大位移井解析課件

第三部分

大位移延伸井技術(shù)(ERD）大位移鉆井和完井技術(shù)是鉆井領(lǐng)域發(fā)展最塊的一項(xiàng)技術(shù)。它集中了包括水平井和深井在內(nèi)的所有技術(shù)難點(diǎn)，英文名為：ExtendedReachDrilling，即采用定向井技術(shù)向某個(gè)或多個(gè)指定目標(biāo)點(diǎn)延伸，使其達(dá)到勘探開發(fā)的目的。12/19/20221第三部分

大位移延伸井技術(shù)(ERD）大位移鉆井和完井技國(guó)際定義：井的水平位移與垂深之比大于2，且航行角大于60o的定向井。國(guó)內(nèi)定義：垂直井深2000米以上，垂直井深與水平位移之比為1：2以上的井為大位移井3.1大位移井的定義12/19/20222國(guó)際定義：井的水平位移與垂深之比大于2，且航3.1大位移井WhatisExtendedReachDrilling?Typesofextendedreachwells:VeryshallowVerylongUltralong“Designer”Traditionally:Horizontaldisplacement/TVDratio>2.012/19/20223WhatisExtendedReachDrillinTheCalculatedStepBeyond10km12/19/20224TheCalculatedStepBeyond10k1、開發(fā)海上油氣田：節(jié)省建造人工島或固定平臺(tái)等的投資。2、開發(fā)近海油田：距海岸10km左右的油田，可從陸地開發(fā)。3、用大位移井代替海底井：不用海底設(shè)備，從而節(jié)省投資。4、開發(fā)不同類型的油氣田，提高經(jīng)濟(jì)效益：小斷塊或幾個(gè)不相連的小斷塊油氣田，可鉆1口或2口大位移井開發(fā)；若幾個(gè)油氣田或油氣層不在同一深度、方位，可鉆多目標(biāo)三維大位移井開發(fā)，節(jié)省投資，便于管理。5、開發(fā)老油氣田：利用原有基礎(chǔ)設(shè)施鉆大位移井，可加速油田探邊和開發(fā)，縮短產(chǎn)油周期，擴(kuò)大泄油半徑，提高單井產(chǎn)量，增加井的壽命，提高最終采收率。6、保護(hù)環(huán)境：在環(huán)保要求比較高的地區(qū)鉆大位移井，可滿足環(huán)保要求。3.2鉆大位移井的目的和意義12/19/202251、開發(fā)海上油氣田：節(jié)省建造人工島或固定平臺(tái)等的投資。33.3國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

國(guó)外：始于上世紀(jì)20年代美國(guó)加州海灣地區(qū)，受當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件限制，發(fā)展較為緩慢。進(jìn)入80年代后期，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)得到了迅速發(fā)展。英國(guó)在北海除在海洋上打大位移井外，在Poole灣的WytchFarm灘海油田打了一大批大位移井。水平位移由最初的不到4000米延伸到目前超過10000米。1998年2月，M-11井，測(cè)量井深10659m，水平位移10114m，位移與垂深的比值為6.13。M-16井，測(cè)量井深11278m，水平位移10728m垂深1637m。挪威北海的Stafjord油田，1989—1990年鉆的第一口大位移井（C10井）水平位移5000米，1994年完成的C26井垂深2770米，位移7850米，斜深9300，創(chuàng)當(dāng)時(shí)大位移井斜深最高記錄。12/19/202263.3國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀國(guó)外：始于上世紀(jì)20年代美國(guó)加州海大位移井記錄12/19/20227大位移井記錄12/17/20227AIM:AtbitInclinationMeasurement12/19/20228AIM:AtbitInclinationMeasurLocalSupportOrganization12/19/20229LocalSupportOrganization12/1World’sLeadingERDWells12/19/202210World’sLeadingERDWells12/17WorldRecord–ExtendedReachWellM-16SPZwell,WytchFarm,drilled10,728metersstepout(35,196ft)Wellcompletedwith81/2-in.holesectionPowerDriverotarysteerablesystemfordirectionalcontrolDeepestoilandgaswellat11,278meter(37,001ft)NomechanicalorelectronicMWDormotorfailures123daystodrillandcase12/19/202211WorldRecord–ExtendedReach12/19/20221212/17/202212WytchFarmERD12/19/202213WytchFarmERD12/17/202213

國(guó)內(nèi)：理論研究始于“八五”末。在1997年11月西安大位移井鉆井理論研討會(huì)發(fā)表了大位移井鉆井技術(shù)基礎(chǔ)理論論文17篇，初步確立了一些大位移井的構(gòu)思和發(fā)展設(shè)想。1997年由中國(guó)海洋石油南海東部公司、非利普斯石油中國(guó)有限公司和派克頓東方公司聯(lián)合完成的西江24—3平臺(tái)XJ24—3—A14井，創(chuàng)造了中國(guó)大位移鉆井之最和當(dāng)時(shí)世界大位移井的幾項(xiàng)領(lǐng)先記錄，水平位移8062.7m（世界第一）；最長(zhǎng)裸眼段5032m（世界第一）；完鉆井深9238m（世界第二）；MWD/LWD實(shí)時(shí)傳輸接受訊號(hào)深度9106m（世界第一）；9（5/8）英寸套管下深6752m（世界第二）；靶心距45m，多發(fā)現(xiàn)四套新的油層。投產(chǎn)9個(gè)月，日產(chǎn)穩(wěn)定在1113m3左右。大位移井在我國(guó)渤海灣、淺灘海地區(qū)具有廣闊的前景。3.3國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀12/19/202214國(guó)內(nèi)：理論研究始于“八五”末。在1997年11月西安大位（一）概況構(gòu)造位置：珠江口盆地XJ24-1構(gòu)造；含油面積：4.2平方公里專題研究：生產(chǎn)平臺(tái)、鉆機(jī)負(fù)荷、動(dòng)力需求、摩阻、扭矩、測(cè)量技術(shù)、井眼穩(wěn)定、井眼清洗、鉆井程序、水力參數(shù)。風(fēng)險(xiǎn)分析：成功率：69%，失敗率：31%投資預(yù)祘：（1）XJ24-1與XJ24-3聯(lián)合開發(fā)：一個(gè)衛(wèi)星小平臺(tái)方案或采用水下井口生產(chǎn)系統(tǒng)方案費(fèi)用大于7000萬美元。（2）鉆大位移延伸井：測(cè)深9450m水平位移8171m，鉆完井周期計(jì)劃為115天，7年期間可以采出石油122萬噸，投資2400萬美元。實(shí)施：1996年11月22日開鉆，1997年6月10日交井投產(chǎn)，扣除鉆機(jī)改造時(shí)間，實(shí)際作業(yè)時(shí)間101天，投資1810萬美元。中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24-3-A1412/19/202215（一）概況中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24-3-A1412/（二）可行性研究和技術(shù)準(zhǔn)備（1）油藏模擬研究①模型的建立——考慮因素包括：原始地質(zhì)儲(chǔ)量、生產(chǎn)指數(shù)、油藏特性、相對(duì)滲透率、油藏流體特性、深度和初始?jí)毫?、油水界面、斷層影響、水體。②流動(dòng)特性與生產(chǎn)特性研究研究井的流動(dòng)特性（用HKW等式或達(dá)西公式的變換式），并對(duì)井位、井?dāng)?shù)、完井方式和電潛泵采油等進(jìn)行研究。③油藏模擬采用B型模擬裝置進(jìn)行生產(chǎn)預(yù)測(cè)，編制生產(chǎn)曲線；進(jìn)行多重砂層三維三相流模擬研究。中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24-3-A1412/19/202216（二）可行性研究和技術(shù)準(zhǔn)備中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24④敏感性分析幾種不確定因素（水平滲透率、油水界面位置、不封閉斷層、停產(chǎn)時(shí)率變化等）對(duì)油藏特性影響的敏感性分析；優(yōu)化開發(fā)方案的敏感性分析（包括井?dāng)?shù)、鉆井靶區(qū)、礫石充填篩管完井、油水界面、相對(duì)滲透率、生產(chǎn)時(shí)效等各因素的敏感性分析）；水體支持與產(chǎn)量變化的敏感性分析完井方案敏感性分析油藏風(fēng)險(xiǎn)的敏感性分析（包括垂直向和水平滲透率比例、水體大小、地質(zhì)儲(chǔ)量和掃油系數(shù)等因素的敏感性分析）中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24-3-A1412/19/202217④敏感性分析中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24-3-A14中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24-3-A14（2）項(xiàng)目開發(fā)計(jì)劃可行性研究項(xiàng)目簡(jiǎn)述、方案選擇鉆機(jī)改造（能否滿足要求、費(fèi)用）初步鉆井計(jì)劃（井身結(jié)構(gòu)、鉆井液密度、完井方法、時(shí)間、費(fèi)用）進(jìn)度計(jì)劃安排生產(chǎn)預(yù)測(cè)（日產(chǎn)量、管輸量）費(fèi)用預(yù)測(cè)（操作費(fèi)、修井費(fèi)）經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)：凈現(xiàn)值NPV20702000$利潤(rùn)投資比PI2.2年均盈利率AARR77%盈虧平衡點(diǎn)2.1年經(jīng)濟(jì)年限8年風(fēng)險(xiǎn)分析安全分析環(huán)保12/19/202218中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24-3-A14（2）項(xiàng)目開發(fā)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)分析框圖12/19/202219風(fēng)險(xiǎn)分析框圖12/17/202219中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24-3-A14（三）鉆井完井技術(shù)可行性研究巖石力學(xué)研究（井眼穩(wěn)定性的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)）準(zhǔn)確確定巖石物理特性準(zhǔn)確和完整地測(cè)量作用在巖石上的地層應(yīng)力模型應(yīng)用（Halliburton石油物理計(jì)算機(jī)模型、PHILLIPS井眼穩(wěn)定性模型）鉆井設(shè)計(jì)（井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、定向鉆井設(shè)計(jì)、分段要點(diǎn)提示、特殊工具和減扭矩工具）鉆井液設(shè)計(jì)測(cè)量與中靶套管和固井完井和人工舉升后勤支持和特殊作業(yè)應(yīng)急計(jì)劃主要鉆井難點(diǎn)12/19/202220中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24-3-A14（三）鉆井完井技（四）鉆機(jī)改造對(duì)原XJ-24-3具有6000m鉆井能力的鉆機(jī)進(jìn)行升級(jí)改造（1）預(yù)計(jì)主要負(fù)荷和動(dòng)力需求

a、起下鉆負(fù)荷值預(yù)計(jì)（最大855387lbf）b、各階段需要的動(dòng)力預(yù)計(jì)——馬力數(shù)（最大7351hp）c、扭矩要求：正常最大扭矩40000英尺磅（54.29m-KN)瞬時(shí)超高扭矩60000英尺磅（81.44m-KN)（2）升級(jí)改造項(xiàng)目

a、平臺(tái)下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)大鉤/井架負(fù)荷，590/681t；鉆臺(tái)上立柱載荷，272.4t；轉(zhuǎn)盤載荷，454t。b、井架：額定載荷，681t；鉆桿排放量，7015m。c、動(dòng)力水龍頭（100轉(zhuǎn)/分、扭矩可達(dá)69.22mKN)d、絞車e、游動(dòng)滑車500t—650tf、泥漿泵系統(tǒng)g、固控系統(tǒng)h、動(dòng)力系統(tǒng)中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24-3-A1412/19/202221（四）鉆機(jī)改造中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24-3-A14112/19/20222212/17/202222勝利油田埕北21-平1大位移井1999年11月13日開鉆，2000年3月26日完鉆，4月11日完井；是國(guó)內(nèi)陸上油田第一口水平位移突破3000m的大位移水平井；最大井斜角93.6，水平段長(zhǎng)100m，最大狗腿嚴(yán)重度41.6。12/19/202223勝利油田埕北21-平1大位移井1999年11月13日開鉆，212/19/20222412/17/202224西江24-3-A2312/19/202225西江24-3-A2312/17/2022253.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵1、井身設(shè)計(jì)是一個(gè)不斷調(diào)整的過程，要求廣泛地優(yōu)化所有有關(guān)的參數(shù)，盡量增大延伸距離，降低扭矩、摩阻和套管磨損，提高管材、鉆具組合和測(cè)量工具的下入能力，最重要的是保證不要超過鉆柱的摩阻和扭矩極限。井眼長(zhǎng)度對(duì)扭矩的影響比穩(wěn)斜角對(duì)扭矩的影響大一些。然而，井斜角較大的井確實(shí)趨向于降低總扭矩，因?yàn)殂@柱中有較多部分處于受壓狀態(tài)，有利于降低上部造斜段處的拉力和接觸力。但克服大位移井中的軸向摩阻是個(gè)極大的難題。在WytchFarm油田獲得的經(jīng)驗(yàn)是：長(zhǎng)穩(wěn)斜段的穩(wěn)斜角（一般在80o—83o之間）應(yīng)視最終的水平位移而定。當(dāng)穩(wěn)斜段超過5000m時(shí)，穩(wěn)斜角即使只變化1o，也會(huì)對(duì)總井深處的扭矩和摩阻產(chǎn)生較大的影響。12/19/2022263.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵1、井身設(shè)計(jì)12/17/202226大位移井的井身剖面主要有以下3種：（1）增斜——穩(wěn)斜井身剖面（2）小曲率造斜剖面（3）準(zhǔn)懸鏈線剖面。準(zhǔn)懸鏈線井身剖面的特征是扭矩低，而且可使套管下入重量增大20%—25%，鉆柱與井壁的接觸力近似為零，從而得到廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)已成為大位移井的標(biāo)準(zhǔn)井身剖面。剖面類型12/19/202227大位移井的井身剖面主要有以下3種：剖面類型12/17/FinalWellDesignVeryshallowKOP,toallowsmoothbuildprofileTangentanglesettoaccommodatealloperationalrequirementsCasingpointselection,challengingbutachievableTorqueanddragoptimizedforalloperationsAnti-collision（防碰）andsurveyingstrategyreviewed（復(fù)查）

Contingency（意外事故）planning12/19/202228FinalWellDesignVeryshallowModelingTorqueanddrag,ECDandhydraulicsOptimizationofdirectionalprofileComprehensive（綜合）datacollectionValidationofmodelsRealtimePostanalysisCalculationoffrictioncoefficientsLengthofcasedholesignificantfactorMWDsignalattenuation12/19/202229ModelingTorqueanddrag,ECDa2、扭矩(torque)

（1）來源扭矩可通過對(duì)管柱摩擦產(chǎn)生的扭矩、動(dòng)態(tài)扭矩、鉆頭產(chǎn)生的扭矩以及機(jī)械扭矩的分析而得。摩擦扭矩是由于鉆柱和套管或裸眼井壁接觸而產(chǎn)生的。接觸載荷的大小依賴于鉆柱強(qiáng)度、狗腿嚴(yán)重度、鉆桿、井眼尺寸、鉆柱重量以及傾斜角。動(dòng)態(tài)扭矩主要影響鉆井的作業(yè)過程。機(jī)械扭矩主要受巖屑床、井筒內(nèi)的臺(tái)肩以及井壁穩(wěn)定等因素影響。（2）影響因素潤(rùn)滑液的使用；井眼清潔度；鉆柱動(dòng)力學(xué)；降扭矩工具的使用。3.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵12/19/2022302、扭矩(torque)3.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵12/17（3）計(jì)算和測(cè)量不同的地層有著不同的摩擦系數(shù)。鉆頭扭矩可通過模型用實(shí)驗(yàn)室方法計(jì)算而得，該模型需要考慮鉆壓（WOB）、轉(zhuǎn)速、地層特性（剪切或擠壓力）、PDC鉆頭類型、鉆頭磨損以及水動(dòng)力參數(shù)等因素。鉆進(jìn)過程中應(yīng)用井下鉆頭扭矩測(cè)量?jī)x（DTOB----dragtestonbit）進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，因?yàn)殂@壓會(huì)引起鉆柱張力/壓力的變化，從而改變扭矩的大小。在注水泥漿的過程中，旋轉(zhuǎn)尾管是一項(xiàng)促進(jìn)流體驅(qū)替和增進(jìn)水泥膠結(jié)的有效措施。但是，旋轉(zhuǎn)尾管需要對(duì)尾管、大鉤、鉆柱等的扭矩進(jìn)行預(yù)測(cè)。12/19/202231（3）計(jì)算和測(cè)量12/17/202231121/4-in.SectionTorqueModelingGoodunderstandingoftorquebehaviorDatabaseanalysisCompositeforecastingFrictionfactorfitting12/19/202232121/4-in.SectionTorqueModel81/2-in.SectionTorqueModelingGreaternumberofvariablesDatabaseanalysisCompositeforecastingcomplexTorquelevelscontrol-plateaueffect12/19/20223381/2-in.SectionTorqueModeli（4）降低扭矩的措施A.在有套管的井段，不旋轉(zhuǎn)的DP保護(hù)器（DPP）可用來降低扭矩，使用DPP可在鉆柱和套管接觸載荷很高時(shí)鉆進(jìn)較長(zhǎng)的距離。同樣，裸眼井段可通過在短接軸承上安裝不旋轉(zhuǎn)的金屬套筒來達(dá)到降扭矩的效果。B.優(yōu)化井身剖面的設(shè)計(jì)和實(shí)施。C.提高泥漿的潤(rùn)滑性。高油水比可以改善泥漿的潤(rùn)滑性，此外，高濃度的纖維LCM’S也可降低摩擦。D.出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)力時(shí)，可考慮使用旋轉(zhuǎn)反饋系統(tǒng)來降低扭力。E.鉆頭的選擇和BHA的設(shè)計(jì)。F.加強(qiáng)鉆具接頭應(yīng)力平衡和使用高扭矩的螺紋脂增加鉆柱的抗扭矩能力。G.使用整體式葉片增加井眼的清潔度，從而降低由碎屑引起的機(jī)械扭矩。H.使用減少扭矩的工具，如不轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿護(hù)箍、SecurityDBS公司開發(fā)的鉆柱降扭短接。12/19/202234（4）降低扭矩的措施12/17/2022343、摩擦阻力鉆柱上行阻力的預(yù)測(cè)與扭矩的預(yù)測(cè)極為相似。但在過大的軸向壓力下，鉆柱下行時(shí)可能發(fā)生彎曲。因此，預(yù)測(cè)大位移井鉆進(jìn)過程中的下行阻力更為復(fù)雜。在大位移井中，彎曲是不可避免的，其模擬程序必須考慮這些現(xiàn)象。標(biāo)準(zhǔn)的扭矩/阻力模型不適用于很長(zhǎng)的大斜度井，因?yàn)樗鼈兗俣ㄣ@柱保持在非屈曲狀態(tài)下工作的。當(dāng)超過臨界屈曲載荷時(shí)，阻力模型必須有更高的能力，包括屈曲分析能力，并考慮三維井眼狀態(tài)、曲率和井眼摩擦的影響。在工業(yè)中常使用的是預(yù)測(cè)扭矩/阻力的是“軟索”模型。BP公司使用了鉆柱模擬器，它可以解釋和預(yù)測(cè)大位移井的扭矩和阻力特性。?？松揪帉懥藢ｉT的扭矩/阻力預(yù)測(cè)程序FORCAL模型，它考慮了鉆具組合、地質(zhì)狀況、井身剖面以及鉆井液的濃度和潤(rùn)滑特性等因素。3.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵12/19/2022353、摩擦阻力3.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵12/17/202235阻力的控制有下列方法：（1）優(yōu)化鉆井泥漿的潤(rùn)滑性和井身剖面；（2）使用降低摩擦的鉆桿保護(hù)器；（3）優(yōu)化鉆桿設(shè)計(jì)，降低屈曲程度；（4）使用復(fù)合鉆柱；（5）在近垂直井段使用厚壁鉆桿，增加鉆柱強(qiáng)度。（6）使用旋轉(zhuǎn)頂部驅(qū)動(dòng)系數(shù)。（7）通過優(yōu)化浮鞋，套管浮箍以及套管旋轉(zhuǎn)方案，降低套管阻力。12/19/202236阻力的控制有下列方法：12/17/2022364、鉆柱設(shè)計(jì)（1）鉆柱設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素A.鉆柱的壓縮載荷：在大位移鉆井中，采用常規(guī)下部鉆具組合會(huì)產(chǎn)生較高的扭矩摩阻，所造成的危害大于其所加足夠鉆壓帶來的好處。因此，隨著井斜角的增大，降低下部鉆具摩阻并施加最適合的鉆壓而使常規(guī)重量鉆桿處于壓縮狀態(tài)。B.鉆柱的扭轉(zhuǎn)載荷：在大位移鉆井過程中，要求旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)具有較高的旋轉(zhuǎn)能力。C.鉆柱屈曲和彎曲產(chǎn)生的疲勞應(yīng)力、張應(yīng)力、壓應(yīng)力和外應(yīng)力等因素。D.旋轉(zhuǎn)鉆柱的同時(shí)，應(yīng)考慮井眼清潔、井眼穩(wěn)定性、水力參數(shù)、等效循環(huán)密度等。3.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵12/19/2022374、鉆柱設(shè)計(jì)3.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵12/17/202237（2）設(shè)計(jì)井底鉆具組合主要考慮的因素A.螺旋鉆鋌和穩(wěn)定器可減少壓差卡鉆；B.選擇好頂部及下部鉆具組合的中和點(diǎn)；C.減少絲扣連接的數(shù)量；D.采用井下可調(diào)試穩(wěn)定器；E.減少在斜井井段使用加重鉆桿的數(shù)量。12/19/202238（2）設(shè)計(jì)井底鉆具組合主要考慮的因素12/17/202238（3）鉆柱的選擇大位移井一般需用頂驅(qū)系統(tǒng)，鉆柱的強(qiáng)度與之匹配才能發(fā)揮頂驅(qū)作用。目前，鉆大位移井主要采用S—135級(jí)鉆桿，其本體強(qiáng)度較高，但接頭強(qiáng)度不夠?？刹捎貌煌姆椒ㄔO(shè)計(jì)出抗高扭矩的鉆柱：A.鉆具接頭應(yīng)力平衡法：因?yàn)樯峡叟ぞ卦黾?，接頭公扣在上扣時(shí)要承受較大的拉力，以后能承受的拉力就小了，因此可根據(jù)上扣扭矩是否達(dá)到最小的臺(tái)肩預(yù)壓力，同時(shí)螺紋達(dá)到最大的連接拉力來計(jì)算。當(dāng)可靠的預(yù)測(cè)拉力低于公稱上扣扭矩的最大拉力時(shí)，可采取降低拉力載荷，以增大上扣扭矩和鉆井扭矩，這種方法稱為應(yīng)力平衡法。12/19/202239（3）鉆柱的選擇12/17/202239B.高扭矩的螺紋脂：已上扣的接頭軸向應(yīng)力受臺(tái)肩上的摩擦系數(shù)控制。在鉆桿接頭材料一定時(shí)，接頭臺(tái)肩扭矩的摩擦系數(shù)主要由使用的鉆桿螺紋脂類型決定，即一種具有高摩擦力的螺紋脂在接頭應(yīng)力相同時(shí)可得到高的上扣扭矩。WytchFarm油田鑒定了一種摩擦系數(shù)為1.27的螺紋脂，從而在鉆桿接頭應(yīng)力相同時(shí)，使上扣扭矩增加27%。C.高扭矩接頭：增加鉆桿接頭扭力的直接方法是提供扭矩大的接頭臺(tái)肩。雙臺(tái)肩的接頭能增加扭矩，這對(duì)小尺寸接頭有利。美國(guó)已生產(chǎn)出楔形螺紋鉆桿接頭，提供了達(dá)到高扭力鉆桿的另一種方法。雙臺(tái)肩鉆桿接頭已經(jīng)和正在成功地運(yùn)用于大位移井。D.高強(qiáng)度鉆桿材料的選擇：鋼級(jí)只有達(dá)到1138MP（165klb/in2）的鉆桿才能稱為高強(qiáng)度鉆桿，比普通鉆桿增加扭矩和拉力38%。由于高強(qiáng)度鉆桿對(duì)冶煉技術(shù)要求高，其實(shí)際應(yīng)用受到限制。已有公司推薦復(fù)合材料鉆桿。12/19/202240B.高扭矩的螺紋脂：已上扣的接頭軸向應(yīng)力受臺(tái)肩上的摩5、套管設(shè)計(jì)（1）套管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

表層套管下在井眼曲率較小的井段，否則套管會(huì)損壞，且在鉆下面的井段時(shí)，扭矩會(huì)很大。如果表層套管下入造斜段，其連接部分需要有抗彎能力，且在下套管作業(yè)中，連接部分要有足夠的抗拉強(qiáng)度。

技術(shù)套管下入中要通過造斜段，而且還可能通過大位移井的部分切線段，要保證套管下入到位且在通過造斜段時(shí)不易損壞，可考慮兩種尺寸（339.72mm和346.08mm）套管混合使用。（2）套管設(shè)計(jì)在下套管前必須建立模型，計(jì)算井眼對(duì)套管阻力：A.允許下入的最大套管重量：取決于井眼臨界摩擦角，而臨界摩擦角由巖性、鉆井液以及其它因素決定。3.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵12/19/2022415、套管設(shè)計(jì)3.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵12/17/202241B.下套管的摩擦損失：在井斜角超過臨界摩擦角的井段，必須施加力將套管推入井中。C.下套管的機(jī)械損失：由鉆屑、井壁坍塌、壓差卡鉆以及穩(wěn)定器嵌進(jìn)井壁等造成。當(dāng)井眼阻力超過套管重力在垂直方向上的分力時(shí)，可使用一些輔助性應(yīng)急措施，如具有能循環(huán)、上下活動(dòng)和旋轉(zhuǎn)套管以及擠壓套管等功能的頂部驅(qū)動(dòng)裝置。此外，上層套管深度可不斷調(diào)節(jié)，以滿足降低扭矩的需要。（3）套管磨損防止大位移井套管磨損始終是一個(gè)應(yīng)十分重視的問題。經(jīng)驗(yàn)表明，帶碳化鎢硬表面鍍層加硬接頭的鉆桿會(huì)磨損套管，應(yīng)限制使用。12/19/202242B.下套管的摩擦損失：在井斜角超過臨界摩擦角的井段，6、井眼穩(wěn)定性特點(diǎn)：鉆井液密度安全范圍較窄，頁巖水化機(jī)會(huì)大，抽汲作用的影響較大以及當(dāng)量循環(huán)密度較高等。關(guān)鍵：是準(zhǔn)確預(yù)測(cè)斜井段使井眼穩(wěn)定所需要的泥漿密度。方法：根據(jù)理論模型和鄰井資料來預(yù)測(cè)各井段的泥漿密度。為了使預(yù)測(cè)更符合實(shí)際，須要有該地區(qū)的地層參數(shù)、地下應(yīng)力（地層三個(gè)主應(yīng)力的大小和方向）和巖石強(qiáng)度。利用有關(guān)區(qū)域構(gòu)造變形的計(jì)算機(jī)模型，可計(jì)算出水平應(yīng)力的大小和方向。通過破裂壓力分析、變形測(cè)定儀、井徑測(cè)井，可觀察井眼的破壞情況，測(cè)量井眼擴(kuò)大程度和橢圓度。擴(kuò)張壓漏試驗(yàn)可用來求得最小應(yīng)力值和地層抗拉強(qiáng)度，以及計(jì)算最大水平應(yīng)力，通過密度測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)積分求得垂直應(yīng)力的大小。

3.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵12/19/2022436、井眼穩(wěn)定性3.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵12/17/20224巖石強(qiáng)度可在室內(nèi)用巖心做破壞試驗(yàn)求得，或者利用密度測(cè)井、聲波速度測(cè)井求得。?？松咎岢龅姆椒ㄊ怯蓭r石的介電常數(shù)測(cè)定表面積，利用頁巖強(qiáng)度和表面積的關(guān)系求得巖石強(qiáng)度。鉆井液與地層之間的化學(xué)作用也會(huì)影響井眼穩(wěn)定性，應(yīng)該采用抑制特性良好的鉆井液體系，防止地層膨脹或坍塌。避免力學(xué)失穩(wěn)的預(yù)防性措施：(1)緩慢起下鉆，鉆頭離開井底時(shí)停泵，控制鉆井液密度，減少鉆井液的濾失量。(2)合理的油井設(shè)計(jì)：選擇完全抑制性鉆井液體系，仔細(xì)選擇套管坐放點(diǎn)，避免在薄弱地層采用大的井斜角和變化方位角，通過巖石力學(xué)分析判斷應(yīng)力是否超過巖石強(qiáng)度。12/19/202244巖石強(qiáng)度可在室內(nèi)用巖心做破壞試驗(yàn)求得，或者利用密度測(cè)WellboreStability,LossesandLubricityGoodpre-planningandclosemonitoringduringexecutionphaseAnnularPressureWhileDrillingCommunicationbetweenallteammembersFibrousLCMusedtoreducetorqueandaidslidingTortuosityin121/4-in.sectionbelow0.5o/30mTrippingprocedures12/19/202245WellboreStability,Lossesand7、鉆井水力參數(shù)和井眼凈化分析（1）差的井眼清潔度會(huì)導(dǎo)致下列問題：.鉆桿被卡或脫扣.井眼封隔.巖屑床崩塌.較低的鉆進(jìn)速度.不能維持井斜角的穩(wěn)定.高扭矩3.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵12/19/2022467、鉆井水力參數(shù)和井眼凈化分析3.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵12/（2）影響碎屑運(yùn)移的因素主要有：.井斜角：井斜角增大，井眼清洗效率逐漸降低，35—65o時(shí)最為困難。.鉆井液流變性：流動(dòng)指數(shù)(n)、屈服強(qiáng)度(to)、塑性粘度()均在不同程度上影響流速分布。泵排量一定時(shí)，改變流變參數(shù)可獲得不同的清洗效果。.流體密度：增加流體密度，對(duì)碎屑產(chǎn)生了較大的浮力，從而降低巖屑的下沉速度。.鉆柱速度：鉆柱轉(zhuǎn)速與清洗效果成正比關(guān)系。當(dāng)扭矩達(dá)到較大程度時(shí)，較高的轉(zhuǎn)速（150—180rpm）有助于攜帶巖屑。.碎屑尺寸：增加碎屑尺寸會(huì)增加碎屑的下沉速度。.鉆桿偏離度：鉆桿位置決定了環(huán)空橫截面上流速的分布。當(dāng)鉆桿偏向一邊時(shí)，該邊的流速較小，而另一邊的流速則較大。此問題，還無法很好控制，因?yàn)殂@桿的偏向在不斷地改變。.流體速度(泵排量)：較高的速度可達(dá)到較好的清洗效果。12/19/202247（2）影響碎屑運(yùn)移的因素主要有：12/17/202247（3）大位移井井眼清洗模型的建立用井眼清潔模型確定最小排量以及最優(yōu)流變特性，確保鉆井液處于層流或紊流狀態(tài)，避免處于過渡流態(tài)（鉆屑運(yùn)移效率低）。.Herschel—Bulkley流變模型，對(duì)鉆井液流變特性進(jìn)行模擬?？捎?jì)算三個(gè)關(guān)鍵參數(shù)：流性指數(shù)、稠度系數(shù)或塑性粘度以及屈服粘度。.Clark和Bickham模型，該模型是根據(jù)巖屑運(yùn)移過程中的力學(xué)機(jī)理提出的，將流體密度和流變性做為影響井眼清洗的最重要的流體性質(zhì)。.Rasi模型，用于預(yù)測(cè)偏心井中巖屑床的厚度。使用了無因次的摩擦系數(shù)，針對(duì)井的情況以及泵排量來計(jì)算碎屑床的厚度。.PatrickKenny模型，通過偏心鉆桿下舉升系數(shù)的使用來識(shí)別不同條件下不同流體的井眼清洗效果。12/19/202248（3）大位移井井眼清洗模型的建立12/17/202248.Terry模型，該模型也是建立在舉升系數(shù)的基礎(chǔ)之上，可用于層流流體流變特性的預(yù)測(cè)，評(píng)價(jià)鉆井過程中流體的性能。.槽隙流近似法（slotflowapproximationtechnique），對(duì)鉆井液在偏心環(huán)空中的流速進(jìn)行模擬研究，計(jì)算偏心桿下方90o圓弧區(qū)域內(nèi)的平均流速。利用的參數(shù)包括井下流變參數(shù)、井眼和鉆桿幾何尺寸、泥漿排量以及假設(shè)的鉆桿偏心度。.對(duì)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)條件下的顆粒沉降速度進(jìn)行模擬，采用API推薦的程序計(jì)算靜態(tài)條件下偏心鉆桿下方的顆粒沉降速度，再考慮鉆井液在偏心鉆桿下方窄間隙中剪切速率的影響，對(duì)顆粒沉降速度進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬。12/19/202249.Terry模型，該模型也是建立在舉升系數(shù)的基礎(chǔ)之上，可8、完井可行性分析在大位移井中易被忽視的是來自完井的挑戰(zhàn)，完井的設(shè)計(jì)必須與鉆井能力相一致，以確保井的成功：（1）電纜—撓性管完井是否滿足完井要求及以后工作的需要。（2）完井作業(yè)管柱的強(qiáng)度、扭矩和拉伸載荷的降低以及潤(rùn)滑劑是否滿足以后作業(yè)的需要。3.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵12/19/2022508、完井可行性分析3.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵12/17/2023.5大位移井實(shí)施1、鉆井泥漿和泥漿體系井眼清潔是鉆大位移井的關(guān)鍵之一。為了獲得較高的環(huán)空流速，對(duì)泥漿泵提出了較高的要求，可在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上，采取如下措施：（1）增加泥漿泵數(shù)（2）增加泵的額定功率（3）增加泵和地面泥漿系統(tǒng)的額定壓力12/19/2022513.5大位移井實(shí)施1、鉆井泥漿和泥漿體系12/17/202適合鉆大位移井的鉆井液有：油基鉆井液、合成鉆井液：（1）油基鉆井液控制了頁巖/粘土的水化，增加斜井段的潤(rùn)滑性，利于井眼清洗和穩(wěn)定，從而減少卡鉆事故，提高鉆井效率和鉆速。（2）合成鉆井液該鉆井液的摩擦系數(shù)據(jù)說可降至0.17以下，打開油層后鉆井液形成的濾餅薄而韌，可最大程度地減少水平段的損害。SYN—TEQ是無毒的生物降解烯烴異構(gòu)體，具有合成鉆井液優(yōu)良的品質(zhì)。在北海挪威C—26A鉆井中也應(yīng)用了另一種新合成鉆井液體系。這一體系以酯類為基液，具有比油基鉆井液更好的潤(rùn)滑性能，且不需要用石灰制造穩(wěn)定的乳化液。12/19/202252適合鉆大位移井的鉆井液有：油基鉆井液、合成鉆井液：12/172、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)鉆大位移井，必須采用頂驅(qū)裝置，其中關(guān)鍵的因素是它們的倒劃眼能力。高的轉(zhuǎn)速雖有利于促進(jìn)井眼凈化，卻增加了鉆柱振動(dòng)和定向鉆具的震動(dòng)。高的轉(zhuǎn)速還易導(dǎo)致鉆桿和套管的磨損，一般以150rpm為上限。頂驅(qū)的最大輸出扭矩應(yīng)與鉆桿的承扭能力一致。頂驅(qū)可以是電動(dòng)的，也可以是水力帶動(dòng)的，水力系統(tǒng)中含有柴油或電力電源組。（1）鉆桿鉆桿的抗扭能力是選擇鉆桿的重要標(biāo)準(zhǔn)。采用薄壁鉆桿，通過降低鉆桿自身重量可降低扭矩和摩阻。采用高摩擦系數(shù)的絲扣油、雙臺(tái)肩或楔形螺紋，可以提高工具接頭的承扭能力。使用碳化鉻合金對(duì)鉆桿接頭表面進(jìn)行環(huán)形加硬層處理，可延長(zhǎng)鉆桿壽命。3.5大位移井實(shí)施12/19/2022532、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)3.5大位移井實(shí)施12/17/202253（2）井架/底座/絞車關(guān)于這方面的改進(jìn)應(yīng)以提高鉆機(jī)承載能力和縮短起下鉆時(shí)間為目的，一般要求較輕的井架結(jié)構(gòu)、較大的鉆桿排放量以及較重的底座。另一可行的方法就是建立了一個(gè)輔助鉆桿排放區(qū)，這就可使用常規(guī)的井架和底座。（3）鉆機(jī)動(dòng)力ERD對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)提出了特殊的要求。發(fā)動(dòng)機(jī)需要在高載荷下工作。如果增加額外的發(fā)動(dòng)機(jī)，再加上泥漿泵和頂驅(qū)，原系統(tǒng)則需作較大的改變。串聯(lián)馬達(dá)比普通馬達(dá)能提供更多的動(dòng)力，從而使鉆速增加。串聯(lián)馬達(dá)是用耦合裝置將一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)馬達(dá)與附加動(dòng)力連接而成。3.5大位移井實(shí)施12/19/202254（2）井架/底座/絞車3.5大位移井實(shí)施12/173、定向控制研制一些無需滑動(dòng)鉆進(jìn)及不用停止旋轉(zhuǎn)就能進(jìn)行三維定向控制的工具，是鉆超大位移井的關(guān)鍵之一，其好處是：鉆柱旋轉(zhuǎn)可提高井眼清潔程度，改善鉆壓傳遞，降低等效循環(huán)密度和扭矩。目前常見的技術(shù)有：（1）產(chǎn)層導(dǎo)向技術(shù)：利用先進(jìn)的電阻率正演模型技術(shù)，把所有可獲得的信息綜合到總體鉆井計(jì)劃和過程中，允許在鉆井作業(yè)期間的任何時(shí)候調(diào)整鉆井計(jì)劃。在鉆井過程中，隨著對(duì)實(shí)測(cè)LWD資料的不斷收集，將實(shí)測(cè)的響應(yīng)同模擬的響應(yīng)進(jìn)行對(duì)比，若吻合，則認(rèn)為井眼的地質(zhì)軌跡適當(dāng)；否則偏離了軌跡，需進(jìn)行導(dǎo)向糾正。3.5大位移井實(shí)施12/19/2022553、定向控制3.5大位移井實(shí)施12/17/202255（2）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)：改變井眼方位或井斜角大多是在滑動(dòng)鉆進(jìn)的方式下完成的，易帶來一些低效作業(yè)因素，而旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)正是針對(duì)這些缺陷而產(chǎn)生的，該系統(tǒng)投入了使用。為了使滑動(dòng)鉆進(jìn)的距離短，次數(shù)少，還可采用下列方法：A.設(shè)計(jì)定向井底鉆具組合時(shí)，使設(shè)計(jì)的造斜率和旋轉(zhuǎn)造斜率相當(dāng)，減少對(duì)滑動(dòng)鉆進(jìn)的需要。B.井眼設(shè)計(jì)與井底鉆具組合的漂移趨勢(shì)相一致，特別是在長(zhǎng)的斜井段。C.在5—7m的短距離內(nèi)滑動(dòng)，以保持小的角度變化。12/19/202256（2）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)：改變井眼方位或井斜角大多是在滑動(dòng)鉆進(jìn)4、下套管工藝技術(shù)大位移井斜度大，水平位移大，在下套管過程中摩阻較大。當(dāng)套管下至臨界摩擦角（臨界摩擦角隨著巖性、鉆井液和其它因素變化，一般臨界角為70o-72o之間）時(shí)，大于此角度，套管就不能靠自重下入，需要加力才能推入井眼，所需推力就是下套管的摩擦損失。同時(shí)，由于巖屑、坍塌、井壁突起、壓差、扶正器嵌入地層等可引起機(jī)械損失。因此，在下套管作業(yè)前，甚至在井眼設(shè)計(jì)階段就需要對(duì)套管進(jìn)行受力分析（特別是摩阻分析）和優(yōu)化設(shè)計(jì)，其意義在于改進(jìn)井身剖面設(shè)計(jì)，使套管柱的下入阻力最小；預(yù)測(cè)實(shí)鉆井眼中套管柱下入的可能性，便于選擇套管柱的下入方式；準(zhǔn)確計(jì)算套管柱的軸向載荷，以便進(jìn)行套管柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)與校核。3.5大位移井實(shí)施12/19/2022574、下套管工藝技術(shù)3.5大位移井實(shí)施12/17/20225下套管方法（1）懸浮下套管：根據(jù)阻力曲線，預(yù)先確定空套管的長(zhǎng)度并下入井內(nèi)。接著把一個(gè)塞子（膨脹式封隔器或回收橋塞）裝入下一根套管接頭處，把套管柱分成兩個(gè)密封室。隔離塞以上套管內(nèi)灌滿鉆井液。下完套管后使用鉆桿把隔離室打開。隔離塞可以收回或利用下膠塞把它泵入井底，也可以鉆掉。（2）使用頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備具有循環(huán)鉆井液、上下活動(dòng)和旋轉(zhuǎn)套管以及下壓套管等功能。使用頂驅(qū)轉(zhuǎn)動(dòng)套管是一種應(yīng)急措施，它提供的機(jī)械幫助能破除巖屑床和井下障礙，并能消除下鉆中的摩阻。12/19/202258下套管方法12/17/202258（3）尾管水力解脫工具該工具允許把尾管旋轉(zhuǎn)下入井眼，也可以在尾管注水泥時(shí)旋轉(zhuǎn)和上下活動(dòng)，該工具包括兩個(gè)回壓解脫系統(tǒng)，當(dāng)尾管旋轉(zhuǎn)到下入深度且注水泥后，通過鉆桿下入一個(gè)閥球，可把尾管從送入鉆柱下靠液壓中解脫出來。（4）加重法下襯管技術(shù)在尾管送入工具上部再下入鉆鋌、加重鉆桿，直到尾管到達(dá)預(yù)定深度。此時(shí)把尾管留在井眼內(nèi)，或懸掛在封隔器下，把鉆鋌與加重桿回收。（5）尾管旋轉(zhuǎn)為確保油層段水泥封固好，注水泥時(shí)要轉(zhuǎn)動(dòng)尾管，但扭矩會(huì)有很大變化，這就要求使用優(yōu)質(zhì)尾管接頭和尾管懸掛器，增大尾管的扭矩容量。12/19/202259（3）尾管水力解脫工具12/17/202259可使正壓力降低70%到80%12/19/202260可使正壓力降低70%到80%12/17/202260RunningCasing20in.,133/8-in.casingtoberunconventionally8.9kmof95/8-in.casingfloatedRigfloortobemodifiedforfloatingandpushdowntoolconstruction7in.rotatablelinertoberunconventionallyPerforatinggunstoberunonbottomofcompletion12/19/202261RunningCasing20in.,133/8-in套管漂浮接箍工作狀態(tài)示意圖12/19/202262套管漂浮接箍工作狀態(tài)示意圖12/17空氣環(huán)空系統(tǒng)由于懸浮下套管技術(shù)在套管的下入過程中無法循環(huán)泥漿，有可能使得井眼的清潔狀況較差，從而增大了摩擦系數(shù)。針對(duì)這種情況，出現(xiàn)了空氣環(huán)空系統(tǒng)。它是選擇性浮動(dòng)裝置(SFD)的改進(jìn)版，工作原理見下圖。12/19/202263空氣環(huán)空系統(tǒng)12/17/20226312/19/20226412/17/202264DSTR’sfromSecurityDBSDrillStringTorqueReductionsubsBenefitsImprovedrillingperformanceLessstringtorquelossesMorepoweratthebitExtendapplicationofHighangleholesExtendedreachdrillingReduceCasingwearStringwearExpectedbitrunlengthDSTRsKOPEOBApplication12/19/202265DSTR’sfromSecurityDBSBenefi5、固井完井技術(shù)大位移井一般采用尾管完井方式，并在裸眼段下篩管或割縫襯管。認(rèn)真設(shè)計(jì)鉆井液、洗井液以及水泥漿性能是確保大位移井固井成功的關(guān)鍵。鉆井液流變性要適當(dāng)，過稠會(huì)降低頂替效果，增大注水泥時(shí)的當(dāng)量循環(huán)密度；過稀會(huì)出現(xiàn)重晶石下沉現(xiàn)象，給下套管作業(yè)帶來困難。水泥漿應(yīng)具有較高的穩(wěn)定性，否則會(huì)在井眼高邊形成水竄槽，應(yīng)嚴(yán)格控制水泥漿中的自由水含量。從固井工藝上講，大位移井涉及到長(zhǎng)井段固井問題，如果采用單級(jí)注水泥技術(shù)，則要求水泥漿有足夠的緩凝時(shí)間，這會(huì)影響水泥漿的穩(wěn)定性。3.5大位移井實(shí)施12/19/2022665、固井完井技術(shù)3.5大位移井實(shí)施12/17/2022666、射孔目前，大位移井一般都采用油管傳送射孔作業(yè)。因?yàn)樵谙掠凸軅魉蜕淇讟寱r(shí)的摩擦系數(shù)較低，能低于臨界摩擦系數(shù)，這使得射孔工具在井內(nèi)能輕易地滑動(dòng)。當(dāng)摩阻過大時(shí)，可通過旋轉(zhuǎn)將油管傳送射孔管柱下至井內(nèi)。7、修井使用不壓井起下裝置以及具有外平接箍且內(nèi)外均小的工作管柱，允許進(jìn)行某些有限的尾管清潔作業(yè)和初步的堵水作業(yè)，甚至還可能進(jìn)行有限的生產(chǎn)測(cè)井。與連續(xù)柔管相比，這種修井方法的好處是，可以采用旋轉(zhuǎn)和潤(rùn)滑劑兩種方法來降低軸向摩阻。所用的管柱必須具有外平接箍，以避免它們通過完井設(shè)備、丫形接頭和旁通管時(shí)被掛住。為控制可能發(fā)生的屈曲，需要考慮厚壁管。3.5大位移井實(shí)施12/19/2022676、射孔3.5大位移井實(shí)施12/17/202267水力加壓器12/19/202268水力加壓器12/17/202268第三部分

大位移延伸井技術(shù)(ERD）大位移鉆井和完井技術(shù)是鉆井領(lǐng)域發(fā)展最塊的一項(xiàng)技術(shù)。它集中了包括水平井和深井在內(nèi)的所有技術(shù)難點(diǎn)，英文名為：ExtendedReachDrilling，即采用定向井技術(shù)向某個(gè)或多個(gè)指定目標(biāo)點(diǎn)延伸，使其達(dá)到勘探開發(fā)的目的。12/19/202269第三部分

大位移延伸井技術(shù)(ERD）大位移鉆井和完井技國(guó)際定義：井的水平位移與垂深之比大于2，且航行角大于60o的定向井。國(guó)內(nèi)定義：垂直井深2000米以上，垂直井深與水平位移之比為1：2以上的井為大位移井3.1大位移井的定義12/19/202270國(guó)際定義：井的水平位移與垂深之比大于2，且航3.1大位移井WhatisExtendedReachDrilling?Typesofextendedreachwells:VeryshallowVerylongUltralong“Designer”Traditionally:Horizontaldisplacement/TVDratio>2.012/19/202271WhatisExtendedReachDrillinTheCalculatedStepBeyond10km12/19/202272TheCalculatedStepBeyond10k1、開發(fā)海上油氣田：節(jié)省建造人工島或固定平臺(tái)等的投資。2、開發(fā)近海油田：距海岸10km左右的油田，可從陸地開發(fā)。3、用大位移井代替海底井：不用海底設(shè)備，從而節(jié)省投資。4、開發(fā)不同類型的油氣田，提高經(jīng)濟(jì)效益：小斷塊或幾個(gè)不相連的小斷塊油氣田，可鉆1口或2口大位移井開發(fā)；若幾個(gè)油氣田或油氣層不在同一深度、方位，可鉆多目標(biāo)三維大位移井開發(fā)，節(jié)省投資，便于管理。5、開發(fā)老油氣田：利用原有基礎(chǔ)設(shè)施鉆大位移井，可加速油田探邊和開發(fā)，縮短產(chǎn)油周期，擴(kuò)大泄油半徑，提高單井產(chǎn)量，增加井的壽命，提高最終采收率。6、保護(hù)環(huán)境：在環(huán)保要求比較高的地區(qū)鉆大位移井，可滿足環(huán)保要求。3.2鉆大位移井的目的和意義12/19/2022731、開發(fā)海上油氣田：節(jié)省建造人工島或固定平臺(tái)等的投資。33.3國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

國(guó)外：始于上世紀(jì)20年代美國(guó)加州海灣地區(qū)，受當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件限制，發(fā)展較為緩慢。進(jìn)入80年代后期，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)得到了迅速發(fā)展。英國(guó)在北海除在海洋上打大位移井外，在Poole灣的WytchFarm灘海油田打了一大批大位移井。水平位移由最初的不到4000米延伸到目前超過10000米。1998年2月，M-11井，測(cè)量井深10659m，水平位移10114m，位移與垂深的比值為6.13。M-16井，測(cè)量井深11278m，水平位移10728m垂深1637m。挪威北海的Stafjord油田，1989—1990年鉆的第一口大位移井（C10井）水平位移5000米，1994年完成的C26井垂深2770米，位移7850米，斜深9300，創(chuàng)當(dāng)時(shí)大位移井斜深最高記錄。12/19/2022743.3國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀國(guó)外：始于上世紀(jì)20年代美國(guó)加州海大位移井記錄12/19/202275大位移井記錄12/17/20227AIM:AtbitInclinationMeasurement12/19/202276AIM:AtbitInclinationMeasurLocalSupportOrganization12/19/202277LocalSupportOrganization12/1World’sLeadingERDWells12/19/202278World’sLeadingERDWells12/17WorldRecord–ExtendedReachWellM-16SPZwell,WytchFarm,drilled10,728metersstepout(35,196ft)Wellcompletedwith81/2-in.holesectionPowerDriverotarysteerablesystemfordirectionalcontrolDeepestoilandgaswellat11,278meter(37,001ft)NomechanicalorelectronicMWDormotorfailures123daystodrillandcase12/19/202279WorldRecord–ExtendedReach12/19/20228012/17/202212WytchFarmERD12/19/202281WytchFarmERD12/17/202213

國(guó)內(nèi)：理論研究始于“八五”末。在1997年11月西安大位移井鉆井理論研討會(huì)發(fā)表了大位移井鉆井技術(shù)基礎(chǔ)理論論文17篇，初步確立了一些大位移井的構(gòu)思和發(fā)展設(shè)想。1997年由中國(guó)海洋石油南海東部公司、非利普斯石油中國(guó)有限公司和派克頓東方公司聯(lián)合完成的西江24—3平臺(tái)XJ24—3—A14井，創(chuàng)造了中國(guó)大位移鉆井之最和當(dāng)時(shí)世界大位移井的幾項(xiàng)領(lǐng)先記錄，水平位移8062.7m（世界第一）；最長(zhǎng)裸眼段5032m（世界第一）；完鉆井深9238m（世界第二）；MWD/LWD實(shí)時(shí)傳輸接受訊號(hào)深度9106m（世界第一）；9（5/8）英寸套管下深6752m（世界第二）；靶心距45m，多發(fā)現(xiàn)四套新的油層。投產(chǎn)9個(gè)月，日產(chǎn)穩(wěn)定在1113m3左右。大位移井在我國(guó)渤海灣、淺灘海地區(qū)具有廣闊的前景。3.3國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀12/19/202282國(guó)內(nèi)：理論研究始于“八五”末。在1997年11月西安大位（一）概況構(gòu)造位置：珠江口盆地XJ24-1構(gòu)造；含油面積：4.2平方公里專題研究：生產(chǎn)平臺(tái)、鉆機(jī)負(fù)荷、動(dòng)力需求、摩阻、扭矩、測(cè)量技術(shù)、井眼穩(wěn)定、井眼清洗、鉆井程序、水力參數(shù)。風(fēng)險(xiǎn)分析：成功率：69%，失敗率：31%投資預(yù)祘：（1）XJ24-1與XJ24-3聯(lián)合開發(fā)：一個(gè)衛(wèi)星小平臺(tái)方案或采用水下井口生產(chǎn)系統(tǒng)方案費(fèi)用大于7000萬美元。（2）鉆大位移延伸井：測(cè)深9450m水平位移8171m，鉆完井周期計(jì)劃為115天，7年期間可以采出石油122萬噸，投資2400萬美元。實(shí)施：1996年11月22日開鉆，1997年6月10日交井投產(chǎn)，扣除鉆機(jī)改造時(shí)間，實(shí)際作業(yè)時(shí)間101天，投資1810萬美元。中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24-3-A1412/19/202283（一）概況中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24-3-A1412/（二）可行性研究和技術(shù)準(zhǔn)備（1）油藏模擬研究①模型的建立——考慮因素包括：原始地質(zhì)儲(chǔ)量、生產(chǎn)指數(shù)、油藏特性、相對(duì)滲透率、油藏流體特性、深度和初始?jí)毫?、油水界面、斷層影響、水體。②流動(dòng)特性與生產(chǎn)特性研究研究井的流動(dòng)特性（用HKW等式或達(dá)西公式的變換式），并對(duì)井位、井?dāng)?shù)、完井方式和電潛泵采油等進(jìn)行研究。③油藏模擬采用B型模擬裝置進(jìn)行生產(chǎn)預(yù)測(cè)，編制生產(chǎn)曲線；進(jìn)行多重砂層三維三相流模擬研究。中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24-3-A1412/19/202284（二）可行性研究和技術(shù)準(zhǔn)備中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24④敏感性分析幾種不確定因素（水平滲透率、油水界面位置、不封閉斷層、停產(chǎn)時(shí)率變化等）對(duì)油藏特性影響的敏感性分析；優(yōu)化開發(fā)方案的敏感性分析（包括井?dāng)?shù)、鉆井靶區(qū)、礫石充填篩管完井、油水界面、相對(duì)滲透率、生產(chǎn)時(shí)效等各因素的敏感性分析）；水體支持與產(chǎn)量變化的敏感性分析完井方案敏感性分析油藏風(fēng)險(xiǎn)的敏感性分析（包括垂直向和水平滲透率比例、水體大小、地質(zhì)儲(chǔ)量和掃油系數(shù)等因素的敏感性分析）中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24-3-A1412/19/202285④敏感性分析中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24-3-A14中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24-3-A14（2）項(xiàng)目開發(fā)計(jì)劃可行性研究項(xiàng)目簡(jiǎn)述、方案選擇鉆機(jī)改造（能否滿足要求、費(fèi)用）初步鉆井計(jì)劃（井身結(jié)構(gòu)、鉆井液密度、完井方法、時(shí)間、費(fèi)用）進(jìn)度計(jì)劃安排生產(chǎn)預(yù)測(cè)（日產(chǎn)量、管輸量）費(fèi)用預(yù)測(cè)（操作費(fèi)、修井費(fèi)）經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)：凈現(xiàn)值NPV20702000$利潤(rùn)投資比PI2.2年均盈利率AARR77%盈虧平衡點(diǎn)2.1年經(jīng)濟(jì)年限8年風(fēng)險(xiǎn)分析安全分析環(huán)保12/19/202286中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24-3-A14（2）項(xiàng)目開發(fā)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)分析框圖12/19/202287風(fēng)險(xiǎn)分析框圖12/17/202219中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24-3-A14（三）鉆井完井技術(shù)可行性研究巖石力學(xué)研究（井眼穩(wěn)定性的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)）準(zhǔn)確確定巖石物理特性準(zhǔn)確和完整地測(cè)量作用在巖石上的地層應(yīng)力模型應(yīng)用（Halliburton石油物理計(jì)算機(jī)模型、PHILLIPS井眼穩(wěn)定性模型）鉆井設(shè)計(jì)（井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、定向鉆井設(shè)計(jì)、分段要點(diǎn)提示、特殊工具和減扭矩工具）鉆井液設(shè)計(jì)測(cè)量與中靶套管和固井完井和人工舉升后勤支持和特殊作業(yè)應(yīng)急計(jì)劃主要鉆井難點(diǎn)12/19/202288中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24-3-A14（三）鉆井完井技（四）鉆機(jī)改造對(duì)原XJ-24-3具有6000m鉆井能力的鉆機(jī)進(jìn)行升級(jí)改造（1）預(yù)計(jì)主要負(fù)荷和動(dòng)力需求

a、起下鉆負(fù)荷值預(yù)計(jì)（最大855387lbf）b、各階段需要的動(dòng)力預(yù)計(jì)——馬力數(shù)（最大7351hp）c、扭矩要求：正常最大扭矩40000英尺磅（54.29m-KN)瞬時(shí)超高扭矩60000英尺磅（81.44m-KN)（2）升級(jí)改造項(xiàng)目

a、平臺(tái)下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)大鉤/井架負(fù)荷，590/681t；鉆臺(tái)上立柱載荷，272.4t；轉(zhuǎn)盤載荷，454t。b、井架：額定載荷，681t；鉆桿排放量，7015m。c、動(dòng)力水龍頭（100轉(zhuǎn)/分、扭矩可達(dá)69.22mKN)d、絞車e、游動(dòng)滑車500t—650tf、泥漿泵系統(tǒng)g、固控系統(tǒng)h、動(dòng)力系統(tǒng)中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24-3-A1412/19/202289（四）鉆機(jī)改造中國(guó)第一口世界記錄延伸井西江24-3-A14112/19/20229012/17/202222勝利油田埕北21-平1大位移井1999年11月13日開鉆，2000年3月26日完鉆，4月11日完井；是國(guó)內(nèi)陸上油田第一口水平位移突破3000m的大位移水平井；最大井斜角93.6，水平段長(zhǎng)100m，最大狗腿嚴(yán)重度41.6。12/19/202291勝利油田埕北21-平1大位移井1999年11月13日開鉆，212/19/20229212/17/202224西江24-3-A2312/19/202293西江24-3-A2312/17/2022253.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵1、井身設(shè)計(jì)是一個(gè)不斷調(diào)整的過程，要求廣泛地優(yōu)化所有有關(guān)的參數(shù)，盡量增大延伸距離，降低扭矩、摩阻和套管磨損，提高管材、鉆具組合和測(cè)量工具的下入能力，最重要的是保證不要超過鉆柱的摩阻和扭矩極限。井眼長(zhǎng)度對(duì)扭矩的影響比穩(wěn)斜角對(duì)扭矩的影響大一些。然而，井斜角較大的井確實(shí)趨向于降低總扭矩，因?yàn)殂@柱中有較多部分處于受壓狀態(tài)，有利于降低上部造斜段處的拉力和接觸力。但克服大位移井中的軸向摩阻是個(gè)極大的難題。在WytchFarm油田獲得的經(jīng)驗(yàn)是：長(zhǎng)穩(wěn)斜段的穩(wěn)斜角（一般在80o—83o之間）應(yīng)視最終的水平位移而定。當(dāng)穩(wěn)斜段超過5000m時(shí)，穩(wěn)斜角即使只變化1o，也會(huì)對(duì)總井深處的扭矩和摩阻產(chǎn)生較大的影響。12/19/2022943.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵1、井身設(shè)計(jì)12/17/202226大位移井的井身剖面主要有以下3種：（1）增斜——穩(wěn)斜井身剖面（2）小曲率造斜剖面（3）準(zhǔn)懸鏈線剖面。準(zhǔn)懸鏈線井身剖面的特征是扭矩低，而且可使套管下入重量增大20%—25%，鉆柱與井壁的接觸力近似為零，從而得到廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)已成為大位移井的標(biāo)準(zhǔn)井身剖面。剖面類型12/19/202295大位移井的井身剖面主要有以下3種：剖面類型12/17/FinalWellDesignVeryshallowKOP,toallowsmoothbuildprofileTangentanglesettoaccommodatealloperationalrequirementsCasingpointselection,challengingbutachievableTorqueanddragoptimizedforalloperationsAnti-collision（防碰）andsurveyingstrategyreviewed（復(fù)查）

Contingency（意外事故）planning12/19/202296FinalWellDesignVeryshallowModelingTorqueanddrag,ECDandhydraulicsOptimizationofdirectionalprofileComprehensive（綜合）datacollectionValidationofmodelsRealtimePostanalysisCalculationoffrictioncoefficientsLengthofcasedholesignificantfactorMWDsignalattenuation12/19/202297ModelingTorqueanddrag,ECDa2、扭矩(torque)

（1）來源扭矩可通過對(duì)管柱摩擦產(chǎn)生的扭矩、動(dòng)態(tài)扭矩、鉆頭產(chǎn)生的扭矩以及機(jī)械扭矩的分析而得。摩擦扭矩是由于鉆柱和套管或裸眼井壁接觸而產(chǎn)生的。接觸載荷的大小依賴于鉆柱強(qiáng)度、狗腿嚴(yán)重度、鉆桿、井眼尺寸、鉆柱重量以及傾斜角。動(dòng)態(tài)扭矩主要影響鉆井的作業(yè)過程。機(jī)械扭矩主要受巖屑床、井筒內(nèi)的臺(tái)肩以及井壁穩(wěn)定等因素影響。（2）影響因素潤(rùn)滑液的使用；井眼清潔度；鉆柱動(dòng)力學(xué)；降扭矩工具的使用。3.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵12/19/2022982、扭矩(torque)3.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵12/17（3）計(jì)算和測(cè)量不同的地層有著不同的摩擦系數(shù)。鉆頭扭矩可通過模型用實(shí)驗(yàn)室方法計(jì)算而得，該模型需要考慮鉆壓（WOB）、轉(zhuǎn)速、地層特性（剪切或擠壓力）、PDC鉆頭類型、鉆頭磨損以及水動(dòng)力參數(shù)等因素。鉆進(jìn)過程中應(yīng)用井下鉆頭扭矩測(cè)量?jī)x（DTOB----dragtestonbit）進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，因?yàn)殂@壓會(huì)引起鉆柱張力/壓力的變化，從而改變扭矩的大小。在注水泥漿的過程中，旋轉(zhuǎn)尾管是一項(xiàng)促進(jìn)流體驅(qū)替和增進(jìn)水泥膠結(jié)的有效措施。但是，旋轉(zhuǎn)尾管需要對(duì)尾管、大鉤、鉆柱等的扭矩進(jìn)行預(yù)測(cè)。12/19/202299（3）計(jì)算和測(cè)量12/17/202231121/4-in.SectionTorqueModelingGoodunderstandingoftorquebehaviorDatabaseanalysisCompositeforecastingFrictionfactorfitting12/19/2022100121/4-in.SectionTorqueModel81/2-in.SectionTorqueModelingGreaternumberofvariablesDatabaseanalysisCompositeforecastingcomplexTorquelevelscontrol-plateaueffect12/19/202210181/2-in.SectionTorqueModeli（4）降低扭矩的措施A.在有套管的井段，不旋轉(zhuǎn)的DP保護(hù)器（DPP）可用來降低扭矩，使用DPP可在鉆柱和套管接觸載荷很高時(shí)鉆進(jìn)較長(zhǎng)的距離。同樣，裸眼井段可通過在短接軸承上安裝不旋轉(zhuǎn)的金屬套筒來達(dá)到降扭矩的效果。B.優(yōu)化井身剖面的設(shè)計(jì)和實(shí)施。C.提高泥漿的潤(rùn)滑性。高油水比可以改善泥漿的潤(rùn)滑性，此外，高濃度的纖維LCM’S也可降低摩擦。D.出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)力時(shí)，可考慮使用旋轉(zhuǎn)反饋系統(tǒng)來降低扭力。E.鉆頭的選擇和BHA的設(shè)計(jì)。F.加強(qiáng)鉆具接頭應(yīng)力平衡和使用高扭矩的螺紋脂增加鉆柱的抗扭矩能力。G.使用整體式葉片增加井眼的清潔度，從而降低由碎屑引起的機(jī)械扭矩。H.使用減少扭矩的工具，如不轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿護(hù)箍、SecurityDBS公司開發(fā)的鉆柱降扭短接。12/19/2022102（4）降低扭矩的措施12/17/2022343、摩擦阻力鉆柱上行阻力的預(yù)測(cè)與扭矩的預(yù)測(cè)極為相似。但在過大的軸向壓力下，鉆柱下行時(shí)可能發(fā)生彎曲。因此，預(yù)測(cè)大位移井鉆進(jìn)過程中的下行阻力更為復(fù)雜。在大位移井中，彎曲是不可避免的，其模擬程序必須考慮這些現(xiàn)象。標(biāo)準(zhǔn)的扭矩/阻力模型不適用于很長(zhǎng)的大斜度井，因?yàn)樗鼈兗俣ㄣ@柱保持在非屈曲狀態(tài)下工作的。當(dāng)超過臨界屈曲載荷時(shí)，阻力模型必須有更高的能力，包括屈曲分析能力，并考慮三維井眼狀態(tài)、曲率和井眼摩擦的影響。在工業(yè)中常使用的是預(yù)測(cè)扭矩/阻力的是“軟索”模型。BP公司使用了鉆柱模擬器，它可以解釋和預(yù)測(cè)大位移井的扭矩和阻力特性。?？松揪帉懥藢ｉT的扭矩/阻力預(yù)測(cè)程序FORCAL模型，它考慮了鉆具組合、地質(zhì)狀況、井身剖面以及鉆井液的濃度和潤(rùn)滑特性等因素。3.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵12/19/20221033、摩擦阻力3.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵12/17/202235阻力的控制有下列方法：（1）優(yōu)化鉆井泥漿的潤(rùn)滑性和井身剖面；（2）使用降低摩擦的鉆桿保護(hù)器；（3）優(yōu)化鉆桿設(shè)計(jì)，降低屈曲程度；（4）使用復(fù)合鉆柱；（5）在近垂直井段使用厚壁鉆桿，增加鉆柱強(qiáng)度。（6）使用旋轉(zhuǎn)頂部驅(qū)動(dòng)系數(shù)。（7）通過優(yōu)化浮鞋，套管浮箍以及套管旋轉(zhuǎn)方案，降低套管阻力。12/19/2022104阻力的控制有下列方法：12/17/2022364、鉆柱設(shè)計(jì)（1）鉆柱設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素A.鉆柱的壓縮載荷：在大位移鉆井中，采用常規(guī)下部鉆具組合會(huì)產(chǎn)生較高的扭矩摩阻，所造成的危害大于其所加足夠鉆壓帶來的好處。因此，隨著井斜角的增大，降低下部鉆具摩阻并施加最適合的鉆壓而使常規(guī)重量鉆桿處于壓縮狀態(tài)。B.鉆柱的扭轉(zhuǎn)載荷：在大位移鉆井過程中，要求旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)具有較高的旋轉(zhuǎn)能力。C.鉆柱屈曲和彎曲產(chǎn)生的疲勞應(yīng)力、張應(yīng)力、壓應(yīng)力和外應(yīng)力等因素。D.旋轉(zhuǎn)鉆柱的同時(shí)，應(yīng)考慮井眼清潔、井眼穩(wěn)定性、水力參數(shù)、等效循環(huán)密度等。3.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵12/19/20221054、鉆柱設(shè)計(jì)3.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵12/17/202237（2）設(shè)計(jì)井底鉆具組合主要考慮的因素A.螺旋鉆鋌和穩(wěn)定器可減少壓差卡鉆；B.選擇好頂部及下部鉆具組合的中和點(diǎn)；C.減少絲扣連接的數(shù)量；D.采用井下可調(diào)試穩(wěn)定器；E.減少在斜井井段使用加重鉆桿的數(shù)量。12/19/2022106（2）設(shè)計(jì)井底鉆具組合主要考慮的因素12/17/202238（3）鉆柱的選擇大位移井一般需用頂驅(qū)系統(tǒng)，鉆柱的強(qiáng)度與之匹配才能發(fā)揮頂驅(qū)作用。目前，鉆大位移井主要采用S—135級(jí)鉆桿，其本體強(qiáng)度較高，但接頭強(qiáng)度不夠?？刹捎貌煌姆椒ㄔO(shè)計(jì)出抗高扭矩的鉆柱：A.鉆具接頭應(yīng)力平衡法：因?yàn)樯峡叟ぞ卦黾樱宇^公扣在上扣時(shí)要承受較大的拉力，以后能承受的拉力就小了，因此可根據(jù)上扣扭矩是否達(dá)到最小的臺(tái)肩預(yù)壓力，同時(shí)螺紋達(dá)到最大的連接拉力來計(jì)算。當(dāng)可靠的預(yù)測(cè)拉力低于公稱上扣扭矩的最大拉力時(shí)，可采取降低拉力載荷，以增大上扣扭矩和鉆井扭矩，這種方法稱為應(yīng)力平衡法。12/19/2022107（3）鉆柱的選擇12/17/202239B.高扭矩的螺紋脂：已上扣的接頭軸向應(yīng)力受臺(tái)肩上的摩擦系數(shù)控制。在鉆桿接頭材料一定時(shí)，接頭臺(tái)肩扭矩的摩擦系數(shù)主要由使用的鉆桿螺紋脂類型決定，即一種具有高摩擦力的螺紋脂在接頭應(yīng)力相同時(shí)可得到高的上扣扭矩。WytchFarm油田鑒定了一種摩擦系數(shù)為1.27的螺紋脂，從而在鉆桿接頭應(yīng)力相同時(shí)，使上扣扭矩增加27%。C.高扭矩接頭：增加鉆桿接頭扭力的直接方法是提供扭矩大的接頭臺(tái)肩。雙臺(tái)肩的接頭能增加扭矩，這對(duì)小尺寸接頭有利。美國(guó)已生產(chǎn)出楔形螺紋鉆桿接頭，提供了達(dá)到高扭力鉆桿的另一種方法。雙臺(tái)肩鉆桿接頭已經(jīng)和正在成功地運(yùn)用于大位移井。D.高強(qiáng)度鉆桿材料的選擇：鋼級(jí)只有達(dá)到1138MP（165klb/in2）的鉆桿才能稱為高強(qiáng)度鉆桿，比普通鉆桿增加扭矩和拉力38%。由于高強(qiáng)度鉆桿對(duì)冶煉技術(shù)要求高，其實(shí)際應(yīng)用受到限制。已有公司推薦復(fù)合材料鉆桿。12/19/2022108B.高扭矩的螺紋脂：已上扣的接頭軸向應(yīng)力受臺(tái)肩上的摩5、套管設(shè)計(jì)（1）套管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

表層套管下在井眼曲率較小的井段，否則套管會(huì)損壞，且在鉆下面的井段時(shí)，扭矩會(huì)很大。如果表層套管下入造斜段，其連接部分需要有抗彎能力，且在下套管作業(yè)中，連接部分要有足夠的抗拉強(qiáng)度。

技術(shù)套管下入中要通過造斜段，而且還可能通過大位移井的部分切線段，要保證套管下入到位且在通過造斜段時(shí)不易損壞，可考慮兩種尺寸（339.72mm和346.08mm）套管混合使用。（2）套管設(shè)計(jì)在下套管前必須建立模型，計(jì)算井眼對(duì)套管阻力：A.允許下入的最大套管重量：取決于井眼臨界摩擦角，而臨界摩擦角由巖性、鉆井液以及其它因素決定。3.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵12/19/20221095、套管設(shè)計(jì)3.4大位移井技術(shù)關(guān)鍵12/17/202241B.下套管的摩擦損失：在井斜角超過臨界摩擦角的井段，必須施加力將套管推入井中。C.下套管的機(jī)械損失：由鉆屑、井壁坍塌、壓差卡鉆以及穩(wěn)定器嵌進(jìn)井壁等造成。當(dāng)井眼阻力超過套管重力在垂直方向上的分力時(shí)，可使用一些輔助性應(yīng)急措施，如具有能循環(huán)、上下活動(dòng)和旋轉(zhuǎn)套管以及擠壓套管等功能的頂部驅(qū)動(dòng)裝置。此外，上層套管深度可不斷調(diào)節(jié)，以滿足降低扭矩的需要。（3）套管磨損防止大位移井套管磨損始終是一個(gè)應(yīng)十分重視的問題。經(jīng)驗(yàn)表明，帶碳化鎢硬表面鍍層加硬接頭的鉆桿會(huì)磨損套管，應(yīng)限制使用。12/19/2022110B.下套管的摩擦損失：在井斜角超過臨界摩擦角的井段，6、井眼穩(wěn)定性特點(diǎn)：鉆井液密度安全范圍較窄，頁巖水化機(jī)會(huì)大，抽汲作用的影響較大以及當(dāng)量循環(huán)密度較高等。關(guān)鍵：是準(zhǔn)確預(yù)測(cè)斜井段使井眼穩(wěn)定所需要的泥漿密度。方法：根據(jù)理論模型和鄰井資