浅谈大斜度定向井钻井技术

文章编号:1004󰀁5716(2005)04󰀁0084󰀁02中图分类号:TE244󰀁文献标识码:B

大斜度井取心技术

王智锋,薄万顺,许俊良

(中石化集团胜利油田钻井工艺研究院,山东东营257017)

摘󰀁要:介绍了胜利油田大斜度井取心工具及取心工艺技术,着重分析了取心工具的结构特点、工作原理及取心钻具组

合、取心钻井液、取心参数、取心实例等,提出了一整套指导大斜度井取心的工艺技术。关键词:大斜度井;大位移井;取心工具;取心技术;胜利油田

󰀁󰀁随着我国东部陆上油气勘探程度的提高,石油勘探开发由陆

地向滩海地区转移已成为稳定东部当务之急。运用大斜度大位移

钻井技术对滩海油田进行经济高效开采已成为东部渤海湾各油田的共识,同时对大斜度井取心技术也提出了更高的要求。大斜度

井取心技术是在综合应用多年取心成果基础上,吸取国外取心技

术的优点,研究开发出来的一种新型取心技术,它包括大斜度井取

心工具及取心工艺技术,在现场应用取得了较好的效果。1󰀁技术难点

大斜度井钻井取心一般是指利用特种取心工具在井斜角较

大(井斜超过30󰀁)的定向井、水平井井段进行的取心作业。因其

井斜角较大,在取心工具及取心工艺方面均较普通取心有很大

的区别。(1)大斜度井井壁与钻柱摩擦力较大,由此引起井口钻压与

井底钻压不统一。

(2)在大斜度井中,由于取心工具的轴线与重力的方向线所

构成夹角较大,在重力作用下,取心工具躺卧在井眼低边,由此引发出三个取心难点:󰀁机械加压式取心工具无法实行有效加压;

󰀁井眼低边易形成岩屑床,导致摩阻增大,容易造成取心工

具的阻卡现象;󰀁取心工具的内岩心筒因重力的作用而下垂,与取心工具

的外筒内壁相接触,取心钻进时,内岩心筒随外筒一起旋转,直接

影响取心的效果。

因此,在大斜度井取心作业中,正确判断钻压、内外岩心筒是

否居中、井眼是否清洁是大斜度井取心必须要解决的关键问题。2󰀁取心工具结构特点大斜度井取心工具Sp-8100适用于各种地层,它由取心钻

定向钻井技术中的常见问题及对策分析

摘要：定向井钻井工艺技术在很多行业有着不同程度应用，特别是石油行业，应用定向钻井技术可以钻出不同方向与不同倾斜度，有着非常好的灵活性，确保油井得到更大程度开采。当前要进一步提高定向井施工质量，为挖井工程提供更高水平技术支持，保证工程精确度、提高钻井效率，需要对定向井钻井工艺技术进行全面的、更高程度的优化，在原有基础上进一步发展，实现高效率油气开采。

关键词：定向钻井技术；常见问题；对策

1定向钻井技术发展

1.1第一代定向钻井技术

第一代钻井技术分为被动定向技术和主动定向技术。

被动定向技术：井眼轨迹处于地层的自然挠度中，钻柱屈曲和钻头情况会影响井眼轨迹，但井眼轨迹无法得到精确控制。

主动定向技术：利用一些特殊的设备、工具和技术措施来主动控制井眼轨迹，主要方法是通过改变钻具组合和使用造斜器来改变工具轴与井眼轴的偏离程度。钻具组合可分为造斜、降斜和刚性钻具组合，通过改变钻具组合可以帮助井眼清洁、减小钻柱阻力、减小狗腿角、节约钻井成本，但这种方法对方位的控制能力不足。早期的造斜器是一种专用工具，主要用于引导钻头偏离井眼轴线及设定所需方向，造斜器可以控制方位角，解决了钻具组合控制能力不足的问题，但其也有很多缺点：需要多次起下钻、浪费时间、操作复杂、准确度差等。但在超高温深井钻井，因为井下动力钻具因高温失效时，造斜器仍是一种有效的替代办法。

1.2第二代定向钻井技术

第二代定向技术以涡轮钻具、螺杆钻具及测斜仪等工具的发明和使用为代表。螺杆钻具和涡轮钻具通过钻井液的动能配合其他工具（弯钻杆、弯接头、偏心接头等）来达到改变井眼轨迹的效果。主要的监测工具是测斜仪。与第一代定向钻井技术相比，第二代技术的井眼轨迹更为平滑和准确，钻速也大幅度提高。

1.3第三代定向钻井技术

第三代定向钻井技术是更为先进的监控和钻进工具发展的结果。主要特征是随钻测量工具（MWD）的出现，进一步提高了控制的精度，可以随钻进行定向操作。此外，为了进一步提高定向效率，弯曲率螺杆也得到了广泛使用。第三代定向工具的使用使定向操作的技术难度大幅度简化。到目前为止，第三代定向技术仍是定向井和水平井施工的主要技术。

定向井和水平井钻井技术

第一节 定向井井身参数和测斜计算

一．定向井的剖面类型及其应用

定向钻井就是“使井眼按预定方向偏斜，钻达地下预定目标的一门科学技术”。定向钻井的应用范围很广，可归纳如图9－l所示。

定向井的剖面类型共有十多种，但是，大多数常规定向井的剖面是三种基本剖面类型，见图9－2，称为“J”型、“S”型和连续增斜型。按井斜角的大小范围定向井又可分为：

一、专业名词

1．定向井（Directional Well）

一口井的设计目标点，按照人为的需要，在一个既定的方向上与井口垂线偏离一定的距离的井，称为定向井。

2．井深（Measure Depth）

井眼轴线上任一点，到井口的井眼长度，称为该点的井深，也称为该点的测量井深，或斜深。单位为“m”。

3．垂深（Vertical Depth or True Vertical Depth）

井眼轴线上任一点，到井口所在水平面的距离，称为该点的垂深。通常以“m”为单位。

4．水平位移（Displacement or Closure Distance）

井眼轨迹上任一点，与井口铅直线的距离，谓之该点的“水平位移”。也称该点的闭合距。其计量单位为“m”。

5．视平移（Vertical section）

水平位移在设计方位线上的投影长度，称为视平移。如图10—1所示，OQ为设计方位线，TO曲线为实钻井眼轴线在水平面上的投影，其上任一点P的水平位移为OP，以 AP表示。P点的视平移为OK，其长度以VP表示。当OK与OQ同向时VP为正值，反向时为负值。视平移是绘制垂直投影图的重要参数。单位为m。

6．井斜角（Hole Inclination or Hole Angle） 井眼轴线上任一点的井眼方向线，与通过该点的重力线之间的夹角，称为该点处的“井斜角”。以度为单位。

目 录

第一篇 钻井工程

引言……………………………………………………………( )

第一章 定向钻井技术……..…………..……………………( )

第一节 定向钻井的发展过程……………………..……( )

第二节 定向钻井的基本概念……………………………… ( )

第三节 单点测斜…………………………………………….( )

第四节 有线随钻…………………………………………… ( )

第五节 无线随钻MWD……………………………………..( )

第二章 井下动力钻具………………………………………. ( )

第一节 井下动力钻具的发展..........................................( )

第二节 井下动力钻具的分类…………………..............( )

第三节 螺杆钻具………………………………………...( )

第四节 井下动力钻具的维修与管理…………………...( )

第五节 导向钻井系统………………………………….. ( ) 第三章 定向井施工工具…………………………………….. ( )

第四章 定向施工中钻具组合的使用………………………..( )

第二篇 钻井泥浆

第一章 钻井泥浆的发展过程……………………………… ( )

第二章 钻井泥浆的功用及性能…………………………….( )

第三章 钻井泥浆的现场维护调整………………………….( )

第四章 钻井中发生井漏 井塌 井喷的预防处理………….( )

第三篇 钻井地质

第一章 地质知识在定向施工中的应用…………………….( )

第五篇 定向工程的管理细则(行标)

第一篇 钻井工程

王钰民 纪烈斌 刘铸

引 言

定向钻井已经发展了几十年，所使用的工具和设备在不断的更新变化，相关技术也在不断的提高；设备由单点测斜到有线随钻 、MWD 、再到旋转导向，抛面有两维到三维；大位移井、水平井 、分支井。但目前为止陕北地区仍在使用各油田早已淘汰的单点测斜技术进行定向施工，因陕北地区目的层较浅，故仍有其市场和生存空间。其特点：简单方便、成本低、灵活省时。