石油钻井行业南海东部大位移井介绍

大位移钻井技术一、大位移井钻井技术综述：随着定向井、水平井钻井技术的发展，出现了大位移井，大位移井的定义一般是指井的位移与井的垂深之比等于或大于2的定向井，也有指测深与垂深之比的。

大位移井具有很长的大斜度稳斜段，大斜度稳斜角称稳斜航角，稳航角大与60度。

由于多种类型的油气藏需要，从不变方位角的大位移井又发展了变方位角的大位移井，这种井称为多目标三维大位移井。

1、大位移井的用途：1）用大位移井开发海上油气田，大量节省费用。

2）近海岸的近海油田，可钻大位移井进行勘探、开发。

3）不同类型的油气田钻大位移井可提高经济效益。

4）使用大位移井可以带替复杂的海底井口开发油气田，接省投资。

5）些油气藏在环保要求的地区，钻井困难。

利用大位移井可以在环保要求不太高的地区钻井，以满足环保要求。

2、大位移井关键技术：1）扭矩与阻力 2）柱设计3）稳定 4)眼净化 5）管需要考虑的问题二大位移近水平井的特点：随着水平井钻井技术在国内的开展，水平井轨迹控制工艺技术也日益提高；大位移近水平井如何准确命中目的层的靶窗，如何控制靶前位移的大小与方位，是大位移近水平井设计和施工技术的关键。

1．大位移近水平井目的层的特点与常规中半径水平井相比，大位移近水平井具有高难度、高投入、高风险的特点，但是一口成功的大位移近水平井，能实现远距离的开发目的，既节约投资，又能获得好的效益。

大位移近水平井开发的区块具有以下特点：(1)断区块组合油藏；(2)探区边界油藏。

２．大位移近水平井的钻井难点(1)区块复杂，着陆控制、稳斜段长控制难度大；(2)对钻井装备、钻井液设备要求高；(3)钻具、监测工具、仪器等针对性强，技术含量高；(4)要求钻井液有很强的润滑性、悬浮能力和携砂能力，并能保持井眼稳定；(5)对防喷、防漏和保护油气层、固井质量、完井技术的要求高；(6)井下恶劣条件与随钻测量仪器和动力钻具使用的矛盾十分突出；(7)井眼轨道的预测、控制难度大，需要有高质量的应用软件和高素质的工程技术人员。

大位移井技术报告韩志勇中国石油大学石油工程学院1999年12月10日大位移井钻井技术基本问题韩志勇这份资料是根据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。

大位移井技术一．大位移井定义大位移井即水平位移与垂深之比大于或等于2的，或者水平位移超过3000m的井。

但在深水井中概念稍许变化，称为深水大位移井，但其水垂比不能沿用常规大位移井大于或等于2的概念。

二．大位移井的主要作用1）水平位移大，能较大范围控制含油面积，开发相同面积的油田可以大量减少海上钻井平台的数量；2）省建人工岛和固定平台的费用；3）大位移井勘探开发近海油田，距海岸10km左右近海油田，均可从陆地用大位移井勘探开发；4）用大位移井代替海底井，不用海底设备，节省大量投资；三．大位移井剖面设计大位移井的设计与常规井差不多，但是大位移井面临设备挑战和钻具钻井的极限，因此设计要不断进行优化和论证，将地层、靶点着陆、摩阻、水力、钻具组合等在剖面设计中结合表现，这样一个完整的设计才是优秀的设计，在指导打井才更具有实际意义。

在设计中并非将设计归于单一的设计剖面选型，而是将设计结合实际情况，将设计约束因素进行排比，进行权衡，因此井的剖面有时是两种剖面类型以上结合使用。

以下为设计简单应用举例：a）关于上部地层夹层多，易井漏，垂深较深：由于大位移井井身结构剖面简单，一般8-1/2"井段为生产段，一个是从完井油管角度考虑，另外就是钻柱的强度限制大位移井小井眼的延伸，因此在不可能增加小井眼钻井情况下考虑这种情况，如果选择单一的造斜率，当然减少摩阻和井深，但增加表层17-1/2"井段的斜深，增加大井眼的钻井难度和13-3/8"套管下入难度，如果使用双造斜率，在上部井段使用较小的造斜率或拟悬链曲面，以尽可能小的井斜角及最短的井深到达易漏层段下，将其封隔好，减少17-1/2"井段作业压力，然后在12-1/4"井段继续造斜，毫无疑问12-1/4"井段稳斜角将高于第一种方案，方案变化其实将17-1/2"部分压力嫁接给12-1/4"，因此方案的优选要进行综合评估。

大位移井钻井技术在油田中的应用分析【摘要】大位移水平井钻井技术，是一种高精尖的钻井技术，是当今定向井、水平井技术的综合系统工程。

它集中了定向井、水平井和超深井的所有技术难点，目前大位移井在世界范围内广泛使用。

大位移井钻井技术可广泛的应用于滩海油田、海上油田、和地面条件极其复杂的边际油田的开发。

【关键词】大位移井钻井技术水平位移大摩阻和扭矩大1 大位移井钻井的基本概念大位移井是在定向井、水平井技术之后又出现的一种特殊工艺井，大位移井是指井的水平位移与井的垂深之比等于或大于2的定向井。

由于多种类型油气藏的需要，从不变方位角的大位移井，又发展了变方位角的大位移井，这种井称为多目标三维大位移井。

目前大位移井在世界范围内广泛使用。

大位移井钻井技术可广泛的应用于滩海油田、海上油田、和地面条件极其复杂的边际油田的开发。

2 大位移井钻井技术的特点与优点大位移井用来优化海上和浅海油田的开发。

对于浅海油田，想要开采油藏可以在海边或者建造堤坝来实现大位移井钻井技术的应用。

这样做的目的即减少了勇于油藏开发的油井数量和平台数量。

又增加了储层裸露面积，从而达到了增加油井的储量及采收率的目的，在一定程度上节省了经济成本，促进了我国的石油产业的勘探，开采，与石油行业的发展，缩短我国与国际上石油开采、勘探的差距，实现促进经济发展等特点：（1）水平位移大。

由于大位移井的水平位移大，所以能够很大程度上实现对含油面积的控制。

与开发同等面积的油田相比使用大位移井钻井技术，有效地减少了大量海上和陆地平台钻井的数量。

应用此项技术对我国的石油开采起到了积极的促进作用.（2）能钻穿多井段的油层。

能够增大油藏泄油面积，从而很大程度上提高单井的油产量。

这种可观的经济效益利益，是推动大位移井钻进技术得到迅猛发展的一个重要因素。

（3）扭矩和摩阻大。

基于大位移井有很大的位移，从而致使了哎钻井过程中扭矩和摩阻的增大。

正因如此对大位移井设计上的优化有很大的必要。

大位移井：大位移井的定义是测量深度与垂深之比（也有用水平位移与垂深之比）大于或者等于2，大位移井综合体现了当今最先进的钻井技术，它对于利用现有平台开发老油田的剩余油、开发滩海和极浅海油田实现海油陆等采具有巨大的经济价值。

该项技术自20世纪90年代开始得到发展，目前国外已经钻成数百口大位移井。

最大水平位移已经超过10000m。

大位移井分为浅层大位移井和深层大位移井，浅层大位移井是指垂深只有100～500m，水平位移与垂深之比较大的井，使用斜井钻机和修井机即可施工。

美国和加拿大这种井较多。

其中美国的B21井垂深只有206m，井深1353m，钻穿油层段1084m，水平位移970m，水平位移与垂深只比是5.66。

深层大位移井早期是指水平位移超过3000m，水平位移与垂深之比大于1；后来定义为水平位移超过3000m，水平位移与垂深之比大于2的井。

1982～1990年水平位移由4473m增大到7290m，1990～1999年水平位移增大到10728m。

它是由英国BPAmoco公司在英国Wytch Farm油田钻成的M-16Z井，水平位移10728m，井深11278m，钻井及固井时间共123天。

1998年创记录的M11井打了两个井眼：M-11Z，井深9688m，然后侧钻打了M-11Y，井深10658m，水平位移10114m，其中水平段的长度达4900m。

一、大位移井的概念(Extended Reach Well )（1）国际上普遍采用的定义：井的水平位移与垂深之比等于2 或大于2的井称为大位移井。

（2）另外的定义：水平位移等于3000米或大于3000米的井。

二、大位移井的特点及用途1、大位移井的主要特点• 一是水平位移大，能较大范围地控制含油面积，开发相同面积的油田可以大量减少陆地及海上钻井的平台数量；二是钻穿油层的井段长，可以使油藏的泄油面积增大，可以大幅度提高单井产量。

2、大位移井的用途(1)用大位移井开发海上油气田从钻井平台上钻大位移井，可减少布井数量，减少井投资。

超级大位移井固井技术现状一、国内目前超级大位移井基本情况中国南海东部石油公司与美国的PHILIPS和PECTEN石油公司合作钻成三口水平位移大于8000m的大位移井。

西江24—3—A14井, 创造了多项当时的世界先进指标, 水平位移8063m, 水平位移与垂深比为2.7, 垂直深度2986m, 测量深度9238m。

在固井技术方面, 主要采用的技术有:1.套管漂浮下入技术对于大位移井, 为了减少套管下入的摩阻力, 在下套管作业时采用漂浮接箍。

将下部一段套管掏空, 使套管在大斜度井眼中底边不会紧贴井壁。

使下套管的磨擦力大大降低, 有利于套管顺利下到预定位置。

从南海东部三口井95/8’’的实施情况来看, 有两口井成功, 有一口井失败, 说明这一技术固然好, 但存在一定风险, 特别是下套管中途遇阻后, 不能实现循环洗井, 可见该项技术有一定局限性, 需要我们进一步探索新的方法和技术。

2.漂珠固井技术漂浮固井技术就是利用比泥浆密度轻的水或柴油作为部份顶替液, 使下部套管在注入水泥浆后在浮力作用下, 保持一定居中的技术, 虽然没有详细介绍该项技术, 但在海上作业实施起来有一定难度。

3.采用了旋转尾管悬挂器固井技术利用旋转套管的办法达到清洗井内滞留岩屑或泥浆从而提高固井质量的目的。

4.套管居中技术为了保证固井质量, 套管居中是需首先考虑的问题, 南海东部A18井95/8’’套管扶正器使用情况: 5050-1506m两根加一只螺旋扶正器；1506-500m每根加一个螺旋扶正器。

500—井口, 每三根一只滚动扶正器。

从扶正器的使用量来讲较大。

5.井眼清洁技术井眼规则、干净, 尽可能携带出岩屑也是保持固井质量的另一个重要因素, 他们采用的技术有:①采用油基钻井液, 利用油基钻井液具有润滑性、低失水、稳定性强, 有较高粘度和切力等优点, 尽可能携带出岩屑, 形成优质泥饼, 规则井眼, 为固井提供一个较好的环境。

②钻进时排量高于保持环空岩屑悬浮状态的环空钻井液上返速度对应的排量要求。

大位移井钻井技术所谓大位移井钻井技术，是一种高精尖的钻井工艺，是当今定向井、水平井技术的综合系统工程，可广泛地应用于滩海油田、海上油田和地面条件极其复杂的油气藏的勘探开发。

尤其位于我国南海西江和渤海湾的近海地区的浅海区域有许多油田，可以利用大位移井钻井技术进行海油陆采，可节约大量的修建海堤或人工造岛等投资费用。

我国引进应用和研究大位移井钻井技术，是从1997年开始的。

应用大位移井，不仅使西江24-1边际油田得以成功开发，而且极大地推动了国外先进的大位移井技术在国内的研究与应用。

近年来，专家针对大位移井的六大技术难点，对大位移井钻井的优化设计理论、国产化配套技术、计算机应用软件技术等进行研究摸索，形成了正确的理论研究方法。

在先导性实验井埕北21-平1井的施工中，首次在我国使用变曲率悬链线井身轨迹剖面设计方法，首次引进具有世界先进水平的调式AGS稳定器和FEWD无线随钻测量仪等组成带地质导向的先进钻井技术，并配合使用新型黑色正电胶硅聚钻井液，有效地解决了摩阻、扭矩等技术难题，这口井创出目前国内陆上大位移延伸井水平位移最长全国新纪录，并在大位移井优化设计、井眼轨迹控制、井下工具应用和研制以及钻井液、完井液等方面，取得了7项突破性的研究成果，形成了钻3000m以上大位移井的配套技术，开展了水平位移4000m以上大位移井的钻井工程设计及井眼轨迹控制技术模拟实验，具备了5000m以内大位移的施工能力。

与此同时，在塔里木酸盐岩地层中，打出一口超深水平井———解放128井，填补了国内钻井施工运用6in钻头水平段和采用世界先进的换压钻进技术边喷、边钻两项钻井技术空白，创出了水平井施工垂深最深的亚洲记录；并在渤海湾附近的桩西古潜山地层中，钻出一口水平位移超2000m的高难度海油陆探大位移延伸定向井---桩斜314井，均见到良好油气显示。

大位移井井身结构设计的基本原则：1.能够有效地保护储油气层；2.避免产生井漏、井塌、卡钻等井下复杂事故，为安全、优质、快速和经济钻井创造条件；3.当实际地层压力超过预测地层压力值,发生溢流时,在一定的范围内，具有处理溢流的能力。

南海东部大位移钻井技术调研报告编写人： XXX审核人： XXX目一、南海部大位移井介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1二、先井工具介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6三、南海部大位移完井介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10一、南海东部大位移钻井介绍( 一)西江24-3油田大位移钻井技术在南海东部，主要是飞利浦斯公司，应用大位移井来开发西江24-3 油田，已经钻完的井有Ａ 14 井、Ａ 17 井、Ａ 18 井、Ａ 20 井。

其中Ａ 14 井是第一口钻成的大位移井，是当时世界上水平位移最大的定向井，日产原油1000ｔ以上。

因此，陆续布置了后来的几口大位移井。

2002 年正钻 A22 大位移井。

1、在钻Ａ 14 井之前，设备及工具做了如下改进工作和准备工作（1）井架额定载荷提高到6672kN，天车载荷提高到6005kN。

（2）钻杆排放量改造为φ139.7mm钻杆× 7010m。

（3）顶部驱动在 100r/min 转速下，扭矩从46 kN· m提高到 69kN·m。

（4）钻机绞车滚筒大绳轮槽由34.925mm改为 38.1mm。

在 TPC可控硅系统加装STRS MKⅡ型的 Bentel 软扭矩旋转系统。

（5）整体式游动滑车大钩承载由500t 改为 650t 。

（6）钻井泵由原来的 2 台 1600hp×34.5MPa改为 3 台 1600hp× 52MPa。

高压管线系统更换成52MPa。

（7）固控系统普通线性运动振动筛 2 台（ 80 目）。

高速线性运动振动筛 3 台（ 180× 200 目）。

离心机 2 台。

除砂器、除泥器各 1 台。

（8）动力系统将1600kW的钻井用发电机改造成可与平台主发电机并网使用。

（9）高强度钻杆φ139.7mm高强度 S135钻杆。

2、Ａ 14 井的实际井眼主要参数：造斜段： 401m～ 1731m，最大造斜率 2.99 °/30m；稳斜段： 1731m～7910m，最大井斜角 85.9 °；降斜段： 7910m～9238m，末端井斜角 54.11 °；井底：垂深 2985m，斜深 9238m，水平位移 8062.7m；靶心距： 90m。