钻井-井斜控制

第六章井斜及其控制在钻井工作中不但要求速度快，而且要求质量好。

井身质量的好坏是油气井完井质量的前提和基础，它直接关系到油、气田的勘探和开发工作。

在钻井工作中不但要求速度快，而且要求质量好。

井身质量的好坏是油气井完井质量的前提和基础，它直接关系到油、气田的勘探和开发工作。

如果井眼斜度（井斜）过大，会使井眼偏离设计井位，将打乱油气田开发的布井方案。

对于勘探工作来说，井斜大了，会使井深发生误差，使所得的地质资料不真实。

并由于井底远离设计井位，会错过油气层，造成勘探工作的失误，这对于断块小油田显得格外重要。

井打斜了，给钻井工作本身也增加不少困难，甚至造成严重事故。

在斜井内，钻柱易靠在井壁的一侧，旋转时发生严重摩擦，在井斜突变井段钻柱发生弯曲，易使钻柱磨损和折断，也可能造成井壁坍塌及键槽卡钻等事故。

一旦我们疏忽大意，井斜过大而超过要求时，就被迫中途填井纠斜，将造成很大浪费，并会推迟完井时间。

井斜大了，会直接影响固井质量。

首先是造成下套管困难，同时套管下入后不易居中，这往往是造成固井窜槽、管外冒油冒气的原因之一。

对采油工作来说，井斜过大会直接影响井下的分层开采、注水工作的正常进行（如下封隔器困难，封隔器密封不好等），对抽油井也常引起油管和抽油杆的磨损和折断，甚至造成严重的井下事故。

所以，井斜过大对油气田的勘探和开发都有很大危害。

如何控制井斜是钻井工作的一个重要课题。

我们要控制井斜，首先必须知道井斜是由哪些因素决定的（详见第七章定向钻井所述）。

一般说来，井斜可由井斜角，方位角，井底位移，井斜变化率等因素来衡量。

所谓井斜，即是一口井偏离了铅直线，如图6-1所示。

（1）井斜角（Ho1e deviation ang1e）井斜角是指井眼轴线的切线与铅直线之间的夹角，一般以“α”表示（图6-1`中的α角为A点的井斜角）。

（2）方位角（Directiona1 ang1e of def1ection）方位角是表示井眼偏斜的方向，它是指井眼轴线的切线在水平面投影的方向与正北方向之间的夹角，一般以“φ”表示。

(2)井斜角(α)： 井斜角( )
指井眼方向线与重力线之间的夹角。单位为度( 指井眼方向线与重力线之间的夹角。单位为度(°)。 井眼方向线： 井眼方向线： 过井眼轴线上某测点作 过井眼轴线上某测点作 轴线上 井眼轴线的切线， 井眼轴线的切线，该切线向 井眼前进方向延伸的部分称 为井眼方向线。 为井眼方向线。 井斜角增量( ∆α )： 井斜角增量( 下测点井斜角与上测点 井斜角之差。 井斜角之差。
1磁铁定向法双罗盘定向法双罗盘测斜仪定向磁铁安装在无磁钻铤上上罗盘处在定向磁铁位置指针标志工具面方位下罗盘远离定向磁铁指针指向正北方位
钻井工程
井斜及其控制
——钻井工程
重庆科技学院石油工程学院制作
第五章 井斜及其控制
本节主要内容： 本节主要内容：
第一节 第二节 井斜及其控制标准 井斜原因
第三节 控制井斜的措施 第四节 虹吸测斜仪
二、衡量井斜的参数
目的：掌握有关参数的概念及这些参数之间的关系。 目的：掌握有关参数的概念及这些参数之间的关系。
1．轨迹的基本参数
测量方法：非连续测量，间断测量。 测段” 测点” 测量方法：非连续测量，间断测量。“测段”，“测点”。 井深、井斜角和井斜方位角----轨迹的三个基本参数。 轨迹的三个基本参数。 井深、井斜角和井斜方位角 轨迹的三个基本参数 (1)井深（或称为斜深、测深） 井深（或称为斜深、测深） 井口(通常以转盘面为基准)至测点的井眼长度。 井口(通常以转盘面为基准)至测点的井眼长度。 以字母D 表示，单位为米(m) (m)。 以字母Dm表示，单位为米(m)。 井深增量（井段） 下测点井深与上测点井深之差。 井深增量（井段）：下测点井深与上测点井深之差。 表示。 以ΔDm表示。
(a) 井斜曲率对比图 (b)

井斜 是钻 井 工 作 中一 个 较 为 普 遍 的 问题 ， 它直 接影 响着 钻井井 身 质量 和钻 井 度 。钻 井 作业 不但 要 求钻 速 快 ， 而 且要 求 井身质量好 。 井身质量的好坏是油气井完 井 质量 的前 提 和基础 。它直接 关 系到泊 气 田的勘 探 和开发 工作 是否 成功 。 直 井 防斜 技 术 的研 究 已有 ８ ０年 的历 史 ，对 防斜 打 直 起 到 了重要 作用 。然而 ， 传 统 的 防斜 技 术 多采 用 “ 轻压 吊打 ” ， 以牺 牲 钻井 速 度 为 代 价 。近年 来发 展 起来 的偏 心钻 具 、 偏 轴 钻具 、 柔 性 钻 具 等 钻 具组 合 ， 虽 然 有 了 明 显的改进 ， 但是对于高陡构造以及造斜能 力强 的地层 ， 其 井斜 控 制效 果 往往 仍 难 以 保证 。呈 现 这种 局 面不 是偶 然 的 ， 钻 具组 合 的 内在 力 学 性 质 决 定 了 目前 的 防斜 技 术是 有局 限性 的 。 现代 防斜 技术 的核 心是 解决 提高井身质量和钻井速度之 间的矛 盾， 必 须 突破 传 统观 念 的束 缚 。积 极探 索 新 的防斜 技术 ， 实现 优质 与高 效 的统一 。 Ｉ井斜 的危 害 １ ． １对 勘探 开发 的影 响 井 斜 如果 较 大 则 会 对 勘 探 工 作 产 生 较大 的影 响 ， 这就 会 导致 勘探 过 程 中对 井 深产 生误 差 ， 这样 所得 出来 的地 质 资料 也 不 够 真实 的准 确 ， 另外 ， 由 于倾 斜过 大 ， 则 会 导 致井 底远 离设 计 的井 位 ， 这 样 对 于地 下 的 油气 层可 能 出现 偏离 的情况 ， 导致 勘 探 工作 的失 败 。 这 对断块 小油 气 田显得 格 外重要 ； 如果井斜过大 ， 也会打乱油气 田 开 发 的布井 方案 。 １ ． ２ 对钻 井施 工 的影响 如 果 井 斜 过 大 ，恶 化 了 钻柱 工 作 条 件， 钻 柱易 发 生 疲 劳 破 坏 ； 易 造 成 井 壁 坍 塌 及 键 槽 卡钻 等事 故 ； 井斜 过大 ， 造 成 下 套 管 困难 ， 套 管 下 人 后 不 易居 中 ， 会 直 接 影 响 固井质 量 ， 往往 造 成 面井 窜槽 和管 外 冒油 、 冒气 。 １ ． ３对 采 油工 艺的影 响 井 斜 过 大 会 直 接 影 响 分 层 开 采及 分 层 注 水 工作 的正 常 进 行 ，如 下封 隔器 因 难、 封隔器密封不好等； 抽 油 井 常 引起 油 管和抽油扦的磨损和折断 ， 甚至造成严重 的井 下事 故 。 ２ 井斜 的原 因分 析 ２ ． １地质 因素 对井 斜 的影 响。 井斜产生的原 因较多 ， 但其中地质条 件 是 导致井 斜 的 重要 原 因之 一 ， 如层 状 结 构、 地层 倾 角 、 岩性 的软 硬 交 错 及 断 层 等 都会导致井斜的产生 ， 在地质因素对井斜

最大特点：柱面展平后，井眼长度和井斜角都保持不变。
优点：
凭着这两张图，即可了解井眼的空间形状,可以反映出井
身参数的真实值，作图容易，利用测斜资料算出每个测点 的坐标位置，即可作图。
H
§3-3 直井钻井技术


三、井斜的危害 1、使井眼偏离设计井位 ，将打 乱油气田开发的布井方案。 2、使井深发生误差，使所得的地 质资料不真实。 3、给钻井工作增加困难，甚至造 成井下复杂事故。 4、使钻柱磨损和折断或造成井壁 坍塌及键槽卡钻等事故。 5、下套管困难，套管居中，影响 固井质量。 6、影响采油及注水工作，常引起 油管和抽油杆的磨损和折断，甚至 造成严重的井下事故。 所以，井斜过大对油气田的勘探 和开发都有很大危害。如何控制井 斜是钻井工作的一个重要课题。


（2）层状地层对井斜的影响
钻头在倾斜的层状地层中钻进时，当钻至每个层面交界处时，此处岩层不能长时 间支持所加的钻压而趋向沿垂直层面发生破碎。在井眼上倾一侧的小斜台很容易 钻掉。相反，在井眼下倾一侧却残留一个小斜台；它就向小变向器作用一样，对 钻头施加一个横向力，把钻头推向上倾的一侧，从而引起井斜。
参数的真实值。
井眼轴线的图示法
二、柱面图表示法：
包括两张图：
一张是水平投影图，相当于俯视图，与投影图表示法相同； 一张是垂直剖面图(横坐标 P，纵坐标D或 H)，与垂直投影
图不同，它不是在某个铅垂平面上的投影。
垂直剖面图的形成：实钻井眼是一条空间曲线，设想经过
这条曲线上的每一个点作一条铅垂线，所有这些铅垂线就构成 了一个曲面。


2、钻具原因
钻具导致井斜的主要因素是钻 具的倾斜和弯曲。一是引起钻头 倾斜，在井底形成不对称切削； 二是使钻头受到侧向力的作用， 迫使钻头进行侧向切削。 （1）导致钻具的倾斜和弯曲的 原因： ①由于钻具直径小于井眼直径 钻具和井眼之间有一定的间隙。 ②钻压使下部钻具受压弯曲。 弯曲钻柱将使靠近钻头的钻具弯 曲更大。 ③下入井内的钻具本来就是倾 斜和弯曲的。