定向井专业知识教学课件.ppt

1、1定向井钻井设计和井眼定向井钻井设计和井眼轨迹控制技术轨迹控制技术 定向井钻井设计技术 基本概念 定向井的定义 沿着预先设计的井斜和方位（井眼轴线）钻达目的层位的钻井方法，成为定向钻井。定向钻井的应用 地面限制2 油田埋藏在高山、城镇、森林、沼泽海洋、湖泊、河流等地貌复杂的地下，或井场设置和搬家安装碰到障碍时，通常在他们附近钻定向井。地下地质条件要求 用直井难以穿过的复杂层、盐丘和断层等，常采用定向井。如：安718段块的井漏、二连地区巴音区块的井，自然方位120-150度。钻井技术需要 遇到井下事故无法处理或不易处理时，常采用定向井技术。如：掉钻头、3 断钻具、卡钻等。经济有效的勘探开发油气藏

2、的需要 原井钻探落空，或钻通油水边界和气顶时，可在原井眼内侧钻定向井。遇多层系或断层断开的油气藏，可用一口定向井钻穿多组油气层。对于裂缝性油气藏可钻水平井穿遇更多裂缝、低渗透性地层、薄油层都可钻水平井，提高单井产量和采收率。在高寒、沙漠、海洋等地区，可用丛式井开采油气。4 定向井分类 随着定向钻井技术的发展，定向井的种类越来越多。按设计井眼轴线形状分 两维定向井：井眼轴线在某个铅垂平面上变化的定向井，井斜变化，方位不变化。三维定向井：井眼轴线在三维空间变化的定向井，井斜变化，方位变化。可分为：三维纠偏井和三维绕障井。5 按设计最大井斜角分 低斜度定向井：井斜小于15度，钻井时井斜、方位不易控制

3、，钻井难度大。中斜度定向井：井斜在15-45度之间，钻井时井斜、方位易控制，钻井难度相对较小，是使用最多的一种。大斜度定向井：井斜在46-85度之间，其斜度大，水平位移大，增加了钻井难度和成本。水平井：井斜在86-120度之间，其钻井相对较难，需要特殊设备、钻具、6 工具、仪器。按钻井的目的分 救援井、多目标井、绕障井、多底井等。按一个井场或平台的钻井数分 单一定向井 双筒井：一台钻机，钻出井口相距很近的两口定向井。丛式井（组）：在一个井场或平台上，钻出几口或几十口定向井和一口直井。7 定向井的基本概念 井深、垂深、测深、井斜角、井斜方位角、井斜变化率、方位变化率、水平位移、靶半径、靶心距、磁

4、偏角、井眼曲率（全角变化率活狗腿严重度简称狗腿角）等。井眼曲率：在单位井段内井眼前进的方向在三维空间内的角度变化。既包含井斜角变化又包含方位角变化。单位：/25m8 在钻井施工中，控制井眼曲率是十分重要的。实践表明，在井眼曲率过大的狗腿井段，易出现一系列问题（卡钻、断钻具等），给钻井带来不利影响。因此，定向井在进行钻井设计时都要根据不同的钻井条件，分别提出允许的最大全角变化率，以保证钻井、完井、采油、和修井等作业的顺利进行。在实际施工中，要保证全角变化率在允许的范围内，否则，会出现一系列的事故或复杂。例如：霸105xx井，设计垂深1990米（A1780/B1880），直井段1174米，井斜6.

5、1 9 度，方位270度与设计方位相反。水平位移米。定向造斜后，全角变化率达到度/25米。造成完钻通井时卡钻。京22-32xx，设计垂深2650米（A2430/B2600），直井段1954米，井斜度，方位200度，2153m（造斜点）水平位移达47m，闭合方位，与设计方位（）相差。由于上直段没有打直，定向时边造斜边扭方位，至2387m时井斜达到400，方位1100，钻至井深2460m期间，因井眼曲率变化大发生断钻铤事故三起。全角变化率达到度/25米。原因：单点测斜三次：10 井深885 m,井斜0.10,方位200；井深1313 m，井斜00，方位00；井深1720m吊测未成，继续钻进至定向。

6、安56-17x1井，设计垂深3180米（A2980米），侧钻点1920米。当钻至2420米(27度、192度)，甩掉单弯（1度），稳斜。井深2668米（25度、203度），起钻，下如单弯（度）增斜扭方位，2790米（32度、187度），造成全角变化率超标达到度/25米。完钻电测5次通井。定向井轨道设计11 常规两维定向井轨道设计 轨道设计的内容和不骤：根据地质要求，选择轨道类型。确定增斜率和降斜率，选择造斜点。求得全井最大井斜角。计算各井段的井斜角、垂深、水平位移、井斜方位角和井深。作垂直轨道图和水平投影图，必要时绘出控制安全圆柱。12 轨道设计的方法：常规定向井轨道有三段制剖面和五段制剖面，

7、由地质条件、要求，可演化为多靶三段制剖面（务38井5靶）、双增型剖面等。选择造斜点：地层比较稳定，避免在破碎带、漏失层、流砂层、易坍塌等复杂地层造斜。如：州16断块，在900-1100米之间有火沉岩。安718断块，在1560米以上下技术套管（漏失层）。13 可钻性较均匀的地层，避免在硬夹层造斜。垂深大位移小的定向井，应下压造斜点，以发挥直井段钻井优势；垂深小位移大的定向井，应提高造斜点，可减少定向施工的工作量。在井眼方位漂移严重的地层钻定向井，造斜点位置尽可能使斜井段避开方位漂移大的地层或利用方位自然漂移规律钻达目标点。如：岔33断块、岔74断块，在2200-2500米方位自然漂移无规律。霸断

8、块，在1500-1800米方位漂移严重。别古庄地区的井，自然方位在180度左右。14 三维（绕障、纠偏）定向井轨道设计 丛式井设计 要考虑的因素：井口位置确定后，要注意井架大门的朝向，避免井眼轨迹交叉。相邻两井的造斜点应错开一定距离，一般不小于30米。轨道的防碰校核。如在平台的控制面积范围内有已钻井，且与设计轨道相距不远，则应用防碰技术进行设计和校核。15 在满足地质和甲方要求的前提下，第一口井设计位移小的井，第二口井设计位移大的井。第二口井尽量上移造斜点，降低施工难度。在满足地质和地面条件要求的前提下，井架大门的朝向，要考虑当地气候和风向，降低劳动强度。水平井轨道设计 华北：1996年四公司

9、，任平2井，水平段150米。2003年10月22日开钻高36平4井（三公司）-钻探薄油层（5米）。16大位移井设计大位移井的技术特性：随着定向井、水平井钻井技术的发展，出现了大位移井（ERD）钻井技术。ERD定义为水平位移与垂深之比大于2，且水平位移大于3000米的定向井。稳斜角大于60度。由于位移延伸，导致大位移井比水平井更具有特殊性：磨阻、扭矩大。井眼曲率低。循环压耗大，钻井液当量密度高。井眼长、井斜大、携砂困难。轨迹控制难度大。井下安全程度降低。（1998年学习时，位移6000米，美 17 国公司在加拿大打的）二、定向井井眼轨迹控制技术 随着技术的迅速发展，各种先进的仪器（有线和无线测斜

10、仪）在现场使用越来越广泛，大大提高了轨迹控制精度和质量。因此，采油厂对井身质量和靶区半径的要求也越来越严格。定向井井眼轨迹控制技术，必须不断的完善和进步。定向前的准备工作 地质和工程设计分析：18 准备施工前，必须对地质和工程设计进行认真地阅读和分析，并查阅已钻邻井资料和本区块的地质特性，制定好每一口井的具体施工方案。然后，准备好施工的仪器和工具，在地面进行试运转和校核。计算出方位角的允许偏差：=arcsinR/S R-靶区半径 S-设计水平位移 例如：某定向井设计垂深3000米，靶心垂深2850米，靶心方位301度，靶心位移358米，靶心半径25米，造斜点1670米。试计算靶心方位角的允许偏

11、差值？19 解：因为=arcsinR/S 所以=arcsin25/358=arcsin0.0698=4（度）答：靶心方位角的允许偏差值为4度。定向前直井段的施工方法：直井段施工的最基本要求是严格控制井斜角，将井眼钻直，以便为定向造斜做好准备。钻直井段常用的钻具组合：略20 根据直井段长短和地层是否易斜，考虑作业者的施工经验和控制轨迹的水平，制定合理的测斜计划，建议直井段不超过200米测斜一次。对定向前直井段较长（超过1000米）或直井段井斜角较大等情况，必须进行多电测斜，并进行测斜数据处理，计算出结果后方可定向施工。定向造斜施工 目前，定向施工方法大体分为两种：单点测斜仪定向方法和随钻测斜仪定

12、向方法。21 单点测斜仪定向方法：略 随钻测斜仪定向方法：略 定向井轨迹计算和绘图 各井段钻具组合及特性。略 定向井井身质量要求 定向井井身质量评定项目所采用的数据以磁性单、多点测斜仪测量的数据为准。22 井斜角以度为基本测读单元；方位角以1度为基本测读单元。三、举例说明 州23xx井是一口双靶预探井，位于河北省固安县旧州乡西庄字村南偏西550米处，在冀中坳陷廊固凹陷柳泉-曹家务构造带虎珀营构造泉66断块上。设计完钻垂深2650米。设计A靶垂深1650米，设计方位度，设计位移米；设计B靶垂深2300米，设计方位度，设计位移米，井眼轨迹为三段双靶制定向井。23 本井实际井深3345米，钻井周期天

13、，建井周期天，井身质量、固井质量、一次中靶率均达到100。因取心、地质观察、掉钻头测钻、钻时较慢（2000米以下不许使用PDC钻头）等因素，钻机月速仅米/台月，平均机械钻速只有米/小时。现将整个施工过程介绍如下：1.直井段（167米）钻具组合：216mmHAT127+159mmNDC+159mmLDC+214mm螺扶+159mmLDC+214mm螺扶+159mmLDC 5柱+127mm钻杆24 钻井叁数：钻压80KN 转速203N/MIN、排量38L/S 泵压12MPA 单点测斜数据：井深400米 井斜度 方位70 度 井深597米 井斜度 方位145度 井深807米 井斜度 方位170度 井

14、深1005米 井斜度 方位250度 井深1155米 井斜度 方位210度25 井深1160米，起钻，换钻头。原钻具、原参数钻进直造斜点。井深1260米 井斜度 方位160度 2.定向造斜井段（米）钻具组合：216mmJD437+172mm(1度)单+159mmNDC+159mmLDC11根+127mm钻杆 下钻到底，开泵，泵压9MPa，无进尺。起钻，钻头落井。综合考虑后，决定：打水泥填井侧钻。26侧钻井段（1260米）钻具组合：216mmJD437+172mm螺杆2度弯接头+159mmNDC+159mmLDC11根+127mm钻杆钻井叁数：钻压50-80KN 排量38L/S 泵压12MPA随钻

15、测斜数据：井深1294米 井斜4度 方位159度 井深1314米 井斜9度 方位160度井深1325米时，通过返出的砂样和计算可知：侧钻成功，方位与设计方位 27 相同，故起钻。下入稳斜钻具，钻至造斜点处定向。3.稳斜井段（1325米）钻具组合：216mmPDC（5翼）+159mmNDC+159mmLDC+214mm螺扶+159mmLDC+214mm螺扶+159mmLDC 5柱+127mm钻杆 钻井叁数：钻压80KN 转速203N/MIN、排量38L/S 泵压12MPA 井深米时，测斜，绞车钢丝绳断裂，仪器落井。起钻。下入单弯螺 28 杆，先复合钻进，到1540米时，再定向。4.定向造斜井段（

16、米）钻具组合：216mmH517+172mm(1度)单+159mmNDC+159mmLDC11根+127mm钻杆 钻井叁数：钻压100-120KN 转速73+180N/MIN、排量38L/S 泵压12MPA 单点测斜数据：井深1374米 井斜度 方位168度29 井深1475米 井斜度 方位169度 随钻测斜数据：井深1544米 井斜度 方位169度 井深1559米 井斜度 方位166度 井深1587米 井斜度 方位161度 井深1616米 井斜度 方位157度 井深1635米 井斜度 方位155度 井深1646米 井斜度 方位157度30 井深1656米 井斜度 方位157度 井深1676米

17、 井斜度 方位157度 井深1685米时，泵压正常，无进尺。起钻。发现三个牙轮脱轴，泥包成球形，未落井。此时，井斜与设计井斜差6度，下入微增钻具，增斜。5.微增井段（1685米）钻具组合：216mmH517+214mm螺扶+159mmNDC+159mmDC3M+214mm螺扶+159mmLDC6柱+127mm钻杆31 钻井叁数：钻压160KN 转速73-117N/MIN、排量38L/S 泵压12MPA 单点测斜数据：井深1690米 井斜41度 方位140度 井深1746米 井斜45度 方位142度 单点测斜数据与随钻测斜数据不附，相差17度。下入随钻测斜仪效对测斜数据如下：随钻测斜数据：井深1

18、756米 井斜45度 方位163度32 钻进两根后，测斜。单点测斜数据：井深1768米 井斜47度 方位143度 随钻测斜数据：井深1768米 井斜47度 方位163度 单点测斜数据与随钻测斜数据，总是不附，此时，增斜率偏高，井斜过大，方位右漂，起钻，查找原因，扭方位。起钻后，发现：未下托盘，仪器未在无磁钻挺内照像。因此，单点测斜数据是错误的。33 6.扭方位井段（1778米）钻具组合：216mmH517+172mm(1度)单+159mmNDC+159mmLDC11根+127mm钻杆 钻井叁数：钻压80-120KN 转速73-117N/MIN、排量38L/S 泵压12MPA 单点测斜数据：井深

19、1810米 井斜49度 方位165度（复）随钻测斜数据：井深1890米 井斜42度 方位155度（扭）34 单点测斜数据：井深1985米 井斜42度 方位154度（复）井深2080米 井斜43度 方位154度（复）井深2108米，井斜、方位达到设计要求，起钻。下入稳斜钻具。7.稳斜井段（2108米）钻具组合：216mmPDC（5翼）+159mmNDC+159mmLDC+214mm螺方位右漂扶+159mmLDC+214mm螺扶+159mmLDC 5柱+127mm钻杆35 钻井叁数：钻压80-120KN 转速73-117N/MIN、排量38L/S 泵压14MPA 单点测斜数据：井深2145米 井斜

20、度 方位159度 井深2185米 井斜度 方位162度 井深2190米，方位继续右漂，为控制井眼轨迹，达到中靶，起钻，下入单弯螺杆，复合钻进（稳斜、稳方位较好）。8.稳斜井段（2190米）36 钻具组合：216mm PDC（5翼）+172mm(1度)单+159mmNDC+159mmLDC11根+127mm钻杆 钻井叁数：钻压60KN 转速73-180N/MIN、排量38L/S 泵压14MPA 单点测斜数据：井深2240米 井斜38度 方位158度 井深2300米 井斜37度 方位159度 井深2309米，稳斜、稳方位较好，地质因为钻时较快，地层不易确定，要 37 求起钻，换牙轮钻头。9.稳斜井

21、段（2309米）钻具组合：216mmH517+172mm(1度)单+159mmNDC+159mmLDC11根+127mm钻杆 钻井叁数：钻压100-120KN 转速73-180N/MIN、排量38L/S 泵压14MPA 单点测斜数据：井深2350米 井斜度 方位159度38 井深2445米，钻时突然由5-8分/1米变为20分/1米，起钻。发现：一个牙轮脱轴。10.稳斜井段（2445米）钻具组合：216mmH517+214mm螺扶+159mmNDC+214mm螺扶+159mmLDC6柱+127mm钻杆 钻井叁数：钻压160KN 转速73N/MIN、排量38L/S 泵压15MPA39 单点测斜数据

22、：井深2460米 井斜度 方位161度 井深2530米 井斜度 方位158度 通过计算：A、B靶均已中靶，井眼轨迹满足地质和甲方的要求。下部井段，按原钻具组合、原钻井叁数达完进尺。本井实际井深3345米，井底水平位移米。A靶：靶心距米；B靶：靶心距米。最大井斜度/1800米。11.几点认识和建议40 直井段井斜容易控制，自然方位在200度左右。1500米以后，方位右漂，漂移率12度/100米，一根半的增斜钻具，增斜率10度/100米。本区块，172mm单弯螺杆+PDC钻头复合钻进，稳斜、稳方位较好。H517+172mm单弯螺杆，钻压80-100KN。定向钻进26小时，三个牙轮脱轴；复合钻进18

23、小时，一个牙轮脱轴。井深超过1500米，不易使用牙轮钻头定向或复合钻进。41 提高施工人员技术素质的培养，加强工人责任心的培养，避免井下复杂和事故的发生，提高钻井速度。42冀中地区复合钻钻井工具冀中地区复合钻钻井工具选择及应用选择及应用 近年来，随着定向井钻井技术的不断进步和完善，钻井工具也不断的更新和发展，因此，合理的选择钻井工具，并正确的使用它就显得尤为重要了。螺杆钻具在复合钻进中的工作特点 机械钻速高，而且一次下井作业时间长。复合钻与定向作业不同的是提高钻速，减少起下钻次数。要求：螺杆寿命长，PDC钻头适应地层性能强。一般情况，螺杆的寿命应该是一个或几个PDC钻头的寿命。43螺杆复合钻进

24、，负载情况复杂。螺杆钻具在定向作业时，只承受钻压的作用，传动轴总成受力比较平稳。而复合钻进时，螺杆钻具不但要承受钻压的作用，而且还要克服因井壁摩擦和破碎岩石带来的径向负载，并且因为破碎岩石时产生的冲击力，螺杆钻具承受的径向负载变化大，因此，要求螺杆钻具传动轴总成的结构更加合理，具有更高的强度和抗冲击抗疲劳能力。如：大港油田集团中成公司生产的螺杆钻具，能满足复合钻的要求。44要求马达提供合理的输出扭矩和输出转速。提高钻速就意味着钻头在单位时间内切削更多的岩层，要求螺杆钻具提供足够的动力，也就是输出扭矩足够大。但是螺杆钻具的输出扭矩和输出转速是成反比，因此，在满足输出转速的同时，尽量提高输出扭矩。

25、目前公司使用的172mm单弯螺杆（5/6个头，5级马达）。另外，由于输出扭矩和输出转速都大幅度增加，定子橡胶的负载大幅增加，从而出现掉胶脱胶现象。工作排量大。45 钻进 中，及时有效地把钻头破岩产生的岩屑清离井底，避免岩屑重复破碎，是提高钻速的一项重要手段。复合钻进产生的岩屑比常规钻井要多出若干倍，因此，常使用大排量携带岩屑。以172螺杆为例：目前复合钻常使用的工作排量为32-36L/S(170-180缸套)，超出了其理论给出的排量范围（20-25 L/S），过大的流量会造成定/转子之间超速旋转，使得马达提前损坏。为了使螺杆钻具处于最佳使用状态，就设计了中空转子。46、影响螺杆钻具使用的因素

26、改善钻井液的流变性能和固控净化条件：国内螺杆钻具要求泥浆的含砂量低于1%。尽量使用低密度低固相钻井液，试验表明：钻井液每提高0.01g/cm,机械钻速降低10%。选择合适的钻头：钻头是破碎岩石获取进尺的直接工具。一般情况，推荐使用PDC钻头，如果 47 使用牙轮钻头，要选用高速耐磨的钻头。PDC钻头不能钻穿砾石层，在泥岩中，清洗不够，容易发生泥包。选择合适的转盘转速：转盘转速有两个作用：第一克服摩擦阻力，第二将钻压有效的传递给钻头。转盘转速不能太低，否则不能有效提高钻头的转速。转盘转速不能太高，螺杆径向负载过大，造成螺杆早期损坏或钻具疲劳折断。实践表明：比较合适的转盘转速为50-75转。48

27、复合钻钻井工具（单弯螺杆）前期选择和使用情况 2002年10月之前，我公司在冀中地区六口井中应用了连续导向钻井技术，导向钻进进尺2447.61m,平均机械钻速，六口井平均钻井周期22.92d,平均建井周期。同该技术应用较为成功的钻井四公司相比，我们公司在该项技术施工方面存在一定差距，分析原因有以下几个方面。导向工具型号（单弯）：我公司所使用的单弯螺杆钻具多为向管材分公司租用的165 mm单弯螺杆 49 钻具（单扶正器、长度），而通过上钻井四公司定向井调研结果发现，其钻井施工一直使用172 mm单弯螺杆钻具（双扶正器、长度）,两种工具存在差异：一是螺杆长度不同，扶正器位置间距不同；二是外径不同，

28、螺杆钻具钢性不一样，施工中应用效果就不一样。四公司在导向钻井施工中，上部二开直井段或定向后需稳斜井段导向钻进井斜一般呈稳斜趋势，能够保证上部直井段打直，下部井眼轨迹易于控制。50 我公司在导向钻井施工中上部二开直井段或定向后需稳斜井段导向钻进井斜一般呈微增趋势（随地层不同增斜率为“1-2/100m），无法保证上部直井段打直，对下部井眼轨迹控制造成不利影响，并且经多次调整钻井参数和钻具组合均无明显改善。例如：务45-13x井施工，二开就下入165 mm导向工具（1），导向钻进井段200m712.55m,进尺512.55m，机械钻速36.17m/h,而井斜由至起钻增至4，期间多次改变钻井参数无效，

29、被迫提前起钻，机械钻速也受到制约。51导向工具使用寿命：我公司在施工中所用管具分公司提供的螺杆钻具在使用中运转时间无法保证，经常连必要的定向造斜工作都无法顺利完成，因此应用连续导向技术受到一定的限制。例如：京22-35x井定向施工中螺杆钻具三次发生故障起钻更换，造成施工停顿。岔33-125x等井定向施工中、务14-33等井扭方位作业螺杆钻具发生两次以上故障被迫起钻更换，耽误钻井速度。52连续导向钻井技术一般在靶点位移较小（小于100m）的单靶井应用效果较好并且使用PDC钻头时对提高机械钻速，减少起下钻次数，保证井下安全有保障，而使用牙轮钻头则无明显优势。我公司今年所钻井多为大位移、大井斜、多靶

30、定向井，并且多靶井造斜点不宜挪动，很多井造斜点正好处于砂砾岩层位，无法下入PDC钻头，施工中不适于应用该项技术。四、合理的选择钻井工具53 1.螺杆角度的选择：井眼曲率和最大井斜参数确定单弯螺杆的度数。结合冀中地区的地质概况和甲方要求，我们所选择的单弯螺杆一般在0.751.25之间。复合钻井段单弯部分相当于直井中使用的偏接头，具有一定的防斜作用。增加单弯角度便会增加其造斜率和井眼狗腿度，角度过大会使钻具承受较大的交变应力，而遭疲劳破坏。2.扶正器尺寸的选择：在导向钻井中，单弯螺杆上下两个扶正器尺寸的大小影响着钻具承受的弯曲 54 应力。通过实践证明：216mm井眼中宜采用的扶正器尺寸为208m

31、m210mm。245mm井眼中宜采用的扶正器尺寸为236mm238mm。311mm井眼中宜采用的扶正器尺寸为306mm308mm。另外，单扶正器单弯螺杆，在定向造斜时：增斜率5-7度/30米；在复合钻时：增斜率1-2度/100米。在特殊情况下（不易增斜井段、扭方位段等）使用。如：在京22-37x井施工时，设计增斜率4度/30米，实际增斜率度/30米，井深2246米时，被迫起钻改用单扶正器单弯螺杆，增斜率度/米。55 3.钻具结构的选择：常规定向井中，在不同的工况段，是通过多次改变钻具结构而实现的。每改变一次钻具结构，就要起下一趟钻。而导向钻井的钻具组合应不起下钻改变结构便能满足造斜、增斜、稳斜

32、、降斜几种工序的要求，并在井身质量控制方面优于常规井。根据以往的成功经验，我们选取了“双稳定器稳斜型”钻具组合，如216mm井眼中常规定向井钻具组合为：216mm钻头+单弯螺杆（自带208mm210mm上下扶正器）+159mm无 56 磁钻铤+159mm钻铤11根+127mm钻杆 4.钻头类型的选择：若地层条件允许尽量使用PDC钻头，利用复合钻进，可以一次完成多道工序，同时避免掉牙轮的风险。廊固凹陷可采用BH442(或TH1963E)，防止泥包，且降斜效果良好。牡丹江五冀PDC保径长、钻井进尺慢，不适用于降斜井段。5.测量工具的选择：我们在州16-18X和州16-50XX井已经租用试验了QDT

33、公司生产的无线随 57 钻系统(MWD)，对该系统有了深刻的认识，这也是今后我们的发展方向。其它定向井多是在造斜段采用有线随钻，井斜达到设计要求后，使用单点测斜，满足对井身质量的控制要求。6.钻进参数的选择：滑动钻进时钻压30120KN，复合钻进时钻压1050KN，转盘转速80转/min，立管压力1116Mpa。五、复合钻井技术的综合应用和举例说明58 复合钻综合应用：复合钻井技术能够解放钻压（PDC钻头），提高钻头机械钻速，并且一套钻具组合可以完成上直、定向、增斜、稳斜、降斜等多种工序。这给我们的工程设计和现场施工带来了多种选择。我们可以上提造斜点、降低井斜角、提高定向速度，延长稳斜段、缩短

34、降斜段、减少扭方位次数。方位飘移即时进行轨迹调整。防碰、绕障井通过一次或多次定向调整轨迹，再次定向达到中靶目的。州16-21X井的应用情况59 州16-21X井位于廊固凹陷固安旧州构造带州16断块上，它和州16-18X井为一组丛式井，井口位于州16-18X向东整拖处。州16-18X井上直段最大井斜1.2，井眼直，水平位移小。州16-21X井的设计要防碰和中靶二者兼顾。因为有了导向钻井的成功经验，我们决定在施工过程中实施两次定向：400500 m 挑井斜，而后在适宜地层继续挑大井斜。本井二开以江汉BH442型PDC做为第一只钻头，井深153米入井，1718米钻遇纯砾岩层起钻。螺杆使用井段408米

35、1718米。其中复合钻进1188米，时间小时、机械钻速米/60 小时。完成了防碰、造斜、扭方位和稳斜工序。具体施工过程：井号 设计垂深 靶心垂深 靶心方位 靶心位移 州 直井段（153米408米）：钻具组合：216mmPDC+159mmNDC+159mmDC5根+127mm钻杆 钻井叁数：钻压20KN 转速73R/MIN 排量38L/S 泵压14MPA61 单点测斜数据：井深200米 井斜度 方位95度 井深300米 井斜度 方位120度（153米时，井口试单弯，坏，故先钻进，等单弯运来在下。）造斜、稳斜段408米1718米 钻具组合：216mmPDC+172mm(1度)双扶单弯+159mm

36、NDC+159mmDC螺旋11根+127mm钻杆 a.复合钻井段408米417米 62 钻井叁数：钻压20KN 转速DN+73R/MIN 排量38L/S 泵压12MPA b.一次定向417米473米 钻井叁数：钻压20KN、排量38L/S、泵压11MPA 转速DN（180）随钻数据：井深419米 井斜度 方位2度 井深460米 井斜度 方位125度 井深473米 井斜度 方位129度 c.复合钻稳斜段473米800米63 钻井叁数：钻压30KN 转速DN+73R/MIN 排量38L/S 泵压12MPA 单点数据：井深590米 井斜度 方位115度 井深690米 井斜度 方位116度 井深790

37、米 井斜度 方位117度 d.二次定向800米853米 钻井叁数：钻压30KN、排量38L/S、泵压12MPA 转速DN（180）随钻数据：井深820米 井斜度 方位135度64 井深850米 井斜度 方位140度 e.复合钻稳斜井段853米1180米 钻井叁数：钻压30KN 转速DN+73R/MIN 排量38L/S 泵压13MPA 单点数据：井深870米 井斜度 方位142度 井深970米 井斜度 方位140度 井深1130米 井斜度 方位142度 f.扭方位井段1180米1191米 65 钻井叁数：钻压30KN、排量38L/S、泵压13MPA 转速DN（180）随钻数据：井深1191米 井

38、斜度 方位127度 g.复合钻稳斜段1191米1718米 钻井叁数：钻压50KN 转速DN+73R/MIN 排量38L/S 泵压15MPA 单点数据：井深1220米 井斜度 方位127度 井深1430米 井斜度 方位127度 井深1700米 井斜度 方位127度66 井深1718米，起钻，甩掉单弯。换降斜钻具。降斜井段1718米2240米 钻具组合：216mmPDC+159mmNDC+159mmDC+214mm螺扶+159mmDC+214mm螺扶+159mmDC9根+127mm钻杆 以下过程略 泉241-13X X井的施工 泉241-13XX位于廊固凹陷柳泉构造带泉241断块上，是2003年8

39、月打的一 67 一口双靶井。井深1370m开始定向。至1500 m井斜度、方位260度，还应继续挑大井斜，可单弯螺杆损坏，被迫下入强增钻具增斜。至1600m井斜度、方位266度，增斜率过高，起钻换单根微增钻具稳斜至井底。由于单弯螺杆损坏，未达到提高钻井速度的目的。三个断块四口井导向钻井的效果数据 效果数据表68 项目 井号井深M 机械钻速m/h钻机月速m/台月钻井周期d建井周期d泉241-12XX193027.405361.117.0712.38安718-7X282814.9387417.622.8州16-21X224030.206222.226.8811.58州16-32X217532.95

40、5878.386.7112.6769 以上数据可以看出：高效能的单弯螺杆，能达到提高钻井速度的目的。减少扭方位，节约时间（不讲）采用复合钻进一方面可以及时调整井眼轨迹，减少工序；另一方面复合钻进具有很强的稳斜、稳方位能力，缩小了扭方位的概率，也节约了时间。在定向井的施工中因地层倾角造成的方位飘移经常发生，但2003年我们大量采用复合钻进后，定向井扭方位的次数明显减少。实践证明“双稳定器稳斜型钻具组合”在稳斜、稳方位方面占据优势。70 2.举例说明 安718-5x和安718-1x井中，螺杆使用情况：这两口井是一组丛式井，第一口安718-5x井（216mm井眼，因井漏，第二口井下技术套管1540米

41、），自然方位150度，470米，1度，80度，710米，4度，120度，。，1180米，5度，175度，水平位移米，开始反抠，后复合钻到中完。造斜点1650米。第二口井安718-1x井，造斜点1570米。防止与安718-5x相碰，二开如下 71 172mm1单弯，但是井眼为311mm。钻具组合：311HT127+172mm1+159mmNDC+179mmDC*8根+127mmDP 单点测斜数据：260、40；279、350；345、10；383、10；400、20；600、135；653、150；675、160；井深687米，起钻。钻具组合：311HT127+197mm代纳*2弯接头+203m

42、mNDC+203mmDC*2根 72+179mmDC*6根+127mmDP 单点测斜数据：680、160；700、220；735、2、310；885、60；970、65；1130、1、70。井深746米，起钻。共用时间：近三天。安56-21xx和安56-22xx井中，螺杆使用情况：这两口井是一组丛式井，第一口安56-21xx井，上直段比较直，最大井斜度/600米，井深1750米定向造斜。73 第二口安56-21xx井，用第一口井钻具组合钻进。井眼为311mm。钻具组合：311HT127+203mmNDC+203mmDC*5根+179mmDC*9根+127mmDP 单点测斜数据：605，1，10

43、；840，1，5；1035，1，10；井深1056米时，有憋钻现象发生。起钻，反抠。钻具组合：311HT127+197mm代纳*2.5弯接头+203mmNDC+203mmDC*2根+179mmDC*3根+127mmDP 反抠井段：1056-1140米，时间：半天。74 说明：螺杆钻具的合理选择与钻具组合的正确配合，可以减少螺杆钻具的使用时间。霸109xx井中，螺杆使用情况：霸109xx是一口三开双靶四段制剖面的定向井。要求：中B靶后降斜钻进。设计数据：A靶垂深1740米 位移米 方位度 靶半径20米 B靶垂深1890米 位移米 方位度 靶半径25米75 磁偏角度，完钻垂深2100米。施工过程：

44、定向造斜段（1327米）钻具组合：241H517+197mm单弯1（单扶238mm）+159mmNDC+165mmDC*14根（螺旋）+127mmDP 定向50KN 复合80-100 KN 180+73r/min 180mm缸套 12MPa 井深1491米，起钻换钻头HJ537，钻进。76 井深1658米，复合钻增斜率过高度/10米，钻头使用起已到，起钻。稳斜段（1658米）钻具组合：241HT537+240mmF1+159mmNDC+240mmF2+165mmDC*17根（螺旋）+127mmDP 钻井参数：140-160KN 73r/min 36S/L 11MPa 井深1752米，方位漂移太

45、快140度到156度，起钻，扭方位。井斜度。扭方位段（1752米）77 钻具组合：241H517+197mm单弯1（单扶238mm）+159mmNDC+165mmDC*14根（螺旋）+127mmDP 下如197mm单弯1钻时太慢3小时/1米，后无进尺，单弯坏。由下如172单弯1钻时太慢4小时/1米，勉强钻进2根，起钻，请示。又用216mm钻头，下172单弯1，扭方位。扭方位段（米）钻具组合：216H517+172mm单弯1+159mmNDC+165mmDC*14根（螺旋）78+127mmDP 钻井参数：50KN 180r/min 36S/L 11MPa 扭方位井段：米，方位：156-138度，

46、后复合钻进至中完1876米。说明：螺杆钻具的合理选择，才能真正达到施工目的。79 思考题思考题 1.常用三段制剖面定向井包括（上直段）、（增斜段）和（稳斜段）。2.定向井上直段单点测斜间距不得大于（200）米，最大井斜不得超过（2）度水平位移不得大于是（20）米。3.下井钻具、工具、配合接头，必须检查（水眼直径、水眼内有无铁宵杂物），保证测斜仪能顺利下井到底。80 4.开始定向造斜的位置叫（造斜点），通常以开 始定向造斜的（井深）来表示。5.目前我公司使用的单弯螺杆钻具，其角度有（1度）、（度）、（度）。6.定向造斜钻进，要按规定（加压），均匀送钻，以保持恒定的钻具（反扭角）。7.定向井井眼轨迹控制技术包括哪些内容？定向井钻进中，井眼轨迹的控制是关键。井眼轨迹的控制技术按照井眼形状和施工过程，可分直井段、造斜段、增斜段、稳斜段、降斜段和扭方位位井段的控制技术。81 8.简述影响螺杆钻具使用的因素。钻井液性能 钻井液的流量 钻压 扭矩 钻头 井温 9.井位设计，应尽可能避开城镇、学校等。若不能满足上述要求时，可采用钻（c）的方法。a.直井 b.开发井 c.定向井 d.探井82 10.钻井中应用复合钻的目的？a.提高钻井速度 b.降低劳动强度（减少起下钻次数）83谢谢观赏！2020/11/584