定向井鉆井技術(shù)

1、定向井鉆井技術(shù)第1頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三一、專業(yè)名詞二、定向鉆井三、注意事項第2頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三一、專業(yè)名詞 1、井斜角（）井眼軸線上任一點的井眼方向線與通過該點的重力線之間的夾角，稱為該點處的井斜角。單位為（）。2、方位角（）：在以井眼軌跡上任一點為原點的平面坐標(biāo)系中，以通過該點的正北方向線為始邊，按順時針方向旋轉(zhuǎn)至井眼方向線在水平面上的投影線為終邊，其所繞過的角度稱該點的方位角。單位為（）。第3頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三一、專業(yè)名詞 3、全角變化量：過井眼軸線相鄰兩測點所作的向井眼前進(jìn)方

2、向延伸的切線之間的夾角稱為全角變化量。它反映了相鄰兩測點間井斜與方位的空間角度的變化量。又稱狗腿角或全變化角。單位為（）。4、井斜變化率：單位井段內(nèi)井斜角的變化值稱為井斜變化率。通常以兩測點間井斜角的變化量與兩測點間井段長度的比值表示。常用單位為（）/25m、（）/30m。第4頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三一、專業(yè)名詞 5、方位變化率：單位井段內(nèi)方位角的變化值稱為方位變化率。通常以兩測點間方位角的變化量與兩測點間井段長度的比值表示。常用單位為（）/25m、（）/30m。6、全角變化率：它是指單位長度井段內(nèi)全角的變化值。或在單位井段內(nèi)井眼前進(jìn)的方向在三維空間內(nèi)的角度變化

3、。它既包含了井斜角的變化又包含著方位角的變化。又稱狗腿嚴(yán)重度或井眼曲率。單位為（）/25m、（）/30m。K= /L +(/L)2sin2 (1+ 2)/2第5頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三 7、井底水平位移：它是指井口與井底兩點在水平面上投影的連線長度，又稱閉合距，單位為m。8、視平移：水平位移在設(shè)計方位線上的投影長度。 ENPPTOVpApK一、專業(yè)名詞第6頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三一、專業(yè)名詞 9、造斜點：開始定向造斜的位置。以該點井深表示。10、造斜率：表示造斜工具的造斜能力。其值等于該造斜工具所鉆出的井段的井眼曲率。 11、增斜

4、（降）率：是指增（降）斜井段的井斜變化率。正為增，負(fù)為降。12、工具面：在造斜鉆具組合中，有彎曲工具的兩個軸線所確定的那個面，與磁北方向的夾角為工具面角。 13、反扭角：定向或扭方位時，井下動力鉆具啟動前的工具面與啟動后加壓鉆進(jìn)時的工具面之間的夾角。第7頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三一、專業(yè)名詞 14、定向角（裝置角）：井下動力鉆具啟動后，工具面所處的位置（方位）。 15、磁偏角：在某一地區(qū)，磁北極方向線與地理北極方向線之間的夾角，稱該地區(qū)的磁偏角。正為東磁偏角，負(fù)為西磁偏角。 第8頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三二、定向鉆井 、定向井設(shè)計 1

5、、井深剖面設(shè)計 長慶油田定向鉆井一般為常規(guī)定向井，剖面要求基本為兩段制（直增）或三段制（直增穩(wěn)）。直增剖面直增穩(wěn)剖面第9頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三二、定向鉆井 2、定向井設(shè)計必須有 a.地質(zhì)設(shè)計應(yīng)提供井口和目標(biāo)點縱、橫坐標(biāo)，目標(biāo)點垂垂直深度； b.給出目標(biāo)點靶區(qū)半徑，有特殊要求應(yīng)作出說明； c.提供本地的磁偏角； d.叢式井場有老井的，必須提供已鉆的井測斜數(shù)據(jù)，并復(fù)測井口坐標(biāo)； e.根據(jù)地質(zhì)設(shè)計和井場組合，是叢式井井場要進(jìn)行施工順序排序，盡量避免繞障，減少施工位移； 第10頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三二、定向鉆井 f.根據(jù)現(xiàn)場實際，結(jié)合

6、地面條件選定井口位置和大門方向； g.必須以安裝好井架的井口測量坐標(biāo)作為設(shè)計依據(jù)； h.井架和設(shè)備基礎(chǔ)都應(yīng)擺放在實方處，叢式井組還應(yīng)考慮鉆機(jī)移動方式和井口間距，為了減少兩井相碰風(fēng)險井口間距大于6-8米為宜； .直井段造斜點增斜段最大井斜角max降斜段直井段水平位移sH,m,第11頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三二、定向鉆井 3、設(shè)計書內(nèi)容還包括：、叢式井應(yīng)提供井組排序方案及井組圖；、提出定向井分段施工技術(shù)，并附造斜點至井底間距為30米的設(shè)計井身軌道二維剖面數(shù)據(jù)和設(shè)計井身投影圖；、提出各設(shè)計井段的鉆具組合及施工參數(shù)要求，以及使用井下工具的規(guī)格、型號及數(shù)量；、提出井身軌跡測

7、量方案；、提出井身質(zhì)量要求；、對于需要繞障的井，應(yīng)提出繞障施工原則及方案；、列出定向井鉆井安全技術(shù)措施；第12頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三二、定向鉆井 4、若是叢式井組，應(yīng)首先做出井組整體設(shè)計；、井組安排應(yīng)考慮道路的優(yōu)化井眼軌跡的需要，多靶井應(yīng)考慮靶前位置對施工的要求。在此前提下，按井組鉆井進(jìn)尺最少和地形的可能來確定井組地理位置；、應(yīng)盡量避免井組中各井眼軌跡在空間交叉；、井組中各井的水平位移應(yīng)綜合考慮，長短結(jié)合，以便于錯開造斜點；、井口可根據(jù)地形條件及鉆機(jī)的移動性能等情況布置成直線型、矩形，急于投產(chǎn)的油井，可布置成L形；、井組中各井的表層套管下深應(yīng)錯開20米以上；第

8、13頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三二、定向鉆井 5、多臺鉆機(jī)共用的叢式井場，應(yīng)對消防、環(huán)保、放噴、供油、水、電、熱等印素統(tǒng)一設(shè)計； 6、叢式井應(yīng)繪制地面井口布置圖，標(biāo)明井號或必要的說明（如繞障、多目標(biāo)井），并規(guī)定出井口間距，油層套管聯(lián)入，鉆井順序和鉆機(jī)移動方向； 7、 應(yīng)根據(jù)測量儀器的精度確定叢式井，繞障井和調(diào)整加密井中各設(shè)計井和已完成井的誤差范圍，提出防碰井段預(yù)告和措施；第14頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三二、定向鉆井、工具準(zhǔn)備 1、測量儀器、最低標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)配備磁性或電子單多點測斜儀全套；、在定向和扭方位的作業(yè)中可采用有線或無線隨鉆測斜儀，井深

9、超過2000米的定向井應(yīng)盡量采用隨鉆測斜儀；、在有磁干擾條件下的測量條件下的測量作業(yè)，應(yīng)采用陀螺測斜儀；、定期（半年或6000米作業(yè)）對定向井測斜儀器的測量單元進(jìn)行井斜角、方位角和工具面角全量程的精度檢查和調(diào)校；、手工具配備鉆桿量角器、轉(zhuǎn)盤量角器、水平尺、定位標(biāo)尺、畫線規(guī)、秒表；、配備電腦和相應(yīng)計算機(jī)軟件；、配備可調(diào)速的測斜絞車，或者使用自浮式測斜儀器；第15頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三二、定向鉆井 2、井下工具應(yīng)配備：、井下動力鉆具、定向彎節(jié)頭、無磁鉆鋌、螺旋扶正器（或變徑扶正器）、地面震擊器、加重鉆桿、短鉆鋌、調(diào)節(jié)盡鉆頭穩(wěn)定器位置的接頭第16頁，共33頁，202

10、2年，5月20日，0點42分，星期三二、定向鉆井 定向井工藝 1、井眼軌跡的控制 1）直井段鉆進(jìn)過程中按設(shè)計要求認(rèn)真作好測斜工作，監(jiān)測井眼軌跡，嚴(yán)格作好防碰工作，并控制直井段最大井斜符合設(shè)計要求。特別要作好1：100的防碰圖，做好隨鉆分析，異常情況分析記錄判斷，搞好全員防碰工作。 2）、造斜段：造斜點的選擇應(yīng)考慮以下因素： 、設(shè)計造斜點，、直井段以發(fā)生的軌跡偏移 、有利于防碰，、下步計劃實施的增斜方式及增斜率，、其它井施工安全性，、盡量充分利用鉆頭壽命第17頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三二、定向鉆井 3）、注意事項：a.使用單點測斜儀器造斜時，應(yīng)注意井口的印跡，測量夾

11、角要注意判明方向； b.使用單彎螺桿一類工具造斜時，應(yīng)注意入井前螺桿彎曲方向與定向直接頭間的夾角，并在每次測斜后校正； c.造斜施工要根據(jù)設(shè)計，要考慮直井段軌跡的影響、下部地層可能的漂移規(guī)律等因素確定初始井斜角和定向方位角，并預(yù)算下部軌跡控制方案； d.由于測量儀器與井底總是有一段距離，尤其在使用單點測斜儀器定向時，要根據(jù)當(dāng)前井斜方位和施工工具面，準(zhǔn)確估計井底的井斜方位，以保證造斜施工達(dá)到預(yù)期效果。第18頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三二、定向鉆井 斜井段 、根據(jù)定向造斜結(jié)果和設(shè)計要求組配好鉆具結(jié)構(gòu)確保斜井段控制達(dá)到要求； 、測斜點的間距按設(shè)計要求執(zhí)行； 、井眼軌跡采用

12、平均角法、校正平均角法、圓柱螺線法、最小曲率法四種規(guī)定算法之一來計算； 、每測量一個點后及時輸入計算機(jī)，根據(jù)測斜數(shù)據(jù)和軌跡圖，分析井斜和方位的變化，參照以鉆井資料，預(yù)測并設(shè)計待鉆井眼軌跡，及時改變鉆井參數(shù)或鉆具組合；第19頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三二、定向鉆井 、扭方位施工，前三根盡可能逐根進(jìn)行測斜，測斜間距一般不超過30米，情況復(fù)雜時必須鉆進(jìn)一根測斜一根； 、在防碰繞障施工井段加密測斜，隨時記錄鉆進(jìn)情況，觀察轉(zhuǎn)盤扭矩變化，鉆具是否有憋跳現(xiàn)象，巖屑中是否出現(xiàn)水泥和鐵屑；第20頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三二、定向鉆井 定向井下部鉆具組合

13、1、直井段鉆具 a、215.9mm鉆頭+177.8mm鉆鋌(1立柱)+165.1mm無磁鉆鋌1根+158.75mm+127mm鉆桿 b、215.9mm鉆頭+165.1mm無磁鉆鋌1根+165.1mm鉆鋌(1根)+214mm扶正器+158.75mm鉆鋌(5立柱)+127mm鉆桿 第21頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三二、定向鉆井 2、造斜段鉆具 a、215.9mm鉆頭+165mm直螺桿+12彎接頭158.8mm無磁鉆鋌1根+158.8mm鉆鋌3立柱+127mm鉆桿 b、215.9mm鉆頭+165mm單彎螺桿+直接頭158.8mm無磁鉆鋌1根+158.8mm鉆鋌3立柱+12

14、7mm鉆桿第22頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三二、定向鉆井 增斜井段鉆具 a、單扶正器鉆具結(jié)構(gòu): 215.9(81/2)mm鉆頭+配合接頭(0.451m)+214mm扶正器+158.8mm無磁鉆鋌1根+158.8mm鉆鋌5立柱+127mm鉆桿 b、雙扶正器鉆具結(jié)構(gòu): 215.9(81/2)mm鉆頭+配合接頭(0.451m)+214mm扶正器+158.8mm無磁鉆鋌1根+158.8mm鉆鋌1根+214mm扶正器+158.8mm鉆鋌5立柱+127mm鉆桿 增斜效果與下列因素有關(guān):調(diào)整鉆頭與近鉆頭穩(wěn)定器的距離(距離越短,造斜力越大);調(diào)整穩(wěn)定器之間的距離;調(diào)整鉆鋌尺寸;調(diào)整

15、穩(wěn)定器與井壁的間隙; 調(diào)整鉆壓;第23頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三二、定向鉆井 轉(zhuǎn)盤鉆增斜鉆具三種基本形式： 增斜鉆具組合基本形式 穩(wěn)定起安放高度L1L2L3 圖11.0-1.8/圖21.0-1.818-27/圖31.0-1.89-189普通鉆鋌無磁鉆鋌穩(wěn)定器鉆頭L1L1L1L2L2L3第24頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三二、定向鉆井 穩(wěn)斜井段鉆具 a、單扶正器鉆具結(jié)構(gòu): 215.9mm鉆頭+配合接頭(11.5m)+214mm扶正器+158.8mm無磁鉆鋌1根+158.8mm鉆鋌5立柱+127mm鉆桿 b、雙扶正器鉆具結(jié)構(gòu): 215.9mm

16、鉆頭+配合接頭(0.451m)+214mm扶正器+158.8mm無磁鉆鋌1根+214mm扶正器+158.8mm鉆鋌5立柱+127mm鉆桿 可采用轉(zhuǎn)盤鉆(轉(zhuǎn)速控制在50轉(zhuǎn)/分左右)加單彎螺桿鉆具穩(wěn)斜。第25頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三二、定向鉆井 轉(zhuǎn)盤鉆穩(wěn)斜鉆具三種基本形式： 增斜鉆具組合基本形式 穩(wěn)定起安放高度L1L2L3 圖11.0-1.8/圖21.0-1.818-27/圖31.0-1.89-189普通鉆鋌無磁鉆鋌穩(wěn)定器鉆頭L1L1L1L2L2L3第26頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三二、定向鉆井 降斜井段鉆具 a、單扶正器鉆具結(jié)構(gòu): 21

17、5.9(81/2)mm鉆頭+配合接頭(318m)+214mm扶正器+158.8mm無磁鉆鋌1根+158.8mm鉆鋌5立柱+127mm鉆桿 、光鉆鋌降斜鉆具 用單穩(wěn)定器鉆具組合鉆進(jìn),當(dāng)井斜角小于20度時鉆具組合的方位穩(wěn)定性較差,使用中應(yīng)慎重; 短鉆鋌的配備1.0、2.0、3、4.5、6.0米等規(guī)格的短鉆鋌; 長井段及大井斜角穩(wěn)斜鉆進(jìn)時,應(yīng)采用微增斜鉆具組合鉆進(jìn),以平衡鐘擺井斜力,達(dá)到長井段穩(wěn)斜目的;第27頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三二、定向鉆井 在軟地層鉆進(jìn),一般應(yīng)選用支撐面較寬扶正條較長的螺旋穩(wěn)定器,在硬地層中,應(yīng)選用支撐面ze扶正條較短的螺旋穩(wěn)定器; 在阻卡嚴(yán)重的地區(qū),可采用變徑穩(wěn)定器;第28頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三二、定向鉆井 、扭方位施工，前三根盡可能逐根進(jìn)行測斜，測斜間距一般不超過30米，情況復(fù)雜時必須鉆進(jìn)一根測斜一根； 、在防碰繞障施工井段加密測斜，隨時記錄鉆進(jìn)情況，觀察轉(zhuǎn)盤扭矩變化，鉆具是否有憋跳現(xiàn)象，巖屑中是否出現(xiàn)水泥和鐵屑；第29頁，共33頁，2022年，5月20日，0點42分，星期三二、定向鉆井 、扭方位施工，前三根盡可能逐根進(jìn)行測斜，測斜間距一般不超過30米，情況復(fù)雜時必須鉆進(jìn)一根測斜一根； 、在防碰繞障施工井段加密