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钻井的概述钻井是石油勘探和开发最主要的手段之一。
通过钻井才能证实勘探地区是否含油以及含油量多少;通过钻井才能将地下的油气开采出来。
钻井技术水平不仅直接影响到勘探的效果和油气的产量，而且关系到油田开发总成本的高低。
因此，提高钻井技术水平和钻井效率，降低钻井成本，对油气田开发具有十分重要的意义。
石油钻井，按钻井的目的，分为勘探井和生产并;按井身轴向角度，分为垂直并和定向井，定向井包括斜直井和水平井:按钻井的环境条件，分为陆地钻井、沙漠钻井和海洋钻井海洋钻井又按钻井装置分为固定钻井和浮式钻井等。
钻机是实现钻井工作的套综合性机组。
钻井技术水平的高低很大程度上取决于钻井设备的装备水平，无论是何种类型的钻井工艺，对钻井设备都有下列基本要求:(1)为了有效破碎岩石、形成井眼，钻具要有旋转钻进的能力。
因此要求机械设备必须给钻具提供足够的转矩和转速，并维持一…定的钻压;(2)为了满足钻具送进、起下钻具、可换钻头、下套管和处理井下事故的需要，机械设备应冇一定的起重能力及提升速度:(3)为了清洗井底、排出岩屑，要求机械设备能够提供钻井液，并产生足够的泵压和排量。
在满足这些基本要求的基础上，适应于不同钻井类型，形成了品种繁多、规格各异的钻井设备系列。
目前的钻井作业一般采用旋转式钻井法，就是将许多根长9m或12m的钻杆经螺纹连接起来，在儿端部装上钻头，由转盘给钻头一个旋转力进行钻井。
随着钻井技术的发展，钻井的深度越来越深，超深钻片的深度已达15000m以上。
钻井工艺也在不断提高，由原来的单孔重直钻井发展到钻定向斜片、水平井和丛式钻井。
新的钻井工艺对钻井机械提出越来越高的要求。
普通的以柴油机为动力的直接钻井方式，已满足不了现代钻井工艺的要求，先进的电驱动系统采用品闸管供电的直流电动机驱动或以变频装置供电的交流变频电动机驱动，方便灵活，控制性能好，得到了迅速的发展。
随着钻井工艺技术和钻井方法的不断改进与提高，各种新型钻井技术和设备，如顶部驱动钻机系统、随钻测量系统、钻井智能专家系统等，必将得到更广泛的应用。
水平井钻井工艺技术引言水平井钻井工艺技术是一种在油气勘探开发中应用广泛的技术，它通过在地层中钻探水平井段，能够有效地提高油气井的产能和采收率。
本文将介绍水平井钻井的一般工艺流程、钻井液的选择和使用、钻头的选择以及井底工具的应用等方面的内容。
一、水平井钻井工艺流程水平井钻井工艺流程是指从井眼设计到井下实施的一系列步骤，下面将介绍水平井钻井的一般工艺流程。
1.井眼设计：根据地层特征和油气开发需求，确定水平段的位置、井眼直径以及水平段的长短等参数。
2.井口施工：进行井口设备安装，包括井口套管的安装、井口井口防喷器的安装等工作。
3.钻井液工艺设计：根据地层特征和钻井液性能要求，确定钻井液的配方和使用方案。
4.钻探井段：根据设计参数，进行钻井液的循环、钻头的下钻、钻进、切换水平井段、控制钻头方位等工作。
5.装备井下工具：根据后续作业需要，部署井下工具，如测斜仪、导向器等。
6.钻进水平段：通过使用导向技术和井下工具，控制钻头沿设计轨迹钻进水平井段。
7.钻井结束：到达设定的钻井参数或达到设计钻井目标时，钻井工作结束，开始下一步的工作。
二、钻井液的选择和使用钻井液在水平井钻井过程中起到冷却、润滑、悬浮废屑和井壁稳定等重要作用。
选择合适的钻井液并正确使用是确保钻井过程顺利进行的关键。
1.钻井液的类型：常见的钻井液类型包括水基钻井液、油基钻井液和气体钻井液等。
根据地层特征、环境要求和工程经济等因素，选择适合的钻井液类型。
2.钻井液的性能：钻井液的性能包括流变性、密度、滤失性、PH值等。
根据地层特征和钻井目标，确定钻井液的性能指标，并进行钻井液调配。
3.钻井液的处理：钻井液采用循环使用，需要定期对钻井液进行处理，包括固相控制、饱和度调整和污染物去除等。
三、钻头的选择钻头是在钻井过程中切削地层的关键工具，选择合适的钻头能够提高钻进速度和钻头寿命。
1.钻头的类型：常见的钻头类型包括三刃钻头、平头钻头、带牙钻头等。
根据地层特征和钻井目标，选择适合的钻头类型。
水平井钻井技术概述完整版水平井是一种井底部分或全部在地下水平方向延伸的钻井。
与传统的垂直井相比，水平井具有以下几个主要优点：首先，它可以增加井底与油气储层接触长度，从而扩大产能；其次，水平井可以改善油气的流动性，减少产量损失；此外，水平井还可以降低井底压力，减少地层综合损害，提高采收率。
水平井钻井技术主要包括以下几个步骤：首先，选择合适的位置进行水平井的定位。
选择水平段的位置通常是根据油气储层的特征进行确定，根据地质勘探资料和地质模型，选择对应的位置进行钻井。
其次，进行导向钻井。
导向钻井是将钻铤送到地下指定的位置，通过调整钻井方向控制井眼的走向。
导向钻井可以利用地磁、地震等物理方法，也可以借助于惯性导航系统和全站仪等工具进行。
第三，进行水平段钻井。
在导向钻井的基础上，继续在水平方向进行钻井。
水平段钻井通常使用高转速、低推力的钻机，采用连续循环钻井方法进行。
第四，完成井筒完井和测试。
在完成钻井后，需要进行井筒完井操作，包括套管下入、固井、开除砂器等，最后进行井筒测试，评估井筒和储层的产能。
水平井钻井技术在实际应用中有许多变种。
例如，曲线水平井是一种在导向钻井中添加一个弯曲部分的水平井形式，可以更好地适应地层的特点；多段水平井是在一个井筒中钻探多个水平段，以更好地发挥地层的产能；水平侧向井是一种特殊的水平井形式，可以在地层的侧向进行钻井；而水平井注水技术则是将水平井与注水技术结合起来，用于增强油气储层的压力，提高采收率。
总的来说，水平井钻井技术是一种现代油气开采中非常重要的技术，它可以改善油气的流动性，提高产能，减少开采成本。
随着油气资源的逐渐减少，水平井钻井技术将会得到更广泛的应用，并进一步改进和完善。
水平井钻井技术概述公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]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是直井。
定向井首先是从美国发展起来的，在十九世纪后期，美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。
当时没有考虑控制井身轨迹的问题，认为钻出来的井必定是铅垂的，但通过后来的井筒测试发现，那些垂直井远非是垂直的。
并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。
最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。
早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。
有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。
第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。
救援井是指定向井与失控井具有一定距离，在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交，然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。
目前最深的定向井由BP勘探公司钻成，井深达10，654米；水平位移最大的定向井是BP勘探公司于己于1997年在英国北海的Rytch Farm 油田钻成的M11井，水平位移高达1，0114米。
垂深水平位移比最高的是Statoil 公司钻成的的33/9—C2达到了1:；丛式井口数最多，海上平台：96口；人工岛：170口；我国定向井钻井技术发展情况我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步，首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—15井和磨三井，其中磨三井总井深1685米，垂直井深表遗憾350米，水平位移米，最大井斜92°，水平段长160米；70年代扩大实验，推广定向井钻井技术；80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。
我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JF128井，井深达到7000米，垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井，水平位移最大的大位移井是大港定向井公司完成的井，水平位移达到2666米，最大的丛式井组是胜利石油管理局的河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（表我国定向井钻井技术发展情况第二节水平井钻井技术简介所谓水平井，是指一种井斜角大于或等于86°，并保持这种角度钻完一定长度水平段的定向井。
1．水平井钻井技术发展概况1863年，瑞士工程师首先提出钻水平井的建议；1870年，俄国工程师在勃良斯克市钻成井斜角达60°的井；瑞典和美国研制出测量井眼空间位置的仪器，1888年俄国也设计出了测斜仪器；1929年，美国国加利福尼亚州钻成了几米长的水平分支井筒；30年代，美国开始用挠性钻具组合在垂直井内钻曲率半径小的水平井分支井眼；1954年苏联钻成第一口水平位移；1964年—1965年我国钻成两口水平井，磨—3井、巴—24井；自来80年代以来，随着先进的测量仪器、长寿命马达和新型PDC钻头等技术的发展，水平井钻井大规模高速度的发展起来。
我国水平井钻井在90年代以来也取得了很大发展，胜利油田已完成各种类型水平井百余口，水平井钻井水平和速度不断提高。
水平井的类型及各种类型水平井的特点1）．水平井的类型：根据水平井曲率半径的大小分为：长曲率半径水平井（小曲率水平井）；中曲率半径水平井（中曲率水平井）；短曲率半径水平井（大曲率水平井）。
2）．不同曲率水平井的基本特征及优缺点（1）．不同曲率水平井的基本特征表（2）．长曲率半径水平井的优缺点优点缺点1．穿透油层段最长（可以>1000米） 1．井眼轨道控制段最长2．使用标准的钻具及套管２．全井斜深增加最多3．“狗腿严重度”最小３．钻井费用增加4．使用常规钻井设备４．各种下部钻具组合较长5．可使用多种完井方法５．不适合薄油层和浅油层6．可采用多种举升采油工艺６．转盘扭矩较大7．测井及取芯方便７．套管用量最大8．井眼及工具尺寸不受限制８．穿过油层长度与总水平位移比最小（３）．中曲率半径水平井的优缺点优点缺点1．进入油层时无效井段较短 1．要求使用MWD测量系统2．使用的井下工具接近常规工具２．要求使用加重钻杆或抗压缩钻杆3．使用动力钻具或导向钻井系统4．离构造控制点较近5．可使用常规的套购及完井方法6．井下扭矩及阻力较小7．较高及较稳定的造率8．井眼轨迹控制井段较短9．穿透油层段较长（1000米）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（Measure Depth）。
2）测深：测点的井深，是以测量装置（Angle Unit）的中点所在井深为准。
3)井斜角：该测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角（见图）。
•井斜角常以希腊字母α表示，单位为度。
4•）井斜方位角：是指以正比方位线为始边，顺时针旋转至井斜方位线所转过的角度（见图）。
•井斜方位角常以希腊字母Φ表示，单位为度。
实际应用过程中常常简称为方位角。
• A5）磁方位角：磁力测斜仪测得的井斜方位角是以地球磁北方位线为准的，称磁方位角。
正北方位线井斜方位角ΦB重力线αB井斜方位线图井斜角示意图图井斜方位角示意图6）磁偏角：磁北方位线与真北方位线并不重合，两者之间有一个夹角，这个夹角称为磁偏角。
磁偏角又有东磁偏和西磁偏角之分，当磁北方位线在正北方位线以东时，称为东偏角；当磁北方位线在正北方位线以西时称为西偏磁偏角。
•进行磁偏角校正时按以下公式计算：真方位角＝磁方位角＋东偏磁偏角真方位角=磁方位角－西偏磁偏角7•）井斜变化率：是指井斜角随井深变化的快慢程度，常以Kα表示，•精确的讲井斜变化率是井斜角度（α）对井深（L•）的一阶导数。
dαKα＝───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：dΦＫΦ＝───dL井斜方位变化率的单位常以每100米度进行表示。
9）全角变化率（狗腿严重或井眼曲率）：从井眼内的一个点到另一个点，井眼前进方向变化的角度（两点处井眼前进方向线之间的夹角），•该角度既反映了井斜角度的变化又反映了方位角度的变化，通常称为全角变化值。
•两点间的全角变化值γ相对与两点间井眼长度ΔL变化的快慢及为全角变化率。
用化式表达如下：γＫ＝───ΔL实际钻井中，井眼曲率的计算方法：目前计算井眼曲率的方法有很多。
有公式法、查表法、图解法、查图法和尺算法五种。
后四种办法皆来源于公式法。
计算井眼，曲率的公式计有三套：第一套公式：对于一个测点：K＝SQR（Kα2＋KΦ2sin2α）对于一个测段：K＝SQR（(Δα／ΔL)2＋(ΔΦ／ΔL)2SIN2αc）Δa图第一套公式的图解法第一套公式的图解法（参见图）：（1）．作水平射线OA；（2）．作∠BOA＝αc（两测点平均角）；（3）. 以一定长度代表单位角度，量OB＝ΔΦ（两测点方位角差）；（4）．自B点向OA作垂线，垂足为C点；（5）．按步骤(3)中的比例，量CA＝Δα；（6）．连接A、B，并量AB长度，按步骤(3)比例换算成角度，此角度及狗腿角γ。
第二套公式：（由于误差较大，现场使用少略）第三套公式：γ＝SQR（α12＋α22－2α1α2COSΔΦ）图第三套公式的图解法第三套公式图解法（参见图）：（1）．选取一定比例，经一定长度代表单位角度，作线段OA，使其长度代表α1；（2）．作OB线段，使∠BOA＝ΔΦ；（3）．按步骤(1)的比例，量OB＝α2；（4）．连接A、B，并量邓AB的长度，按步骤(1)的比例换算成角度，既为γ．10）垂深（垂直井深）：即某测点的垂直深度，以H表示。
•是指井身任意一点至转盘面所在平面的距离。
11）水平投影长度：是指自井口至测点的井眼长度在水平面上的投影长度。
以S•表示。
12）水平位移：简称平移，是指测点到井口垂线的距离。
在国外又称为闭合距( Closure Distance）。
13）平移方位角：又称为闭合方位角（Closure Azimuth），常用θ表示，•是指以正北方位线为始边顺针方向转至平移方位线上所转过的角度。
14）视平移：又称为投影位移，井身上的某点在垂直投影面上的水平位移。
在实际定向井钻井过程中，这个投影面选在设计方位线上。
所以视不移也可以定义为水平位移在设计线上的投影。
15）高边：在斜井段用一个垂直于井眼轴线的平面于井眼（这时的井眼不能理解为一条线，而是一个具有一定直径的圆）相交，由于井眼是倾斜的故井眼在该平面上有一个最高点，最高点与井眼圆心所形成的直线及为井眼的高边。
16）工具面：工具面就是造斜工具弯曲方向的平面。
17）磁性工具面角：造斜工具弯曲的平面与正北方位所在平面的夹角。
18）高边工具面角：造斜工具弯曲方向的平面与井斜方位角所在平面的夹角。
19）装置角：造斜工具弯曲方向的平面与原井斜方向所在平面的来夹角，通常用ω•表示。
20）反扭矩：在用井底动力钻具钻进时，都存在一个与钻头转动方向相反的扭矩，该扭矩被称为反扭矩。
21）反扭角：使用井底动力钻具钻进时，都存在一个与钻头转动方向相反的扭矩，由于该扭矩的作用，使得井底钻具外壳向逆时针方向转动一个角度，该角度被称为反扭角。
22) 贮层顶部：水平井段控制油层的顶部23)贮层顶部：水平井段控制油层的底部24)设计入口角度：进入储层顶部的井斜角度25)着陆点：井眼轨迹中井斜角达到90°的点26)入口窗口高度：入靶点垂直方向上下误差之和27)入口窗口宽度：入靶点水平方向左右误差之和28)出口窗口高度：出靶点垂直方向上下误差之和29)出口窗口宽度：出靶点水平方向左右误差之和30)着陆点允许水平偏差：着陆点允许水平方向前后的误差31)单弯动力钻具：动力钻具壳体上具有一个弯曲角度的动力钻具，特点是造斜率较弯接头组合高，钻头偏移较小32)双弯动力钻具：同向双弯，动力钻具壳体上具有两个弯曲方向相同的弯曲角度的动力钻具，具有比单弯动力钻具更高的造斜率33) DTU动力钻具（异向双弯）：动力钻具壳体上具有两个弯曲方向相反的弯曲角度的动力钻具，钻头偏移最小，不仅可以导向钻进，而且可以配合转盘钻进；附：常用单弯动力钻具、双弯动力钻具、DTU（异向双弯）造斜率表。
