下载文档原格式
大位移井钻井技术难点1 概况大位移井（ERD）作为开发滩海和海洋油气资源的最重要手段，已得到越来越广泛的运用和快速发展。
采用大位移井可大大减少人工岛和钻井平台的数量，并使每个平台可控制的泻油面积增大，从而减少所钻井的数量，增加储层裸露面积，并提高油井产量和采收率。
大位移井通常定义为水平位移与垂直深度之比大于2.0的井。
大位移井的关键技术包括：井身剖面和钻柱优化设计，摩阻与扭矩，井壁稳定技术，井眼清洁、套管磨损预测与防治技术，以及完井技术等。
随着随钻测井技术、旋转导向钻井系统、随钻环空压力测量技术、闭环钻井技术以及配套钻井液技术的跨越发展，一大批高指标的大位移井陆续钻成，而且周期越来越短，成本明显降低，都表明大位移井钻井技术代表了当今世界钻井技术的一个新的高峰，并将有着更广阔的发展空间。
2 大位移井发展现状迄今为止,大位移井的位移世界纪录为10728m，是由BP公司于1999年在英国Wytch Farm 油田的1M-16SPZ井上创造的，该井测量深度11278 m，水平位移10728 m，位垂比6.55。
目前全世界位移超过万米的大位移井有3口。
分别是英国的Wytch Farm 1M-16SPZ井(10728 m)、阿根廷的Cullen Norte-1井(10585 m)和BP 的Wytch FarmM211Y井(10114米)。
在位移排前20位的大位移井中，中国拥有3口，名列第三。
中国的3口大位移井是由中国海洋石油总公司在西江油田施工的西江24-3-A14、西江24-3-A20、西江24-3-A17。
3 大位移井钻井施工技术难点（1）剖面设计及轨迹控制难大位移井的突出特点是水平位移大、井斜角大，井身设计、井眼轨迹控制等与常规定向井钻井明显不同，井眼轨迹优化设计和轨迹控制难度大，是减小大位移井摩阻和扭矩的主要途径之一。
（2）摩阻与扭矩大由于大位移井段井斜角多在70°以上，斜深大，重力效应突出，从而引起上提下放钻柱时的阻力大；钻柱摩擦力矩大，传递扭矩困难；钻柱与套管磨损严重；钻柱强度问题突出；施加钻压困难，下部钻具组合易产生屈曲导致自锁。
研究生课程《油气井工程科技进展》第一讲位移技管力学大位移钻井技术及管柱力学高德利2016年11月01日北京提纲一．井眼轨迹与井型的概念二．定向钻完井理论与技术二三．大位移钻完井延伸极限四．油气井管柱力学与工程五．结束语五一.井眼轨迹与井型的概念•井眼轨道：设计的井眼轴线形状。
井眼轨迹与井型的概念•井眼轨迹：实钻的井眼轴线形状。
•专业术语：轨道设计、轨迹控制。
一.井眼轨迹与井型的概念1. 轨迹基本参数井眼轨迹与井型的概念轨迹测量方法：非连续，测点、测段。
轨迹基本参数井深井斜角和井斜方位角 轨迹基本参数：井深、井斜角和井斜方位角。
（1）井深井深：井口至测点的井眼长度。
又称测深，以D m 表示。
用钻柱或电缆测量。
井深增量（井段）：下测点与上测点的井深之差。
以∆D m 表示。
一井眼轨迹与井型的概念（2）井斜角.井眼轨迹与井型的概念 井斜角：指井眼方向线与重力线之间的夹角。
以α表示。
井眼方向线：过井眼轴线上某测点作井眼轴线的切线，该切线向井眼前进方向延伸的部分。
井斜角增量：下测点与上测点α的井斜角之差，Δα。
一井眼轨迹与井型的概念（3）井斜方位角井斜方位角以北方位线为始边顺时针方向旋转到井眼方位线上所.井眼轨迹与井型的概念 ：以正北方位线为始边，顺时针方向旋转到井眼方位线上所转过的角度。
以Φ表示。
井眼方位线：井眼方向线在水平面上的投影井眼方位线：井眼方向线在水平面上的投影。
井斜方位角增量：下测点与上测点的井斜方位角之差，ΔΦ 。
用象限角表示：指井眼方位线与正北方位线或与正南方位线之间的夹角。
例：N30°E 。
一井眼轨迹与井型的概念.井眼轨迹与井型的概念2. 轨迹计算参数由基本参数计算得到的参数。
（1）垂直深度Ｄ：轨迹上某点至井口所在水平面的距离。
垂深的增量称为垂增（∆Ｄ）。
：（2）水平长度LP轨迹上某点至井口的长度在水平面上的投影。
水平长度的增量称为平）。
增（∆L）P（3）水平位移Ｓ：轨迹上某点至井口的距离在水平面上的投影（或轨迹上某点至井口所在铅垂线的距离）。
钻井技术发展的新动态摘要随着科学技术的发展，网络化、信息化的普及，中国的钻井技术也在不断的发展着。
虽然五十年代后我国钻井技术已经有了显著的提高，但是与西方发达国家相比仍然处在较低水平。
如何提高钻进技术，改变钻井技术的现状，满足现代化钻井技术的需求，已经成为石油钻井领域值得思考的问题。
钻井技术从上世纪末至今已经历了经验钻井、科学化钻井、自动化智能钻井3个发展阶段。
美国、西欧等西方发达国家一直处于钻井技术的前沿，完成了大批超深井、高难度定向井、水平井、径向井、分枝井。
关键词：钻井国外发展一、石油钻井新技术：1、大位移井钻井技术大位移井（Extended Reach Drilling，简称ERD）是指水平位移深度（HD）与垂直深度（TVD）之比大于2.0以上的定向井或水平井；当比值大于3时，则称为特大位移井。
80年代末，随着水平井钻井高潮的到来，促进了大位移井技术的发展；在1994年SPE第69届钻井会议上，大位移井成为讨论的主题之一。
钻大位移井的主要原因是基于经济上的考虑，在海洋及滩海油气勘探和开发中，节省近三分之一以上的费用，并大幅度提高了油气采收率。
2、欠平衡钻井技术欠平衡钻井这个概念，早在1866年就被提出来，在本世纪80年代后期和90年代初期才大规模地得到应用，并在美国奥斯汀白垩系地层钻井时取得成功并迅速发展。
据最新资料统计，美国全年约有四分之一的油气井和地热井不同程度地采用了欠平衡钻井技术；有的油气田应用率竟高达98%。
当前，世界上各大石油公司之所以争先恐后地研究应用该项技术，目的是提高钻井综合效益，减少对储层的损害，最大限度地发现低压、低孔、低渗产层。
3、小井眼钻井技术目前，小井眼钻井技术是一项综合性、技术密集型的钻井配套技术，它包含许多先进的生产工艺，如侧钻水平井、分支水平井、径向水平井、欠平衡钻井及连续管钻井等，这些钻井方法大都采用小井眼钻成，是先进工艺技术、新型工具的集大成者。
二、钻井技术发展趋势1、套管钻井工艺套管钻井工艺是用套管代替钻柱，通过套管向钻头传递水力和机械能的。
大位移钻井技术
施兆国
【期刊名称】《石油知识》
【年(卷),期】1998()4
【摘要】1 大位移井的基本概念大位移井是在水平井钻井技术和深井钻井技术基础之上发展起来的一种新型钻井方式,它集中了水平井和深井的所有技术难点,其英文名为Extended Reach Drilling,即采用定向井技术向某个或多个指定目标点延伸,使其达到勘探和开发此目标点的目的。
1.1 大位移井的基本定义目前,国际上较为普遍采用的基本定义为:钻井垂直井深与水平位移(不包括水平段)
【总页数】2页(P18-19)
【关键词】大位移井;大位移钻井;水平钻井
【作者】施兆国
【作者单位】辽河油田
【正文语种】中文
【中图分类】TE243
【相关文献】
1.NP13-1706大斜度大位移井钻井液技术探索 [J], 张育;柴彦顺
2.辛176-斜22大位移井钻井技术 [J], 张磊
3.大斜度大位移井钻井液技术探讨 [J], 李钟
4.辛176-斜22大位移井钻井技术 [J], 张磊;
5.南堡13-1706大位移井钻井技术 [J], 王先洲;左洪国;夏景刚;黄红亮;王景;王玮因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
大位移井技术报告这份资料是根据1996年12月在我国大港油田举行的“大位移井技术座谈会”的资料和个人的理解整理而成。
由于资料很不全，个人水平所限，所以难免有看法片面和观点错误之处。
敬希各位专家批评指正。
一. 定义：什么是大位移井？目前尚无统一的定义。
初期，认为水平位移超过3000米就是大位移井，或认为KP＞＝1 就是大位移井。
我国前几年水平位移超过1000米的井，就认为是大位移井。
所以关于大位移井的定义，实际上是个发展过程。
目前有两种定义法：一种为“KC＝测量井深与垂直井深之比＞＝2称为大位移井，KC＞＝3为特大位移井”。
这是第14届石油大会上有人提出的。
此定义目前主要用于挪威。
一种为“KP＝水平位移与垂直井深之比＞＝2 ”。
这种定义目前主要用于英国的BP公司和美国的ARCO公司。
这种定义法在垂直剖面图上看起来比较直观。
现在这两种定义法各持己见。
二. 大位移井的主要用途：大位移井的主要用途是油藏所在的地球表面(主要是水面)难以建立钻井井场的条件下，或者建立井场需要花费很大代价的条件下，从距离较远的已有的钻井井场上向该油藏钻探井或开发井。
三. 大位移井发展情况：大约从30年代初，在美国加利福尼亚海岸上向海里钻定向井时，就可以认为这种思想就是钻大位移井的思想。
但由于当时技术的限制，实际只能钻小位移的定向井。
现代大位移井大约从80年代末、90年代初开始。
1. 1989年开始，美国Pedernal油田(是距离加利福尼亚海岸6.•5 公里的海上油田)在原钻井平台上钻大位移井，少建了一个平台，省了1 亿美元。
至1993年，共钻了6 口大位移井，水平位移为2500～4473米。
2. 1990年开始，美国Dos Cuadras 油田( 是距离加利福尼亚海岸9 •公里的海上油田 )在原海上C 平台和B 平台上钻了9 口垂深非常浅相对水平位移非常大的大位移井。
其中，C —29 井垂深293 米水平位移1156米，KP＝3.95；C—30 井垂深294 米，水平位移1485米，KP＝5.05；都创造了当时的世界记录。
大位移井下套管工艺技术摘要：文章在介绍国内外大位移井的基础上，指出大位移井下套管工艺技术的关键技术与难点，分析了国外解决这些问题所采取的工艺技术措施，为解决我国钻3 000 m以上水平位移的大位移井固井问题提供了指导。
关键词：大位移井；固井；套管；扶正器；浮箍；漂浮；钻井液大位移井又叫大位移延伸井ERD，就是在原定向井的基础上，把井眼进一步向外延伸的井。
随着钻井技术的发展，目前通常定义大位移井为水平位移与垂深之比大于或等于2，或水平位移超过3 000 m的井；特大位移井（Mega Reach Well）是指水平位移与垂深之比大于3.0的井。
大位移井钻井技术作为水平井技术的一个重要方面和发展方向，20世纪90年代得到迅速发展，1990年，大位移井的水平位移世界纪录为5 006 m，目前大位移井的位移世界纪录为10 728 m，是由1999年BP公司于在英国Wytch Farm 油田的1M－16SPZ井上创造的。
目前，全球还有3口大位移井的位移超过万米，他们分别是英国的Wytch Farm 1M－16SPZ井、阿根廷的Cullen Norte－1井和英国的Wytch Farm M－11Y井。
2010年3月胜利油田施工的重点探井高平1井，实际完钻斜深4 535 m，垂深948.87 m，井底水平位移3 814.30 m，水平段长3 462.07 m，位垂比达4.02∶1，创全国陆上油田位垂比最大的新纪录。
在大位移井方面，我国与国外先进水平相比还有相当大的差距。
1国内外下套管工艺技术发展情况介绍大位移井的特点是大斜度长裸眼稳斜井段很长，在井斜角很高的情况下，管柱躺在下井壁，增加了下行阻力。
这种不能靠自身重力把套管柱向下滑动时的井斜角称为临界摩擦角。
决定套管下深的主要因素是最大套管重量，下套管摩擦损失（在井斜角超过临界摩擦角的井段时，必须施加外力将套管推进该井段）以及下套管的机械损失（由钻屑、井壁坍塌、井壁台阶、压差卡钻等）。
设计与研究１大位移井技术随着定向井、水平井技术的发展，出现了大位移井（ＥｘｔｅｎｄｅｄＲｅａｃｈＤｒｉｌｌｉｎｇ，ＥＲＤ）。
在国外，大位移井是指测量深度（ＭＤ）等于或大于真实垂深（ＴＶＤ）２倍的井，当ＭＤ／ＴＶＤ＞３时，称为超大位移井或特大位移井。
国内倾向于将大位移井定义为水平位移与垂深比值超过２．０的井。
利用大位移井实施海油陆采，可替代或减少建造平台和修筑通往海滩的道路，大幅度降低钻井综合成本，而且可以使后续油井管理费用大幅度降低。
我国南海、东海、渤海等浅海蕴藏着极其丰富的石油天然气资源，因此大位移井技术在我国具有广阔的应用前景。
２大位移井下套管技术大位移井不仅可以减少钻井井场和装置，还能得到在其他情况下不能获得的储量。
成功地完成一口大位移井所涉及的关键技术很多，其中套管的顺利下入是大位移井关键技术之一。
２．１在大位移井技术中下套管应该考虑的因素影响大位移井下套管的关键的３个因素是最大下套管重量、摩擦的重量损失和力学重量损失。
最大下套管重量由达到极限摩擦角的总垂深决定。
极限摩擦角随岩性、钻井液和其他因素的变化而改变，超过极限摩擦角，则需要推力推动套管下行，这就是摩擦的重量损失。
力学的重量损失是由岩屑、井壁坍塌、台肩、压差粘卡、稳定器陷入地层和其他因素导致的损失。
经验表明：只要是裸眼井段均存在力学的重量损失，而且损失量比摩擦的重量损失大。
因此，在钻大位移井时，下套管技术战略中对力学的重量损失更加引起重视。
２．２保障大位移井套管顺利下入应采取的措施（１）优质的井眼是大位移井完井管柱顺利下入的首要条件。
（２）大位移井采取漂浮下套管技术是增加管柱下入能力的有效手段。
因为漂浮技术可以有效地减小下部完井管柱的摩擦阻力。
（３）大位移井下套管的另一有效手段是边下边循环技术。
下套管同时循环钻井液可将井内的岩屑沉积床清除干净，减小摩阻力，并能降低卡钻几率。
（４）利用旋转管柱来降低摩阻、提高下入能力是大位移井完井的另一项关键技术。
