定向井基本知識

定向井和水平井鉆井技術(shù)第一節(jié)定向井井身參數(shù)和測斜計算一．定向井的剖面類型及其應(yīng)用9－l所示。定向井的剖面類型共有十多種，但是，大多數(shù)常規(guī)定向井的剖面是三種根本剖面類型，見圖9－2，稱為“J”型、“S”型和連續(xù)增斜型。按井斜角的大小范圍定向井又可分為：一、專業(yè)名詞定向井〔DirectionalWell〕離的井，稱為定向井。井深〔MeasureDepth〕斜深。單位為“m”。垂深〔VerticalDepthorTrueVerticalDepth〕m”為單位。水平位移〔DisplacementorClosureDistance〕井眼軌跡上任一點，與井口鉛直線的距離，謂之該點的“水平位移”。也稱該點的閉合距。其計量單位為“m”。視平移〔Verticalsection〕10—1所示，OQ為設(shè)計方位OT曲線為實鉆井眼軸線在水平面上的投影，其上任一點P的水平位移為OP，以AP表示。P點的視平移為OK，其長度以VP表示。當(dāng)OK與OQ同向時VP為正值，反向時為負值。視平移是繪制垂直投影圖的重要參數(shù)。單位為m。井斜角〔HoleInclinationorHoleAngle〕井的最大井斜角。8．方位角〔HoleDirection〕

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”。以度為單位。7．最大的井斜角〔MaxinumHoleAngle〕“最大井斜角”有兩種不同的意義。對已鉆成的實際井眼來說，全井全部的各個測點中，井斜角的最大值稱為該點的“最大井斜角”。在定向井的設(shè)計剖面中，其增斜井段的終止點處，井斜角值應(yīng)當(dāng)最大。這就是通常所說的“最大井斜角”。以“度”表示。綜上，無論設(shè)計剖面，還是實鉆剖面，全井井斜角的最大值，稱為該時針方向旋轉(zhuǎn)至該點處井眼方向線在水平面上的投影線為終邊10—2〔a〕。也稱“井斜方位角”。這種表示方法，井斜方位角均不大于90℃，如圖10—2〔b〕所示。磁偏角〔Declination〕磁方位校正為磁方位校正。校正后的磁偏角計算方法是：磁方位角值加上該地區(qū)的磁偏角。造斜點〔KickOffPoint〕在定向井中，開頭定向造斜的位置叫“造斜點”。通常以開頭定向造斜的井深來表示。井斜變化率兩測點間井段的長度的比值表示。常用單位是：°／10m，°／25m和°／100m。井斜變化率的公式如下：方位變化率點間井段長度的比值表示。常用單位有：°／10m，°／25m和°／100m。其計算公式如下：造斜率造斜率表示了造斜工具的造斜力量。其值等于用該造斜工具所鉆出的井段的井眼曲率。不等于井眼變化率。增〔降〕斜率指的是增〔降〕斜井段的井斜變化率。其井斜變化為正值時為增斜率。負值為降斜率。16．全角變化率〔DoglegSeventy〕“全角變化率”，“狗腿嚴峻度”，“井眼曲率”，都是一樣的意義。指的是在單位井段內(nèi)井眼前進的方向在三維空間內(nèi)的角度變化變化。其計量單位為：°／25m。增斜段井斜角隨井深增加的井段，稱增斜段。如圖10—3所示。穩(wěn)斜段斜段。降斜段井斜角隨著井深的增加而漸漸減小的井段稱為降斜段。目標(biāo)點〔Target〕置，稱為目標(biāo)點。通常是以地面井口為坐標(biāo)原點的空間坐標(biāo)系的坐標(biāo)值來表示。靶區(qū)半徑允許實鉆井眼軌跡偏離設(shè)計目標(biāo)點的水平距離，稱為靶區(qū)半徑。水平面上，以目標(biāo)點為圓心，以靶區(qū)的目的而定。靶心距目標(biāo)點之間的距離，稱為靶心距。工具面〔ToolFace〕面。反扭角使用井底馬達帶彎接頭進展定時針轉(zhuǎn)動。24．高邊〔HighSide〕稱為高邊方位。即井底的方位。工具面角〔ToolFaceAngle〕方法：一種是以高邊為基準(zhǔn)〔HighSideMode〕，一種是以磁北為基準(zhǔn)〔MagneticMode〕。底圓平面的交線上所轉(zhuǎn)過的角度。由于高邊方向線在水平面上的投影，即為井底方位線，所以，假設(shè)以正北方位線為始邊，順時針轉(zhuǎn)到井底方位線上所轉(zhuǎn)過的角度，即為井底方位角。磁北基準(zhǔn)工具面角〔簡稱磁北工具面角〕，等于高邊工具面角加上井底方位角。定向角或扭方位鉆進時，當(dāng)啟動井下馬達之后，工具面所處的位置，用工具面角表示，即為定向工具面角。工具面角表示。定向角與我國的現(xiàn)場常用的“裝置角”詞，意義和計算方法均一樣。扭方位的要求，計算出所需要的定向角，這是估量的定向角。在實鉆的過程中，由于各種因素的影響，實際的定向角與估量的定向角不肯定完全相符。在使用隨鉆測斜儀器的狀況下，可以調(diào)整工具面，使實鉆定向角與估量定向角根本相符。安置角〔Too1FaceSetting〕和扭方位鉆進時，當(dāng)啟動井下動力鉆具之前，將工具面安置的位置，以工具面角表示，即為安置工具面角。安置角在數(shù)值上，等于定向角加反扭角。安置角、定向角、反扭角以及井底方位角之間的關(guān)系可用圖10—4所示。常規(guī)定向井井斜角＜55°水平井井斜角＞85°〔有水平延長段〕二．定向井井身參數(shù)點叫測點。兩個測點之間的距離稱為測段長度。每個測點的根本參數(shù)有三項：井斜角角和井深，這三項稱為井身根本參數(shù)，也叫井身三要素。1．測量井深2．井斜角3．方位角位角。磁北方向線與正北方向線之間有一個夾角，稱磁偏角，磁偏角有東、西之分，稱為東或西磁偏角，真方位的計算式如下：真方位＝磁方位角十東磁偏角或真方位＝磁方位角一西磁偏角公式可概括為“東加西減”四個字。方位角也有以象限表示的，以南〔S〕北〔N〕方向向東〔E〕西〔W〕方向的偏斜表示，如N10°E，S20°W。在進展磁方位校正時，必需留意磁偏角在各個象限里是“加上”還是9－3所示。造斜點：從垂直井段開頭傾斜的起點。垂直井深：通過井眼軌跡上某點的水平面到井口的距離。閉合距和閉合方位〔l〕閉合距：指水平投影面上測點到井口的距離，通常指靶點或井底的位移，而其他測點的閉合距離可稱為水平位移?！?〕閉合方位：指水平投影響圖上，從正北方向順時針轉(zhuǎn)至測點與井口連線之間的夾角。井斜變化率和方位變化率：井斜變化率是指單位長度內(nèi)的井斜角度變化狀況，方位100〔也可使用度／30米或度／100英尺等〕。8．方位提前角〔或?qū)Ы侨吠葒谰裙吠葒谰怯脕頊y量井眼彎曲程度或變化快慢的參數(shù)〔以度／100英尺表示?？捎媒馕龇?、圖解法、查表法、尺算法等來計算狗腿嚴峻度k。第一套公式其次套公式cosγ＝coscos＋sinsin

cosΔ 〔9－3〕1 2 1 2、和Δ1 2值下的狗腿角γ值，并列成表格，形成了查表法。第三套公式γ——兩測點間的狗腿角。假設(shè)將三套公式作比較，第一套公式具有普遍性，適合于多種外形的井眼，其次套只適用于平面曲線的井眼〔即二維井型〕，第三套是近似公式，用于井斜和方位變化較小的狀況。四．測斜計算的主要方法測斜計算的方法可分為兩大類二十多種。一類是把井眼軸線視為精度來講，最高的是曲率半徑法和最小曲率法。曲率半徑法〔圓柱螺線法〕處的井眼方向相切。如圖9－7，測段的計算公式有三種表達形式?！?〕第一種表達形式〔9－13〕～〔9－16〕式中：這四個公式是最常用的計算公式：曲率半徑法的特別狀況處理③第三種特別狀況，α≠α1 2然后代入其次種特別狀況的計算式中。最小曲率法最小曲率法假設(shè)兩測點間的井段是一段平面的圓弧9－8。測段計算公式如下：令MfM11的值。在狗腿角γ近似認為fM＝1，這時上述四個計算公式就完全變成平衡正切公式的校正。ΔS′1MM2在水平面上的投影之和，即ΔS′＝1′M′＋M′2′。ΔS′并不是測段的水平投影長度ΔSΔS，而最小曲率法卻求不出ΔS，這是最小曲率法的缺點。為了作出垂直剖面圖，可用下式近似地求出ΔS′：ΔSΔS Δ π 〔9－39〕

其次節(jié)定向井剖面設(shè)計〔如在某些地層中的方位漂移狀況等〕鉆井閱歷很重要，這些閱歷可以在其他井設(shè)計過程中起重要的參考作用。一．設(shè)計資料要進展一口定向井的軌道設(shè)計工作程師還要收集以下資料：作業(yè)區(qū)域和地理位置。通過作業(yè)區(qū)域，通常可以找到該地區(qū)已完井的鉆井作業(yè)資料〔野貓井除外〕，并對地層狀況、方位漂移有肯定的了解，依據(jù)地理位置，可以計算或查得到地磁偏角。地質(zhì)設(shè)計書和井身構(gòu)造。了解有關(guān)地層壓力、地溫梯度、地層傾角、走向、巖性、斷層，可能遇到的簡單狀況，以及油藏工程師的特別要求等。作業(yè)者對造斜點、造斜率、增〔降〕斜率的要求，以及安全圓柱、最大井斜等井身質(zhì)量的要求。了解鉆井承包商的狀況，如泥漿泵性能，井下鉆具組合各組件的根本狀況等。二．設(shè)計原則能實現(xiàn)鉆定向井的目的以利于安全、優(yōu)質(zhì)、快速鉆井。表達其目的：一是靶點的層位選擇合理。二是靶區(qū)半徑小〔小于10米〕，中靶要求高；三構(gòu)造、井控措施等應(yīng)滿足要求。盡可能利用方位的自然漂移規(guī)律在使用牙輪鉆頭鉆進加的趨勢，稱為右手漂移規(guī)律。9－9T，設(shè)計方位角為′。假設(shè)按′定向T′點，只有依據(jù)角方向鉆進，才會鉆達目標(biāo)點T。Δ角稱為提前角，提前角，統(tǒng)計出方位漂移率來確定，我2～7度。目前流行的PDC鉆頭〔如RC426型等〕，對方位右漂具有較好的抑制效果。在地層傾角小、巖性穩(wěn)定時，PDC鉆頭具有方位左漂的趨勢，這主要是由于PDC鉆頭的切削方式造成的。因此，要使用PDC鉆頭鉆進的定向井，提前角要適當(dāng)?shù)匦∫稽c。依據(jù)油田的構(gòu)造特征，有利于提高油氣產(chǎn)量，提高投資效益。有利于安全、優(yōu)質(zhì)和快速鉆井，滿足采油和修井的作業(yè)要求。三．剖面設(shè)計中應(yīng)考慮的問題1．選擇適宜的井眼曲率和增〔降〕斜井段的井眼長度，從而增大了井眼軌跡掌握的工作量，影響鉆井速度?？ㄣ@，還會給其他作業(yè)〔如電測、固井以及采油和修井等〕造成困難。因此，在定向井中應(yīng)7～16°／100米，最大不超過20°／100米。不同的井段要選用不同的井眼曲率，具體如下：井下動力鉆具造斜的井眼曲率?。?～16°／100米。轉(zhuǎn)盤鉆增斜的增斜率取：7～12°／100米。轉(zhuǎn)盤鉆降斜的降斜率?。?～8°／100米。井下動力鉆具扭方位的井眼曲率?。?～14°／100米。導(dǎo)向馬達調(diào)方位或增斜的井眼曲率?。?～12°／100米?！不蚬吠葒谰取车南拗圃絹碓缴?，API標(biāo)準(zhǔn)中已不再規(guī)定常規(guī)定向井的狗腿嚴峻度。m為了保證起下鉆順當(dāng)和套管安全必需對設(shè)計剖面的井眼曲率進展校核以限制最大井眼曲率的數(shù)值。井下動力鉆具造斜和扭方位井段的井眼曲率K 應(yīng)滿足下式：mDc――套管外徑，厘米。2．井眼尺寸英寸〕井眼的定向鉆井要求，軌跡掌握更困難一些。應(yīng)在套管上加扶正器以支撐套管，避開在下套管過程中發(fā)生壓差卡鉆，同時提高固井質(zhì)量。另外，在大斜度井段，可依據(jù)井段長度和作業(yè)時間，打算是否使用厚壁套管。鉆井液設(shè)計：定向井鉆井液設(shè)計格外重要，鉆井液應(yīng)有足夠的攜砂力量和潤滑性，以削減卡鉆的時機；鉆井液性能掌握對削減定向井鉆柱拉伸與扭矩也很重要；鉆井液中應(yīng)加潤滑劑，鉆井液密度與粘度必需隨時掌握。，這樣有利于清潔井眼；水基鉆井液應(yīng)具有良好的潤滑性能，以削減鉆具摩阻和壓差卡鉆；然而在海上鉆井，肯定要避開污染問題。假設(shè)有特別高壓井段要求鉆井液密度到達1.45克／厘米3或更高，那么應(yīng)考慮在鉆開該高壓地層前下一層保護套管，以封固全部正常壓力井段。造斜點的選擇良好，機械鉆速低，需花費較長的造斜時間。另外，造斜點通常選在前一層套管鞋以下30～50米處，以免損壞套管鞋，同時削減水泥掉塊產(chǎn)生卡鉆的可能性。導(dǎo)致卡鉆。靶區(qū)外形和范圍生健槽卡鉆的可能性。通常，靶區(qū)外形為圓形〔嚴格地講，應(yīng)當(dāng)是球形〕。淺井和水平位移小的定向井，其靶30～50米，而深井和水平位移大的井，靶區(qū)范圍可以適當(dāng)?shù)卮?0～70米。造斜率和降斜率選擇常規(guī)定向井的造斜率為7～14°／10014～16°／100〔1000米～2023米〕可選擇較高的造斜率。對于“S”型井眼，通常把降斜率選在3～8°／100米，假設(shè)降斜后仍舊要鉆較長的井段，則必需承受較小的降斜率平緩降斜，以避開鍵槽卡鉆，同時，可降低鉆進時的摩阻力。最大井斜角常規(guī)定向井的最大井斜角，一般在15～45°，假設(shè)井斜太小，則井眼的井斜和方位都60°時，鉆具的摩阻力將大大增加。允許的方位偏移與極限定向鉆進時，初始造斜方向通常在設(shè)計方位的左邊〔即選定導(dǎo)角〕，然后通過自然漂移鉆達靶區(qū)，井眼軌跡是一條空間曲線。但是對導(dǎo)角也有一個限制，在井眼密集的井網(wǎng)中，要求定向井軌跡保持在安全圓柱內(nèi)，以避開與鄰井相碰。同樣，由于油藏特性和地質(zhì)地層條件，也對導(dǎo)角的大小有肯定的限制。井身剖面類型設(shè)計井身剖面外形時，要考慮井身構(gòu)造，造斜點一般選在套管鞋以下30～50米處。目前，我國海上定向井的井身剖面通常由作業(yè)者打算，往往選擇“J”型剖面。四．剖面設(shè)計設(shè)計步驟：〔l〕選擇剖面類型；確定增斜率和降斜率，選擇造斜點；計算剖面上的未知參數(shù)，主要是最大井斜角；進展井身計算，包括各井段的井斜角、水平位移、垂深和斜深；繪制垂直剖面圖和水平投影圖。解析法，并使用計算機完成。剖面設(shè)計完成以后，應(yīng)向作業(yè)者供給以下資料：總體定向鉆井方案和技術(shù)措施。剖面設(shè)計結(jié)果，包括設(shè)計條件、計算結(jié)果、垂直剖面圖和水平投影圖。測斜儀器類型和該地區(qū)的磁偏角，以及測斜計算方法；設(shè)備和工具打算。二維定向井設(shè)計〔解析法〕身設(shè)計方法。在使用計算機的條件下，還可同時給出設(shè)計井身的垂直投影圖和水平投影圖?！睯S型和連續(xù)增斜型剖面〕。求最大井斜角αmax。各井段的井身參數(shù)計算：①增斜段②穩(wěn)斜段③降斜段④穩(wěn)斜段⑤總井深L設(shè)計計算中特別狀況的處理①當(dāng)Ho2＋So2－2RoSo＝0時，表示該井段設(shè)有穩(wěn)斜段，此時可由下面三個公式中任一個公式來求最大斜角αmax:2Ro－So＝0αmax:③當(dāng)Ho2＋So2－2RoSo＜0，說明此種剖面不存在，此時應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變設(shè)計條件，轉(zhuǎn)變造斜點深度、增斜率和降斜率或轉(zhuǎn)變目標(biāo)點坐標(biāo)。最大曲率。動完成。設(shè)計方法舉例例某定向井設(shè)計全井垂深H=2-000米〔靶點〕，上部地層300350米是流砂層，10001050米有一高壓水層，作出井身剖面設(shè)計。井口座標(biāo) X1：3246535.0 Y1：2054875.0井底座標(biāo) X2：3245972.95 Y2：2054665.0先依據(jù)井口與井底座標(biāo)，計算出水平位移和目標(biāo)方位。依據(jù)供給的地質(zhì)資料，在進展剖面設(shè)計時，應(yīng)設(shè)法使動力鉆具造斜的井段和增斜的井段避開流砂層和高壓水層。對于鉆井工藝及其它限制條件，在滿足〔l〕項條件的前提下，應(yīng)選擇較簡潔的剖面類型。剖面類型選用“直一增一穩(wěn)”三段制井身剖面。此種剖面簡潔，地面井口至目標(biāo)點的井身長度短，有利于加快鉆井速度。350600米間。1050米以下，會使井斜角太大，是不合理的。300350流砂層漏失、垮塌等簡單狀況消滅。造斜點應(yīng)選在套管鞋以下不少于50米的地方為宜。因此，造斜點與井口之間井眼長度不應(yīng)小于450米。10001050時，應(yīng)避開套管鞋下在井眼曲率較大的井段中，中間套管的下入深度應(yīng)進入穩(wěn)斜井段150400造斜點與井口之間的井眼長度不應(yīng)大于600米。450米至600米之間選擇，那么，把造斜點確定在500米處是比較合理的。選擇造斜率K7°／100米。依據(jù)造斜率計算造斜井段的曲率半徑R。計算最大井斜角αmaxR——造斜段曲率半徑，米。把條件代入上式得：m24.°分段井眼計算：增斜段穩(wěn)斜段三維定向井設(shè)計的井眼軸線，既有井斜角的變化，又有方位角的變化，這類井段為三維定向井，實際作業(yè)中，有時會遇到三維定向井的問題，大體上分為三種狀況。位角的變化，這種三維定向井可以簡化為二維的。向井。在海上叢式井常常遇到這類井。第三種狀況在地面井位確定的狀況下，要鉆多目標(biāo)井。地面井位和多目標(biāo)點不在同一鉛垂平面內(nèi)，只有井斜角和方位角都變化，才能鉆達設(shè)計的多個目標(biāo)點。三維定向井的軌跡設(shè)計和測斜計算很簡單，通常使用計算機軟件完成這些工作。第三節(jié)井眼軌跡掌握技術(shù)利用計算機進展井眼軌跡的檢測推測、利用地層的方位漂移規(guī)律、避開井下簡單狀況等等。軌跡掌握貫穿鉆井作業(yè)的全過程，它是使實鉆井眼沿著設(shè)計軌道鉆達靶區(qū)的綜合性技術(shù)，也是定向井施工中的關(guān)鍵技術(shù)之一。井眼軌跡掌握技術(shù)依據(jù)定向井的工藝過程，可分為直井段、造斜段、增斜段、穩(wěn)斜段、降斜段和扭方位井段等掌握技術(shù)，其中直井段的掌握技術(shù)見第七章第四節(jié)。一．定向選斜井段初始造斜方法有五類，即井下馬達和彎接頭定向、噴射法、造斜器法、彎曲導(dǎo)管定向、井下馬達十彎接頭十非磁鉆鋌十一般鉆鋌〔0～30米〕十撓性接頭十震擊器十加重鉆桿。這種造斜鉆具組合是利用彎接頭使下部鉆具產(chǎn)生一個彈性力矩鉆頭側(cè)向切削，使鉆出的井眼偏離原井眼軸線，到達定向造斜或扭方位的目的。造斜鉆具的造斜力量主要與彎接頭的彎角和動力鉆具的長度有關(guān)。彎接頭的彎角越大，動力鉆具長度越短，造斜率也越高。用彎接頭的彎角為1.5～2.25度，一般不大于2.5度。彎接頭在不同條件下的造斜率見第四節(jié)。造斜鉆具組合使用的井下動力鉆具型號應(yīng)依據(jù)造斜井段或扭方位井段的井深選擇井段在2023米以內(nèi)，一般承受渦輪鉆具或一般螺桿鉆具，深層走向造斜或扭方位應(yīng)使用耐高溫的多頭螺桿鉆具。造斜鉆具組合、鉆井參數(shù)和鉆頭水眼應(yīng)依據(jù)廠家推舉的鉆井參數(shù)設(shè)計。由于井下動力鉆具的轉(zhuǎn)速高，要求的鉆壓小［一般為29.4～78.4千牛〔3～8噸〕］，動軸承鉆頭或適宜的PDC鉆頭。依據(jù)測斜儀器的種類不同，分為四種定向方式：單點定向此方法只適用造斜點較淺的狀況，通常井深小于1000米。由于造斜點較深時，反扭角很難掌握，且定向時間較長。施工過程如下：〔l〕〔。單點測斜，測量造斜位置的井斜角，方位角，彎接頭工具面；在測斜照相的同時，對方鉆桿和鉆桿進展打印，并把井口鉆桿的印痕投到轉(zhuǎn)盤面的外緣上，作為基準(zhǔn)點；調(diào)整工具面〔調(diào)整后的工具面是：設(shè)計方位角十反扭角〕。鎖住轉(zhuǎn)盤、開泵鉆進；2～4修正反扭矩的誤差，并調(diào)整工具面；8～10度和方位適宜時，起鉆換增斜鉆具，用轉(zhuǎn)盤鉆進。在單點定向作業(yè)中要留意：19.6千牛〔2噸〕內(nèi)變化；②每次接單根時，鉆桿可能會轉(zhuǎn)動一點，留意轉(zhuǎn)動鉆桿的打印位置至預(yù)定位置；③假設(shè)調(diào)整工具面的角度較大〔＞90度〕，2～3次〔停泵狀態(tài)〕，以便鉆桿扭矩快速傳遞。地面記錄陀螺〔SRO〕定向在有磁干擾環(huán)境的條件下〔如套管開窗側(cè)鉆井〕的定向造斜，需承受SRO定向。這種整到預(yù)定位置，再起出儀器，施工過程如下：〔l〕選擇參照物，參照物應(yīng)選擇易于觀看的固定目標(biāo)，距井40米左右；15分鐘，工作正常才可下井；瞄準(zhǔn)參照物，并調(diào)整陀螺初始讀數(shù)；接探管，連接陀螺外筒，再瞄準(zhǔn)參照物，對探管和計算機初始化；下井測量，按規(guī)定作漂移檢查；起出儀器坐在井口，再次瞄準(zhǔn)參照物記錄陀螺讀數(shù)；校正陀螺漂移，確定測量的精度；定向鉆進。有線隨鉆測斜儀〔SST〕定向持井眼軌跡按預(yù)定方向鉆進。隨鉆測量儀〔MWD〕定向MWDMWD不僅可用于定向造斜，也可用于旋轉(zhuǎn)鉆進中的連續(xù)測量，是一種先進的測量儀器。定向造斜中的留意事項：假設(shè)定向作業(yè)前的裸眼段較長，應(yīng)短起下鉆一趟，保證井眼暢通。井下馬達下井前應(yīng)在井口試運轉(zhuǎn)，測量軸承間隙；記錄各種參數(shù)，工作正常方可下井；MWD等儀器下井前，必需輸入磁場強度、磁傾角等參數(shù)；定向造斜鉆進，要按規(guī)定加壓，均勻送鉆，以保持恒定的工具面。造斜鉆進或起下鉆，用旋扣鉗或動力水龍頭上卸扣，不得用轉(zhuǎn)盤上卸扣；20～30一次造斜造斜井段，常常協(xié)作使用隨鉆測量儀。井下馬達出井時，按規(guī)定程序進展清洗、保養(yǎng)。二．轉(zhuǎn)盤鉆增斜井段〔非磁鉆鋌和鉆鋌的總長18～30米之間〕十穩(wěn)定器十鉆鋌〔10米〕十穩(wěn)定器十鉆鋌十隨鉆震擊器十加重鉆桿十鉆桿〔9－10，從下至上，增斜效果越來越強。圖中UG是指尺寸缺乏的扶正器〕。施工留意事項：按設(shè)計鉆井參數(shù)鉆進，均勻送鉆，使井眼曲率變化平緩。每鉆進25～50米測量一次，隨時作圖，把握井斜、方位的變化趨勢。假設(shè)增斜率不能滿足設(shè)計要求，應(yīng)準(zhǔn)時實行措施：調(diào)整鉆壓轉(zhuǎn)變增斜率。增加鉆壓可使增斜率增大，減小鉆壓，則使增斜率降低。更換鉆具組合，轉(zhuǎn)變近鉆頭穩(wěn)定器與相鄰穩(wěn)定器之間的距離。轉(zhuǎn)變的范圍為10～30米，距離越短，增斜率越低，距離越長，增斜率越高；轉(zhuǎn)變近鉆頭穩(wěn)定器與相鄰穩(wěn)定器之間的鉆鋌剛性，剛性越高，增斜率越低；剛性越低，增斜度越高。鉆頭底部距近鉆頭穩(wěn)定器翼片中部的距離為0.7～1.2米。假設(shè)增斜率比設(shè)計值稍低〔5°／100米以內(nèi)〕，可承受強行增斜法?！瞝〕接單根后，開泵至設(shè)計排量，漸漸加壓至設(shè)計鉆壓的75％左右；轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤至設(shè)計轉(zhuǎn)速，同時逐步增加鉆壓至允許的最大鉆壓；鉆完一個單根時，馬上停轉(zhuǎn)盤，鉆壓不回零，上提鉆具。2米左右不劃眼。微增效果〔4°／100米左右——閱歷數(shù)據(jù)〕。三．穩(wěn)斜井段常用的穩(wěn)斜鉆具組合〔見圖9－11，從下至上，穩(wěn)斜效果越來越強。圖中UG是指尺寸缺乏的扶正器〕。鉆頭十近鉆頭穩(wěn)定器十短鉆鋌〔3～6米〕十穩(wěn)定器十非磁鉆鋌十穩(wěn)定器十鉆鋌十鍵槽破壞器十撓性接頭十震擊器十加重鉆桿。施工措施：l．造斜或增斜完畢后，下入第一趟穩(wěn)斜鉆具時，從造斜點開頭要漸漸下鉆。尤其是在軟地層、高造斜率的狀況下，簡潔遇阻，并可能產(chǎn)生井眼，必需留意：3～5次，切勿“壓死”鉆具；2～3次。1.5米左右，中高速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤〔80～90轉(zhuǎn)／分〕，快速下放，鉆壓98千?！?0噸〕；通過遇阻點以后，上、下活動鉆具l～2次，連續(xù)下鉆。留意：在硬地層時，穩(wěn)斜鉆具在造斜段遇阻，仍可承受前述〔l〕、〔2〕步驟，只是活壓，漸漸下放，切勿“壓死”鉆具。在方位右漂嚴峻的地層中鉆進，可承受“超長翼”的穩(wěn)定器〔鉆具組合一樣〕，以穩(wěn)定方位角。也可承受PDC鉆頭〔如R426型〕，以利用PDC鉆頭具有方位左漂趨勢的特性?？偨Y(jié)同一地層的自然增斜或降斜特性，合理地選擇穩(wěn)斜鉆具組合。測斜，最大測斜間距不超過100米，特別井的關(guān)鍵井段測斜間距應(yīng)為30米左右，并準(zhǔn)時繪制垂直剖面圖和水平投影圖，隨時把握實鉆井眼軌跡狀況。四．降斜井段常用降斜鉆具組合〔912，從下至上，降斜效果越來越強〕。鉆頭十短鉆鋌〔3～8米〕十穩(wěn)定器十非磁鉆鋌十穩(wěn)定器十鉆鋌十鍵槽破壞器十撓性接頭十震擊器十加重鉆桿十鉆桿。留意。定向井的降斜鉆具組合不宜承受大鐘擺式，否則降斜率過高，起下鉆困難。降斜段一般接近完井井段，井下扭矩和摩擦阻力較大，在滿足中靶的前提下，應(yīng)盡量簡化鉆具組合，使用加重鉆桿加壓。五．扭方位組合也對方位產(chǎn)生肯定的影響。其影響規(guī)律如下：在鉆具組合方面，一般認為，對方位漂移產(chǎn)生主要的影響是前30～60米的鉆具組件。組合，方位的漂移趨勢可能變化?！矠?0～110轉(zhuǎn)／分〕和中等鉆壓98～147千?！?0～15噸〕，抑制方位向右漂移的效果較好。由于影響方位漂移的因素很多，地層的變化也很難把握，因此方位掌握確實較困難。但是量少扭方位，一口井最多扭兩次方位，還是可以承受的。入造斜鉆具組合扭方位。施工要點：扭方位鉆具組合及其承受的鉆井參數(shù)和定向造斜施工根本〔止壓差卡鉆〕；選擇可鉆性和穩(wěn)定性較〔尤其是大段砂層施扭方位作業(yè)；深井扭方位，由于反扭位；井斜角較大井段〔40°以上〕扭方位，簡潔降斜。扭方位前一趟鉆，可以事先增加2～3°井斜，以彌補扭方位時的降斜效果。固然，承受先扭完方位，井斜自然降低以后，再適當(dāng)?shù)卦鲂保材鼙ＷC較好的井眼軌跡；依據(jù)實鉆的垂直剖面圖，確定承受何種扭方位的工具面角度〔增、降或穩(wěn)斜〕。方位扭轉(zhuǎn)角的計算方位扭轉(zhuǎn)角的計算，可按如下步驟進展：〔l〕進展測斜計算，算出目前的井底坐標(biāo)位置。如圖9－13所示，OT為設(shè)計的井斜方位線，ode為實鉆井眼軸線的水平投影，e為目前的井底。d為距井底較近的測點位置。TH

、E、NL。依據(jù)測斜資料及測斜計算可知，d、e二點的T T T 根本參數(shù)為井深L、T T T

井斜α

、α

、，e點的坐標(biāo)為垂深H，東位移E，北位Ne。

d e d e d e e ep計算現(xiàn)用鉆具組合的方位漂移率K。pp計算現(xiàn)用鉆具組合鉆達目標(biāo)點的總方位漂移量Δ：p計算。計算對準(zhǔn)目標(biāo)的方位線的方位角z：9－14eTeT，eT的方位角為z，z按如下公式計算。對于偏差Δz，假設(shè)依據(jù)方位漂移率不變，那么從目前井底e鉆達目標(biāo)T，需要的方位漂移〔9－15〕。掌握方位角的方法選擇方法的依據(jù)是將Δp2Δz進展比照，2Δz是需要的方位漂移角，Δp是用目前承受的鉆具組合可能到達的方位漂移角。p假設(shè)2Δz＝Δ，表示需要與可能正好相符，則用現(xiàn)用鉆具組合的自然漂移率就可以將方位扭過來，從而準(zhǔn)確中靶。p2Δz與Δp相差較大，甚至符號相反〔一個是正號，一個是負號〕，則說明必需使會漂移。所以，在計算用動力鉆具〔帶彎接頭〕扭方位的方位扭轉(zhuǎn)角時，必需考慮方位漂移的影響。用動力鉆具強扭方位的扭轉(zhuǎn)角Δ可用下式計算：z Δ＝Δ－1/2Δ 〔9－71z 上式說明，用動力鉆具強扭方位時，要“少扭”一些角度，留下一些角度讓鉆具組合的自然漂移去扭。這個“少扭”的角度就是1/2Δ。p計算估量的井底井斜方位角r＝Δ＋Δ＋Δ

……………〔9－72〕r e p能成功。但是每一次計算都只能是依據(jù)靠近目前井底的那個井段的方位漂移率來進展。圖解法扭方位的工具面9－16所示。由上圖可知：0°＜TF＜90°時，裝置角位于第一象限，增斜，增方位。90°＜TF＜180°時，裝置角位于其次象限，減斜，增方位。180°＜TF＜270°〔－90°〕時，裝置角位于第三象限，減斜，減方位。270°＜TF＜360°時，裝置角位于第四象限，增斜，減方位。19－16是一個扭方位的示意圖。圖中，OM所示為原井眼方位〔高邊方向〕，OA為原井斜角α〔7°〕，∠MAB為扭方位時的工具面角〔〕，AB為扭方位工具的造斜力量1〔°／ΔL〕?！螹OB是鉆進ΔL米井眼方位的增值〔Δω〕，CB是井斜角的增值〔Δα〕，OB是扭方位鉆進ΔL米時的井斜角α＝α＋Δα。圖中，OA、AB、OB分別表示1l原井斜角α°／ΔL和扭方位鉆進ΔL米時的井斜角α′，須用一樣單l1°〔1121°〕。95°〔全力增方位95°〔全力減方位〔或左〕90～95〔取5°〕。實際扭方位過程中，工具面通常選擇在80～95°〔全力扭方位〕。圖解法扭方位的步驟如下。條件：扭方位前的井斜角α，扭方位前方位角，Δ＝－，彎接1 1頭的造斜率K以及限定扭方位的井眼長度ΔL。

2 2 1依據(jù)K、ΔL計算扭方位井段的狗腿角∶＝K×ΔL。選取肯定長度單位代表井斜角度值，如以11°或以2厘米代表1.5°“等。O，作N、E坐標(biāo)，依據(jù)1

OQOA＝α〔長度代1表角度〕，以A點為圓心，〔以長度代表角度〕為半徑畫圓。以∠AOB＝Δ作線段OB，交圓于B、B′兩點。Δ＞0，表示方位增加，作圖時應(yīng)以O(shè)AOB方向；Δ＜0，表示方位減小，應(yīng)以O(shè)A為始邊，逆時針方向轉(zhuǎn)到OB線。用量角器量得∠QAB和∠QAB′，∠QAB表示增斜扭方位，∠QAB′表示減斜扭方位的裝置角。用直尺量得OB和OB′的長度，按所選比例換成角度，即表示扭完方位后所能到達的井斜角。其中OB表示增斜減方位，OB′表示減斜增方位。如圖9－17所示。六．長曲率大斜度井技術(shù)常用井身剖面大斜度井的井斜為55～85°，大斜度井可以承受常規(guī)的定向鉆井工具來完成，但穩(wěn)斜井段通常使用MWD測斜。依據(jù)水平位移大小，大斜度井常常承受兩種剖面，即：三段制“J”型和五段制“J”型剖面。通常，大斜度井的剖面中沒有降斜井段。水平位移在100055～70°的大斜度井，適合用三段制“J”型剖的暴露面積，穩(wěn)斜井段一般較短，以防止摩擦阻力過大和降斜，增加施工困難。這種剖面尤其適合于地層傾角較大的油層。水平位移較大的大斜度井，適合承受五段制“J”型剖面，即第一增斜段至第一穩(wěn)斜段至其次增斜段至其次穩(wěn)斜段的剖面，在同等條件下，它比三段式剖面需要的垂直井深要長。這種剖面的施工方法可以這樣進展。鉆完直井段后下入表層套管，然后按2～4度／30米的增304013～20度／100米的增斜率鉆至最大井斜角，假設(shè)余下的穩(wěn)斜段還很長〔300米〕，步施工順當(dāng)。一般來說，進展大斜度井剖面設(shè)計，還應(yīng)考慮以下問題：〔1〕井眼曲率過大以及重力問題，它們與摩擦阻力、鉆速、降斜趨勢、壓差卡鉆、機械卡鉆以及巖屑堵塞等有很大的關(guān)系，應(yīng)承受計算機進展摩擦阻力的設(shè)計計算；〔2〕地層因素，油藏類型及厚度等地質(zhì)資料，〔3〕設(shè)計合理的井身構(gòu)造。大斜度井的鉆具組合選擇〔l〕三段式“J”型剖面的大斜度井鉆具組合2柱以內(nèi)的鉆鋌長度〔包括非磁鉆鋌〕，而加重鉆桿則到達10～15柱、穩(wěn)定器一般用2只．以降低鉆具失重，削減摩擦阻力。所用鉆具一般為微增斜組合，到達穩(wěn)斜效果〔因井斜大，消滅自然降斜趨勢〕。五段制“J”型剖面的大斜度井鉆具組合：①第一增斜段、穩(wěn)斜段的鉆具組合與一般走向井一樣；②其次增斜段的增斜率通常比第一增斜段高第一種導(dǎo)向鉆進MWD十鉆鋌〔2～4根〕十鍵槽破壞器十撓性接頭十震擊器十加重鉆桿。其次種轉(zhuǎn)盤增斜MWD十鉆鋌十穩(wěn)定器十鉆鋌〔3～6根〕十鍵槽破壞器十撓性接頭十震擊器十加重鉆桿。第三種吉列根〔Gilligan〕增斜鉆具鉆頭十近鉆頭穩(wěn)定器十加重鉆〔1根l根十穩(wěn)定器十MWD〔3～根〕十鍵槽破壞器十撓性接頭十震擊器十加重鉆桿。311毫米〔121/4英寸〕井眼，“小尺寸鉆鋌”可以是159毫米〔61/4英寸〕。③其次穩(wěn)斜段的鉆具組合與三段制剖面的穩(wěn)斜井段一樣。大斜度井施工留意事項：斷裂。因此，全部井下鉆具必需經(jīng)探傷合格，方可下井；②選用扶正塊外表平滑的一體式穩(wěn)定器和鉆柱擴眼器等可以降低摩擦阻力深的大斜度井；以防類似鍵槽等簡單狀況。④建議使用PDCPDC鉆井斜和方位。算結(jié)果有肯定的準(zhǔn)確性；⑥大斜度井的鉆井液格外重要，要確保井眼暢通。以下方法是現(xiàn)場常常承受的：A．調(diào)整鉆井液性能和流型來降低扭矩及防止巖屑堵塞穩(wěn)定器；B．在不影響井眼穩(wěn)定性的狀況下常常短起下鉆劃眼；C．在循環(huán)鉆井液過程中，上下活動鉆具有助于巖屑返出地面；D．保證凈化系統(tǒng)始終處于完好狀態(tài)；E．提高鉆井液潤滑性，降低摩擦阻力。七．救險井的設(shè)計和施工要點確定失控井的井底位置。依據(jù)原有的測斜結(jié)果進展分析，對可能有的單點、多點、陀螺和MWD等幾種結(jié)果得到的不同井底位置，選擇最為準(zhǔn)確的一種結(jié)果作為失控井的井底位置。進展救險井的軌道設(shè)計。救險井的井口必需選在失控井的上風(fēng)、在盡可能縮短救險〔走向背后實行跟隨跟蹤的方法平行鉆進〕，增加老井眼交會的時機，使救險易于成功。隨時測斜，盡早覺察老井眼的連通。確定老井眼是否接近的方法有：超長電極距電測〔ULSEL〕法利用地層電阻率測井對老井眼連通點的地層進展分層電阻率模擬井時，由于失控井的套管會影響電阻率的變化，觀看到的ULSEL電阻率的比值可以確定22.86米〔75英尺〕，但不能得到失控井的方位。磁場梯度確定法它對于套管接箍等引起的磁場變化格外敏感12.19～15.24米〔40～50英尺〕處的套管。第四節(jié)定向井專用工具一．井下馬達井下動力鉆具是常用的造斜工具之一，它分為渦輪鉆具、容積式馬達和電動鉆具三大類。目前在我國海洋定向井的井下馬達使用方面，電動鉆具已不存在，渦輪鉆具也很少使用，通常使用〔PDM型納維和螺桿鉆具。容積式馬達具有以下優(yōu)點：一是動力鉆具所鉆井眼尺寸與原井眼完全一樣，不必再次下鉆擴眼；二是井內(nèi)有橋塞時，這類鉆具可以鉆過，并能在開頭造斜前將井底循環(huán)干凈；三是空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速與工作轉(zhuǎn)速相差的幅度較小〔與渦輪相比〕，有利于鉆頭選型。在各種井下馬達中，重點介紹廣泛使用的螺桿鉆具。3．螺桿鉆具〔l〕主要構(gòu)造與工作原理。〔、萬向軸〔節(jié)〕和傳動軸四局部組成〔見圖9－19〕?？涨皇罐D(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，而后動力經(jīng)萬向軸傳遞到傳動軸和鉆頭上。所設(shè)計的旁通閥是為了在起下鉆時使循環(huán)液繞過不工作的馬達液通道〔9－20〕。換為機械能。使用要求①鉆井液的要求制在l％以內(nèi)，每種型號的鉆具都有各自的流量范圍，只有在此范圍內(nèi)，鉆具才能有較高的效率，一般狀況下，流量范圍的中間值是鉆具最正確輸入流量值。②流經(jīng)螺桿鉆具的壓力降要求＝循環(huán)泵壓十螺桿鉆具的負載壓降。泵壓就要上升。這時壓力表的讀數(shù)就叫作打鉆泵壓。公式的精度要求。假設(shè)遺忘測量，則必需將鉆具提離井底進展補測。內(nèi)部損壞。③扭矩肯定時，扭矩增加而轉(zhuǎn)速根本保持不變，螺桿鉆具從空載到滿載，速度降低一般不超過10％左右。使用方法①下井前的地面檢查：，卸去提升短節(jié)；用木棒壓下旁通閥的閥心至下死點，然后松開閥心，檢查彈簧復(fù)位力〔舊馬達有時因彈簧銹死，可能壓不下〕；用木棒壓下旁通閥心，向閥體內(nèi)注水檢查密封性，如密封性好，則小孔無水流出，然后松開閥心，則有水從小孔流出；將螺桿鉆具接上方鉆桿，下放螺桿鉆具使旁通閥處于轉(zhuǎn)盤下方易觀看的部位，漸漸轉(zhuǎn)盤以下，檢查停泵時鉆井液是否經(jīng)旁通閥閥口順當(dāng)流出；檢查軸承間隙，參閱后面起鉆檢查局部。②螺桿鉆具下井：地面檢查完畢后，用吊鉗卡住驅(qū)動接頭，用鉆頭盒把鉆頭和螺桿鉆具接上，大鉗只可咬在旋轉(zhuǎn)傳動軸驅(qū)動接頭上；使用彎接頭時，定向裝置的定位鏡必需和工具面對正，假設(shè)要用浮閥，則可直接裝250毫米；下放螺桿鉆具時，依次把彎接頭、測量工具、非磁鉆具、鉆鋌、震擊器、加重鉆桿下入；螺桿鉆具下井時應(yīng)掌握下放速度，以免下放過快而使馬達倒轉(zhuǎn)，從而造成內(nèi)部連接螺紋脫扣。此外，掌握下放速度，能夠防止螺桿鉆具在通過防噴器、砂橋、套管鞋等處撞壞鉆具；MWD500米應(yīng)打通一次；下鉆接立柱時，必需用旋扣鉗，不能用轉(zhuǎn)盤；，此時應(yīng)定時向鉆桿內(nèi)輸入鉆井液，帶單流閥時更是如此；螺桿鉆具接近井底時要放慢下鉆速度，提前循環(huán)后再連續(xù)下鉆。循環(huán)先用小排量，待井口近出鉆井液后再加大排量；不能頓鉆或?qū)⒙輻U鉆具坐在井底開泵。③用螺桿鉆具鉆進：。具體方法是以正常的鉆井液循環(huán)轉(zhuǎn)動鉆具〔每次轉(zhuǎn)動30～45度〕，依次把沉積在井底的巖屑和沉砂去除，清理干凈后上提螺桿鉆具0.3～0.6米，循環(huán)并記錄、校對壓力值；開頭鉆進時，假設(shè)井底還未清洗干凈，則應(yīng)緩慢加壓，鉆進速度不能太快，否則鉆頭簡潔產(chǎn)生泥包，把螺桿鉆具和鉆頭卡死；施加鉆壓不要過猛，鉆壓不是監(jiān)視螺桿鉆具工作的指標(biāo)，只是作為參考指標(biāo)，推斷螺桿鉆具工作的狀況的主要依據(jù)是泵壓；E．鉆進時，隨時調(diào)整工具面到預(yù)定的數(shù)值；F．連接每個單根調(diào)好工具面后必需穩(wěn)定鉆壓，均勻送鉆，保證斜井段的曲線光滑和定向精度。④起鉆檢查螺桿鉆具：等井底的井斜、方位等參數(shù)到達要求后就可起鉆，不要循環(huán)；起鉆之前，在鉆柱內(nèi)注入一段加重鉆井液，使鉆桿內(nèi)的鉆井液順當(dāng)流出；將螺桿鉆具提到井口，坐好卡瓦和安全卡瓦，用清水從旁通閥頂部進展沖洗；用內(nèi)鉗咬住螺桿鉆具．一邊用鏈〔從旁通閥閥口流出〕，然后注人少量的礦物油，不行注入柴油；把螺桿鉆具提出轉(zhuǎn)盤，并卸下鉆頭，上好護絲，平穩(wěn)放下鉆臺；F．起鉆過程中也應(yīng)留意起鉆速度，以防卡鉆損壞鉆具，并且必需用旋扣鉗卸扣。不行用轉(zhuǎn)盤卸扣；G．每次從井里起出螺桿鉆具，都必需檢查軸承間隙〔如圖9－21〕，假設(shè)軸承間隙超過最大允許值，必需更換軸承〔見表9－8〕。螺桿鉆具故障分析〔9－9〕。國產(chǎn)螺桿鉆具性能表。反扭矩分析計算由于螺桿鉆具右旋〔順時針〕前裝置角，以消退這種反扭矩的影響。①查表法確定反扭矩〔9－14〕：A．下述反作用扭矩是近似的，準(zhǔn)確的反扭矩圖可來自測量結(jié)果或隨鉆測斜儀的讀數(shù)；B959－15。②公式法計算反扭角：在計算m≥時，先計算出臨界長度L 米，然后與當(dāng)時的井深L比較。假設(shè)L＜L

，則將o ooomL代入式中計算mL≥LL代入式中計算。oom③用閱歷數(shù)據(jù)法確定反扭角以借用過去的資料來確定反扭角。留意事項：①彎接頭下井之前，必需測量彎曲度是否準(zhǔn)確，高邊工具標(biāo)線是否準(zhǔn)確。②用SST及單點陀螺進展定向時，必需檢查定位鍵是否與彎接頭高邊標(biāo)線全都，并確認高邊標(biāo)線的方向；③用MWD時，檢查鉆頭到MWD脈沖器的距離〔PTB〕，磁偏角及偏移〔offest〕是否打入計算機，偏移測量是否正確；④盡量少用鉆鋌，滿足鉆壓需要即可，否則會影響造斜效果；250影響鉆頭與馬達軸承的壽命，而且會在馬達傳動軸上增加橫向力，影響造斜效果；⑥假設(shè)需用浮閥，必需將它裝在螺桿鉆具的上端，不行將它裝在鉆頭與驅(qū)動接頭之間；〔上6米〕，消退井眼中鉆桿蹩勁，使其處于自由狀態(tài)。10沖，低鉆壓快劃到底；⑨造斜開頭時，不要頻繁左右調(diào)整工具面，盡可能在一個方向調(diào)整。二．彎接頭彎接頭能使造斜鉆具產(chǎn)生側(cè)向力確定工具面的方向。彎接頭分為固定角度和可調(diào)角度兩種。通常使用固定角度型〔圖9－22〕，彎角一般為1～2.53°時，下井較困難，一般不用。不同彎角接頭造斜力量見表6－16?？烧{(diào)角度彎接頭是一種較為先進的井眼軌跡掌握工具可分為電動式、機械式、液壓式等幾種類型。它們的共同特點是不起鉆，通過地面掌握把彎接頭調(diào)到需要的角度〔包括零度〕?？蛇B續(xù)進展定向、增斜、降斜、穩(wěn)斜和扭方位。度、降低鉆井本錢。三．非磁鉆鋌組份和用途〔l〕組份：3065％鎳的合金；1813％以上鎳的合金；18％的含鉻合金；④鉻鐵銅合金?！?〕用途非磁鉆鋌是一種不易磁化的鉆鋌的測量環(huán)境。常用的非磁鉆鋌由奧氏體鋼制造，與其他三種合金鋼相比，價格較低，但它對鹽水鉆井液的腐蝕較敏感。長度選擇。為了準(zhǔn)確測量裸眼井段的磁方位角，應(yīng)依據(jù)地理位置和測斜井段的井斜和方位值來選擇非磁鉆鋌的長度〔見圖9－239－24〕。關(guān)于儀器在非磁鉆鋌中的位置，推舉如下：Ⅰ區(qū) Ⅱ區(qū) Ⅲ區(qū)米鉆鋌中心以下，0.3～0.6米10米回鉆鋌中心以下，1～1.3米20米鉆鋌中心〔A〕8米鉆鋌中心以下，0.6～l米 20米鉆鋌中心以下，2.3～3米 20米鉆鋌中心以下10米鉆鋌中心以下，1～1.3米30米鉆鋌中心 2.3～3米〔曲線B〕30米鉆鋌中心磁鋼材。四．穩(wěn)定器定器在定向鉆井的用途如下：在增斜鉆具組合和降斜鉆具組合中，穩(wěn)定器起支點作用，通過轉(zhuǎn)變穩(wěn)定器在下部鉆具組合中的位置，可轉(zhuǎn)變下部鉆具組合的受力狀態(tài)，到達掌握井眼軌跡的目的；增加下部鉆具組合的剛性到達穩(wěn)定井斜和方位的目的。穩(wěn)斜鉆具組合，是減小鉆頭具受壓變形，到達穩(wěn)斜效果；修整井眼，使井眼曲率變化平緩、圓滑，有利于削減井下簡單狀況。穩(wěn)定器出入井時應(yīng)認真測量穩(wěn)定器的外徑檢查磨損狀況和穩(wěn)定器在鉆具組合中的安放位置， 穩(wěn)定器的外徑磨損不大干2毫米。五．鍵槽破壞器的性能。鍵槽破壞器在鉆柱中的位置如下。特地用于破壞鍵槽的鉆具組合鉆頭十小尺寸鉆鋌〔50～60米〕十鍵槽破壞器十隨鉆震擊器十加重鉆桿。對于長井段鍵糟的破壞，可承受鉆頭十小尺寸鉆鋌1柱十鍵槽破壞器十小尺寸鉆鋌1柱十撓性接頭十隨鉆進擊器十加重鉆桿。鉆柱中小尺寸鉆鋌的外徑應(yīng)與鉆進時鉆桿的接頭外徑一樣，下鉆至估量鍵槽井段以上100米左右，掌握下放速度，覺察遇阻卡開頭劃眼，嚴格掌握鉆壓，一般小于49千?！?噸〕。隨鉆破壞鍵槽眼的曲率大小和地層巖性，在簡潔形成鍵槽的“狗腿”井段，用鍵槽破壞器反復(fù)劃眼，以防形成鍵槽。六．旁通接頭、高壓循環(huán)頭用途具水眼，把測斜儀器送至井底。構(gòu)造特點旁通接頭由接頭體、電纜密封總成和電纜卡子組成，其特點是：①構(gòu)造簡潔，使用便利；②旁通接頭應(yīng)盡量接在極淺的井段，通常井深在200米以內(nèi)；井口以下的鉆桿環(huán)形空間里，井口作業(yè)時應(yīng)特別留意，不要擠壞電纜和防止電纜打扭?！不蚋脑煅a心、切割一條槽〕，以便暴露在環(huán)空的電纜能通過轉(zhuǎn)盤面。高壓循環(huán)頭主要由循環(huán)頭，密封頭和手壓泵組成。其特點是：①高壓循環(huán)頭直接和水龍帶連接，不用水龍頭；②電纜從高壓循環(huán)頭的頂端密封頭進入鉆桿，電纜不易損壞；〔或工作立柱〕里，接完單根后，再下放儀器到井底座鍵，用手壓泵打壓以密封電纜，壓力一般為6.89～12.51兆帕〔1000～18002〕，卡電纜卡子〔2023米內(nèi)也不行用卡子〕。七．導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)MWDPDC〔DTU〕。MWD可參閱本章第五節(jié)。目前，有三種導(dǎo)向馬達，這就是可調(diào)彎度的導(dǎo)向馬達〔AKO〕。固定彎度的DTU和單彎馬達。構(gòu)造和工作原理導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)〔NavigationDrillingSystem。〕是目前世界上先進的定向鉆井系列工具，種連續(xù)掌握井眼軌跡的技術(shù)消滅得越來越顯著的經(jīng)濟效益。〔l〕構(gòu)造〔9－25〕〔2〕工作原理由于萬向節(jié)外殼在同一平面一平面內(nèi)以更大的角度朝相反的頭與中心軸線間的夾角〔圖9－26〕化率”〔9－27〕。進展定向作業(yè)時，鎖住轉(zhuǎn)盤，和側(cè)向力都很小，鉆柱旋轉(zhuǎn)鉆出的井眼就是斜直的，到達穩(wěn)斜的目的。由于配有MWD儀器，可隨時監(jiān)測井眼軌跡，假設(shè)再配上耐用的PDC鉆頭，可實現(xiàn)在不起鉆的狀況下連續(xù)掌握井眼軌跡。導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的優(yōu)點導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)最大的特點是用一套鉆具組合實現(xiàn)多種定向作業(yè)下鉆時間，縮短了建井周期，節(jié)約了鉆井費用，因此對昂貴的海上鉆井有特別重要的意義。其主要優(yōu)點有：〔l〕準(zhǔn)時掌握井眼軌跡，提高鉆井的準(zhǔn)確性。承受MWD跟蹤監(jiān)測井眼軌跡，一旦覺察軌跡不合要求，便可隨時進展方位和井斜的調(diào)整，提高井眼軌跡的精度；削減起下鉆次數(shù)，提高鉆井效率。由于使用一套井下鉆具組合，就能完成多種定向作業(yè)，削減了起下鉆的次數(shù)，從而避開很多井下事故的發(fā)生；充分發(fā)揮鉆頭潛力，提高機械鉆速。由于導(dǎo)向動力鉆具的多功能性，削減了為掌握有利于延長鉆頭壽命和增加鉆頭進尺。利用計算機技術(shù)監(jiān)測與推測井眼軌跡以及導(dǎo)向馬達和鉆頭的工作性能，能準(zhǔn)時調(diào)整有關(guān)可控因素、鉆進方式，確保井眼軌跡掌握得以安全、準(zhǔn)確、快速、連續(xù)地進展?？煽伛R達DTU與一般馬達性能比照DTUAKO導(dǎo)向馬達的性能參數(shù)可調(diào)彎角的導(dǎo)向馬達〔AKO〕，其理論造斜率與彎角之間的關(guān)系，見圖9－28～9－31。具面時的慢速平穩(wěn)轉(zhuǎn)動是允許的。9－28～9－31中，僅陰影局部可以用作旋轉(zhuǎn)模式。八．井下可調(diào)穩(wěn)定器〔9－199－32〕在定向鉆井中，常常使用不同尺寸的穩(wěn)定器到達穩(wěn)斜、增斜和降斜目的。為此，通常采到達上述效果。放在近鉆頭位置上，穩(wěn)定器外徑調(diào)至最大時，起穩(wěn)斜作用；縮小外徑時，起降斜作用。把該作用。這種穩(wěn)定器協(xié)作MWD穩(wěn)斜鉆進，可起到類似導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的作用，有效地掌握井斜角。井下可調(diào)外徑穩(wěn)定器有三片呈螺旋型的扶正片2塊外表鑲裝有碳化鎢合金。墊塊的直徑63.5毫米〔21/英寸〕，18個墊塊與井壁接觸的總580642〔902〕，相當(dāng)于套筒穩(wěn)定器的接觸面積。21．增大穩(wěn)定器外徑方法：轉(zhuǎn)動著將鉆頭接觸井底，同時降低泵的排量〔通常削減50％〕；22.2～333.4千?！?～75千磅〕。當(dāng)工具受到預(yù)調(diào)定的壓力時，活塞式墊塊將被推出，穩(wěn)定器外徑增大；待懸重恢復(fù)到正常鉆進要求的鉆壓時，回復(fù)正常排量，連續(xù)鉆進。3．縮小穩(wěn)定器外徑方法：降低排量，使工具鎖定機構(gòu)脫鎖；將鉆具提離井底，使墊塊恢復(fù)到穩(wěn)定器外徑減小的位置；回復(fù)正常泵排量，鎖定機構(gòu)鎖定，穩(wěn)定器處于最小外徑狀態(tài)；下放鉆具到井底，連續(xù)鉆進。工具下井后第一次將穩(wěn)定器外徑調(diào)大時，最好將施加的鉆壓加大22.2～44.5千?！?～10千磅〕以確保機構(gòu)起作用。穩(wěn)定器外徑被調(diào)大后的泵壓比穩(wěn)定器處于最小外徑的泵壓要高1.03～1.38兆帕〔150～200磅／英寸2〕。把握了這個規(guī)律，司鉆將隨時知道穩(wěn)定器外徑變化的狀況。鉆壓。增大穩(wěn)定器外徑，要重復(fù)增大穩(wěn)定器外徑的操作步驟。第五節(jié)測量儀器定向井測斜儀器可分為兩大類，十幾種規(guī)格：第六節(jié)叢式井技術(shù)一．叢式井的概念叢式井是指一組定向井〔水平井〕，它們的井口是集中在一個有限范圍內(nèi)，如海上鉆井大削減鉆井本錢，并能滿足油田的整體開發(fā)要求。作業(yè)挨次，盡量避開鄰井套管對磁性儀器產(chǎn)生干擾。式井的設(shè)計。二．叢式井設(shè)計應(yīng)考慮的問題井身剖面這樣將削減鉆井工序，降低摩阻，削減鉆井時簡單狀況和事故發(fā)生的可能性。井身構(gòu)造依據(jù)地質(zhì)要求和鉆井目的，打算選用何種井身構(gòu)造。造斜點造斜點應(yīng)選在穩(wěn)定、均質(zhì)、可鉆性較高的地層。造斜點深度的選擇應(yīng)考慮如下幾點：相鄰井的造斜點上下至少要錯開1530～50米，防止井眼間竄通和磁干擾；中間井口用于位移小的井，造斜點較深。外圍井口用于位移較大的井，造斜點較淺；假設(shè)設(shè)計的最大井斜角超過采油工藝或常規(guī)測井的限制或要求，應(yīng)將造斜點提高或增加設(shè)計造斜率。造斜率在叢式井中，通常設(shè)計各井的造斜率為7～16°米。最大井斜角大井斜為62°。假設(shè)初始設(shè)計出最大井斜角達60°以上，則應(yīng)適當(dāng)調(diào)整造斜點和造斜率，使最大井斜不超過60°。固然，在一個叢式井平臺上，可選擇幾口邊緣井打水平井，以充分地利用平臺，擴大采油面積。井口安排井口安排應(yīng)考慮如下幾點：〔l〕用外圍的井口打位移大的井，用中間的井口打位移較小的井。按整個井組的各井方位，盡量均布井口，使井口與井底連線在水平面上的投影圖盡量不相交，且成放射狀分布，以便利軌跡跟蹤。考慮到鉆井平臺的最大額定載荷分布，將井斜大、位移大、井深較深的井安排在平臺額定載荷大的地方。假設(shè)依據(jù)〔1〕、〔2〕、〔3〕的挨次仍有不能錯開的井，可以通過調(diào)整造斜點或造斜率的方法來解決。防止井眼相碰直井段的井身要符合要求，762毫米〔30英寸〕套管要求傾斜度小于0.5～l°。同排井在方位上要錯開，避開干擾。鄰井承受不同造斜率。表層套管下深要錯開，斜井段在空間穿插的井，最小距離為20米，直井段安全圓柱半15米。合理安排鉆井挨次方式。選擇好一條合理的鉆臺井架移動路線，可省時省力。使用優(yōu)質(zhì)鉆井液，削減摩阻。對于井斜過大、水平位移過大的井，承受頂部驅(qū)動鉆井裝置來改善鉆井作業(yè)。上部井段承受集束鉆井或集中打表層方式，可節(jié)約時間，提高鉆井速度。三．叢式井的作業(yè)特點叢式井的作業(yè)具有整體性和長期性，在鉆井技術(shù)上，叢式井作業(yè)有著自身的特點。作業(yè)難度大〔l〕每口定向井都必需完全到達設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，由于任何一口井都是油田整個井網(wǎng)的一局部，牽涉到油田的整體開發(fā)。作業(yè)中期由于地質(zhì)要求的變化和井下事故，需要修改設(shè)計，而此時已完成數(shù)口井的作業(yè)．這就給以后的作業(yè)帶來很多不便。這些困難包括：磁干擾狀況更嚴峻，給井口安排帶來不便，有防碰問題的井例增多等。由于鉆井事故，要恢復(fù)鉆進比處理單個定向井簡單。這個道理是很簡潔的，由于每口井四周都有其它已完成井或設(shè)計要鉆的井，并且每一口井允許的軌跡變化范圍是有限的，所以恢復(fù)鉆進的選擇余地較小。程序化作業(yè)方式由于叢式井作業(yè)是在一個地區(qū)或一個構(gòu)造上進展，比方表層作業(yè)和鉆具組合選擇等。集中打表層或集束鉆井，承受程序化的作業(yè)方式省時省錢，便于積存作業(yè)閱歷和優(yōu)化程序。如有可能，鉆具組合的選擇做到隨用隨取。是否承受這種方式或是局部鉆具組合隨用隨取，這取決于地質(zhì)構(gòu)造的特點以及單井建井周期。集束鉆井，防止磁干擾，節(jié)約作業(yè)時間，提高速度。四．叢式井的施工叢式井的鉆井方式由于油田整體開發(fā)方案中關(guān)于各道工序的運行次序不同等緣由有所不同。目前有三種叢式鉆井方式：〔l〕用浮式鉆井船通過海底底盤井孔預(yù)鉆開發(fā)井，再將平臺導(dǎo)管架吊裝到水下底盤位置，將油井從水下井口回接到生產(chǎn)平臺上，下油管試井生產(chǎn)。這個由勘探到開發(fā)的過渡期，底盤上的第一口井往往是由原來的探井或評價井轉(zhuǎn)為生產(chǎn)井。安裝平臺導(dǎo)管架，裝鉆機或用自升式鉆井平臺，從平臺上鉆開發(fā)井，下油管，試井生產(chǎn)。用浮式鉆井船預(yù)鉆開發(fā)井，各井都有各自獨立的水下采油井口，由ROV幫助將各個采油井口集合，通過浮式生產(chǎn)平臺生產(chǎn)出油。以上三種鉆井方式其導(dǎo)管的鉆孔和下入又有不同：①由浮式鉆井船鉆孔后，下入導(dǎo)管；②導(dǎo)管由平臺上打樁錘砸入；③浮式鉆井船上隨鉆安裝導(dǎo)管；對叢式井的上部井段組織集束鉆井914〔36英寸與660毫米〔26英寸〕井眼段鉆完，并下入762毫米〔30英寸〕508毫米〔20英寸〕表層套管。集束鉆井的優(yōu)點是：不需要每口井接、卸大尺寸的下部鉆具組合和往鉆臺吊上、吊下大尺寸套管的下入工具，節(jié)約了作業(yè)時間；工人在短期內(nèi)不斷重復(fù)單一的工作，作業(yè)效率可以得到提高；便于組織762毫米〔30英寸〕和508毫米〔20英寸〕套管與水泥等大宗物資的供給，削減了大尺寸套管對堆集面積的需求與治理費用；削減了下大尺寸套管的專業(yè)技術(shù)承包效勞費用；削減了陀螺測斜儀等的租用費用。下部井眼進展集束鉆井時，有些作業(yè)在互不干擾時可同時進展。作業(yè)中考慮的一些因素與作法底盤叢式開發(fā)井作業(yè)時需要在底盤位置進展作業(yè)，鉆井平臺需要較長時間進展定點拋特點，針對性地實行措施是格外必要的。作業(yè)中主要考慮的一些因素與作法如下：〔l〕應(yīng)依據(jù)作業(yè)期間風(fēng)向主要趨勢來確定鉆井平臺的艄向；鑒于浮式鉆井平臺是在底盤位置進展作業(yè)的，需要有較長時間進展定點拋描，同時平臺由井孔的移位是通過調(diào)整錨鏈來完成的，故此進展作業(yè)時要求拋出的錨鏈應(yīng)長于10001960千?！?00噸〕；為了削減臺風(fēng)撤離的作業(yè)停工時間，可以選擇一口傾角較小的井，供臺風(fēng)掀高懸鉆具懸掛工具；每完成一口井后進展平臺移位，只需要水下防噴器組從原井口解脫，將整個隔水連接防噴器組就可以進展井孔的正常作業(yè)ROV的幫助下進展安裝，鉆井平臺可同時進展其它作業(yè)。這樣做每口井可以節(jié)約起下隔水管和用鉆桿柱送下井口防腐帽的作業(yè)時間約20小時；每完成一口井平臺移位前，要往套管內(nèi)替注含有殺菌劑、防腐劑與脫氧劑的防腐液，并認真沖洗水下井口，戴上井口防腐帽。要有切實可行的措施，防止物體掉落在海底底盤上。在完成底盤全部井孔的開發(fā)產(chǎn)平臺導(dǎo)管架的安裝供給適宜條件；要收集齊全井口回接作業(yè)所需的資料數(shù)據(jù)；定向井作業(yè)過程中，要準(zhǔn)時測量井斜、方位，按測得的結(jié)果準(zhǔn)時作出垂直剖面圖準(zhǔn)時實行措施訂正。測斜要求是：在垂直段每鉆進50米，要用單點測斜儀吊測〔或起鉆前投測〕一次；定向造斜段或其他測斜儀器隨鉆隨測。轉(zhuǎn)盤增斜段，每鉆50米需要單點測一60～100米〔200米〕要用單點測一次。叢式井鉆進操作主要措施：使用井下馬達造斜時，一般由司鉆親自扶鉆，嚴格依據(jù)作業(yè)監(jiān)視的意圖，依據(jù)儀器所顯示的井斜、方位及泵壓變化狀況準(zhǔn)時送鉆；造斜井段不能停留在某一處循環(huán)，鉆頭到達井底后才能開泵，工具面準(zhǔn)確后要準(zhǔn)時送鉆，一般不允許上提劃眼；轉(zhuǎn)盤增斜鉆具下鉆至造斜段后，下放速度要慢，遇阻時只能上、下活動或開泵循環(huán)，一般不允許轉(zhuǎn)動劃眼，避開劃出井眼；在增斜或穩(wěn)斜井段鉆進中，每鉆進30～50米，要測量井斜、方位，每鉆進200米左右要短起下鉆，隨時了解井身質(zhì)量；操作要平穩(wěn)，送鉆要均勻，不能猛提猛放。下鉆遇阻不行硬壓，應(yīng)接上方鉆桿循環(huán)，在易漏地層要避開下放速度過快造成壓力感動，蹩漏地層；凡在特別作業(yè)〔如取心、電測、下套管等〕前，都要用原鉆具通井循環(huán)，不許隨便轉(zhuǎn)變鉆具組合；在斜井段中，鉆具卸扣必需使用旋扣鉗轉(zhuǎn)動上面的鉆柱，制止用轉(zhuǎn)盤卸扣，以防止鉆具倒扣脫落；在狗腿嚴峻度大的井段中使用鍵槽破壞器，去除形成的鍵槽，避開卡鉆；較嚴峻的“狗腿”，削減阻卡的可能性；從造斜開頭到完鉆，始終保持穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)性能的鉆井液。五．叢式井防碰與繞障技術(shù)障技術(shù)。鄰井距離的計算及繪圖方法交，因此，準(zhǔn)確地計算出鄰井距離是很重要的。計算鄰井距離，可按如下步驟：計算資料的預(yù)備井身計算，求出每個測點的垂深〔H〕，北位移〔N〕，東位移〔E〕和水平位移〔S〕。此每個測點的數(shù)據(jù)是現(xiàn)成的。對將要鉆的井或?qū)嶃@井〔稱為計算井〕，通?？梢詮脑煨秉c開頭平投影圖，并將測斜結(jié)果標(biāo)記在圖上。留意：兩口井要用同一比例，通常取115米的比例。測點距離的計算是從計算井的造斜點開頭〔精準(zhǔn)地說，是以造斜點上面的最近測點開頭，一般距造斜點20米左右〕，可以很簡潔得到計算井的座標(biāo)位置。1 1 為了計算便利，把計算井的測井座標(biāo)加角標(biāo)“l(fā)”，參考井測點座標(biāo)加角標(biāo)“2”，參考3〔H1，N，E〕〔H1 1 2 N，E〕，可以按下式求出兩點間的距離D2 (H H(H H)2(N N)2(EE)21 2 1 1 1 1……〔9－75〕以計算井造斜點上面的最近測點座標(biāo)作為“1”點，依據(jù)垂深Hl的值，可以參考井上找到與垂深Hl相近的上下測點座標(biāo)“2”點和“2”。通常狀況下，Hl＞H2Hl＜H2′因此，需要在參考井上求插入點位置“3Hl＝H3理論上講，插入點的位置是可以求出的，但為了計算便利，最好運用中點作為插入點，這樣，插入點的三要素很簡潔求到：223L ＝〔L ＋L′〕／2…………223〔9－76〕3α＝〔α2＋α2′〕／2………………………3〔9－77〕33〔9－78〕有了插入點的根本參數(shù)〔L、α和〕，就可計算插入點的〔H，N，E〕，然后再3 3 3 3 3 3把插入點當(dāng)作測點〔相當(dāng)于加密測點，縮短了測距一樣〕，再按上述方法，連續(xù)下一輪的挺插入點計算。在現(xiàn)場作業(yè)中，插入點的求解最多不超過三輪計算，這是由于：①在有可能消滅兩井相交的狀況下，可以事先縮短參考井的測斜段長，一般測段長為30米以內(nèi)，尤其是叢式井在造斜時，有的測段長度只有10～20米左右。2 ②當(dāng)Hl≤H2＋10，或Hl≤H2′－10時，而且2～2′井段的井斜、方位變化不大時，可直接把H或H′的測斜數(shù)據(jù)〔井斜、方位〕當(dāng)作插入點“32 段較長的時間和井段。因此并非對每個測點都要進展距離計算，由于工作量太大；地估算出兩口井要相交時，計算井的方向和位移。還有法面掃描，最小距離計算。實際鉆井中，預(yù)防兩井相碰的措施轉(zhuǎn)變或其他狀況，常常會遇到防碰問題，建議實行以下步驟預(yù)防兩井相交〔或相碰〕；充分了解全部鄰井的井眼軌跡，尤其是在計算井造斜點四周的鄰井軌跡狀況，判別出哪些井可能存在防碰問題，并對重點參考井進展認真分析；繪制重點參考井的水平投影圖〔留意相對座標(biāo)位置〕；依據(jù)鄰井狀況和計算井的設(shè)計方位，確定是否需要進展繞障，即計算井在開頭造斜時是否先朝修正的設(shè)計方向鉆進〔即先偏離設(shè)計方位某一角度〕；實鉆的計算井測斜間距不宜過大，一般不超過30米；〔當(dāng)鄰井距離較小時〕；鄰井距離微小時〔l米以內(nèi)〕，要求撈砂樣，通常每31包，并隨時留意砂樣內(nèi)是否有水泥，以及水泥含量的變化，以避開由于儀器的測量誤差引起的軌跡變化；鄰井距離微小時，應(yīng)提示司鉆親熱留意井下特別狀況，一旦相碰時，應(yīng)馬上停頓法，認真觀看有無特別現(xiàn)象。叢式井防碰技術(shù)施工時實行必要措施防止井眼相交。〔l〕在設(shè)計中始終考慮防碰的問題。嚴格掌握井眼軌跡。對于有防碰問題的一組井或幾口井的軌跡掌握，必需嚴格掌握井不僅要軌跡合格，而且軌跡始終應(yīng)在安全圓柱范圍內(nèi)。利用計算機防碰程序幫助軌跡掌握。在叢式井作業(yè)中，必需使用相應(yīng)的計算機防防碰圖。在防碰井段中，應(yīng)親熱留意機械鉆速、扭矩、鉆壓等的變化和MWD測斜時有關(guān)的磁場數(shù)據(jù)狀況，并親熱觀看井口返出物，以此來關(guān)心推斷井眼軌跡的位置。六．鉆井平臺位置優(yōu)選對于叢式井來說，優(yōu)選平臺位置，比一口定向井的設(shè)計更重要，且影響更大角度來優(yōu)選，通常承受兩種優(yōu)選方式，一是累計水平位移最小，二是累計井深最少。累計水平位移最小的平臺位置優(yōu)選值最小就是這種優(yōu)選方式的關(guān)鍵。〔X，Y〕值，值得留意的是X值是南北方向的座標(biāo)值，YX值相當(dāng)于北南位移，Y值相當(dāng)于東西位移，水平位移的計算可依據(jù)兩點間的距離公式來求到：累計井深最少的位置優(yōu)選無論哪一種平臺位置優(yōu)選方式因此，第一是平臺上的少數(shù)井的水平位移不能特別大；其次是少數(shù)井的總井深不能特別深；本上不存在繞障問題。第七節(jié)套管開窗工藝技術(shù)一．套管開窗的用途套管開窗側(cè)鉆的技術(shù)主要是應(yīng)用于兩種井中：正鉆井和油氣生產(chǎn)井。高，有時行之有效的、經(jīng)濟的處理問題的方法，就是側(cè)鉆。窗。套管開窗的應(yīng)用包括：l．鉆多底井。2．事故井側(cè)鉆。老油井的二次開發(fā)，這是套管開窗側(cè)鉆最主要的應(yīng)用方面。由于生產(chǎn)井的生產(chǎn)時間徑。目前，套管開窗的方法主要有兩種，即斜向器〔又稱造斜器、導(dǎo)向器〕開窗法和段銑套管開窗法。這兩種方法的優(yōu)缺點比較如下：二．斜向器開窗工藝工具簡介斜向器、固定錨和封隔器典型的斜向器，其斜面的斜度一般為2～4°。斜向器是用外表硬化的合金鋼磨銑而成，其長度隨直徑大小而變化，常用斜向器的尺寸如表9－26所示。永久固定的造斜器底部的固定錨，其頂部是接頭和斜向器底部的U型銷裝置以螺紋連接并鎖定。其下部有“斜口管引鞋”下入封隔器內(nèi)，以使斜向器的斜面按所需要的方位而定向造斜。電纜下入井內(nèi)，在坐入斜向器固定錨之前，封隔器的水眼是放開的，碎屑可以通過，這樣能防止其鎖緊機構(gòu)被卡。碳化鎢磨銑工具〔9－35〕片上鑲有硬質(zhì)合金塊，可以開出一個長而光滑的套管窗口。壓剪斷剪切螺釘，啟始銑即可開頭切割套管。的狀態(tài)時防止過早地偏離套管而進入地層的正上方時仍可保持銑鞋的磨銑作用。窗口銑鞋可以代替金剛石高速銑鞋。地面。加上金剛石銑鞋的壽命長，可節(jié)約更換窗口銑鞋所需的屢次起下鉆時間。254毫米〔10英寸〕，254毫米〔10英寸〕，西瓜銑主要用于加長窗口頂部并修整窗口。兩端的錐形面較短，是最終加長井修光窗口的磨銑工具。角或毛口，也可銑去可能留在造斜器底部的任何套管突出局部。碳化鎢磨銑工具可以被制成任何所需要的尺寸，每種尺寸都是套管開窗工具中的一局部。斜向器開窗的作業(yè)步驟開窗前的預(yù)備工作的斜向器磨銑工具。鉆該地層時的密度一樣。把握和了解開窗井段的水泥膠結(jié)質(zhì)量隔器坐封，用陀螺定位儀測量斜向器的方位，斜向器的方位通常定在井眼高邊以左或右45°的方位上。坐斜向器一套斜向器裝置是由裝在斜向器頂部凸耳上的啟始銑9－36所示，整套裝置是用鉆桿送入井內(nèi)的。隔器定向鍵相吻合時會自動找正。18.6～29.4千牛〔2～3噸〕，使固定錨坐牢，然后上提29.4〔3噸29.4〔3噸的拉力，說明斜向器已鎖入封隔器內(nèi)，當(dāng)確認固定錨已鎖定后，剪斷剪切螺釘。啟始銑即處于自由狀態(tài)，上提鉆具1米并開泵，下放鉆柱讓剪切螺釘?shù)陀谕苟奈恢?，以慢速轉(zhuǎn)動〔50～60轉(zhuǎn)／分〕。開頭磨銑〔9－36〕空。開頭階段，應(yīng)親熱留意扭矩的變化，保證扭矩不超過安全限度。0.8～l部切割掉。只要凸耳全部被切割掉，便可起出啟始銑，換成金剛石高速銑鞋或窗口銑鞋。修整窗口88.9毫米〔31／2英寸〕88.9毫米〔31／2英寸〕鉆桿，就要加鉆鋌，114毫米〔41／2英寸〕或更大的，就不用加鉆鋌。由于大尺寸鉆鋌使下部鉆具的剛性過大，會導(dǎo)致高速銑鞋隆起的中心不能偏離套管。60～90轉(zhuǎn)／分之間，這時實際上是對窗口處屢次劃眼，要90～12049～68.6〔5～7噸〕。2147千?！?5噸〕。當(dāng)機械鉆速有所提高時，再減小鉆壓，保持適當(dāng)?shù)呐ぞ厍懈钔暧嗔艟植?。要留意的是，假設(shè)鉆壓加得過大，可能會使銑鞋過快地偏離套管，最終導(dǎo)致在窗潔、光滑的。3～5米，以留下足夠的空間讓初次入井的近鉆頭穩(wěn)定器或擴眼器進入地層。為了去除鉆井液中的鐵屑，切割套管時，可在泥漿槽中放置磁鐵。加長窗口和銑錐下井加長窗口。這套鉆具下至窗口頂部位置時開頭劃眼，轉(zhuǎn)速在90轉(zhuǎn)／分左右，漸漸矩降低。整個窗口都按此方法劃眼，直到扭矩平穩(wěn)為止。夠大夠光滑，下任何鉆具組合都不致于發(fā)生事故。通過窗口應(yīng)留意的問題造斜鉆具，最好不加鉆柱穩(wěn)定器。這套鉆具組合應(yīng)當(dāng)具有良好的柔性。通過窗口時應(yīng)留神慎重，緩慢下鉆，不得轉(zhuǎn)動。鉆進20—30米后，測斜。這一段應(yīng)穩(wěn)都位于窗口以下時，起出初次的柔性鉆具組合，依據(jù)需要組合的鉆具連續(xù)鉆進。在連續(xù)鉆進時，鉆具組合通過窗口應(yīng)留意以下幾個問題：牙輪鉆頭或穩(wěn)定器通過斜向器面時，不管起或下都不能轉(zhuǎn)動，以免掛在斜向器的邊緣上而使斜向器轉(zhuǎn)動，或磨壞斜向器。萬一窗口封堵了水泥塞，再鉆開該窗口時必需用金剛石鉆頭或窗口銑鞋，不能用牙輪鉆頭。不管什么鉆具組合，通過窗口時均應(yīng)留神慎重，慢速下放。三．段銑套管的開窗方法段銑工具的構(gòu)造及工作原理段銑工具的構(gòu)造段銑工具實際上是一種簡潔的水力切割工具，段銑工具的規(guī)格尺寸見表9－27。以三洲340毫米〔133/8英寸〕套管段銑工具〔SectionMill，ModelD〕為例，說明段銑套管的開窗工藝技術(shù)。該工具主要由五局部組成〔見圖9－37〕：①上部接頭，168毫米〔65/8英寸〕正規(guī)公扣，與鉆具相接；4298毫米〔113/英寸〕，主要連接上下構(gòu)件，支承力臂；444 298毫米〔113/英寸〕311毫米〔121/英寸〕，168毫米〔65/44 ④活塞體組合，活塞桿上部裝有限位器。⑤刀片，本工具共裝六支刀片〔有的只裝3支刀片，如A－E段銑工具394毫米〔151/2英寸〕，刀片根部直接頂在刀體上，鉆壓時，銷子不受力，保證的銅合金基體上制成，既有切削刃可以磨削，又能吸取沖擊載荷。段銑工具的工作原理開泵供給肯定的排量后，鉆井液流經(jīng)限位器噴嘴，并推動限位器下行，活塞的斜面將刀片推出，使刀片張開，進展切割磨銑。活塞桿下部的噴嘴較小，約為19毫米×124321當(dāng)停泵時壓力消逝，活塞在彈簧的作用下復(fù)位，刀片收入刀體內(nèi)。段銑前的預(yù)備開窗點的選擇：查閱地層剖面圖、CBL圖和下入套管記錄單，初步選一開窗點的位置。在滿足地質(zhì)和鉆井部門對開窗側(cè)鉆井剖面要求的前提下，選擇厚度在20接箍以下3開窗段的固井質(zhì)量必需是到達優(yōu)質(zhì)的。最好承受放開式泥漿槽。磨銑套管時，有大量的鐵屑返出，實行措施去除鐵屑，防止鐵屑進入泥漿池。對鉆井液性能要求：鉆井液攜帶力量對磨銑作85～100秒，切力＞45。鉆井液密度和其他性能，視開窗井段的地層狀況確定。段銑套管的開窗工藝334毫米〔133/8英寸〕298毫米〔113/4英寸〕套管開窗工具，其鉆具組合為：298毫米〔113/4英寸〕開窗工具十203毫米〔8英寸〕4197毫米〔73/4英寸〕127毫米〔5英寸〕加重鉆桿49千牛〔5噸〕以上的鉆壓，以保證磨銑過程中的工具穩(wěn)定。開窗工具下井之前，要在地面進展試驗，確認刀片能張開，也能復(fù)位，同時，記錄最低的刀片張開排量。試驗后，用細鐵絲把刀片固定在刀體上，以防下鉆時張開。固然，下鉆速度不能太快，不能猛提猛剎，以免損壞刀片。開頭磨銑〔見圖9－38〕轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤，記錄不同速度下的空轉(zhuǎn)扭矩。管接箍位置，并把開窗點確定在接箍以下3米左右的位置。30～40轉(zhuǎn)／分，稍增加泵速。大約10分鐘左右后，套管內(nèi)壁已割出一道溝槽，格外平穩(wěn)地下入一點〔小于1厘米〕，這樣能加速切斷套管。在套管接近切斷時，扭矩很大，要漸漸增加排量直到完全切斷套管。切斷套管后，扭矩馬上變平穩(wěn)，要增加排量，直到工作排量為止。磨銑作業(yè)。完全切斷套管后，進展正常的磨銑作業(yè)。磨銑334毫米〔133/8英寸〕2700升／分的排量，鉆壓9.8～29.4千?！?～3噸〕，轉(zhuǎn)速80轉(zhuǎn)／分。具體的磨銑方法如下：①加鉆壓要格外平穩(wěn)，掌握鉆時為2小時／米左右；0.55～101當(dāng)工具超過開窗點后開泵，啟動轉(zhuǎn)盤，緩慢下到原方入處，連續(xù)磨銑作業(yè)；1～23方左右，加強攜帶效果；④當(dāng)磨銑到0.8米左右時，要檢查窗口是否已完全翻開。方法是在開泵的條件下，下壓39.2～49〔4～5噸39.2～49〔4～5噸下放鉆具，停泵，將工具提出開窗點；⑤要隨時留意鐵屑返出狀況。比較抱負的鐵屑長7～10厘米、厚度0.8毫米左右，返出的鐵屑量比較均勻。段銑過程中應(yīng)留意的問題返出鐵屑的數(shù)量少。假設(shè)返出的鐵屑數(shù)量較少，細如頭發(fā)絲，則應(yīng)檢查排量和泥漿性能是否適宜。為了能夠把較大的鐵屑帶出來，可以增加排量，也可以泵入3～4米3稠鉆井液進展檢查。假設(shè)數(shù)量仍不多，可以適當(dāng)增加鉆壓，并認真觀看加壓后的鐵屑變化。7～100.8厘米，外形象車工加工小圓鋼的鐵屑一樣，假設(shè)鐵屑長度超過2015毫米以上，說明鉆壓稍高。假設(shè)鐵屑象鱗片狀，說明鉆壓太高，也可能是鋼級低的套管。套管偏磨。假設(shè)返出物的外形象薄鐵皮，說明套管有偏磨現(xiàn)象。同時還伴隨有其他現(xiàn)象消滅：鉆井大繩抖動；指重表指針搖擺。不動剎把鉆壓也會增加〔轉(zhuǎn)盤必需轉(zhuǎn)動〕。工具提不出窗口。在開窗過程中，由于鐵屑多，假設(shè)井眼清潔不夠〔排量低，或者攜帶效果不好〕，較長的鐵屑就會纏繞在開窗工具上方，并大量地積存，形成濾網(wǎng)，導(dǎo)致提，只有把鐵屑弄碎，工具才能提出來。以連續(xù)正常磨銑作業(yè)，直到刀片磨平為止。通過泥線懸掛器的操作。在海洋鉆井作業(yè)中，尤其是在自升式平臺上作業(yè)，一般這時可將工具放低些，開泵以大排量循環(huán)沖洗一陣子，把鐵屑沖干凈，一般都能起出。刀片