定向井钻井技术.doc

定向井钻井技术
目录
第一章定向井(水平井)钻井技术概述 2
第一节定向井、水平井的基本概念 2
第二节水平井钻井技术简介 4
第三节定向井的基本术语解释 7
第四节定向井、水平井基本施工步骤简介 10
第三章定向井、水平井井身轨迹控制技术 11
第一节定向井、水平井井眼轨迹控制理论 11
第二节定向井、水平井直井段井身轨迹控制技术 19
第三节定向井、水平井定向造斜井段井身轨迹控制技术 21
第四节定向井、水平井转盘造斜井段轨迹控制技术 26
第五节定向井、水平井转盘稳斜井段井身轨迹控制技术 27
第六节定向井、水平井转盘降斜井段井身轨迹控制技术 28
第七节定向井、丛式井方位调整井段井身轨迹控制技术 29
第八节水平井井眼轨迹控制工艺模式与技术 30
第九节几种特定水平井轨迹控制技术及应用 33
第四章定向井、水平井测量技术 44
第六章定向井、水平井复杂情况及事故预防处理 76
第一节定向井(水平井)特点 76
第二节影响定向井(水平井)安全的因素 82
第一章定向井(水平井)钻井技术概述
第一节定向井、水平井的基本概念
定向井丛式井发展简史
定向井钻井被(英)T .:“使井筒按特定方向偏斜,钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为,定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井,虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。
定向井首先是从美国发展起来的,在十九世纪后期,美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题,认为钻出来的井必定是铅垂的,但通过后来的井筒测试发现,那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。
第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离,在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交,然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。
目前最深的定向井由BP勘探公司钻成,井深达10,654米;
水平位移最大的定向井是BP勘探公司于己于1997年在英国北海的Rytch Farm 油田钻成的M11井,水平位移高达1,0114米。
垂深水平位移比最高的是Statoil 公司钻成的的33/9—C2达到了1:;
丛式井口数最多,海上平台:96口;人工岛:170口;
我国定向井钻井技术发展情况
我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段,50—60年代开始起步,首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—15井和磨三井,其中磨三井总井深1685米,垂直井深表遗憾350米,,最大井斜92°,水平段长160米;70年代扩大实验,推广定向井钻井技术;80年代通过进行集团化联合技术攻关,使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。
我井是胜利定向井公司完成的JF128井,井深达到7000米,垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井,水平位移最大的大位移井是大港定向井公司完成的井,水平位移达到2666米,最大的丛式井组是胜利石油管理局的河50丛式井组,该丛式井组长384米,宽115米,该丛式井平台共有钻定向井42口。
定向井的分类
按定向井的用途分类可以分为以下几种类型:
 普通定向井
多目标定向井
定向井丛式定向井
救援定向井
水平井
多分枝井(多底井)
国外定向井发展简况
(表一)

年代
内容
50 年代
60 年代
70 年代
80 年代
90 年代
剖面设计及
迹计算方法
误差很大的正
切法,进行定
向井设计轨迹
计算
18种二维计算
方法,如更精
确的曲率半径
法
发展到三维设
计和大组丛式
井整体设计
计算机专家系
统进行定向井
的设计和指导
定向井施工
发展了大型集成设计软件包
井斜控制理论
斜直井段的二
维分析
考虑了井眼的
曲率及满眼组
合的特性
三维数据分析,由静态发展到动态
发展了多种分
析计算方法并
编制了计算机
程序
在原来多种分析的基础上引入了数学及其它边沿学科
定向造斜工艺
涡轮加弯接头
斜向器配合转
盘钻
使用效率更高
的螺杆动力钻
具,专用工具
的定型配套
涡轮、螺杆动力钻具向低速大扭矩发展。各种专用井下工具系列化
发展了复合式
动力钻具