定向钻井技术

摘
要
越来越多的海洋、陆地的大型油田采用丛 式井开发技术，随着大型油田的开发，丛式 定向钻井技术得到了长足的发展和提高，平 台 的 结 构 由 2 X2、4X4 发 展 到 5 X7、5X8、 4X9 的密集型丛式井平台，井距由 2 米 X 2 米 缩小到1.5米 x 1.7米。平台井口数的增加，最 大限度的控制了成本，取得了巨大的经济效 益。
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浅层造斜措施(续)
3 、喷嘴面积。高压喷射钻井，不适于浅层 造斜。如果排量很高，水力冲蚀严重，钻 头承受的钻压小，导向钻具相当于缺少了 一个支点，马达产生的侧向力减弱，马达 的造斜能力降低。在选择喷嘴时，喷嘴面 积在1.8in2，考虑到一趟钻钻完一个井眼的 原则，喷嘴面积选择1.5~1.7 in2，能够满足 浅层造斜的需要。
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Landmark软件提示
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克服困难，挑战极限，是所有定向井 工作者面临的考验。在丛式井平台中有 两个暗礁： a. 平台内各井之间的防碰。包括直井段偏 斜、造斜点深浅和初始方向。 b. 平台内各井与本平台所覆盖油田内的探 井之间的防碰。
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4
槽口分配
槽口分配原则：位移大的井排在外
排槽口，依此类推，位移小的井排 在内排。
分配槽口时井位的方向是非常重要
的，两口井避免相交，两井相交对 于防碰不利。井眼轨迹相交不可避 免，造斜点错开80米以上。
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造斜点的选择
选择原则：先浅后深，先外后里 相邻井的造斜点错开50米。
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F9井14#设计防碰数据
F9井14#实际防碰数据
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F9井与14井防碰绕障图
F9井 实测轨迹线 14井
设计轨迹线
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平台作业中存在的不确定因素
仪器系统误差。 测量误差。 测量深度误差 测量间距误差 磁偏角误差 磁干扰误差。
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(一) 丛式井平台设计
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丛式井设计原则
根据作业者提供的资料，将位移大的 井放在边缘槽口，位移小的井依此类推 放在槽口里面。要求布井合理，井眼安 全、轨迹最优、进尺最少、可操作性强 的原则来进行丛式井设计。
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浅层造斜措施(续)
4 、马达弯角的选择。弯角的选择要考虑 两个方面： (1) 弯角大于1.5度，顶驱(转盘)不能旋转 ，最佳弯角度数1.5度。
(2) 一趟钻钻完一个井眼。
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浅层造斜措施(续)
5、钻井参数的选择。浅层造斜钻压、排 量是主要控制的参数。要想取得理想 的造斜率，钻压必须保持 15kn 以上。 在软地层中加上 15kn 不是很容易的。 如果加不上，必须降低排量，减少水 力冲蚀的作用。
软件计算误差等。
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引起丛式井平台碰撞危险的因素
平台导管架中的隔水导管。平台的隔水导管是
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浅层造斜措施(续)
6、闭路循环。海水比泥浆对地层的冲蚀 作用大很多。需要浅层造斜的井，必须 使用泥浆，采取闭路循环的方式进行造 斜作业，否则造斜率将大大降低。
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(三 ) 井眼防碰技术
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密集型丛式井平台定向作业，井眼防 碰是主要解决的课题。井距 1.5X1.7 渤海 最早采用，查阅很多资料，国外也没有 发现如此小的井距。 Landmark 公司的软 件，井距 1.5 米，提示您注意，再往下钻 进是非常危险的。
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浅层造斜措施
1 、选择一套合理的导向钻具组合 ( 以 121/4” 井眼为例 ) ， 12-1/4”PDC+9-5/8” 马达 ( 弯角 1.5 度 )+11-1/2” 稳定器 +8” 无磁钻铤 1 根+8”MWD+8” 无磁钻铤1根+7-3/4”震击 器+8”接头+5”加重钻杆17根 2、钻头的选择，分两种：牙轮钻头和PDC 。牙轮钻头选择适合高转速 ( 一般在防碰 作业很严重的时候使用 ) ； PDC 钻头要选 择底部稍平，适于加压的PDC。
造斜点深度的选择。根据位移、井
斜、井身结构等因素合理的选择造 斜点深度。
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绕障设计
两口井的方向一致，造斜点不同，
两口井槽口下部空间不能相互占用 。假如不进行绕障设计，则会产生 井眼碰撞事故。
油田覆盖内的探井，如果影响到安
全问题，必须进行绕障设计。
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设计是丛式井平台成功的关键 ，丛式井设计体现安全第一的原 则，把安全第一的原则贯穿到整 个设计中。下面以渤海某油田中 的两个丛式井平台为例说明。
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3X4结构的丛式井平台
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渤海某个丛式井平台靶点位置
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渤海某个丛式井平台水平投影图
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丛式井设计资料
平台结构、井距、结构北角(真北方向线顺
时针旋转到平台北方向线的夹角)。
平台中心坐标、单井的靶点坐标。
井身结构。
特殊井的钻井顺序。
钻井船的就位。目前的钻井船只能覆盖
5X5 或 4X5 的 平 台 ， 对 于 5X7 ； 5X8 ； 或 4X9 的密集型丛式井平台要分两次就位或 使用滑移轨道和钻井帽。
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设计完的槽口图
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(二 )
浅层造斜技术
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普通定向井造斜是定向井工程师必修的 科目，在这里不多讲。何为表层造斜，就 是造斜点浅 ( 小于 350 米 ) ，地层很软，压实 程度比较低的地层中造斜。在这种地层中 造斜，如果不采取一些特殊的措施，是不 能保证造斜率的。丛式井的钻井顺序是先 外后里，先浅后深。前几口井肯定是钻外 排井，如果有一口井没有造斜成功，将会 影响到半个平台，甚至影响到整个丛式井 平台的钻井作业。