浅析钻具组合防斜打直技术在现场的应用中英文

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浅析钻井工程中井斜的原因及控制措施作者：卢维虎来源：《中国新技术新产品》2013年第09期摘要：在钻井过程中，井斜给钻井工程带来一系列的危害，并造成巨大损失。

要想控制直井井眼绝对不斜，是不可能的。

问题在于能否控制井斜的度数或者井眼的曲率在一定范围之内。

本文主要探讨井斜的原因以及在现场中控制井斜的措施与方法，这对合理化的钻井有非常重要的意义。

关键词：钻井；井斜；防斜钻具；原因；措施中图分类号：TE20 文献标识码：A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80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。

1 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，套管下入后不易居中，会直接影响固井质量，往往造成面井窜槽和管外冒油、冒气。

2017年08月光钻铤钻具组合降斜在深层井中的应用孙洪亮（大庆钻探工程公司钻井一公司，黑龙江大庆163411）摘要：为了解决深部地层井斜超标严重，攻克由于地层岩性不均质、地层倾角大、断层发育以及新工艺提速等原因导致的井斜超标问题，以往现场降斜采用轻压吊打，牺牲钻压和钻速的方法实现控制井斜，但是该方法导致钻井周期长，成本高，且控斜手段单一，严重阻碍了勘探开发步伐，要想实现防斜打快，必须改变工艺方法和应用手段。

近几年针对深井井斜，应用光钻铤钻具组合进行钻井试验，应用14口井，平均降斜率为2.96°/100m ，钻速提高29%、钻井周期缩短3天，降斜效果显著。

实践证明，光钻铤钻具组合能够对井身质量进行控制，使钻井效率进一步提高，解决了防斜打快的矛盾，对缩短钻井周期，降低钻井成本，提供了强有力的技术支撑。

关键词：深层；井斜；光钻铤；效果根据深井地层倾角测井资料统计，地层倾角在10度以内，地层倾角最高60度。

采用常规钻具组合钻井，由于地层的倾向对钻头侧向力的影响，经常出现井斜超标；2011年以来14口深井井斜超标，平均每年3.5口井身质量不合格，既造成钻井周期的延长，又造成不好的社会影响，因此要想实现防斜打快，需要通过改变工艺方法和应用手段解决问题。

通过光钻铤组合大钻压降斜应用攻关研究及现场试验，实践证明，光钻铤大钻压钻具结构在螺旋屈曲后产生涡动，具有防斜纠斜的优点，应用后深井钻速提高29%、周期缩短3天，延长钻头寿命30%以上,是控制井身质量的有效途径。

1深井井斜的原因1.1地层因素（1）深井所钻地层跨越的地质年代大，岩性复杂，Q 二段以上砂泥岩互层较多，岩性不均质，钻时忽快忽慢，嫩二段-泉二段易井斜。

（2）D 组以下地层夹层多，倾角大、岩石硬度高、地层各项异性指数和地层造斜系数高，是深井产生井斜的主要原因。

1.2工具、钻具组合及参数因素（1）上部泉头组地层采用塔式或钟摆钻具组合，能纠斜和防斜，由于受钟摆力及临界钻压限制，只能小钻压吊打，牺牲钻速；下部登娄库组以下地层采用满眼钻具组合，能防斜但不能纠斜，受环空间隙及钻具刚度影响较大，螺扶磨损后易井斜。

82大牛地气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部，D12-53井是大牛地气田布置的一口二级结构开发水平井。

该井目的层为下石盒子组盒1段，设计井深3871.52m，施工中存在临井防碰、裸眼段长、造斜率高、甲方对钻井液性能要求给施工带来了较大难度。

1 基础数据 D12-53井位于陕西省神木市尔林兔镇西葫芦素村，是一口二级结构开发水平井，距离DPT-1井井口171.45。

12.45m；DPT-7井井口182.15。

15.69m。

设计井深3871.52m，设计垂深2531m，目的层二叠系下石盒子组盒1段，完钻井深3566m。

井身结构与套管数据见表1。

防碰扫描见表2。

表1 井身结构与套管数据开数井眼尺寸×井深套管尺寸×下深水泥返高一开Φ311.2mm×412m Φ244.5mm×411m 地面二开Φ215.9mm×3871.52mΦ139.7mm×3869.52m地面2 施工难点（1）D12-53井距离DPT-1井井口171.45。

12.45m；DPT-7井井口182.15。

15.69m，施工中需要防斜打直时刻做好与临井防碰工作。

（2）D12-P53井采用单增轨道设计，造斜率6.86°/30m，增斜率较高，小弯度螺杆无法满足增斜要求，从直井段到造斜段更换不同弯度螺杆增加了施工作业的风险。

（3）裸眼段较长、地层浸泡时间长，双石界面砂泥岩互层频繁，泥岩周期性剥落给施工带来的难度。

（4）水平段钻遇泥岩轨迹调整造成摩阻增加、轨迹不平滑给后期作业带来较多困难。

3 主要技术措施3.1 D12-53井防斜打直与临井防碰技术措施为确保直井段井身质量和防碰要求、提高施工效率，在施工中采取了以下技术措施：（1）开钻前校正井口、转盘、天车在同一铅垂线上偏差小于2mm，保证一开开孔井斜为后续施工打好基础。

（2）直井段采用以下钻具组合，一开井段：0～420m 钻具组合：121/4”PDC+Ф203mm 1.25度单弯螺杆+203mm 钻铤×1+308mm扶正器×1+631×410接头+无磁钻铤×1+411×410定向接头+无磁钻铤×1根+6½”DC×7根+4A11×410接头+5”HWDP×24根+5”DP串。

螺杆钻具防斜打快技术分析【摘要】井斜问题是影响钻井井身质量的关键因素，而目前钻井中对井身轨迹提出了更高的要求，如何控制好井斜大小和井身轨迹的走向以及提高钻井速度是钻井的重要工作。

利用常规钻井技术不但很难满足井身质量的要求，而且严重制约了钻井速度的提高。

通过理论分析和实践，利用动力钻具配合高效钻头钻井，可以大大地提高机械钻速、缩短钻井周期，尤其是防斜打直方面可以更好地控制井身轨迹。

【关键词】动力钻具钟摆钻具井身轨迹防斜打快目前，普遍使用的防斜钻具结构主要有钟摆钻具组合、双稳定器满眼钻具、柔性防斜钻具、偏轴防斜钻具等等。

通过力学分析，以上钻具结构都是依靠钻具的钟摆力来达到防斜和纠斜的效果。

因此，钟摆钻具是在直井段钻进中广泛使用的，而且在普通的地层里，其防斜效果非常明显，但在一些倾角较大的地层，其防斜能力较差，往往不能提高机械钻速，而且井斜得不到控制。

为提高钻具结构的防斜及纠斜效果，并提高机械钻速，根据动力钻具自身的特点，利用动力钻具的高转速带动钻头高速转动。

实践证明利用此钻具组合，不用再采取小钻压吊打，不仅很好的控制了井斜也大幅度的提高了机械钻速，缩短了钻井周期，取得了较好的经济效果。

1 钻井现状1.1 井身轨迹的严格要求随着大部分油田开发进入中后期，越来越多的采用大斜度定向井、大位移井来加密开发剩余油气藏，这就对井身质量提出了越来越高的要求，靶区半径由原来的50-70m，缩小到了现在的20m，15m，甚至要求在10m半径范围内，而且对井身轨迹提出了更高的要求，限制直井段井眼轨迹的位移，这是为了与老井眼进行防碰，也是为了将来能够有足够的空间布置新井位。

1.2 地质条件的限制在普通地层，采用钟摆钻具，可以很好地控制井斜，使井身轨迹达到设计要求。

但是在深井、大倾角地层及易增斜地层，采用常规钻具钻进，虽然采取小钻压吊打的方式，但往往很难起到控制井斜及轨迹走向的目的，更是严重制约了钻井速度，得不到很好的经济效益。

关于防斜打直钻井技术研究发布时间：2022-04-28T04:08:36.964Z 来源：《中国科技信息》2022年33卷第1期作者：赵洪田刘文化邵明瑞[导读] 高徒地层防斜打直是钻井工作中遇到的一个难题赵洪田刘文化邵明瑞黄河钻井总公司第二职业技能鉴定站（实训基地）山东东营 257000摘要：高徒地层防斜打直是钻井工作中遇到的一个难题，这项钻井工作直接影响转速。

防斜打直钻井技术在各个地区中运用要结合实际情况，分析在技术运用中需要注意的问题。

本来是针对防斜打直技术存在的问题进行分析总结，了解常用的防斜技术和相关工具等，对钻井防斜打直进行分析，希望为相关人员施工提供参考。

关键词：关于；防斜打直钻井技术；研究引言：随着石油工业的发展，石油钻井要求不断提高难度，增加钻井的速度已经成为提高经济效益的关键[1]。

高徒地层钻井倾斜一直影响着钻井工作的开展，要想解决这个问题，就需要采取有效的防斜钻井技术，并且还应该适用先进的工具提高钻井的速度和效率。

一、井斜发生的原因分析井斜发生的原因比较多，受到地质条件和钻井操作等因素的影响，任何一个环节出现问题都有可能会出现井斜情况。

要想解决井斜问题就需要对井斜发生的原因进行分析。

（一）地质地层原因地质原因主要是地质地层结构影响，导致岩石交界处薄弱，长时间钻眼可能会出现垂直层面破坏，导致钻层发生变动。

对于钻头施加横向作用力，就会导致钻头的方向改变而出现倾斜情况，地层倾角越大，其颈斜的程度越大。

而各个地层各项异性会影响井斜，由于岩层沉积的方向不同及强度也不同，钻头是顺着容易钻进的方向前进[2]。

若是其前进比较困难，而在垂直层面上的破碎比较容易，就有可能会导致基层倾斜状态发生方向改变，这就会出现倾斜情况。

若是地层倾角越大，井斜的程度也会越大，还有就是岩性软硬交错会影响井斜。

若是钻头进入地层后，遇到硬地层就会往偏向软地层的方向前进，这就导致地层方向改变，出现井斜情况。

（二）钻井操作因素钻井的过程中操作方法直接影响倾斜度，因此要结合操作方法改善。

螺杆钻具控制井斜的理论分析与应用研究在实现井斜控制目标的同时，如何提高钻进速度是钻井工作者长期以来十分关心的问题。

本文提出了利用单弯螺杆钻具来控制井斜的钻具组合结构，单弯螺杆钻具组合可以在低钻压下获得较高的转速，不但有利于控制井斜也有利于提高机械钻速。

由于结构弯角的存在，使其能够有更强的防斜、纠斜能力，与传统的钟摆螺杆钻具组合相比控制井斜更加有效。

本文对转盘与螺杆钻具联合钻进时的防斜打快机理进行了分析，从理论上证明了利用螺杆钻具配合PDC钻头进行防斜打快的技术思路。

采用有限单元分析方法，建立了螺杆钻具控制井斜的力学模型，为定量分析螺杆钻具控制井斜的特性提供了技术支持。

对单弯螺杆防斜钻具组合分析表明：稳定器安放位置距钻头越远钻头侧向力越大；钻压对钻头侧向力影响不明显；弯角和肘点位置对钻头侧向力有明显的影响，这对专用防斜螺杆钻具的设计改进提供了理论依据；单弯螺杆钻具组合在井斜角较大时显示出了强的纠斜能力。

为了指导单弯螺杆钻具的安全使用，本文还对单弯防斜螺杆钻具的应力状态进行了分析，分析表明在目前的钻具结构和施工参数条件下，螺杆钻具的使用是安全的。

本文提出的螺杆钻具防斜打快技术在新疆油田易斜地区：高陡构造百54井区13051井、断层带八区T80268井，T80276井，山前构造卡因迪克地区K1000井，K1001井、东湾背斜东湾1井进行了成功应用。

实践表明，这种防斜打快的新方法值得推广应用。

*原地矿部地勘高新技术项目“5000m 钻探工程技术方案研究”中的专题“深孔硬岩钻进用钻孔测斜、防斜和纠(造)斜系统”的内容之一。

项目编号:9505501-6。

课题研究于1997年1月开始,同年12月通过评审。

　樊腊生:男,1964年生,原地矿部探矿工艺研究所高级工程师;1986年毕业于成都地质学院探矿工程系;现从事钻孔防斜、测斜的研究工作。

地址:610081成都市西北桥。

　江天寿:原地矿部探矿工艺研究所教授级高级工程师。

钻孔测斜、防斜和纠(造)斜系统*樊腊生　江天寿摘　要　收集和总结了主要科学钻探项目和结晶岩深孔取心钻探项目采用的钻孔测斜、防斜和纠(造)斜系统。

关键词　科学钻探　深孔　测斜　防斜　纠(造)斜Deviation Surveying ,Preventing and Controlling Systems /Fan L asheng ,J iang T ianshou (Inst itute of Ex plor ation T echnolog y,Cheng du,610081)Abstract V ar io us devia tion surv eying ,pr eventing and co ntr o lling sy stems used for continental scien-tific dr illing and deep ho le drilling in cry st alline r ock are co llected and summed.Key words scient ific dr illing,deep ho le,bo re-hole surv eying ,deviatio n contr ol,ho le str aig ht ening (deflect ing)1　钻孔防斜系统钻孔弯曲的原因是多方面的,其中地层因素、下部钻具组合的特性及钻压是影响孔斜的3个基本因素。

探讨钻井防斜打直技术特点与应用【摘要】钻井过程中影响井斜的因素很多，且井斜给钻井、完井等作业带来一系列的危害，并造成不可估量的损失。

防斜打直技术是石油钻井一项关键技术。

针对钻井中多次出现井斜问题，国内使用较多的除钟摆钻具和满眼钻具防斜技术外，发展了偏轴钻具防斜技术、螺杆钻具配合PDC钻头防斜技术等，近年来又扩大了VDS、SDD、VertiTrak、PowerV等具有主动防斜能力的自动化井斜闭环控制系统的应用，成功地解决了高陡构造、断层、盐层等情况下钻进时的井眼质量问题。

【关键词】钻井；防斜打直；钻具组合前言胜利油田地处渤海湾，石油资源丰富，油藏类型复杂多样，如何实现高效勘探开发，一直是石油工作者不断探索的课题。

其中：石油钻井施工中的防斜打直问题一直是困扰钻井施工的难题之一，如果井斜控制不当，不断达不到预期的开发目的，而且容易造成重大井下事故。

地质因素（地层倾角、层状结构、断层、软硬交错等）和工程技术因素（钻具结构、钻进参数等）均会导致井斜，严重井斜是制约钻井速度的关键。

经过多年研究探索和试验，已经初步掌握了一整套传统的防斜打直理论和技术，根据井斜控制原理及控制能力的不同，防斜打直技术分为被动防斜技术及主动防斜技术。

国内以钟摆防斜降斜技术和偏轴防斜技术为主，国外出现了如VDS系统等新型主动性防斜打直技术。

本文重点分析了目前防斜打直技术现状和技术特点，探讨了发展趋势。

1 被动防斜打直技术包括钟摆钻具、刚性满眼钻具、偏重（心）钻具等组合。

特点是利用钻具组合（BHA）自身的受力和变形特性，不借助其它外部因素（如井下测量和控制系统等）防斜，因而也称为BHA防斜打直技术。

在地质构造复杂地区，这种技术应用效果不理想。

（1）钟摆钻具组合。

包括塔式钻具、普通钟摆钻具、柔性钟摆钻具等。

在众多防斜、纠斜打直技术中，它可以适合各种地层倾角的地层。

钟摆钻具主要用于纠斜，其纠斜原理是利用BHA自重产生的“钟摆力”，使钻头处产生与井斜方向相反的侧向切削作用。