鄂尔多斯盆地胡尖山油田胡154区块井组号：安159-27扩
产建区：常规区
井号：安160-25
井别：注水井
井型：定向井
钻井地质设计
中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司
第六采油厂产能建设项目组
二○一二年七月三十一日
中国石油胡154区块安160-25井钻井地质设计
钻井地质设计责任表
长庆油田分公司第六采油厂产能建设项目组2012年07月31日
中国石油胡154区块安160-25井钻井地质设计
目录
1 井区自然概况.......................................................................................... 错误！未定义书签。
1.1地理简况 .......................................................................................... 错误！未定义书签。
1.2气象、水文 ...................................................................................... 错误！未定义书签。
1.3灾害性地理地质现象 ...................................................................... 错误！未定义书签。
2 地质简介.................................................................................................. 错误！未定义书签。
2.1构造概况 .......................................................................................... 错误！未定义书签。
2.2标准地层剖面 .................................................................................. 错误！未定义书签。
2.3储集层特征 (3)
2.4油气藏简述 (3)
2.5勘探开发简况 (4)
2.6已钻井复杂情况 (4)
3 设计依据及开发部署 (4)
3.1设计目的 (4)
3.2设计依据 (4)
3.3布井结果 (4)
4 设计分层数据表 (5)
5 工程要求 (6)
5.1地层压力 (6)
5.2钻井液类型及性能 (7)
5.3井身质量 (8)
5.4井身结构要求 (9)
5.5完井质量要求 (9)
6 资料录取要求 (9)
6.1地质录井 (9)
6.2地球物理测井 (10)
7 健康、安全与环境管理 (10)
7.1基本要求 (10)
7.2健康、安全与环境管理体系要求 (10)
7.3钻遇含有毒、有害气体层段要求 (11)
8设计及施工变更 (11)
8.1设计变更程序 (11)
8.2目标井位变更程序 (11)
8.3施工计划变更程序 (12)
9 技术要求 (12)
10附件、附图 (13)
10.1三压力预测(据胡180井) (13)
10.2井场周围环境示意图 (14)
长庆油田分公司第六采油厂产能建设项目组2012年07月31日
中国石油胡154区块安160-25井钻井地质设计第1页共14页
1 井区自然概况
1.1 地理简况
1.1.1 地理环境
该井位于陕西省定边县新安边乡后崾岘村。地处黄土塬区，井区周围沟谷纵横，山峁相间，地形十分复杂，地表起伏高差大，地表系第四系未固结的松散黄砂土，承压强度小。井场周围无影响施工设施。区块面积预计70平方公里。
1.1.2 交通、通讯
该区交通、通讯不方便。
1.2 气象、水文
1.2.1 气候
冬春季多西北风及沙尘。最大风力可达5级等。
1.2.2 气温
夏季气温(10℃～30℃)，冬季气温(-15℃～5℃)。
1.2.3 雷雨雪霜
夏季高温多雷雨，秋季凉爽而短促，冬季干旱且漫长，日照充足。年平均降水量397毫米。无霜期约126天。
1.3 灾害性地理地质现象
多雨季节，有山体滑坡现象。
2 地质简介
2.1 构造概况
2.1.1 区域地质背景
胡尖山地区位于陕北斜坡中北部，长4+5属于三角洲亚相沉积。
2.1.2 构造基本特征
该区区域构造表现为一平缓的西倾单斜，平均坡降6-10米/平方公里，在西倾单斜背景上局部发育鼻状隆起，隆起对油气富集起着重要作用。
2.1.3 圈闭特征
本区构造比较平缓，单斜背景上的鼻褶相对发育，岩性圈闭可能是本区圈闭的主要类型，其次为古地貌圈闭、构造－岩性圈闭。
长庆油田分公司第六采油厂产能建设项目组2012年07月31日
2.2标准地层剖面
油田地层简表表1
中国石油 胡154区块安160-25井钻井地质设计 第 3 页 共14页
长庆油田分公司第六采油厂产能建设项目组 2012年07月31日
2.3 储集层特征
2.3.1 成岩环境
该区主要以机械压实作用和压溶作用、胶结作用和溶解作用为主。
2.3.2 物性特征
长4+5储层由于成岩期的压实、压溶作用强烈，碎屑颗粒多为线接触，孔隙度一般为
10-13%，渗透率一般为（0.5-1.0）–3u m 2。
2.3.3 空间展布特征
该区砂体近西北-东南向分布，砂体较宽，厚度较小。
2.3.4 岩石的敏感性
延9储层为无~中等水敏、弱~无速敏、无~中等酸敏。
2.4 油气藏简述
2.4.1 油气藏类型
岩性油气藏
2.4.2 流体性质及有毒、有害气体含量
作业过程中注意有毒有害气体（H 2S 、CO 等）防护措施。
2.4.3 油气水界面
油藏属岩性油藏，无油水界面
2.4.4 压力特征
本区地层压力属正常范围，无高压层或特低压层存在（地层破压一般在30-40Mpa）。
2.5 勘探开发简况
该区已完钻评价井、预探井近30口，2012年滚动开发。
2.6 已钻井复杂情况
在钻井施工过程中注意防漏措施。
3 设计依据及开发部署
3.1 设计目的
完成2012年产建任务
3.2 设计依据
(1)、依据长庆油田公司采油六厂产能建设项目组下发的安159-27钻井地质要求：
(2)、依据中国石油天然气股份有限公司勘探与生产分公司下发的《开发井钻井设计编制规范》；
(3)、依据长庆油田公司2005年颁发的《石油天然气探井资料采集与整理操作规程》。
(4)、依据邻井安163-22有关资料。
3.3布井结果
安160-25井设计要求表2
中国石油胡154区块安160-25井钻井地质设计第5页共14页
作相应调整，打口袋过程中如发现油斑级以上油气显示，及时和项目组联系，经项目组同意后方可加深。)
4 设计分层数据表表3
长庆油田分公司第六采油厂产能建设项目组2012年07月31日
、
殊矿物等的空间展布规律，对钻井施工分段进行防斜、防漏、防卡、防喷、防垮塌及保护油气层等提示。）
5 工程要求
5.1 地层压力
5.1.1 已钻井实测地层孔隙压力
已钻井实测地层孔隙压力成果表表5
5.1.2 已钻井破裂压力
中国石油胡154区块安160-25井钻井地质设计第7页共14页
已钻井破裂压力试验成果表表6
5.1.3生产井的采（注）压力
生产井的采（注）压力成果表表7
5.1.4 地层压力预测
安160-25井地层压力预测表8
5.2 钻井液类型及性能
5.2.1 已钻井钻(完)井液使用情况
已钻井钻(完)井液使用情况表表9
5.2.2设计井钻井液类型及性能要求
设计井钻井液类型及性能要求表表10
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5.3.1 直井井身质量要求
直井及定向井直井段井身质量要求表表11
定向井身质量要求表表12
5.3.3 水平井井身质量要求
中国石油胡154区块安160-25井钻井地质设计第9页共14页5.4 井身结构要求
安160-25井井身结构要求表表14
﹙注：一开必须进入稳定岩层30m，且表套下深≥80m；如遇罗汉洞地层，一开必须钻穿罗汉洞水层进入下部稳定地层30m，表套下深≥80m。﹚
5.5 完井质量要求
安160-25井完井质量要求表表15
6 资料录取要求
6.1 地质录井
6.1.1 录井要求
(注：迟到时间：目的层段50m实测一次，非目的层段每200m实测一次，每100m理论计算一次。)
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6.2 地球物理测井
6.2.1 测井内容
安159-27井测井内容表表17
6.2.2原则及要求
6.2.2.1钻开最后一个油层后，正常情况下钻井液浸泡时间不得超过3天必须进行综合测井。
6.2.2.2新增或特殊测井项目由项目组根据实钻情况。
7健康、安全与环境管理
7.1 基本要求
7.1.1 施工单位应遵守国家、当地政府有关健康、安全与环境保护法律、法规等相关文件的规定。
7.1.2 施工单位严格按石油天然气钻井健康、安全与环境管理体系指南SY/T6283－1997行业
标准执行。
7.2 健康、安全与环境管理体系要求
认真贯彻是有行业标准《钻井井控技术规程》（SY/T6426-2005）、《长庆油田石油与天然气钻井井控施细则》（长油字【2008】385号）、《中国石油长庆分公司井控安全管理办法》、《含硫化氢油气井安全钻井推荐作法》（SY/T50078-2005）、《含流油气井钻井操作规程（Q/CNPC115-2006）等有关规定,高油气比区块投产要求执行《长庆油区高油气比油藏井下作业（修井）井控安全管理暂行规定》（长庆开字[2009]43号）。
7.2.1认真贯彻国家的环保政策和法规；
7.2.2井架及机泵房周围挖好排水沟并打水泥，将污水排入污水池；
中国石油胡154区块安160-25井钻井地质设计第11页共14页7.2.3钻井液池及沉砂池要防渗漏，严禁废水废钻井液渗流，以防污染农田；
7.2.4井场排放规范化，各种药品不得露天堆放；
7.2.5完钻后清理污水池和井场；将井场推平，钻井液池填埋，恢复开钻前井场面貌；
7.2.6在钻井施工过程中应做好有毒气体及井控防护措施。
7.2.7立足一次井控，杜绝二次井控。有专用灌浆管线，气钻连续灌浆。储备足够的加重材料，相关设备、仪器运转正常，并有防爆功能；
7.2.8进入洛河前，应提前在钻井液中加入堵漏剂，钻穿洛河地层后进行加压堵漏，以保证洛河层承压能力达到井控要求，进入油层前50m上部地层进行承压能力试验，严格按钻井液设计执行。
7.2.9进入洛河前，应提前在钻井液中加入堵漏剂，钻穿洛河地层后进行加压堵漏，以保证洛河层承压能力达到井控要求，进入油层前50m上部地层进行承压能力试验，严格按钻井液设计执行。
7.2.10施工井队应做好有毒有害气体一机防雷电等井控防护措施；发生突发事件时，及时向当地政府及有关单位报告，并做好应急处理和人员疏散工作做好突发事件应急措施。
7.2.11本井区为井控三级风险井。井位应符合井场布置要求：A：油气井井口离高压线及其它永久性设施≥75m；距民宅≥100m；距铁路、高速公路≥200m；距学校、医院、油库、河流、水库、人口密度极高危场所等≥500m。B：在树林草地等地区钻井，应有隔离带或者火墙。锅炉房、发电房等有明火或有火花散发的傻呗、设施应设置在井口装置及储油设施季节风的上风侧位置；锅炉房与井口相距≥50m；发电房、储油罐与井口相距≥30m；储油罐与发电房相距≥20m。
7.3 钻遇含有毒、有害气体层段预测
目的层段做好一氧化碳、硫化氢等有毒有害气体的防范措施，本井按非H2S井设计，施工过程中随时监测H2S气体，如在钻井过程中，地层中H2S气体含量达到75mg/m3(50ppm)则按井控要求，启动应急安全预案，确保施工安全。
8设计及施工变更
8.1 设计变更程序
在钻井施工过程中因地质原因确需变更设计时，应书面报告，审批后方可实施。
8.2 目标井位变更程序
在钻井施工过程中由于有地面障碍等原因无法实现设计地质目标，应书面报告目标井位
长庆油田分公司第六采油厂产能建设项目组2012年07月31日
移动原因，移动后的坐标，及时进行补充设计。
8.3 施工计划变更程序
由于遇到不可抗力或开发部署调整确需变更设计时，应及时进行补充设计，审批后方可实施。
9 技术要求
9.1认真搞好非目的层的控制性录井工作，卡准第四系、白垩系地层底界，做好地层预告工作。
9.2完钻井深可根据层位变化情况作相应调整,打口袋过程中如发现油斑级以上含油显示，及时和项目组联系，经项目组同意后方可加深。
9.3钻井液应采用优质钻井液，密度≤1.05g/cm3，PH值≤7.5，粘度38～48s、切力
以保证岩屑真实可靠为原则，失水应≤8ml。
9.4施工过程中严禁在钻井液中混油，如有特殊需要必须混油时应报请项目组批准
方可施工，并将有关数据记录在案，事故处理完毕后，必须全部替换钻井液。
9.5油层浸泡时间应≤3天。
9.6本地磁偏角为-2.733°
9.7本设计中所涉及井深均为垂深。
9.8严格执行本地质设计，认真搞好地质录井，卡准地层及油气层，注意各目的层
油气显示，若目的层显示不好，及时请示项目组，以便采取相应措施。
9.9施工中应作好异常高压地层的井控工作。
9.10施工中注意了碰邻井套管。
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10附件、附图
10.1 三压力预测（据胡180井）
长庆油田分公司第六采油厂产能建设项目组2012年07月31日
10.2 井场周围环境示意图
安159-27井场安159-27井位踏勘责任表
第一章定向井（水平井）钻井技术概述 第一节定向井、水平井的基本概念 1．定向井丛式井发展简史 定向井钻井被（英）T．A．英格利期定义为：“使井筒按特定方向偏斜，钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为，定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井，虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然 石油管理局的河50丛式井组，该丛式井组长384米，宽115米，该丛式井平台共有钻定向井42口。 2．定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型： 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井 多分枝井（多底井） 国外定向井发展简况
（表一）
10．井眼尺寸不受限制 11．可以测井及取芯 12．从一口直井可以钻多口水平分枝井 13．可实现有选择的完井方案 （4）．短曲率半径水平井的优缺点 优点缺点 1．井眼曲线段最短1．非常规的井下工具 2．侧钻容易２．非常规的完井方法 3．能够准确击中油层目标３．穿透油层段短（120—180米）4．从一口直井可以钻多口水平分枝井４．井眼尺寸受到限制
5．直井段与油层距离最小５．起下钻次数多 6．可用于浅油层６．要求使用顶部驱动系或动力水龙头 7．全井斜深最小７．井眼方位控制受到限制 8．不受地表条件的影响８．目前还不能进行电测 第三节定向井的基本术语解释 1）井深：指井口（转盘面）至测点的井 眼实际长度，人们常称为斜深。国外 称为测量深度（MeasureDepth）。 2）测深：测点的井深，是以测量装置 率是井斜角度（α）对井深（L?）的一阶导数。 dα Kα＝─── dL 井斜变化率的单位常以每100米度表示。 8）井深方位变化率：实际应用中简称方位变化率，?是指井斜方位角随井深变化的快慢程度，常用KΦ表示。计算公式如下： dΦ ＫΦ＝─── dL
鄂尔多斯盆地杭锦旗东胜气田锦58井区JPH-373井钻井工程设计 中国石油化工股份有限公司华北油气分公司 二○一七年八月
鄂尔多斯盆地杭锦旗东胜气田锦58井区JPH-373井钻井工程设计 设计单位：华北油气分公司石油工程技术研究院设计人： 初审人： 审批单位：华北油气分公司 审核人：梁文龙 审批人： 中国石油化工股份有限公司华北油气分公司 二○一七年八月
设计审批意见 原则同意该设计，同时提出以下要求，请一并执行。 1、本井施工斜导眼完后，着陆点深度均要根据地层变化作相关调整。为加快作业 进度对回填部分斜导眼的轨迹符合率在满足中靶前提下不做严格要求；钻穿导眼目的层后，可根据快速钻进需要改变钻井方式和钻具组合。 2、二开下技术套管间隙较小，井队和固定队应根据实钻情况制定完善的通井、下 套管及固井措施；钻井过程中出现漏失的，下套管前通井需堵漏并做不低于3MPa的承压试验，否则不能下套管，确保固井质量符合要求，特别注意下完套管后固井前循环钻井液排量要控制在环空返速在1.2m/s以上。 3、技术套管固井前钻井队充分作好井眼准备工作，通井正常后方可进行下套管作 业，水泥浆性能试验要取现场水质进行检测。 4、本井完井管柱结合实钻情况和投产方式另行通知。 中国石油化工股份有限公司华北油气分公司 2017年8月
目录 1.设计依据 (1) 2.地质概况 (2) 3.井身结构及套管程序 (6) 4.井眼轨道设计 (8) 5.测量方案及轨迹计算方法 (13) 6.钻井设备及管理要点 (14) 7.钻具组合及强度校核 (16) 8.钻井完井液设计 (21) 9.钻头及钻井参数设计 (26) 10.钻开水平段目的层技术措施 (27) 11.井身质量要求 (27) 12.固井设计 (28) 13.油气井压力控制 (33) 14.复杂情况对策 (47) 15.健康、安全与环境管理要点 (49) 16 弃井要求 (52) 17 风险识别及削减措施 (54) 18.施工进度预测 (57) 19.钻井主要材料计划 (57) 20.资料提交 (58) 附录1：工程应急预案 (59)
水平井钻井工程设计及轨迹控制 一、水平井的概述： 八十年代中期以来，水平井技术在世界范围内取得了突飞猛进的进展，为提高勘探效果，提高单井产量和油层采收率，开辟了一条新的途径，给石油工业的发展带来了新的革命，胜利油田从1990年9月开始，以埕科1井为起点，展开了水平井研究与应用，针对各种类型油藏，如整合油藏、不整合油藏、稠油砾石油藏、低渗透块状砾石油藏、砂岩油藏、石炭系砂岩油藏、古潜山漏失型油藏等进行攻关研究。“八五”期间组织了六个油田、五个院校，762名科技人员，在水平井钻井的设计技术、轨迹控制技术、钻井液技术、完井技术及测井射孔技术的五个方面共31个专题进行了四年的攻关，在理论研究、实验技术、软件技术、工具仪器研制和工具方法等方面，取得了重大技术突破，包括了16项重大科技成果在内的30项技术成果，形成了一整套水平井钻井、完井技术，截止1995年7月项目提交国家鉴定时，胜利油田完成各类水平井30口。“八五”攻关计划完成后，水平井技术迅速转化为生产力，很快形成了大规模推广应用的局面。到1996年底我国陆上已完成水平井94口，推广面积达到13个油田，六种类型的油气藏。仅投产的47口科学实验水平井增产原油78吨，新增产值9.52亿元, 获直接经济效益6.46亿元。到98年底全国陆上油田已钻成水平井204口，其中胜利油田所钻井和以技术服务形式在外油田所钻水平井共计119口。更重要的是，“水平井是增加原油产量、提高采收率和开发特殊油藏最有效的手段之一”这一观点，得到了广大勘探开发工作者的共识，从而带动了与水平井有关的地质、油藏、采油工程等相关技术的发展，推动石油的科技进步。 自项目推广应用以来，应用的油藏类型逐步扩大，完成的水平井类型逐步增多。除本油田以外，先后应用到塔里木、长庆、吐哈、青海、中原、江汉、河南、大港、玉门、江苏等油田，以及江苏省洪泽县非石油行业的芒硝矿开采，完成了以水平探井、阶梯水平井、连通式水平井等为代表的12种类型水平井，其经济效益十分显著，所完成的开发井稳定产值为同地区直井的3倍，其投资仅为直井投资的1.8倍左右，1997年《石油水平井钻井成套技术》被列为国家”八2五”国民经济贡献巨大的十大攻关成果。 在油田的整体开发建设中显示出巨大的优越性：
煤层气水平井钻井工程作业规程 The Operation Regulation of Coalbed Methane Horizontal Drilling 1 范围 本标准作为中联煤层气有限责任公司（以下简称中联公司）企业标准，规范了煤层气水平井钻井工程作业全过程的程序和要求。包括水平井钻井工程设计、钻前准备及验收、水平井井眼轨迹控制作业、水平井测量作业、水平井完井作业、水平井钻井工程质量要求、健康、安全与环境管理（HSE）要求、水平井钻井工程资料汇交要求等六项内容。 本标准适用于煤层气勘探开发过程中水平井钻井工程的设计、施工作业、工程质量要求、资料汇交和验收。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 Q/CUCBM 0301 煤层气钻井作业规程 GB/T 8979 污水排放要求 GB/T 11651 劳动保护用品 SY/T 5172 直井下部钻具组合设计方法 SY/T 5272 常规钻井安全技术规程 SY/T 5313 钻井工程术语 SY/T 5322 套管柱强度设计推荐方法 SY/T 5334 套管扶正器安装间距计算方法 SY/T 5358 砂岩储层敏感性评价实验方法 SY/T 5396 石油套管现场验收方法 SY/T 5411 固井设计格式 SY/T 5412 下套管作业规程 SY/T 5435 定向井轨道设计与轨迹控制 SY/T 5526 钻井设备安装技术、正确操作和维护 SY/T 5547 动力钻具使用、维修和管理 SY/T 5618 套管用浮箍、浮鞋 SY/T 5619 定向井下部钻具组合设计作法 SY/T 5672 钻井井下事故处理基本规则 SY/T 5724 套管串结构设计 SY 5876—93 石油钻井队安全生产检查规定 SY/T 5957—94 井场电器安装技术要求 SY/T 5958 井场布置原则和技术要求 SY/T 5964 钻井井控装置组合配套规范 SY/T 6075 评价入井流体与多层配伍性的基础数据 SY/T 6228—1996 油气井钻井及修井作业职业安全的推荐方法中第八章和第10.5、10.6款 SY/T 6283—1997 石油天然气钻井健康、安全与环境管理体系指南 SY/T 6426 钻井井控技术规程 3水平井钻井工程设计
1、钻井地质基础数据有哪些？ 勘探项目 井号井别井型 地理位置 构造位置 测线位置 大地坐标(设计)大地坐标(实测) 地面海拔(设计)地面海拔(实测) 设计井深完钻层位目的层 2、碳酸盐岩分析用纯样还是用混合样，如何作？ 挑纯样研粉后称1g，加入5％的盐酸5ml，放入反应器皿中封紧，工作曲线最后呈平直状5-6分钟，得出结果。 3、井漏、井喷、井涌收集哪些资料？ 井漏时收集： 1、漏失井段、层位、岩性、起止时间、漏失量、漏失钻井液的性 能及漏失前后的泵压、排量和钻井液性能、体积的变化及井筒 内的静止液面。 2、井口返出情况，返出量，有无油气水显示和放空。 3、井漏处理情况，堵漏时间，钻头位置，堵漏类型，泵入量，压 井过程中钻井液性能及泵压变化。有无返出物。 4、井漏的原因分析(地质因素、工程因素和人为因素)。 井喷时收集：
A.井涌或井喷的井深、层位、岩性、起止时间、喷势并及时取样。 B、井涌或井喷过程中，记录涌、喷高度或射程，喷出物中含流、 气体情况。气体组分、泵压、钻井液性能的变化情况。 C压井过程、时间、钻具位置、压井液数量和性能。 D井涌或井喷的原因分析，如异常压力的出现，放空井涌，起钻抽吸等。 4、录井过程中检查哪些综合录井资料？如果组分中没有C2对不 对，试举例说明？ 色谱记录原图、注样检查等。人为原因：1.气测进机的色谱：采集数据线没有与C2峰对齐。标定时C2出峰时间与实际出峰时间不一致。2.气测不进机的色谱，衰减不及时或不正确。 5、三角图板的应用 答：烃三角图版在一定区域是不同的，本区所用的三角图版是跟据此区油气特征而设定的图版，图版中给出了生产区（S 区），和非生产区两部分。将气测录井烃参数，输入计算 机就会给出解释三角（倒、正）图形及M点在图版上的 位置，与生产区、非生产区的关系，来评价地层流、气体 性质及储层性质的做法叫三角形解法。 6、塔里木盆地有几坳、几隆？ 三隆：塔北隆起、中央隆起、塔南隆起等。 四坳：东南坳陷、西南坳陷、北部坳陷、库车坳陷
页岩气水平井钻井技术 摘要当前我国页岩气水平井钻井施工整体表现出成本高、周期长、复杂事故多等问题。针对这些问题，本文对国内页岩气井进行了技术跟踪，归纳了当前我国页岩气水平井钻井过程中所面临的轨迹优化及控制、井壁稳定、摩阻扭矩、井眼清洁以及固井技术等难点问题。 关键词页岩气水平井轨迹控制井壁稳定摩阻 美国页岩气资源的规模化开发和商业化利用，正在改变着世界能源格局，而同为世界能源进口大国的中国，同样拥有丰富的页岩气资源。政策以及相关支持政策的陆续出台，不但表明了我国政府大力发展页岩气资源的决心，而且正在积极推进我国页岩气产业的全面、快速发展。 页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附或游离状态为主要存在方式，在一定地质条件下聚集成藏并具有商业开发价值的非常规天然气。与常规天然气藏相比，页岩气储层孔隙度主体小于10％，储层孔隙为0~500nm，孔喉直径介于5~200nm，渗透率极低，一般多采用水平井并经水力压裂技术改造后进行开发。当前，公认的具备商业开采价值的页岩气藏需具备以下条件：①页岩气储集层厚度大于100ft（30m）；②富有机质页岩有机质丰富，TOC > 3 %；③成熟度Ro在1.1-1.4之间；④气含量>100ft3/t；⑤产水量较少，低氢含量；⑥黏土含量小于40 %，混合层组分含量低；⑦脆性较高，低泊松比、高杨氏弹性模量；⑧围岩条件有利于水力压裂控制。页岩气藏作为典型的连续型油气聚集，往往分布在盆地内厚度大、分布广的集“生-储-聚”为一体的页岩烃源岩地层中。页岩作为粘土岩常见岩石类型之一，是由粘土物质经压实、脱水、重结晶作用后形成的，其成分复杂，除包含高岭石、蒙脱石、水云母、拜来石等粘土矿物外，还含有诸如石英、长石、云母等碎屑矿物和铁、铝、锰的氧化物与氢氧化物等自生矿物，页岩层理构造发育，多呈页状或薄片状（图1左），并沿层理发育有大量裂隙和微裂隙（图1右），脆性高、易碎，外力击打作用下易裂成碎片，且吸水膨胀性强，长时间裸露浸泡后极易引起井壁缩径、垮塌、掉块等复杂事故。例如，四川威远-长宁构造完成的3口页岩气水平井，水平井段钻进过程多次遭遇井壁垮塌、掉块等复杂，引发卡钻、报废进尺等事故，并导致3口水平井储层段40%进尺作业占总作业时间70%以上。同时，页岩气水平井井壁失稳问题频发，不但严重影响到钻井周期、钻井成本等问题，还直接导致井身质量差、固井难度大、储层污染严重等问题，这些问题都给后续开发带来极为不利的影响。据不完全统计，截止2012年初，四川威远、长宁及云南昭通页岩气产业化示范区完钻的4口水平井，平均井深3357米，平均钻井时间118天，而北美地区井深4000~5000米，水平段1500~2000米的页岩气井钻井周期通常在15~20天，水平段钻井时间仅为5~8天。由此可见，我国相对落后的页岩气水平井钻井技术，已经成为制约我国页岩气工业快速发展的重要瓶颈。
表A-1 钻井工程课程设计任务书 一、地质概况29： 井别：探井井号：设计井深：3265m 目的层： 当量密度为：g/cm3 表A-2设计系数 石工专业石工（卓越班）1201班学生：木合来提.木哈西
图A-1 地层压力和破裂压力
一．井身结构设计 1.由于该井位为探井，故中间套管下深按可能发生溢流条件确定必封点深度。 由图A-1得，钻遇最层压力当量密度ρpmax=1.23g/cm3，则设计地层破裂压力当量密度为：ρfD=1.23+0.024+3245/H1×0.023+0.026. 试取H1=1500m，则ρfD=1.23+0.024+2.16×0.023+0.026=1.33 g/cm3, ρf1400=1.36 g/cm3> ρfD 且相近，所以确定中间套管下入深度初选点为H1=1500m。验证中间套管下入深度初选点1500m是否有卡钻危险。 从图A-1知在井深1400m处地层压力梯度为1.12 g/cm3以及320m属正常地层压力，该井段最小地层压力梯度当量密度为1.0 g/cm3。 ΔP N=0.00981×(1.10+0.024-1.0)×320=0.389<11MPa 所以中间套管下入井深1500m无卡套管危险。 水泥返至井深500m。 2.油层套管下入J层13-30m，即H2=3265m。 校核油层套管下至井深3265m是否卡套管。 从图A-1知井深3265m处地层压力梯度为1.23 g/cm3，该井段的最小地层压力梯度为1.12g/cm3，故该井段的最小地层压力的最大深度为2170m。 Δp a=0.00981×（1.23+0.024-1.12）×2170=2.85Mpa<20 Mpa 所以油层套管下至井深3265m无卡套管危险。 水泥返至井深2265m。 3.表层套管下入深度。 中间套管下入井深1500处，地层压力梯度当量密度为1.12 g/cm3，给定溢流数值
《水平井油藏地质设计技术规范》 地方标准编制说明 一、工作概况 水平井技术是目前技术条件下油田开发的高效手段之一，尤其是能实现本地区低渗-超低渗透油藏的有效开发，而水平井油藏地质设计是油田水平井开发技术的基础和前提。 专业技术人员在水平井油藏地质设计过程中，涉及油藏精细描述、开发动态分析、产能预测等多方面专业技术，编制油藏地质专业图件、关键设计参数表格等大量复杂的专业技术图、表。尤其是油藏地质特征认识要求极高，只有正确认识油藏，才能为科学高效开发油藏提供重要依据。水平井开发与常规井开发有所不同，由于是对单油层开发，对油藏描述的准确性要求更高，更注重精细地质研究、井位筛选和整体部署、轨迹要求和参数优化、产能预测和效益评估等。同时，由于水平井单井投资大（超过1000万元）、井段长（水平段达1000米以上）、风险高，在油藏描述、地质模型建立、井位优化、实施规范等方面必须更加严格要求，才能保障水平井实施的成功率和经济效益。科学制定水平井油藏地质设计技术规范的地方标准有利于形成油田开发新技术业务制度、提高油田开发水平和利用效率，有利于加强矿产资源综合利用，同时为本地区油田开发提供技术保障，对于油田开发技术起到积极地推动作用。因此，该标准的制定，在技术规范、安全环保、经济效益、可持续发展等诸多方面均具有重大意义。 前期调研发现，国内仅有胜利油田《水平井单井地质设计技术要求》（Q/SL1321－1997）有相关企业标准，中国石化集团在其基础上编写了《水平井地质设计技术要求》（Q/SHSLJ1321-2002）和《水平井油藏地质设计技术规范》（Q/SH 0084-2007）。但是其适应的油藏类型、水平井井网等与鄂尔多斯盆地差异较大，不符合陕西省油田开发需求，无法引用作为陕西省水平井开发的规范。随着低品位油气资源的有效开发，陕西省石油产出量快速增长，不但成为石油能源输出大省，而且产生了国内油气开发的龙头企业，为中国能源供需平衡做出了巨大贡献。省内石油钻井工作量巨大，有必要结合国内石油行业常用设计流程和本地区开发实践认识，通过建议性标准规范每年上千口水平井开发流程，简明扼要、重点突出的指导和优化水平井油藏地质设计。
钻探设计说明书 第二章钻探设计说明书 第一节钻探的地质概况 本区地表大部被第四系风积砂与黄土覆盖，基岩仅在沟谷中零星出露，根 据前期的地质踏勘可知，钻探区的的地层由新至老特征如下：第四系全新统的风成层和冲积层、中间的本区没有见到，在就是三叠中统二马营（T2er ）（准格尔旗中部如沙和屹堵、德胜西、暖水等地）为中粒砂岩、三叠下统的和尚沟组（T lh）泥岩假中粒砂岩、刘家沟组（T lL ）砖红色粗粒砂岩、二叠上统的石千峰组（P2sh ）以砂岩为主和上石盒子组（P2s ）以泥岩与砂岩互层为主，二叠下统下石盒子组（P lx ）为长石石英砂岩、下二叠统山西组（P lS）砂岩为主、上石炭统太原组（C2t ）砂岩煤层为主和本溪组以砂岩灰岩和山西式铁矿层、页岩、，中下奥陶统（0）灰岩为主。 第二节钻孔位置 根据前期大的踏勘及周边钻孔对本区的地质情况的揭露，在加上对前人得 研究成果。本钻探区属于华北地台的鄂尔多斯古陆上，由于在喜马拉雅山隆起的使得底层抬升分化剥蚀，使得三叠纪的地层长期出露地表，导致了现在的地貌特征。
本区施工地属于准格尔旗管辖范围，距离原准格尔旗旗政府所在地沙屹堵的纳林镇的黄布拉格的塔上。如图: 根据《岩心钻探规程DD2010-01》编写 第三节单孔钻探技术设计 一钻进方法和钻具组合 为了达到理论的钻探效果，不考虑其经济因素，只考虑地质上及钻进技术等方面因素，达到最优的钻进规程我们采用了金光石钻进，并用绳索取心的方法。 二钻孔结构设计 本区为煤炭地质勘探，勘探煤层厚度及其他特征，根据准格尔旗综合柱状图：设计孔深1400米，采用金刚石钻进，地质剖面包括以下层位：（1）0至10米为可钻性为1级的第四纪的冲击层及卵石层，该段全漏水不循环，需下套管；（3）10至1080米为可钻性1至6级的稳定砂岩为主（4）1080至1400 要求地质取样，主要煤层和灰岩，（5）地质取样要求以59mm终孔。试确定该钻孔结构。［分析］从已知条件，自160米至终孔适于一径到底，不下套管；分析地质剖面，该钻孔下孔口管和一层套管即可；为封闭漏失层，套管下放深度 为20-30米，管鞋伸进稳定层5至10米，套管直径为73mm，因此该孔段须
定向井钻井参数设计 刘嘉 中石油胜利石油工程有限公司钻井技术公司 摘要：科技的发展，人口的剧增，造成了对能源的巨度消耗。这迫使人类去寻找更多的能源来满足这样的消耗，而石油便是其中之一。在脚下的土地中，蕴含着大量的石油能源需要去勘探，这边需要有先进的开采技术，若是因开采方式的不当而造成对能源的大量浪费，便是得不偿失了。 一、定向井钻井技术概述 定向井技术是当今世界石油勘探开发领域最先进的技术之一，也是如今使用的越来越频繁的技术。采用定向井技术开采石油，不仅可以在地下环境条件的严格限制下经济而有效的开发石油资源，在大幅度提高油气产量的同时，又不会对自然环境造成污染，是一项具有显著的经济效益的技术手段。 1.定向井：定向钻井是使井眼沿盂县设计的井眼轴线（井眼轨迹）钻达预定目标的钻井过程。 2.定向井的分类：按照井型的不同，可将定向井分为常规定向井（即最大井斜角在60°以内的定向井）、大斜度定向井（最大井斜角在60°到90°之间，也成为大斜度井）、水平井（最大井斜角保持在90°左右的定向井）、分支井、联通井。 二、定向井的设备介绍 1.泥浆马达：以泥浆作为动力的一种螺杆状的井下动力钻具，主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴总成、驱动轴总成和放掉总成等部分组成。 2.扶正器：在钻井过程中起支点作用，通过改变其在下部钻具中的位置可以改变钻具的受力状态，从而达到控制井眼轨迹的目的。 3.非磁钻铤：在钻具组合中使用非磁钻铤可以有效的放置由于钻具本身所带来的磁干扰，减少测量过程中的误差，使测量结果真实、有效。 4.浮阀：一个用来防止泥浆倒流损害井下工具及防止钻头水眼被堵的工具。 5.定向接头：为定向仪器提供稳定性的工具，便于准确了解马达等井眼下工具的方向，从而能够为下不作业的顺利进行提供保障。 三、定向井参数设计：
《钻探与钻井工程》课程设计 一、课程安排: 本学期按照课程设计要求完成课程设计作业。一律打印。 二、课程内容与要求 1 掌握钻探与钻井及完井工程设计流程和设计规范、格式； 2 掌握井身结构的设计方法； 3 掌握钻进工具的选用及钻探参数的设计计算； 4掌握固井工程设计方法，包括套管柱强度设计、注水泥设计等； 三、考核方式及成绩评定 课程设计的成绩为百分制，课程考核标准组成： 1．格式、规范10分 评分依据：工程设计规范 评分标准：10＊符合程度％ 2．设计的依据与原则准确性30分 评分依据：工程设计依据与原则 评分标准：30＊符合程度％ 3 . 过程的参数选择的合理性和计算过程的可靠性30分 评分依据：参数符合工程实际;计算过程可靠 评分标准：30＊符合程度％ 4. 结果准确性30分 钻探与钻井工程概述 钻探：以钻孔取样的方式（包括工作有：钻探、取心、测井、维护孔壁、封孔等）。探查地下地质信息（地质资料，水文资料，矿产信息）钻井：以钻孔的方式，开发地下资源（包括油、气、水、地热、煤、各类盐碱），从勘探直到开采出来的整个过程与其中所涉及的设备、工艺和关键技术。具体包括：钻头与钻柱、喷射钻井、优选参数钻进、井斜及控制、定向钻井、地层压力检测与井控技术、固井与完井及钻井新技术等。为将来学生毕业后从事这些领域的工作打下坚实基础
设计大纲（目录） 一、地质设计摘要 二、井身结构设计 三、固井工程设计 1．套管柱强度设计； 2．套管柱管串结构及扶正器安放； 3．水泥及水泥浆设计； 4．注水泥浆及流变学设计； 四、钻柱设计 五、钻井设备选择 六、钻井液设计 七、钻进参数设计 1．机械破岩参数设计（包括钻头选型，所有钻头选用江汉钻头厂牙轮钻头、选取钻压和转速）（√）； 2．钻井液体系及性能设计（仅设计钻井液密度，其它参数不作要求） 3．水力参数设计（√）； 4．钻柱与下部防斜钻具结构（√）； 八、下部钻具组合设计 九、油气井控制 十、各次开钻或分井段施工重点要求 十一、地层压力监测要求 十二、地层漏失试验 十三、油气层保护 十四、完井井口装置 十五、环保要求 十六、钻井进度计划 十七、成本预算
页岩气钻井地质及工程设计要点 一、封面 页首写构造：大地构造单元名称。井别：参数井（或调查井）、压裂井等。井型：直井等。页首下写项目名称：××省××页岩气××井地质及工程设计页倒二行：编制单位。 页末：编制日期（出稿时年月日）。 二、扉页 页首：项目设计名称。页中：项目名称、承担单位、编制单位、项目负责、设计人、参加人员、单位负责、审核等。 页末：编制日期（出稿时年月日）。 三、责任表及目录 责任页表：井号、井别、井型、主管单位、项目名称、承担单位、项目负责、设计人、参加人、项目组意见、专家论证意见（右下角签字、日期）、主管单位（右下角签字、日期）。目录：可按二级大纲级别设置目录及章节所在页码。以上一至三项无须页码。 四、正文 1 目的和任务 扼要说明本项目的主要目的和任务。 2 井区位置概况 2.1 井区位置和交通 叙述井位所在区主要的行政隶属（省、县、乡或镇、村）地理位置、地理坐标、铁路、公路干线及要道、井场进出公路相通等情况。附交通位置示意插图（图内外框、坐标数据、比例尺、井位位置等）。 2.2 井区自然地理 1. 地形地貌：主要阐述井位及其附近的地形（平缓或宽阔、土地、植被、井位标高、高差、平坝面积等。 2. 水源、电力、通讯：重点叙述井位处钻探工程用水距离、水量及其保障等情况，扼要叙述电力和通讯情况。
3 基本数据 列表说明页岩气钻井地理位置、构造位置、井口坐标（经纬、直角）、井口标高、设计井深、目的层位、钻探目的、设计目的、完井方式、录井情况、随钻实验情况等。 4 钻探设计依据及目的 4.1 设计依据 根据有关资料或报告简要阐述页岩气厚度、地层、构造、测试结果、页岩气稳定情况、相关结论等。 4.2 钻探目的 简要叙述钻探所达到的目的：目的层系、获取岩芯地层、了解的地层、获取地层厚度、有机质含量、岩石力学特征、页岩储集能力、页岩含气量系列参数等，为××提供地质依据。5 井区地质概况 5.1 区域地层 简述区域由老到新有关主要的地层（系、统、组）。5.2井区地层 由老到新详细阐述井区钻井遇地层及其上下地层系、统、组、段的岩性、厚度、接触关系，附相关地层插图 。5.3区域构造 简述区域大地构造位置及构造轮廓，与本井区有关的褶曲、断裂并加以综述。附区域构造插图。 5.4井区构造 先综述井区构造基本形态：地层志向、倾向、倾角极值及一般值、发育断裂和褶曲条数、长度、断距。 分述有关褶曲、断裂具体情况。5.4构造演化特征 综述沉积环境、沉积相、构造运动及其演化情况等。
川东高陡褶皱带包鸾-焦石坝背斜带焦石坝构造井号：XX井井别：开发井井型：水平井钻井设计
1、钻井地质设计 1.1基本数据 井号：XX井 井别：开发井 井型：水平井 地面海拔 592.47m，补心高 9.0m，补心海拔 601m 计算 地理位置：重庆市涪陵区江东街道办凉水村 5 组 构造位置：川东南地区川东高陡褶皱带包鸾－焦石坝背斜带焦石坝构造 目的层: 上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组下部优质页岩气层段（对应焦页 87-3 井 3610.6-3649.2m/38.6m） 设计井深：A靶点垂深：2799m， C靶点垂深：2777m， B靶点垂深：2821m； AB 段长：2074.10m；完钻井深：5160m； 完钻层位：下志留统龙马溪组下部页岩段 完钻原则：钻至 B 靶点留口袋完钻 完井方式：套管完井 1.2钻探依据 设计井区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组为深水陆棚相沉积，邻井焦页 87-3HF(导眼井)发育厚达89.6m灰黑色富有机质泥页岩，TOC平均为2.44%，优质页 岩段（①-⑤小层）平均TOC为2.85%；有机质类型为Ⅰ型，热演化程度（Ro）为 2.42- 3.13%，有利于天然气的大量生成。 邻井焦页87-3HF(导眼井)目的层以灰黑色粉砂质、炭质泥页岩夹放射虫炭质泥页 岩为主，物性分析表明优质页岩段（①-⑤小层）孔隙度为3.81-5.21%，平均孔隙度达4.48%，具较好储集性能。 邻井焦页87-3HF(导眼井)上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组含气量 1.45-6.62m3/t，平均为3.49m3/t，其中，优质页岩段（①-⑤小层）含气量3.69-6.62m3/t，平均为5.16m3/t，具有较好的含气性。
阶梯水平井钻井技术 冯志明 颉金玲 (大港油田集团公司定向井技术服务公司,天津大港 300280) 摘要 阶梯水平井是在水平井完成第1水平靶区后,通过降斜、稳斜、增斜段的调整,进入并完成第2水平靶区井段的水平井钻井技术。该技术将水平井技术又推上了一个新的高度。使水平井的应用扩展到常规油气层,连续薄油层、断块油层等复杂油气田。文中从施工难点、优化工程设计、井眼轨迹控制3方面论述了阶梯水平井的钻井技术。列举了TZ406井、YX2P1井、LN61-H1井3口阶梯水平井的施工数据。针对TZ406井施工经过、施工要点、施工技术措施,对阶梯水平井的设计、轨道控制技术、施工难点经验、体会和认识,做了全面的论述。现场应用表明:阶梯水平井显著地增加了产量,大幅度地提高勘探开发的综合经济效益,必将成为油气田开发的重要手段之一。 主题词 水平井 导向钻井 井眼轨迹 工程设计 钻具组合 作者简介 冯志明,1966年生。1987年毕业于重庆石油学校钻井工程专业,工程师。 颉金玲,1945年生。毕业于华东石油学院,现任副经理,高级工程师。 阶梯水平井是指在一个井眼中连续完成具有一定高度差的两个或者多个水平井段,形成具有两个或多个台阶的井眼轨迹,用一个井眼开采或者勘探两个或多个层叠状油藏、断块油藏的水平井井型。利用阶梯水平井连续在这两个油层中水平延伸一定长度,节约了重复钻井的投资,增加了单井产量,可取得最佳的开发效果。 一、施工难点 1口成功的阶梯式水平井,能实现取代2口或多口水平井的开发目的,既节约投资,又能获得好的效益。常用于阶梯式水平井开发的区块具有以下特点:(1)层叠式或不整合薄油藏;(2)断块油藏;(3)上部油层断失或尖灭,存在下部可供开采的油藏。 1.目的层油层薄,区块复杂,井眼轨迹拐点多,不平滑,不利于送钻和钻压传递,控制和调整井眼轨道工作量大。着陆、阶梯过渡段控制困难。 2.对钻井装备、钻井液净化设备要求高,井眼的净化和携砂难度大,大斜度井段易形成岩屑床,造成井下复杂情况发生,需要有足够的动力,配套齐全的净化设备。 3.钻具组合、监测仪器等针对性强,技术含量高,钻柱受力复杂。 二、优化工程设计 1.优化井身剖面设计 阶梯水平井的地质设计,通常只给定AB段、CD段两个阶梯水平段的入窗窗口和目标靶区,工程设计则需要满足以下3个方面的条件。(1)满足地质对轨迹控制的要求:即中靶要求。(2)井下专用钻具、工具、仪器装备能满足设计井眼轨迹控制的要求。(3)完井电测、下套管、固井等完井工艺技术水平须满足开放要求。 阶梯式水平井,与普通水平井不同的是怎样依据地质要求,对第1水平段终点到第2水平段终点间的井身剖面进行设计。 2.优化井身结构 根据TZ406井、YX2P1井和LN61-H1井的施工技术,结合国内外其它地区阶梯水平井的施工经验、油层特点和完井方式,一般认为技套必须封固目的层以上的异常高压以及易垮塌、破碎带等不稳定地层,以保证水平井安全、快速地钻井和完井。 三、井眼轨迹控制技术 1.合理的钻具组合设计 分析近年来完成的数十口水平井资料,总结出几套适合于常规水平井和阶梯水平井施工,目前国内工艺技术和装备又能够实现的钻具组合结构。 (1)侧钻钻具组合。钻头+螺杆钻具+定向接头+无磁钻铤+MWD短节+钻铤+钻杆。该钻具组合常用于回填导眼后的侧钻井段和第1造斜井段的施工,平均造斜率达10～12(°)/30m。 (2)钻盘微转增斜钻具组合。钻头+稳定器+无磁钻铤+MWD短节+无磁钻挺+稳定器+钻铤+ 22石油钻采工艺 2000年(第22卷)第5期DOI:10.13639/j.od pt.2000.05.006
地质钻探施工方案 1、地盘平整 根据地质设计钻孔的方位、顶角，使用木桩确定孔位和方位角，并用水泥砂浆固定，修建10×10m2的平整地盘，钻塔底座填方部分不得超过塔基面积的四分之一，孔深大于600米时塔基不许安装在填方部位上，地基靠山坡一边的坡度要适当。岩石坚硬、稳固时，坡度不得大于80度；地基松散不稳定时，坡度不得大于45度，并要除掉活石，必须保证边坡稳定。 2、钻探设备的安装 （1）在安装钻塔时必须在技术人员的指导下，找正方位使塔底的轴线与之重合，根据顶角计算出前后车的距离，确定钻机立轴的准确位置，使天车中心、立轴中心线与孔位在同一直线上。 （2）安装钻塔时，必须在机长的统一指挥下进行，所有参与安装人员都必须戴安全帽。在塔上工作时必须系牢安全带，穿平底的橡胶鞋，工具、螺栓放在工具袋内，塔下人员不得与塔上人员同时工作。 （3）机枕下面要挖平夯实，塔柱下面要垫上硬木板，保证塔座稳固周正，塔身的构件要齐全，螺栓紧固，拉好绷绳，披上塔衣，并要安装好避雷针，且测得电阻符合要求，钻机要安装牢固，顶角测定准确。 （4）夜间或刮六级以上的强风以及雷雨、雪、雾天气时，禁止安拆钻塔。同时要做好防洪、防风、防火工作。 3、钻进方法及钻孔结构的选择 根据岩石的可钻性、研磨性、完整程度，我们决定使用金刚石绳索取芯，孕镶金刚石钻头和扩孔器的钻进方法。 18个钻孔中有2个钻孔穿过断层，预计断层深度为100米到400米之间，约900米，一定程度上给钻探施工造成漏水、坍塌等施工困难。为确保钻孔能顺利钻进，我们确定钻孔结构采用三级结构二级套
管，开孔口径110毫米；钻进一定深度后，根据现场施工实际情况，先下φ108毫米井壁管，然后改用φ91毫米的口径，钻进到完整基岩后，然后下φ89毫米的井壁管。最后改用φ75毫米口径钻进至终孔。钻孔结构大样图如下： 钻孔结构大样图 ×××××××× ×××××φ110 mm×××××× ××××××××××× ×××××××× + + + + + + + + + + + + + + + φ91 mm + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + φ75 mm 4、开孔钻进 开孔前先将孔口的松散层挖一个1立方米的坑，再用水泥打平，待水泥凝固后方可开钻。 （1）使用膨润土配制优质泥浆，在配制时加入2%的纯碱，搅拌30分钟，然后测试泥浆性能，使其达到如下要求： 比重：1.10-1.20 泥皮厚度：小于1毫米 失水量：小于5毫升/分钟
水平井是最大井斜角保持在90°左右,并且在目的层中维持一定长度的水平井段的特殊井 井斜角井眼轴线上任一点的切线与铅垂线的夹角 造斜率指钻井过程中单位进尺的井斜变化的角度 着陆控制由直井段末端的造斜点(kop)到钻至靶窗的增斜井段，这一控制过程 水平控制在靶体内钻水平段这一控制过程称为水平控制靶窗水平井井眼轨道控制设计示意图，矩形a1b1c1d1为靶体的前端面即为窗口 导向螺杆钻具的选型原则1.根据井眼尺寸确定钻具的公称尺寸2.根据井身设计造斜率确定工具造斜率3.根据钻头水眼压降确定传动轴类型4.根据排量要求选择转子类型5.根据井底温度确定定子材料耐温级别6.根据破岩力矩选择马达类型和参数7.根据造斜率选择螺杆钻具的结构型式. 着陆控制技术要点1.略高勿低2.先高后低3.寸高必争4.早扭方位5.稳斜探顶6.矢量进靶7.动态监控 水平控制的技术要点 1.钻具稳平2.上下调整3.多开转盘4.注意短起5.动态监控6.留有余地7.少扭方位 水平井的设计思路和基本方法目的层油藏地质设计—产量预测—完井方法选择—水平段设计—目的层以上的剖面设计—套管程序设计—井下工具、测量方法选择—水力参数设计与地面设备选择—经济评价。简而言之，水平井设计是一个“先地下后地面，自下而上，综合考虑，反复寻优”的过程。 水平井造斜井段曲率半径长半径水平井 中 短 超短. 水平井完井方法裸眼完井 筛孔、割缝衬管完井法 筛孔、割缝衬管带管外封隔器完井 衬管注水泥固井射孔完井法. 水平井常用动力钻具按功能可分为造斜动力钻具组合, 稳斜动力钻具组合，分别用于造斜段钻进和水平段钻进. 按导向结构型式可分为弯壳体动力钻具 弯接头加短直动力钻具及偏心稳定器加直动力钻具. MWD 信号传输方式泥浆压力脉冲和电磁波泥浆压力脉冲分正脉冲 负脉冲 连续波 × 当实钻水平段曲线''B A 在靶心设计平面同侧，波动全高是指靶上、靶下的最大波动全高的绝对值之和 × 弯接头加短直钻具结构，其弯接头度数一般小于2°，其下的直动力钻具要求很短，一般在5m 以下。 × 直螺杆钻具的万向轴壳体有结构弯角。 × 径向轴承组用来承受钻具在各种工况下产生的轴向力。 √ 导眼法选择稳斜点的基本原则是不宜过迟，油顶提前出线，下一段要求的造斜率很高，甚至找不到合适的造斜工具。 如图所示，井斜角1?为0°，A 点的井斜角H ?为90°，造斜点与A 点垂深增值为286.5m ，求造斜率K ，A 点水平位移A S 曲率半径R 及弧长L ，试分析属于什么类型的水平井。 解：由题可知：5.2869001=?=??=?H H ，， ()m H K H 3065 .2861719sin sin 17191?==?-?= ()m K S H A 5.2866 1719cos cos 17191==?-?= m K R 5.2866 17191719=== ()()m H L H H 4501 3.57905.286sin sin 3.5711=??=?-??-?= 所以造斜率K 为m 306?，A 点水平位移m S A 5.286=，曲率半径m R 5.286=，弧长m L 450=，属于中半径水平井。
东北石油大学华瑞学院课程设计 年月日
东北石油大学课程设计任务书 课程 题目 专业学号 主要容、基本要求、主要参考资料等： 1、设计主要容： 根据已有的基础数据，利用所学的专业知识，完成一口井的钻井工程相关参数的计算，最终确定出钻井、完井技术措施。主要包括井身结构、钻具组合、钻井液、钻井参数设计和完井设计。 2、设计要求： 要求学生选择一口井的基础数据，在教师的指导下独立地完成设计任务，最终以设计报告的形式完成专题设计，设计报告的具体容如下： （1）井身结构设计；（2）套管强度设计；（3）钻柱设计；（4）钻井液设计；（5）钻井水力参数设计；（6）注水泥设计；（7）设计结果；（8）参考文献； 设计报告采用统一格式打印，要求图表清晰、语言流畅、书写规、论据充分、说服力强，达到工程设计的基本要求。 3、主要参考资料： 王常斌等，《石油工程设计》，东北石油大学校自编教材 涛平等，《石油工程》，石油工业，2000 《钻井手册（甲方）》编写组，《钻井手册》，石油工程，1990 完成期限
指导教师 专业负责人 年月日
前言 钻井工程设计是石油工程的一个重要部分，是确保油气钻井工程顺利实施和质量控制的重要保证，是钻井施工作业必须遵循的原则，是组织钻井生产和技术协作的基础，是搞好单井预算和决算的唯一依据。钻井设计的科学性、先进性关系到一口井作业的成败和效益。科学钻井水平的提高，在一定程度上依靠钻井设计水平的提高。 设计应在充分分析有关地质和工程资料的基础上，遵循国家及当地政府有关法律、法规和要求，按照安全、快速、优质和高效的原则进行，并且必须以保证实施地质任务为前提。主要目的层段的设计必须体现有利于发现与保护油气层，非目的层段的设计主要考虑满足钻井工程施工作业和降低成本的需要。 本设计的主要容包括：1、井身结构设计及井身质量要求：原则是能有效地保护油气层，使不同地层压力梯度的油气层不受钻井液污染损坏；应避免漏、喷、塌、卡等复杂情况发生，为全井顺利钻进创造条件，使钻井周期最短；钻下部高压地层时所用的较高密度钻井液产生的液柱压力，不致压裂上一层管鞋处薄弱的裸露地层；下套管过程中，井钻井液柱压力之间的压差不致产生压差卡套管等严重事故以及强度的校核。2、套管强度设计；3、钻柱设计：给钻头加压时下部钻柱是否会压弯，选用足够的钻铤以防钻杆受压变形；4、钻井液体系；5、水力参数设计；6，注水泥设计，钻井施工进度计划等几个方面的基本设计容。
第二章 水平井剖面设计 第一节 水平井剖面的设计内容 1、水平井剖面设计原则 水平井剖面的设计一般依据下面的几点： ● 根据地质提供的入靶点止靶点三维坐标数据，计算水平段长，水平段稳斜角及设计方位角； ● 确定剖面类型，考虑是否需要第一稳斜段，并考虑第一次增斜角的范围； ● 确定水平井钻井方法及造斜率，选择合适的靶前位移； ● 初步计算井身剖面分段数据，根据水平井剖面设计中可供选择的五个基本参数(即造斜点，第一稳斜角，第一稳斜段长度及第二造斜率)，选择其中的任意三个，求出其它两个参数后，再进行井身剖面分段数据计算； ● 对初选剖面进行摩阻、扭矩计算分析，通过调整设计的基本参数，选取摩阻及扭矩最小的剖面； ● 根据初定剖面的靶前位移及设计方位角，计算出井口坐标，并到施工现场落实井位； ● 复测井口坐标，对设计方位角及剖面数据进行微调，完成剖面设计。 2、水平井剖面设计的原理和方法 2.1 水平段的数据计算 假设水平段入靶点为A 点，止靶点为B 点，X 为南北坐标（纵标)，Y 为东西坐标（横标）,A 点垂深为H a ,B 点垂深为H b (以转盘面为基准),地质提供的三 维坐标可表示为A 点坐标（X a ,Y b ,H a ）,B 点坐标(X b ,Y b ,H b ) ● 水平段垂深(H ?)的计算 H ?=H b 一H a 若H ?>0,说明水平段井斜角?90max πα。油藏程—完井方法 若H ?=0,说明水平段井斜角?=90max α。井身结构—井笛剖面—钻具组合 若H ?>0,说明水平段井斜角?90max φα。地面情况（钻机） ● 水平段平增(S ?〉的计算 ()()22a b a b Y Y X X S -+-= ?
坑内钻探地质操作手册
（3）钻孔在地表确定，必须考虑到技术施工的可能性，要求孔位平坦（避开陡崖、水塘和易于发生山洪瀑发和泥石流的地段。 （二）钻探施工前的地质工作 要点严格执行地质设计，认真编写好钻孔地质技术指导书，签订好施工合同 （1）根据地质设计，在矿区地质图或勘探剖面图上量出设计钻孔坐标，下达钻孔定位通知书。测量人员根据设计钻孔的坐标，用仪器到实地实测，下达钻孔机械安装通知书，由施工单位负责平整机场，设计钻孔若为斜孔，测量人员必须在勘探线设计钻孔孔位前后各测一个方向桩。 （2）认真编制钻孔地质技术指导书根据设计地质确定钻孔理想柱状图，再根据设计任务书的要求提出钻孔质量要求及施工注意的要点。 交钻探技术人员进行钻探技术设计（含施工工艺、钻孔结构、技术措施）。钻孔地质技术指导书一式四份。 （3）开钻前各项验收工作及钻孔地质结构介绍，地质、测量和机长共同参加验收钻孔位置、方位、倾角、岩心箱、岩心牌等工具情况经合格后，下达开孔通知书和详细介绍该孔地层岩性、见矿层位、以及技术要求。 （三）机场施工管理与指导 加强现场施工管理工作，是提高钻探质量的着急也是获得最佳地质成果的重要手段。 加强现场施工管理有如下工作： （1）检查核对钻探班报表记录重点 检查回次进尺、回次采心、岩心编号、累计进尺，孔深累计有无差错、检查岩矿心洗干后装入岩心箱，是否按顺序，对上叉口扣紧，依据编号回次记录牌是否班报表数据一致、岩心箱中隔板是否正确。 （2）重点丈量矿层采取的矿芯长度，计算回次采取率，这项工作是提高钻探质量关键，若发现含矿岩层，矿层以及顶底板围岩的采取率达不到规范要求时，立即下达工作联系单，要求机台采取果断措施，提高采取率，确保矿层采取率达到技术要求。 （3）及时检查及督促测量人员，按设计要求及时测量钻孔方位角及倾角。根据测斜结果计算钻孔弯曲测量及改正表。在设计剖面，确定钻孔偏移轴线，检查钻孔方位角，倾角是否达到设计要求。若钻孔方位角或钻孔倾角漂移过大，达不到原设计要求，及时提出纠斜措施，或提供报废意见。项目负责同公司领导意见决定，否则重新开孔。 （4）检查孔深