迹控制2、定向井轨迹控制主要做法第二步:把好定向造斜关这是增斜井段一部分,但它是从垂直井段开始增斜。因为垂直井段井斜角靠近零,所以称为“造斜”;因为垂直井段没有方位角,所以开始造斜时需要“定向”。假如定向造斜段方位有偏差,则会给以后轨迹控制造成巨大困难。所以,定向造斜是关键,一定要把好这一关除套管开窗侧钻还使用斜向器外,几乎全是使用动力钻具造斜工具。造斜井段长度,普通是以井斜角到达能够使用转盘钻扶正器钻具组合继续增斜为准。这个井斜角大约为8°~10°导向钻井愈加灵活定向就是把造斜工具工具面摆在预定定向方位线上。定向是定向井关键技术。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第46页三、定向井轨迹控制2、定向井轨迹控制主要做法第三步:跟踪控制到靶点

从造斜段结束,至钻完全井,都属于跟踪控制阶段。人们常说轨迹控制实际多指这一阶段。跟踪控制主要工作内容:适时进行轨迹测量和轨迹计算:测量仪器选择;测量密度和测点密度选择依据轨迹计算结果,预测待钻井眼,提出下步轨迹控制要求造斜工具装置角计算:装置角计算动力钻具反扭角计算精心选择、使用造斜工具和下部钻具组合:工具或组合结构选择造斜工具或下部组合性能预测:凭经验预测使用软件预测石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第47页三、定向井轨迹控制2、定向井轨迹控制主要做法跟踪控制需遵循几条原则:既要保证中靶,又要加快钻速。这一阶段任务是在实钻过程中,不停了解轨迹变化发展情况,不停地使用各种造斜工具或钻具组合,使实钻轨迹离开设计轨迹“不要太远。“不要太远”一词意义在于,一方面如果“太远”就可能造成脱靶,成为不合格井;其次如果始终要求实钻轨迹与设计轨迹误差很小,势必要求非常频繁地测斜,频繁地更换钻具组合,必将大大地拖延时间,增加成本,而且还有可能造成井下复杂情况,得不偿失。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第48页三、定向井轨迹控制2、定向井轨迹控制主要做法尽可能多使用常规钻具组合来进行控制在造斜段结束之后,普通都换用转盘钻继续增斜,并在需要稳斜和降斜时候,依然使用转盘钻来完成只有在以下两种情况下,才使用动力钻具进行控制:使用转盘钻扶正器组合已难以完成增斜或降斜要求时,改用动力钻具造斜工具进行强力增斜或降斜;转盘钻扶正器组合不能控制方位,而且在钻进中经常出现方位偏差,当井眼方位有较大偏差,有可能造成脱靶时,必须使用动力钻具来完成扭方位。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第49页三、定向井轨迹控制2、定向井轨迹控制主要做法尽可能利用地层自然规律。地层原因造成钻头不对称切削,或引发井斜改变,或引发方位漂移:地层可钻性各向异性:平行层面方向与垂直层面方向,地层可钻性不一样。在轨道设计和轨迹控制过程中,尽可能利用这些自然规律,降低利用工具和仪器进行控制时间和井段。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第50页内容一、基本概念和要求二、定向井准备三、定向井轨迹控制四、定向方法五、对于定向井常规钻具组合六、对于水平井常规钻具组合七、施工中注意几个问题八、水平井施工工作步骤九、特殊工艺井复杂情况及事故处理石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第51页四、定向方法

当前,最惯用造斜钻具组合是采取弯接头+直动力钻具组合或着是直接头+弯动力钻具组合进行定向造斜或扭方位施工。依据施工难度、所用测量仪器和施工井型不一样,又分为:单点定向、有线随钻定向和无线随钻定向三种方法。原理:是利用弯接头或弯马达使下部钻具产生一个弹性力矩,迫使井下动力钻具驱动钻头侧向切削,使钻出新井眼偏离原井眼轴线,到达定向和扭方位目标。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第52页(1)、单点定向方法步骤:(A)

下入造斜钻具至造斜点位置。(B)

单点侧斜,测量造斜位置井斜角、方位角和工具面。(C)

在侧斜同时,对井口钻杆,方钻杆,地面钻杆进行打印,并把井口钻杆印痕投到转盘外源上,作为基准点。(D)

调整安置角(调整后安置角是:设计方位角+反扭角),锁住转盘,开泵钻进。(E)

定向钻进,没钻进1-2根进行单点侧斜,依据测量井斜角和方位角及时修正反扭角度差,并调整造斜工具安置角。定向造斜井斜角在8度左右,方位适当,起钻更换转盘增斜钻进。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第53页1、弯接头+直马达1.1钻具组合:钻头+直马达+弯接头+无磁钻铤+钻杆1.2定向方法:直接定向时:定向角=校正方位+反扭角+磁偏角-磁工具面角(MS)调方位时:定向角=所测方位+反扭角+磁偏角+装置角-磁工具面角(MS)用高边时:定向角=反扭角+装置角-高边(GHS)起始角=定向角+转盘差起始角钻杆差方钻杆差棱注意:读角差时左负右正或者是顺正逆反(从上望下看)

石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第54页

2、直马达+弯接头2.1钻具组合:钻头+弯马达+直接头+无磁钻铤+钻杆2.2定向方法:直接定向时:定向角=校正方位+反扭角+磁偏角+角差-磁工具面角(MS)调方位时:定向角=所测方位+反扭角+磁偏角+装置角+角差-磁工具面角(MS)用高边时:定向角=反扭角+装置角+角差-高边(GHS)石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第55页角差:

角差输入:-△Ф角差输入:+△Ф起始角=定向角+转盘差起始角钻杆差方钻杆差棱石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第56页(2)、有线随钻定向1、弯接头+直马达1.1钻具组合:钻头+直马达+弯接头+无磁钻铤+钻杆1.2定向方法:直接定向时:磁工具面(MS)摆在:校正方位+反扭角+方位修正角加压后:磁工具面(MS)摆在:校正方位+方位修正角

调方位时:磁工具面(MS)摆在:反扭角+方位修正角

+装置角加压后:磁工具面(MS)摆在:方位修正角

+装置角用高边时:高边(GHS)摆在:反扭角+装置角加压后:高边(GHS)摆在:装置角磁参数执行设计石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第57页2、直接头+弯马达2.1钻具组合:钻头+弯马达+直接头+无磁钻铤+钻杆1.2定向方法:直接定向时:磁工具面(MS)摆在:校正方位+反扭角+

方位修正角

+角差加压后:磁工具面(MS)摆在:校正方位+方位修正角

+角差调方位时:磁工具面(MS)摆在:校正方位+反扭角+

方位修正角

+装置角+角差加压后:磁工具面(MS)摆在:校正方位+方位修正角

+

装置角+角差用高边时:高边工具面(GHS)摆在:反扭角+装置角+角差加压后:高边工具面(GHS)摆在:装置角+角差石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第58页

角差:

注意:角差输入石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第59页(3)、无线随钻定向1、弯接头+直马达1.1钻具组合:钻头+直马达+弯接头+无磁钻铤+钻杆1.2定向方法:直接定向时:磁工具面(MS)摆在:校正方位+反扭角加压后:磁工具面(MS)摆在:校正方位调方位时:磁工具面(MS)摆在:校正方位+反扭角+装置角

加压后:磁工具面(MS)摆在:校正方位+装置角用高边时:高边(GHS)摆在:反扭角+装置角加压后:高边(GHS)摆在:装置角石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第60页

+△Ф角差输入:360△Ф

MWD

具具

角差:

角差输入:

-动力钻

动力钻MWD

注意:角差输入石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第61页2、直接头+弯马达2.1钻具组合:钻头+弯马达+直接头+无磁钻铤+钻杆2.2定向方法:同上。

注意:用MWD时,角差和方位修正角要在工作前确认准确无误后输入计算机。磁参数执行设计石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第62页内容一、基本概念和要求二、定向井准备三、定向井轨迹控制四、定向方法五、对于定向井常规钻具组合六、对于水平井常规钻具组合七、施工中注意几个问题八、水平井施工工作步骤九、特殊工艺井复杂情况及事故处理石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第63页超出一定深度后失效12345五、对于定向井常规钻具组合TZ401-H4石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第64页五、对于定向井常规钻具组合1、增斜钻具(普通增斜率6゜/100m)

增斜钻具组合普通采取双稳定器组合。是利用杠杆原理设计,它有一个近钻头足稳定器作为支点,第二个稳定器与近钻头稳定器之间距离应依据两稳定器之间刚性(尺寸)大小和要求增斜率大小确定,普通为20m(两根钻铤长度),两稳定器之间钻铤在钻压下,产生向下弯曲变形,使钻头产生斜向力。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第65页五、对于定向井常规钻具组合类型L1L2L3强增斜组合1.0~1.8--------------中增斜组合1.0~1.818.0~27.0-------弱增斜组合1.0~1.89.0~18.09.0按增斜能力分为:强、中、弱三种。使用中要注意:钻压越大,增斜能力越大;L1越长,增斜能力越小;近钻头扶正器直径减小,增斜能力也减小。注意保持低转速。

增斜钻具组合石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第66页

比如:1.1对于95/8″井眼增斜钻具组合:

95/8″Bit+Φ244mmSST+挡板+7″NMDC×1根+7″DC×1根+Φ244mmSST+7″DC×1根+Φ244mmSST+7″DC×2柱+5″DP(常规)

95/8″Bit+Φ244mmSST+挡板+5″NMDP×1根+7″DC×1根+Φ244mmSST+7″DC×1根+Φ244mmSST+7″DC×2柱+5″DP(参考)

95/8″Bit+Φ244mmSST+挡板+5″NMDP×1根+5″DP×1根+Φ244mmSST+7″DC×1根+Φ244mmSST+7″DC×2柱+5″DP(参考)石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第67页1.2对于81/2″井眼增斜钻具组合:

81/2″Bit+Φ214mmSST+挡板+61/4″NMDC×1根+61/4″DC×1根+Φ214mmSST+61/4″DC×1根+Φ214mmSST+61/4″DC×2柱+5″DP(常规)

81/2″Bit+Φ214mmSST+挡板+5″NMDP×1根+61/4″DC×1根+Φ214mmSST+61/4″DC×1根+Φ214mmSST+61/4″DC×2柱+5″DP(参考)

81/2″Bit+Φ214mmSST+挡板+5″NMDP×1根+5″DP×1根+Φ214mmSST+61/4″DC×1根+Φ214mmSST+61/4″DC×2柱+5″DP(参考)石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第68页2、微增斜钻具(普通增斜率3゜/100m)微增斜钻具组合在井下受力情况和增斜钻具相同,主要是经过减小近钻头稳定器与2号稳定器距离或者减小近钻头稳定器外径尺寸(欠尺寸稳定器),以减小钻具造斜能力。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第69页2.1对于95/8″井眼微增斜钻具组合:

95/8″Bit+Φ244mmSST+挡板+7″NMDC×1根+Φ244mmSST+7″DC×1根+Φ244mmSST+7″DC×2柱+5″DP(常规)

95/8″Bit+Φ244mmSST+挡板+7″NMDC×1根+7″DC×2柱+5″DP(参考)2.2对于81/2″井眼微增斜钻具组合:

81/2″Bit+Φ214mmSST+挡板+61/4″DMDC×1根+Φ214mmSST+61/4″DC×1根+Φ214mmSST+61/4″DC×2柱+5″DP(常规)

81/2″Bit+Φ214mmSST+挡板+61/4″DMDC×1根+61/4″DC×2柱+5″DP(参考)

石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第70页3、稳斜钻具:稳斜钻具组合是采取刚性满眼钻具结构,经过增大下部钻具组合刚性,控制下部钻具组合在钻压作用下弯曲变形,到达稳定井斜和方位目标,惯用稳斜钻具组合是:钻头+近钻头稳定器(双母扶正器)+短钻铤(2-3m)+稳定器+单根钻铤(9m)+稳定器+钻铤+钻杆石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第71页3.1对于95/8″井眼稳斜钻具组合:

95/8″Bit+Φ244mmSST+7″SDC+Φ244mmSST+挡板+7″NMDC×1根+Φ244mmSST+7″DC×2柱+5″DP(常规)3.2对于81/2″井眼稳斜钻具组合:

81/2″Bit+Φ214mmSST+61/4″SDC+Φ214mmSST+挡板+61/4″NMDC×1根+Φ214mmSST+61/4″DC×2柱+5″DP(常规)石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第72页4、降斜钻具:

普通采取钟摆钻具组合,利用钻具本身重力产生钟摆力实现降斜目标,依据钻头与稳定器距离又分为大钟摆和小钟摆,惯用降斜钻具组合是:大钟摆钻具组合:钻头+2根钻铤(18m)+稳定器+1根钻铤(9m)+稳定器+钻铤+钻杆。小钟摆钻具组合:钻头+1根钻铤(9m)+稳定器+1根钻铤(9m)+稳定器+钻铤+钻杆。

石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第73页4.1对于171/2″和121/4″大井眼

171/2″Bit+730×730+挡板+9″NMDC×1根+9″DC×1根+Φ444mmSST+8″DC×2柱+7″DC×2柱+5″DP(新疆)

121/4″Bit+630×630+挡板+8″NMDC×1根+8″DC×1根+Φ311mmSST+8″DC×2柱+7″DC×2柱+5″DP(新疆)4.2对于95/8″井眼

95/8″Bit+630×410+挡板+7″NMDC×1根+7″DC×1根+Φ244mmSST+7″DC×1根+Φ244mmSST+7″DC×2柱+5″DP95/8″Bit+630×410+挡板+7″NMDC×1根+Φ244mmSST+7″DC×1根+Φ244mmSST+7″DC×2柱+5″DP95/8″Bit+630×410+7″SDC×1根+Φ244mmSST+挡板+7″NMDC×1根+7″DC×2柱+5″DP石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第74页4.3对于81/2″井眼

81/2″Bit+430×4A10+挡板+61/4″NMDC×1根+61/4″DC×1根+Φ214mmSST+61/4″DC×1根+Φ214mmSST+61/4″DC×2柱+5″DP81/2″Bit+430×4A10+挡板+61/4″NMDC×1根+Φ214mmSST+61/4″DC×1根+Φ214mmSST+61/4″DC×2柱+5″DP81/2″Bit+430×4A10+61/4″SDC×1根+Φ214mmSST+挡板+61/4NMDC×1根+Φ214mmSST+61/4″DC×2柱+5″DP石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第75页5、小井眼:5.1对于7″套管井眼开窗侧钻:6″Bit+330×330(动力钻具)+331×310+43/4″NMDC×1根+31/2″DP5.2对于51/2″套管井眼开窗侧钻:43/4″Bit+230×230(动力钻具)+231×210+31/2″NMDC×1根+27/8″DP5.3常规钻具组合怎样?Φ142mm欠尺寸螺旋稳定器Φ147mm螺旋稳定器Φ120mm本体动力钻具带146mm扶正块石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第76页内容一、基本概念和要求二、定向井准备三、定向井轨迹控制四、定向方法五、对于定向井常规钻具组合六、对于水平井常规钻具组合七、施工中注意几个问题八、水平井施工工作步骤九、特殊工艺井复杂情况及事故处理石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第77页六、对于水平井常规钻具组合1、增斜段:

钻头+动力钻具+无磁钻铤+MWD短节+无磁钻铤+加重钻杆+斜坡钻杆+普通钻杆。1.1对于171/2″和121/4″大井眼

171/2″Bit+95/8″×1.50°单弯动力钻具+8″NMDC×1根+MWD+631×630(陀螺定向接头)+8″DC×3根+631×410+5″HWDP+5″DP(浅海)。

121/4″Bit+73/4″×(1.50°~1.75°)单弯动力钻具+7″NMDC×1根+MWD+7″NMDC×1根+5″HWDP+5″XPDP+5″DP(草桥)。

石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第78页1.2对于95/8″井眼

95/8″Bit+73/4″×1.50~1.75

°单弯动力钻具+531×410+7″NMDC×1根+MWD+7″NMDC×1根+5″HWDP+5″XPDP+5″DP(草桥)。

95/8″Bit+630×431(短接头)+61/2″×1.50度单弯动力钻具+431×410+7″NMDC×1根+MWD+7″NMDC×1根+5″HWDP+5″XPDP+5″DP(草桥)1.3对于81/2″井眼

81/2″Bit+61/2″×1.50°单弯动力钻具+431×410+5″NMDP×1根+MWD+5″NMDP×1根+5″HWDP+5″XPDP+5″DP(常规)。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第79页2、水平段:

钻头+动力钻具+无磁钻杆+MWD短节+无磁钻杆+斜坡钻杆+加重钻杆+斜坡钻杆+普通钻杆。2.1对于95/8″井眼

95/8″Bit+73/4″×(1.00°~1.25°)单弯动力钻具+531×410+5″NMDP×1根+MWD+5″NMDP×1根+5″XPDP+5″HWDP+5″DP。

95/8″Bit+630×431(短接头)+61/2″×(1.00°~1.25°)单弯动力钻具+431×410+5″NMDP×1根+MWD+5″NMDP×1根+5″XPDP+5″HWDP+5″DP。2.2对于81/2″井眼

81/2″Bit+61/2″×(1.00°~1.25°)单弯动力钻具+431×410+5″NMDP×1根+MWD+5″NMDP×1根+5″XPDP+5″HWDP+5″DP。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第80页内容一、基本概念和要求二、定向井准备三、定向井轨迹控制四、定向方法五、对于定向井常规钻具组合六、对于水平井常规钻具组合七、施工中注意几个问题八、水平井施工工作步骤九、特殊工艺井复杂情况及事故处理石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第81页七、施工中注意几个问题(1)PDC钻头特点是什么?1、无活动零部件,2、含有高效切削作用,3、钻头寿命长4、同其它钻头比,扭距大,钻压小,有较高机械钻速,抗冲击性能差。5、滑动钻进时工具面不稳定查找阅读相关PDC及复合钻进资料石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第82页(2)怎样准确判断牙轮钻头工作情况?判断方法:1、正常工作当地层岩性无改变时,正常钻压下,转盘转动均匀,转盘链条无上下跳动;钻压正常无显著改变;指重表、泵压表、扭距表显示平稳;刹把无异常感觉。

2、轴承损坏转盘出现周期蹩跳,钻压小蹩跳小轻,钻压大则重;钻速下降,泵压正常,而指重表指针有摆动。3、牙轮卡死转盘负荷增大,转盘链条跳动,方钻杆有蹩劲,停转盘打倒车;钻速下降,指重表指针摆动严重。掌握使用常规钻具和动力钻具组合下钻头寿命石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第83页4、掉牙轮转盘负荷增大,转盘链条严重跳动,停转盘打倒车;蹩钻严重,指重表指针往返摆动;工具面不稳定;钻速显著下降或无进尺;上提钻具变换方向下探方入有改变,高差约为一牙轮高度(牙轮掉一个)。5、牙轮磨(脱)光转盘负荷减轻,方钻杆无蹩跳;钻速显著下降或无进尺,指重表指示平稳无摆动;泵压正常。6、钻头泥包转盘负荷增大,有跳钻现象,钻速下降,上提钻含有不一样程度挂卡,泵压上升,严重时蹩泵。经过MWD和随钻仪器判断石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第84页(3)动力钻具正确使用1、动力钻具入井前怎样检验?1.1首先要检验单(双)弯方向,找出弯曲方向记号,1.2检验动力钻具度数和编号,1.3测量动力钻具扶正块外径、本体外径和间隙,1.4测量动力钻具长度及扣型,1.5了解动力钻具结构(由旁通阀总成、马达总成、万向轴总成和传动轴总成四大基本部件组成)1.6试运转。商14-斜12埕52-平2石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第85页关于动力钻具稳定器布置。近钻头稳定器,通常为导向马达自带稳定器,位于马达驱动接头以上本体上,为欠尺寸稳定器,普通相对于井径,欠3mm左右;另一个稳定器,装在旁通阀以上1~3m位置,与组装MWD无磁钻挺相靠近,稳定器尺寸和准确安放位置,须依据实际需要确定。马达下面也可不带稳定器石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第86页2、使用方法2.1地面检验完成接钻头下钻,下钻距井底0.50m时开泵开启马达,开泵后逐步增加冲数到达所需排量,记下总泵压和排量。短时间冲洗井底,待泥浆返出正常后,把钻头放置井底迟缓加压,钻进1米后深入加大到正常钻压。伴随钻压加大,泵压也会升高,同时造成压差不得超出所要求数值。2.2钻进中可经过立管压力表和指重表进行检验。钻压大小、地层改变、钻头磨损都会改变钻头扭矩,可经过立管压力来判断。假如动力钻具降速,压差会超出平均水平,应马上把钻具提离井底,待压力下降后再漫漫地将钻具放置井底继续钻进。为了钻进时保持恒定转速和扭矩,须使排量和泵压处于稳定状态。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第87页3、技术要求:3.1在驱动接头和钻头之间加接头,其长度应尽可能短;95/8″井眼用本体¢165动力钻具,加工配合接头431×630时3.2下钻遇阻不能硬压也不能划眼,应起钻通井。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第88页动力钻具正确使用4、动力钻具常见故障判断分析泵压突然升高泵压逐步升高泵压逐步下降无机械进尺无反扭角经过泵压和仪器工具面、测量结果等综合判断石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第89页4、常见故障处理:4.1泵压突然升高:原因及处理方法钻压过大,动力钻具转不动及时提离井底,泵压恢复正常后轻压钻进,能够判断钻压过高将钻头提离井底,假如压力仍不下降,能够判定有零件卡死或水眼堵塞动力钻具脱胶马上起钻更换动力钻具动力钻具正确使用石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第90页4.2泵压逐步升高:原因及处理方法:钻头被堵塞提离井底检验压力,假如压差高于起始压差可试用改变排量和上提方法清洗钻头,若无效则起钻。钻头磨损;假如钻速下降则起钻换钻头。地层改变;提离井底检验压力,假如压差与起始压力相同则继续钻进。动力钻具正确使用石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第91页4.3泵压逐步下降:原因及处理方法发生井漏及时检验钻井液量,起钻堵漏检验泥浆泵排量或泥浆液量钻柱刺漏,应马上起钻检验旁通阀不能自动关闭或水眼刺漏起钻动力钻具正确使用石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第92页4.4无机械进尺:原因及处理方法地层改变可改变钻压和排量等钻井参数。动力钻具不转提离井底检验压力,然后轻压钻进或起钻换动力钻具。钻头磨损起钻换钻头4.5无反扭角螺杆钻具磨损或失效动力钻具正确使用石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第93页(4)关于测斜零长和侧深计算:4.1MWD测斜零长:C=钻头长度+动力钻具长度+接头长度+无磁长度-3.89m+1m测深=井深-MWD侧斜零长4.2测深(电子单、多点):L=井深-(方入+方钻杆底下接头长度+0.5m+钻头长度+档板以下接头或动力钻具等长度+2.50m)

11.5m,14.5m,19m石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第94页(5)几个惯用钻头、钻具、接头扣型尺寸:

类型

扣型

母扣镗孔直径尺寸mm

类型

扣型

母扣镗孔直径尺寸mm

171/2"钻头7311805"钻杆410×411

121/4"钻头63115431/2"钻杆310×31110395/8"钻头63115427/8"钻杆210×2118681/2"钻头431119特种配合接头

410×5311426"钻头33191410×52115043/4"钻头231784A10×4318"钻铤630×631

410×4317"钻铤410×411135630×43161/4"钻铤4A10×4A11124630×63143/4"钻铤310×311

石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第95页惯用钻具情况尺寸内径kg/m备注…7″71.4mm163.26″1/271.4mm123.65″HWDP76.2mm73.55″XPDP76.2mm29.053½″HWDP57.15mm37.7…石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第96页内容一、基本概念和要求二、定向井准备三、定向井轨迹控制四、定向方法五、对于定向井常规钻具组合六、对于水平井常规钻具组合七、施工中注意几个问题八、水平井施工工作步骤九、特殊工艺井复杂情况及事故处理石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第97页八、水平井施工工作步骤

打好一口水平井,大致分为以下五个步骤1、上井前准备工作2、直井段施工3、斜井段施工4、水平段施工5、完井资料搜集、整理、上交工作五步工作法石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第98页1、上井前准备工作1.1工程设计首先了解该井设计情况,主要包含井身结构、地质分层,剖面设计(井口及靶点坐标、造斜点位置、造斜率大小,及对靶盒要求等),对于该井尤其提醒和要求以及已钻临井复杂情况等。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第99页对于81/2"井眼:准备:用于8½″井眼:扶正块外径212mm本体尺寸165mm动力钻具扣型为430×430,所以准备配合接头两种:扣型分别为:431×410和431×4A10。1.2动力钻具和接头对于95/8″(91/2″

)井眼:准备:当前油田,用于95/8″井眼:扶正块外径238mm动力钻具本体尺寸有两种:197mm、172mm,扣型为630×530、630×630、630×520、430×430等,所以准备配合接头有两种:扣型分别为:531×410,431×410。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第100页1.3特种钻具和仪器准备5"无磁承压钻杆:2根5"加重钻杆:45根5"斜坡钻杆:45根(依据斜井段和水平段长度定)MWD仪器和411×410短节1.4制订施工方案和技术保障办法并进行技术交底应急预案KH7001井石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第101页2、直井段施工2.1一开直井段一开(要接上无磁放好挡板),采取塔式或钟摆钻具组合,吊打钻进,确保钻直,起钻投多点。2.2二开直井段二开(要接上无磁放好挡板),采取塔式或钟摆钻具组合,出表层100m吊打钻进,钻进期间吊测监控,至离设计造斜点10~20m,循环处理泥浆短起下,起钻投多点,为下步顺利施工创造有利条件。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第102页3、斜井段施工3.1钻具组合(柔性)钻头+动力钻具+接头+5″无磁承压钻杆×1根+MWD短节+5″无磁承压钻杆×1根+5″加重钻杆×45根+5″斜坡钻杆×45根+5″普通钻杆。注意:1)、入井前动力钻具、接头、5″无磁承压钻杆等必须仔细检验,画好草图;掌握下井钻头工作特征、使用寿命和水眼直径等。2)、下入较大度数单弯(1.5°~1.75°)动力钻具(备用双弯)。坚持造斜率:“就高不就低”标准---预防造斜率失常3)、量好角差,并把角差和方位修正角输入计算机。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第103页

3.2施工技术下钻到井底后,接上方钻杆离开井底开泵循环,待返出泥浆排量正常后,摆工具面到预定位置,开始时用磁工具面定向钻进,小钻压钻进1~2单根,待工具面比较稳定后适当调整钻进参数;井斜超出3°MWD自动显示高边工具面,全力增井斜;当井斜到达一定要求后,采取滑动钻进与复合钻进相结合方式随时校正井眼轨迹。井斜超出45°后,采取短起下钻和钻具倒装,之前泥浆混足原油和其它润滑剂,并采取大排量定时或清洗井眼等办法,预防粘卡和消除岩屑床形成,确保井眼通畅和稳定。

过A点后30m,由甲方地质监督确定进行中间电测,中间电测完后,带着测井草图,到采油厂地质所讨论下步施工方案,若要变更设计,要求写好变更设计通知单。LWD过A点10m讨论确定石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第104页施工关键:

目标层都在馆陶组,而馆陶组砂层发育,地层疏松,轻易出现造斜率失常等不利原因,确保A点矢量中靶,预防造斜率失常是取胜关键。

一旦发觉造斜率失常,怎样处理?停泵,上提钻具,深入分析原因当碰到地层钻时很快或有不一样程度放空时,要加大钻压或是减小排量,并禁止在有快钻时井段长时间循环,以确保有一个比较稳定造斜率起钻,换大度数单弯、双弯再没有接到变更设计前提下,要尽可能控制用较低造斜率入靶。草128-平4石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第105页4、水平段施工4.1钻具组合(倒装)

钻头+动力钻具+接头+5"无磁承压钻杆×1根+MWD短节+5"无磁承压钻杆×1根+5"斜坡钻杆×45根+5"加重钻杆×45根+5"普通钻杆。4.2施工技术(坚持少滑多转,少调勤调标准---预防造斜率失常)

采取复合钻进时,钻时在2~3min/m,要求井队除接单根速度快外,还要做到早开泵,晚停泵,尽可能缩短泥浆静止时间,预防砂子沉降速度快堵水眼和岩屑堆圾造成再次开泵困难等复杂情况;尽可能不要在水平段变更设计和大幅度调整井斜,滑动钻进时摩阻比原来显著增大,进尺变慢,要定时上提大幅度活动钻具。尽可能缩短MWD测量时间,对于薄油层水平井要增加MWD测量次数,及时处理测量数据,并对井底及待钻井眼轨迹位置进行正确预测。加强录井检测和观察,并依据录井结果和地质要求及MWD测量情况,随时微调井斜和变更设计,满足甲方需要。

草128-平3石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第106页5、完井资料搜集、整理、上交工作注意:

交给甲方资料数据必须准确,上交资料必须齐全完整,由项目长负责统一处理并解释工作,同一口井不允许有不一样数据资料存在。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第107页其它1、地层倾角与水平段井斜角度关系地质上有许多地层与水平面之间存在一个倾角θd;地层下倾方向井眼轨迹:θw=90-θd地层上倾方向井眼轨迹:θw=90+θd与地层倾向垂直钻进井眼轨迹:θw=90与地层倾向相交一定角度钻进井眼轨迹:90-θd<θw<90+θd石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第108页下倾方向上倾方向如图示:了解地层倾角和走向石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第109页产层不稳定下倾,要想使水平井眼保持在目标区内是困难。当岩层下倾急剧改变时,因为LWD伽马、电阻率测量距钻头过远,不能用来及时作出判断,这时,可把钻速改变作为钻头已经出产层标志加以利用。有经验工程师能够作到石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第110页水平井水平段剖面类型

依据油藏特征不一样,从水平段几何形状看,可分为以下几类石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第111页其它2、结论及提议井斜45°后采取短起下钻和逐步钻具倒装,确保钻压有效传递;泥浆混入原油和其它润滑剂,采取大排量定时清洗井眼等办法,消除岩屑床,确保井眼通畅和稳定;控制造斜率,确保井眼轨迹圆滑,以减小钻柱摩阻和扭矩,同时消除因为起下钻而形成键槽可能性;随时进行待钻井眼校正设计,入靶前加密测点,确保了A点矢量中靶;要尽可能用低造斜率入靶,入靶时井斜控制在88°左右入下靶(草桥疏松砂岩入上靶)较为适当。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第112页水平段坚持“少滑多转,少调勤调”标准

钻具组合:Bit+1.5°/1.25°单弯+Φ127mmNMDP×1根+MWD短节+Φ127.00mmNMDP×1根+Φ127mmXPDP+Φ127mmHWDP+Φ127XPDP+Φ127mmDP复合钻进时,接单根速度要快,早开泵,晚停泵,尽可能缩短泥浆静止时间;不要在水平段大幅度调整井斜;若复合钻进时增斜较快,可在接单根前循环、大幅度活动钻具;加密测点并对井底及待钻井眼轨迹位置进行预测,深入确定垂深;加强录井检测,依据录井结果和地质要求及MWD测量情况,随时微调井斜确保整个水平段在油层里穿行。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第113页水平段少滑动多转动,勤测量,灵活准确制订施工技术办法,方能确保油层穿透率和中靶精度。薄油层、高难度水平井水平段应尽可能用短马达和短无磁,缩短MWD测量零长,提升井底预测准确程度。其它石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第114页体会要想搞好技术服务工作,必须深入现场、了解现场,熟悉现场,能够随时处理现场中碰到各种问题,因而要求必须熟知钻头、动力钻具、MWD仪器、各种钻具结构,泥浆、地质、钻井设备等相关内容,下达钻井指令和制订钻井参数合理有效,才能在工作中利用自如。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第115页体会我们作为甲方及井队乙方,一些想法和思绪必将受到井队等制约。所以与甲乙方协调能力尤为关键。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第116页体会团结协作,是取胜关键。搞好现场服务是一项系统工程,施工时定向人员,与井队、地质、泥浆等相关部门通力合作,精心组织,科学施工,仔细分析和处理施工中出现各种复杂情况和问题,才能取得理想效果。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第117页内容一、基本概念和要求二、定向井准备三、定向井轨迹控制四、定向方法五、对于定向井常规钻具组合六、对于水平井常规钻具组合七、施工中注意几个问题八、水平井施工工作步骤九、特殊工艺井复杂情况及事故处理石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第118页九、特殊工艺井复杂情况及事故处理♦其次要确保控制好井眼轨迹,提升机械钻速♦首先要选好侧钻点,确保侧钻成功改变原井斜或方位钻具组合:大度数弯接头+直马达直接头+大度数单弯(双弯)造斜(定向)方法♦要选好适当角度弯接头或动力钻具,满足设计造斜率

侧钻钻具组合:弯接头+直马达直接头+适当度数单弯(双弯)定向石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第119页尽可能降低返工进尺,缩短钻井周期,降低成本井径比较规则井段(电测井径图)确保水泥塞强度应能承受下部侧钻施工侧钻点选在地层岩性基本稳定、岩层可钻性相对很好,钻时相对较快井段侧钻点选择标准水泥回填侧钻石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第120页

施工方法侧钻方位与直井段原始方位要尽可能形成一定角度控时送钻,"零"钻压钻进控时钻进标准侧钻点越深、侧钻井段地层岩石越硬,需要间隔时间越长,送进井段越小石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第121页指在钻头迟缓靠近井底过程中,当有钻压显示时,迟缓上提钻具至钻头刚好离开井底,此时钻压显示“零”或靠近“零”。这时井下钻头因为受弯接头所产生径向力,可最大程度切削井壁(侧钻)。控时钻进过程中,基本保持钻压为"零"。“零”钻压操作石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第122页侧钻前要扫水泥塞到预定位置,静压试水泥塞胶结强度和承压能力尽可能用牙轮而不是PDC钻头摆好工具面,靠近“零钻压”控时钻进,前6~8m井段钻进速度为对应直井段二分之一采取技术办法钻进中途防止活动钻具,接单根后将钻头放到井底后,才能开泵钻进每米捞取一次砂样,判断侧钻井眼形成情况,在完全进入新地层后,逐步加至正常钻压钻进石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第123页正确判断是否侧钻出新井眼1)井口有新地层岩屑返出,且返出量不停增加,而水泥量不停降低,直至返出岩屑中不含水泥;2)钻进过程中,能连续加压与正常钻进相同;3)在钻进参数相同情况下,机械钻速与正常钻进速度相同。4)侧钻出井眼测量数据与原井眼相同井深井眼测量数据不一样。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第124页裸眼侧钻(悬空)钻具组合:大度数弯接头+直马达+1柱钻铤钻井参数:技术办法:适当工具面控时钻进指重表显示判断钻时快慢岩性判断测量结果老眼新眼起下钻,工具面朝下禁止转动转盘遇阻判断难点:侧钻和再进入草128-平4石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第125页1)增斜钻具:普通增斜率6゜/100m2)微增斜钻具:普通增斜率3゜/100m3)光钻铤钻具:普通降斜率10~15゜/100m4)带扶正块动力钻具复合钻进:普通增斜率5~8゜/100m5)不带扶正块动力钻具复合钻进:降斜或稳斜6)动力钻具以上接一扶正器复合钻进:稳斜造斜能力不一样钻具组合造斜能力常规钻具下入井内,实际造斜能力若与设计和预计有差距,可经过调整钻压、转速、排量等钻井参数和循环时间改变造斜率微调转动石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第126页1、熟练应用掌握常规钻具组合和优选钻井参数能力2、严格检验稳定器外径尺寸稳定器主要是利用杠杆原理来调整钻具弯曲点位置,若稳定器外径尺寸不够,往往会得到相反结果。比如:Ф216mm三牙轮钻头+Ф214mm稳定器+Ф158mm钻铤×18m+Ф214mm稳定器+Ф158mm钻铤+Ф214mm稳定器是一套增斜钻具,不过假若钻头稳定器外径尺寸远小于以上稳定器尺寸时,该钻具就近似于Ф216mm三牙轮钻头+双母接头+Ф158mm钻铤×18m+Ф214mm稳定器+Ф158mm钻铤+Ф214mm稳定器,成为钟摆钻具,它不但不会增斜,还有很好降斜效果。入井前必须认真检验稳定器,尤其近钻头稳定器外径不能小于钻头尺寸2mm。要求石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第127页

1.00゜单弯马达造斜率:普通10~15゜/100m1.25゜单弯马达造斜率:普通15~25゜/100m1.50゜单弯马达造斜率:普通25~35゜/100m1.75゜单弯马达造斜率:普通35~40゜/100m

2.00゜单弯马达造斜率:普通45~60゜/100m2.50゜单弯马达造斜率:普通75~80゜/100m3.00゜单弯马达造斜率:普通80~100゜/100m3.50゜单弯马达造斜率:普通100~120゜/100m短半径¢139.7mm套管开窗短半径侧钻井因为受原套管内径和窗口尺寸限制,能够下入¢95mm单弯马达弯度普通不超出3°。惯用造斜能力不一样钻具组合造斜能力7)动力钻具滑动石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第128页导向钻进技术:就是在无线随钻侧斜仪MWD监测下,使用高效长寿命PDC钻头和井下马达,对井眼轨迹进行连续控制。一套钻具组合能够完成造斜、稳斜、降斜等全部井段施工及轨迹控制,随时调整轨迹。降低起下钻次数,易于井眼平滑和净化,确保了井身质量,提升了钻井速度,缩短钻井周期,降低钻井成本。复合钻进石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第129页在使用马达同时,开启转盘旋转钻柱方法。它在提升钻速、降低进尺成本同时,也在一定程度上造成发生导向马达严重磨损乃至断脱等恶性事故其实,“复合钻进”只是因为当前国内尚没有旋转导向钻井技术一个权宜之计,只能有条件地和有程度地慎重使用其必要程度和条件是:限用于小弯角马达(≤1.5°)转盘转速不能高,应限于40~60r/min(转动转盘仅是改变工具面和活动钻具)主要用于微增斜、稳斜和微降斜井段连续复合钻进井段长度不宜过长限用于井身质量好,井眼净化好和钻柱起下正常井眼中复合钻进石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第130页复合钻进

采取复合钻进时存在一个问题是:当它以旋转方式钻进时,会使井径扩大(略微),所以,当从旋转方式变为定向方式(非旋转方式)时,井壁上会出现台阶,会出现稳定器挂在这种台阶上,使得钻压难以施加。石油钻井行业定向井钻井技术讲座非常全面第131页1.对钻头类型选择(轻易掉牙

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