定向井專業(yè)知識

1、定向井鉆井設計和井眼定向井鉆井設計和井眼軌跡控制技術(shù)軌跡控制技術(shù) 定向井鉆井設計技術(shù) 基本概念 定向井的定義 沿著預先設計的井斜和方位（井眼軸線）鉆達目的層位的鉆井方法，成為定向鉆井。 定向鉆井的應用 地面限制 油田埋藏在高山、城鎮(zhèn)、森林、沼澤海洋、湖泊、河流等地貌復雜的地下，或井場設置和搬家安裝碰到障礙時，通常在他們附近鉆定向井。 地下地質(zhì)條件要求 用直井難以穿過的復雜層、鹽丘和斷層等，常采用定向井。 如：安718段塊的井漏、二連地區(qū)巴音區(qū)塊的井，自然方位120-150度。 鉆井技術(shù)需要 遇到井下事故無法處理或不易處理時，常采用定向井技術(shù)。如：掉鉆頭、 斷鉆具、卡鉆等。 經(jīng)濟有效的勘探開發(fā)油

2、氣藏的需要 原井鉆探落空，或鉆通油水邊界和氣頂時，可在原井眼內(nèi)側(cè)鉆定向井。 遇多層系或斷層斷開的油氣藏，可用一口定向井鉆穿多組油氣層。 對于裂縫性油氣藏可鉆水平井穿遇更多裂縫、低滲透性地層、薄油層都可鉆水平井，提高單井產(chǎn)量和采收率。 在高寒、沙漠、海洋等地區(qū)，可用叢式井開采油氣。 定向井分類 隨著定向鉆井技術(shù)的發(fā)展，定向井的種類越來越多。 按設計井眼軸線形狀分 兩維定向井：井眼軸線在某個鉛垂平面上變化的定向井，井斜變化，方位不變化。 三維定向井：井眼軸線在三維空間變化的定向井，井斜變化，方位變化?？煞譃椋喝S糾偏井和三維繞障井。 按設計最大井斜角分 低斜度定向井：井斜小于15度，鉆井時井斜、方

3、位不易控制，鉆井難度大。 中斜度定向井：井斜在15-45度之間，鉆井時井斜、方位易控制，鉆井難度相對較小，是使用最多的一種。 大斜度定向井：井斜在46-85度之間，其斜度大，水平位移大，增加了鉆井難度和成本。 水平井：井斜在86-120度之間，其鉆井相對較難，需要特殊設備、鉆具、 工具、儀器。 按鉆井的目的分 救援井、多目標井、繞障井、多底井等。 按一個井場或平臺的鉆井數(shù)分 單一定向井 雙筒井：一臺鉆機，鉆出井口相距很近的兩口定向井。 叢式井（組）：在一個井場或平臺上，鉆出幾口或幾十口定向井和一口直井。 定向井的基本概念 井深、垂深、測深、井斜角、井斜方位角、井斜變化率、方位變化率、水平位移、

4、靶半徑、靶心距、磁偏角、井眼曲率（全角變化率活狗腿嚴重度簡稱狗腿角）等。 井眼曲率：在單位井段內(nèi)井眼前進的方向在三維空間內(nèi)的角度變化。既包含井斜角變化又包含方位角變化。單位：/25m 在鉆井施工中，控制井眼曲率是十分重要的。實踐表明，在井眼曲率過大的狗腿井段，易出現(xiàn)一系列問題（卡鉆、斷鉆具等），給鉆井帶來不利影響。因此，定向井在進行鉆井設計時都要根據(jù)不同的鉆井條件，分別提出允許的最大全角變化率，以保證鉆井、完井、采油、和修井等作業(yè)的順利進行。 在實際施工中，要保證全角變化率在允許的范圍內(nèi)，否則，會出現(xiàn)一系列的事故或復雜。例如： 霸105xx井，設計垂深1990米（A1780/B1880），直井

5、段1174米，井斜6.1 度，方位270度與設計方位相反。水平位移米。定向造斜后，全角變化率達到度/25米。造成完鉆通井時卡鉆。 京22-32xx，設計垂深2650米（A2430/B2600），直井段1954米，井斜度，方位200度，2153m（造斜點）水平位移達47m，閉合方位，與設計方位（）相差。由于上直段沒有打直，定向時邊造斜邊扭方位，至2387m時井斜達到400，方位1100 ，鉆至井深2460m期間，因井眼曲率變化大發(fā)生斷鉆鋌事故三起。全角變化率達到度/25米。原因：單點測斜三次： 井深885 m ,井斜0.10,方位200；井深1313 m，井斜00，方位00；井深1720m吊測未

6、成，繼續(xù)鉆進至定向。 安56-17x1井，設計垂深3180米（A2980米），側(cè)鉆點1920米。當鉆至2420米(27度、192度)，甩掉單彎（1度），穩(wěn)斜。井深2668米（25度、203度），起鉆，下如單彎（度）增斜扭方位，2790米（32度、187度），造成全角變化率超標達到度/25米。完鉆電測5次通井。 定向井軌道設計 常規(guī)兩維定向井軌道設計 軌道設計的內(nèi)容和不驟： 根據(jù)地質(zhì)要求，選擇軌道類型。 確定增斜率和降斜率，選擇造斜點。 求得全井最大井斜角。 計算各井段的井斜角、垂深、水平位移、井斜方位角和井深。 作垂直軌道圖和水平投影圖，必要時繪出控制安全圓柱。 軌道設計的方法： 常規(guī)定向井軌

7、道有三段制剖面和五段制剖面，由地質(zhì)條件、要求，可演化為多靶三段制剖面（務38井5靶）、雙增型剖面等。 選擇造斜點： 地層比較穩(wěn)定，避免在破碎帶、漏失層、流砂層、易坍塌等復雜地層造斜。如：州16斷塊，在900-1100米之間有火沉巖。安718斷塊，在1560米以上下技術(shù)套管（漏失層）。 可鉆性較均勻的地層，避免在硬夾層造斜。 垂深大位移小的定向井，應下壓造斜點，以發(fā)揮直井段鉆井優(yōu)勢；垂深小位移大的定向井，應提高造斜點，可減少定向施工的工作量。 在井眼方位漂移嚴重的地層鉆定向井，造斜點位置盡可能使斜井段避開方位漂移大的地層或利用方位自然漂移規(guī)律鉆達目標點。如：岔33斷塊、岔74斷塊，在2200-2

8、500米方位自然漂移無規(guī)律。霸斷塊，在1500-1800米方位漂移嚴重。別古莊地區(qū)的井，自然方位在180度左右。 三維（繞障、糾偏）定向井軌道設計 叢式井設計 要考慮的因素： 井口位置確定后，要注意井架大門的朝向，避免井眼軌跡交叉。 相鄰兩井的造斜點應錯開一定距離，一般不小于30米。 軌道的防碰校核。如在平臺的控制面積范圍內(nèi)有已鉆井，且與設計軌道相距不遠，則應用防碰技術(shù)進行設計和校核。 在滿足地質(zhì)和甲方要求的前提下，第一口井設計位移小的井，第二口井設計位移大的井。第二口井盡量上移造斜點，降低施工難度。 在滿足地質(zhì)和地面條件要求的前提下，井架大門的朝向，要考慮當?shù)貧夂蚝惋L向，降低勞動強度。 水平

9、井軌道設計 華北：1996年四公司，任平2井，水平段150米。2003年10月22日開鉆高36平4井（三公司）-鉆探薄油層（5米）。大位移井設計大位移井的技術(shù)特性：隨著定向井、水平井鉆井技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了大位移井（ERD）鉆井技術(shù)。ERD定義為水平位移與垂深之比大于2，且水平位移大于3000米的定向井。穩(wěn)斜角大于60度。由于位移延伸，導致大位移井比水平井更具有特殊性：磨阻、扭矩大。井眼曲率低。循環(huán)壓耗大，鉆井液當量密度高。井眼長、井斜大、攜砂困難。軌跡控制難度大。井下安全程度降低。（1998年學習時，位移6000米，美 國公司在加拿大打的） 二、定向井井眼軌跡控制技術(shù) 隨著技術(shù)的迅速發(fā)展，各種

10、先進的儀器（有線和無線測斜儀）在現(xiàn)場使用越來越廣泛，大大提高了軌跡控制精度和質(zhì)量。因此，采油廠對井身質(zhì)量和靶區(qū)半徑的要求也越來越嚴格。定向井井眼軌跡控制技術(shù)，必須不斷的完善和進步。 定向前的準備工作 地質(zhì)和工程設計分析： 準備施工前，必須對地質(zhì)和工程設計進行認真地閱讀和分析，并查閱已鉆鄰井資料和本區(qū)塊的地質(zhì)特性，制定好每一口井的具體施工方案。然后，準備好施工的儀器和工具，在地面進行試運轉(zhuǎn)和校核。 計算出方位角的允許偏差： = arcsinR/S R-靶區(qū)半徑 S-設計水平位移 例如：某定向井設計垂深3000米，靶心垂深2850米，靶心方位301度，靶心位移358米，靶心半徑25米，造斜點167

11、0米。試計算靶心方位角的允許偏差值？ 解：因為= arcsinR/S 所以= arcsin25/358= arcsin0.0698=4（度） 答：靶心方位角的允許偏差值為4度。 定向前直井段的施工方法： 直井段施工的最基本要求是嚴格控制井斜角，將井眼鉆直，以便為定向造斜做好準備。 鉆直井段常用的鉆具組合：略 根據(jù)直井段長短和地層是否易斜，考慮作業(yè)者的施工經(jīng)驗和控制軌跡的水平，制定合理的測斜計劃，建議直井段不超過200米測斜一次。 對定向前直井段較長（超過1000米）或直井段井斜角較大等情況，必須進行多電測斜，并進行測斜數(shù)據(jù)處理，計算出結(jié)果后方可定向施工。 定向造斜施工 目前，定向施工方法大體分

12、為兩種：單點測斜儀定向方法和隨鉆測斜儀定向方法。 單點測斜儀定向方法：略 隨鉆測斜儀定向方法：略 定向井軌跡計算和繪圖 各井段鉆具組合及特性。略 定向井井身質(zhì)量要求 定向井井身質(zhì)量評定項目所采用的數(shù)據(jù)以磁性單、多點測斜儀測量的數(shù)據(jù)為準。 井斜角以度為基本測讀單元；方位角以1度為基本測讀單元。 三、舉例說明 州23xx井是一口雙靶預探井，位于河北省固安縣舊州鄉(xiāng)西莊字村南偏西550米處，在冀中坳陷廊固凹陷柳泉-曹家務構(gòu)造帶虎珀營構(gòu)造泉66斷塊上。設計完鉆垂深2650米。設計A靶垂深1650米，設計方位度，設計位移米；設計B靶垂深2300米，設計方位度，設計位移米，井眼軌跡為三段雙靶制定向井。 本井

13、實際井深3345米，鉆井周期天，建井周期天，井身質(zhì)量、固井質(zhì)量、一次中靶率均達到100。因取心、地質(zhì)觀察、掉鉆頭測鉆、鉆時較慢（2000米以下不許使用PDC鉆頭）等因素，鉆機月速僅米/臺月，平均機械鉆速只有米/小時?，F(xiàn)將整個施工過程介紹如下： 1. 直井段（167米） 鉆具組合：216mmHAT127+159mmNDC+159mmLDC +214mm螺扶+159mmLDC +214mm螺扶+159mmLDC 5柱+127mm鉆桿 鉆井叁數(shù)： 鉆壓80KN 轉(zhuǎn)速203N/MIN、 排量38L/S 泵壓12MPA 單點測斜數(shù)據(jù)：井深400米 井斜度 方位70 度 井深597米 井斜度 方位145度

14、 井深807米 井斜度 方位170度 井深1005米 井斜度 方位250度 井深1155米 井斜度 方位210度 井深1160米，起鉆，換鉆頭。原鉆具、原參數(shù)鉆進直造斜點。 井深1260米 井斜度 方位160度 2.定向造斜井段（米） 鉆具組合：216mmJD437+172mm(1度)單+159mmNDC+159mmLDC11根+127mm鉆桿 下鉆到底，開泵，泵壓9MPa，無進尺。起鉆，鉆頭落井。綜合考慮后，決定：打水泥填井側(cè)鉆。側(cè)鉆井段（1260米）鉆具組合：216mmJD437+172mm螺桿2度彎接頭+159mmNDC+159mmLDC11根+127mm鉆桿鉆井叁數(shù)： 鉆壓50-80K

15、N 排量38L/S 泵壓12MPA隨鉆測斜數(shù)據(jù)：井深1294米 井斜4度 方位159度 井深1314米 井斜9度 方位160度井深1325米時，通過返出的砂樣和計算可知：側(cè)鉆成功，方位與設計方位 相同，故起鉆。下入穩(wěn)斜鉆具，鉆至造斜點處定向。 3.穩(wěn)斜井段（1325米） 鉆具組合：216mmPDC（5翼）+159mmNDC+159mmLDC +214mm螺扶+159mmLDC +214mm螺扶+159mmLDC 5柱+127mm鉆桿 鉆井叁數(shù)： 鉆壓80KN 轉(zhuǎn)速203N/MIN、 排量38L/S 泵壓12MPA 井深米時，測斜，絞車鋼絲繩斷裂，儀器落井。起鉆。下入單彎螺 桿，先復合鉆進，到1

16、540米時，再定向。 4.定向造斜井段（米） 鉆具組合：216mmH517+172mm(1度)單+159mmNDC+159mmLDC11根+127mm鉆桿 鉆井叁數(shù)： 鉆壓100-120KN 轉(zhuǎn)速73+180N/MIN、 排量38L/S 泵壓12MPA 單點測斜數(shù)據(jù)：井深1374米 井斜度 方位168度 井深1475米 井斜度 方位169度 隨鉆測斜數(shù)據(jù)：井深1544米 井斜度 方位169度 井深1559米 井斜度 方位166度 井深1587米 井斜度 方位161度 井深1616米 井斜度 方位157度 井深1635米 井斜度 方位155度 井深1646米 井斜度 方位157度 井深1656米

17、 井斜度 方位157度 井深1676米 井斜度 方位157度 井深1685米時，泵壓正常，無進尺。起鉆。發(fā)現(xiàn)三個牙輪脫軸，泥包成球形，未落井。此時，井斜與設計井斜差6度，下入微增鉆具，增斜。 5.微增井段（1685米） 鉆具組合：216mmH517+214mm螺扶+159mmNDC+159mmDC3M+214mm螺扶+159mmLDC6柱+127mm鉆桿 鉆井叁數(shù)： 鉆壓160KN 轉(zhuǎn)速73-117N/MIN、 排量38L/S 泵壓12MPA 單點測斜數(shù)據(jù)：井深1690米 井斜41度 方位140度 井深1746米 井斜45度 方位142度 單點測斜數(shù)據(jù)與隨鉆測斜數(shù)據(jù)不附，相差17度。下入隨鉆測

18、斜儀效對測斜數(shù)據(jù)如下： 隨鉆測斜數(shù)據(jù)：井深1756米 井斜45度 方位163度 鉆進兩根后，測斜。 單點測斜數(shù)據(jù)： 井深1768米 井斜47度 方位143度 隨鉆測斜數(shù)據(jù)： 井深1768米 井斜47度 方位163度 單點測斜數(shù)據(jù)與隨鉆測斜數(shù)據(jù)，總是不附，此時，增斜率偏高，井斜過大，方位右漂，起鉆，查找原因，扭方位。 起鉆后，發(fā)現(xiàn)：未下托盤，儀器未在無磁鉆挺內(nèi)照像。因此，單點測斜數(shù)據(jù)是錯誤的。 6.扭方位井段（1778米） 鉆具組合：216mmH517+172mm(1度)單+159mmNDC+159mmLDC11根+127mm鉆桿 鉆井叁數(shù)： 鉆壓80-120KN 轉(zhuǎn)速73-117N/MIN、

19、排量38L/S 泵壓12MPA 單點測斜數(shù)據(jù)： 井深1810米 井斜49度 方位165度（復） 隨鉆測斜數(shù)據(jù)： 井深1890米 井斜42度 方位155度（扭） 單點測斜數(shù)據(jù)： 井深1985米 井斜42度 方位154度（復） 井深2080米 井斜43度 方位154度（復） 井深2108米，井斜、方位達到設計要求，起鉆。下入穩(wěn)斜鉆具。 7.穩(wěn)斜井段（2108米） 鉆具組合：216mmPDC（5翼）+159mmNDC+159mmLDC +214mm螺方位右漂扶+159mmLDC +214mm螺扶+159mmLDC 5柱+127mm鉆桿 鉆井叁數(shù)： 鉆壓80-120KN 轉(zhuǎn)速73-117N/MIN、

20、排量38L/S 泵壓14MPA 單點測斜數(shù)據(jù)： 井深2145米 井斜度 方位159度 井深2185米 井斜度 方位162度 井深2190米，方位繼續(xù)右漂，為控制井眼軌跡，達到中靶，起鉆，下入單彎螺桿，復合鉆進（穩(wěn)斜、穩(wěn)方位較好）。 8. 穩(wěn)斜井段 （2190米） 鉆具組合：216mm PDC（5翼）+172mm(1度)單+159mmNDC +159mmLDC11根+127mm鉆桿 鉆井叁數(shù)： 鉆壓60KN 轉(zhuǎn)速73-180N/MIN、 排量38L/S 泵壓14MPA 單點測斜數(shù)據(jù)： 井深2240米 井斜38度 方位158度 井深2300米 井斜37度 方位159度 井深2309米，穩(wěn)斜、穩(wěn)方位

21、較好，地質(zhì)因為鉆時較快，地層不易確定，要 求起鉆，換牙輪鉆頭。 9.穩(wěn)斜井段 （2309米） 鉆具組合：216mmH517+172mm(1度)單+159mmNDC +159mmLDC11根+127mm鉆桿 鉆井叁數(shù)： 鉆壓100-120KN 轉(zhuǎn)速73-180N/MIN、 排量38L/S 泵壓14MPA 單點測斜數(shù)據(jù)： 井深2350米 井斜度 方位159度 井深2445米，鉆時突然由5-8分/1米變?yōu)?0分/1米，起鉆。發(fā)現(xiàn)：一個牙輪脫軸。 10.穩(wěn)斜井段 （2445米） 鉆具組合：216mmH517+214mm螺扶+159mmNDC+214mm螺扶+159mmLDC6柱+127mm鉆桿 鉆井叁

22、數(shù)： 鉆壓160KN 轉(zhuǎn)速73N/MIN、 排量38L/S 泵壓15MPA 單點測斜數(shù)據(jù)：井深2460米 井斜度 方位161度 井深2530米 井斜度 方位158度 通過計算：A、B靶均已中靶，井眼軌跡滿足地質(zhì)和甲方的要求。下部井段，按原鉆具組合、原鉆井叁數(shù)達完進尺。 本井實際井深3345米，井底水平位移米。A靶：靶心距米；B靶：靶心距米。最大井斜度/1800米。 11.幾點認識和建議 直井段井斜容易控制，自然方位在200度左右。 1500米以后，方位右漂，漂移率12度/100米，一根半的增斜鉆具，增斜率10度/100米。 本區(qū)塊，172mm單彎螺桿+PDC鉆頭復合鉆進，穩(wěn)斜、穩(wěn)方位較好。 H

23、517+172mm單彎螺桿，鉆壓80-100KN。定向鉆進26小時，三個牙輪脫軸；復合鉆進18小時，一個牙輪脫軸。井深超過1500米，不易使用牙輪鉆頭定向或復合鉆進。 提高施工人員技術(shù)素質(zhì)的培養(yǎng)，加強工人責任心的培養(yǎng)，避免井下復雜和事故的發(fā)生，提高鉆井速度。冀中地區(qū)復合鉆鉆井工具冀中地區(qū)復合鉆鉆井工具選擇及應用選擇及應用 近年來，隨著定向井鉆井技術(shù)的不斷進步和完善，鉆井工具也不斷的更新和發(fā)展，因此，合理的選擇鉆井工具，并正確的使用它就顯得尤為重要了。 螺桿鉆具在復合鉆進中的工作特點 機械鉆速高，而且一次下井作業(yè)時間長。 復合鉆與定向作業(yè)不同的是提高鉆速，減少起下鉆次數(shù)。要求：螺桿壽命長，PDC

24、鉆頭適應地層性能強。一般情況，螺桿的壽命應該是一個或幾個PDC鉆頭的壽命。螺桿復合鉆進，負載情況復雜。螺桿鉆具在定向作業(yè)時，只承受鉆壓的作用，傳動軸總成受力比較平穩(wěn)。而復合鉆進時，螺桿鉆具不但要承受鉆壓的作用，而且還要克服因井壁摩擦和破碎巖石帶來的徑向負載，并且因為破碎巖石時產(chǎn)生的沖擊力，螺桿鉆具承受的徑向負載變化大，因此，要求螺桿鉆具傳動軸總成的結(jié)構(gòu)更加合理，具有更高的強度和抗沖擊抗疲勞能力。如：大港油田集團中成公司生產(chǎn)的螺桿鉆具，能滿足復合鉆的要求。要求馬達提供合理的輸出扭矩和輸出轉(zhuǎn)速。提高鉆速就意味著鉆頭在單位時間內(nèi)切削更多的巖層，要求螺桿鉆具提供足夠的動力，也就是輸出扭矩足夠大。但是螺

25、桿鉆具的輸出扭矩和輸出轉(zhuǎn)速是成反比，因此，在滿足輸出轉(zhuǎn)速的同時，盡量提高輸出扭矩。目前公司使用的172mm單彎螺桿（5/6個頭，5級馬達）。另外，由于輸出扭矩和輸出轉(zhuǎn)速都大幅度增加，定子橡膠的負載大幅增加，從而出現(xiàn)掉膠脫膠現(xiàn)象。工作排量大。 鉆進 中，及時有效地把鉆頭破巖產(chǎn)生的巖屑清離井底，避免巖屑重復破碎，是提高鉆速的一項重要手段。復合鉆進產(chǎn)生的巖屑比常規(guī)鉆井要多出若干倍，因此，常使用大排量攜帶巖屑。 以172螺桿為例：目前復合鉆常使用的工作排量為32-36L/S(170-180缸套)，超出了其理論給出的排量范圍（20-25 L/S），過大的流量會造成定/轉(zhuǎn)子之間超速旋轉(zhuǎn)，使得馬達提前損壞。

26、為了使螺桿鉆具處于最佳使用狀態(tài)，就設計了中空轉(zhuǎn)子。 、影響螺桿鉆具使用的因素 改善鉆井液的流變性能和固控凈化條件： 國內(nèi)螺桿鉆具要求泥漿的含砂量低于1%。 盡量使用低密度低固相鉆井液，試驗表明：鉆井液每提高0.01g/cm,機械鉆速降低10%。 選擇合適的鉆頭： 鉆頭是破碎巖石獲取進尺的直接工具。一般情況，推薦使用PDC鉆頭，如果 使用牙輪鉆頭，要選用高速耐磨的鉆頭。PDC鉆頭不能鉆穿礫石層，在泥巖中，清洗不夠，容易發(fā)生泥包。 選擇合適的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速： 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速有兩個作用：第一克服摩擦阻力，第二將鉆壓有效的傳遞給鉆頭。 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速不能太低，否則不能有效提高鉆頭的轉(zhuǎn)速。 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速不能太高，螺桿徑向負載

27、過大，造成螺桿早期損壞或鉆具疲勞折斷。 實踐表明：比較合適的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為50-75轉(zhuǎn)。 復合鉆鉆井工具（單彎螺桿）前期選擇和使用情況 2002年10月之前，我公司在冀中地區(qū)六口井中應用了連續(xù)導向鉆井技術(shù)，導向鉆進進尺2447.61m,平均機械鉆速，六口井平均鉆井周期22.92d,平均建井周期。同該技術(shù)應用較為成功的鉆井四公司相比，我們公司在該項技術(shù)施工方面存在一定差距，分析原因有以下幾個方面。 導向工具型號（單彎）： 我公司所使用的單彎螺桿鉆具多為向管材分公司租用的165 mm單彎螺桿 鉆具（單扶正器、長度），而通過上鉆井四公司定向井調(diào)研結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其鉆井施工一直使用172 mm單彎螺桿鉆具（雙扶

28、正器、長度）,兩種工具存在差異： 一是螺桿長度不同，扶正器位置間距不同；二是外徑不同，螺桿鉆具鋼性不一樣，施工中應用效果就不一樣。 四公司在導向鉆井施工中，上部二開直井段或定向后需穩(wěn)斜井段導向鉆進井斜一般呈穩(wěn)斜趨勢，能夠保證上部直井段打直，下部井眼軌跡易于控制。 我公司在導向鉆井施工中上部二開直井段或定向后需穩(wěn)斜井段導向鉆進井斜一般呈微增趨勢（隨地層不同增斜率為“1-2/100m），無法保證上部直井段打直，對下部井眼軌跡控制造成不利影響，并且經(jīng)多次調(diào)整鉆井參數(shù)和鉆具組合均無明顯改善。 例如：務45-13x井施工，二開就下入165 mm導向工具（1），導向鉆進井段200m712.55m,進尺51

29、2 .55m，機械鉆速36.17m/h, 而井斜由至起鉆增至4，期間多次改變鉆井參數(shù)無效，被迫提前起鉆，機械鉆速也受到制約。導向工具使用壽命：我公司在施工中所用管具分公司提供的螺桿鉆具在使用中運轉(zhuǎn)時間無法保證，經(jīng)常連必要的定向造斜工作都無法順利完成，因此應用連續(xù)導向技術(shù)受到一定的限制。例如：京22-35x井定向施工中螺桿鉆具三次發(fā)生故障起鉆更換，造成施工停頓。岔33-125x等井定向施工中、務14-33等井扭方位作業(yè)螺桿鉆具發(fā)生兩次以上故障被迫起鉆更換，耽誤鉆井速度。連續(xù)導向鉆井技術(shù)一般在靶點位移較?。ㄐ∮?00m）的單靶井應用效果較好并且使用PDC鉆頭時對提高機械鉆速，減少起下鉆次數(shù)，保證井

30、下安全有保障，而使用牙輪鉆頭則無明顯優(yōu)勢。我公司今年所鉆井多為大位移、大井斜、多靶定向井，并且多靶井造斜點不宜挪動，很多井造斜點正好處于砂礫巖層位，無法下入PDC鉆頭，施工中不適于應用該項技術(shù)。四、合理的選擇鉆井工具 1.螺桿角度的選擇： 井眼曲率和最大井斜參數(shù)確定單彎螺桿的度數(shù)。結(jié)合冀中地區(qū)的地質(zhì)概況和甲方要求，我們所選擇的單彎螺桿一般在0.751.25之間。復合鉆井段單彎部分相當于直井中使用的偏接頭，具有一定的防斜作用。增加單彎角度便會增加其造斜率和井眼狗腿度，角度過大會使鉆具承受較大的交變應力，而遭疲勞破壞。 2.扶正器尺寸的選擇： 在導向鉆井中，單彎螺桿上下兩個扶正器尺寸的大小影響著鉆

31、具承受的彎曲 應力。通過實踐證明：216mm井眼中宜采用的扶正器尺寸為208mm210mm。 245mm井眼中宜采用的扶正器尺寸為236mm238mm。 311mm井眼中宜采用的扶正器尺寸為306mm308mm。 另外，單扶正器單彎螺桿，在定向造斜時：增斜率5-7度/30米；在復合鉆時：增斜率1-2度/100米。在特殊情況下（不易增斜井段、扭方位段等）使用。如：在京22-37x井施工時，設計增斜率4度/30米，實際增斜率度/30米，井深2246米時，被迫起鉆改用單扶正器單彎螺桿，增斜率度/米。 3.鉆具結(jié)構(gòu)的選擇： 常規(guī)定向井中，在不同的工況段，是通過多次改變鉆具結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)的。每改變一次鉆具結(jié)

32、構(gòu)，就要起下一趟鉆。而導向鉆井的鉆具組合應不起下鉆改變結(jié)構(gòu)便能滿足造斜、增斜、穩(wěn)斜、降斜幾種工序的要求，并在井身質(zhì)量控制方面優(yōu)于常規(guī)井。根據(jù)以往的成功經(jīng)驗，我們選取了“雙穩(wěn)定器穩(wěn)斜型”鉆具組合，如216mm井眼中常規(guī)定向井鉆具組合為： 216mm鉆頭+單彎螺桿（自帶208mm210mm上下扶正器）+159mm無 磁鉆鋌+159mm鉆鋌11根+127mm鉆桿 4.鉆頭類型的選擇： 若地層條件允許盡量使用PDC鉆頭，利用復合鉆進，可以一次完成多道工序，同時避免掉牙輪的風險。廊固凹陷可采用BH442(或TH1963E)，防止泥包，且降斜效果良好。牡丹江五冀PDC保徑長、鉆井進尺慢，不適用于降斜井段。

33、 5.測量工具的選擇： 我們在州16-18X和州16-50XX井已經(jīng)租用試驗了QDT公司生產(chǎn)的無線隨 鉆系統(tǒng)(MWD)，對該系統(tǒng)有了深刻的認識，這也是今后我們的發(fā)展方向。其它定向井多是在造斜段采用有線隨鉆，井斜達到設計要求后，使用單點測斜，滿足對井身質(zhì)量的控制要求。 6.鉆進參數(shù)的選擇： 滑動鉆進時鉆壓30120KN，復合鉆進時鉆壓1050KN，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速80轉(zhuǎn)/min，立管壓力1116Mpa。 五、復合鉆井技術(shù)的綜合應用和舉例說明 復合鉆綜合應用： 復合鉆井技術(shù)能夠解放鉆壓（PDC鉆頭），提高鉆頭機械鉆速，并且一套鉆具組合可以完成上直、定向、增斜、穩(wěn)斜、降斜等多種工序。這給我們的工程設計和現(xiàn)場

34、施工帶來了多種選擇。我們可以上提造斜點、降低井斜角、提高定向速度，延長穩(wěn)斜段、縮短降斜段、減少扭方位次數(shù)。方位飄移即時進行軌跡調(diào)整。防碰、繞障井通過一次或多次定向調(diào)整軌跡，再次定向達到中靶目的。 州16-21X井的應用情況 州16-21X井位于廊固凹陷固安舊州構(gòu)造帶州16斷塊上，它和州16-18X井為一組叢式井，井口位于州16-18X向東整拖處。州16-18X井上直段最大井斜1.2，井眼直，水平位移小。州16-21X井的設計要防碰和中靶二者兼顧。因為有了導向鉆井的成功經(jīng)驗，我們決定在施工過程中實施兩次定向：400500 m 挑井斜，而后在適宜地層繼續(xù)挑大井斜。本井二開以江漢BH442型PDC做

35、為第一只鉆頭，井深153米入井，1718米鉆遇純礫巖層起鉆。螺桿使用井段408米1718米。其中復合鉆進1188米，時間小時、機械鉆速米/ 小時。完成了防碰、造斜、扭方位和穩(wěn)斜工序。 具體施工過程： 井號 設計垂深 靶心垂深 靶心方位 靶心位移 州 直井段（153米408米）： 鉆具組合：216mmPDC+159mmNDC+159mmDC5根+127mm鉆桿 鉆井叁數(shù)： 鉆壓20KN 轉(zhuǎn)速73R/MIN 排量38L/S 泵壓14MPA 單點測斜數(shù)據(jù)： 井深200米 井斜度 方位95度 井深300米 井斜度 方位120度 （153米時，井口試單彎，壞，故先鉆進，等單彎運來在下。） 造斜、穩(wěn)斜段4

36、08米1718米 鉆具組合：216mmPDC+172mm(1度)雙扶單彎+159mm NDC+ 159mmDC螺旋11根+127mm鉆桿 a.復合鉆井段408米417米 鉆井叁數(shù)： 鉆壓20KN 轉(zhuǎn)速DN+73R/MIN 排量38L/S 泵壓12MPA b.一次定向417米473米 鉆井叁數(shù)： 鉆壓20KN、排量38L/S、泵壓11MPA 轉(zhuǎn)速DN（180） 隨鉆數(shù)據(jù)： 井深419米 井斜度 方位2度 井深460米 井斜度 方位125度 井深473米 井斜度 方位129度 c.復合鉆穩(wěn)斜段473米800米 鉆井叁數(shù)： 鉆壓30KN 轉(zhuǎn)速DN+73R/MIN 排量38L/S 泵壓12MPA 單點

37、數(shù)據(jù)： 井深590米 井斜度 方位115度 井深690米 井斜度 方位116度 井深790米 井斜度 方位117度 d.二次定向800米853米 鉆井叁數(shù)： 鉆壓30KN、排量38L/S、泵壓12MPA 轉(zhuǎn)速DN（180） 隨鉆數(shù)據(jù)： 井深820米 井斜度 方位135度 井深850米 井斜度 方位140度 e.復合鉆穩(wěn)斜井段853米1180米 鉆井叁數(shù)： 鉆壓30KN 轉(zhuǎn)速DN+73R/MIN 排量38L/S 泵壓13MPA 單點數(shù)據(jù)： 井深870米 井斜度 方位142度 井深970米 井斜度 方位140度 井深1130米 井斜度 方位142度 f.扭方位井段1180米1191米 鉆井叁數(shù)：

38、鉆壓30KN、排量38L/S、泵壓13MPA 轉(zhuǎn)速DN（180） 隨鉆數(shù)據(jù)： 井深1191米 井斜度 方位127度 g.復合鉆穩(wěn)斜段1191米1718米 鉆井叁數(shù)： 鉆壓50KN 轉(zhuǎn)速DN+73R/MIN 排量38L/S 泵壓15MPA 單點數(shù)據(jù)： 井深1220米 井斜度 方位127度 井深1430米 井斜度 方位127度 井深1700米 井斜度 方位127度 井深1718米，起鉆，甩掉單彎。換降斜鉆具。 降斜井段1718米2240米 鉆具組合：216mmPDC+159mmNDC +159mmDC+214mm螺扶+159mmDC+214mm螺扶+159mmDC9根+127mm鉆桿 以下過程略

39、泉241-13X X井的施工 泉241-13XX位于廊固凹陷柳泉構(gòu)造帶泉241斷塊上，是2003年8月打的一 一口雙靶井。井深1370m開始定向。至1500 m井斜度、方位260度，還應繼續(xù)挑大井斜，可單彎螺桿損壞，被迫下入強增鉆具增斜。至1600m井斜度、方位266度，增斜率過高，起鉆換單根微增鉆具穩(wěn)斜至井底。 由于單彎螺桿損壞，未達到提高鉆井速度的目的。 三個斷塊四口井導向鉆井的效果數(shù)據(jù) 效果數(shù)據(jù)表 項目 井號井深M 機械鉆速m/h鉆機月速m/臺月鉆井周期d建井周期d泉241-12XX193027.405361.117.0712.38安718-7X282814.9387417.622.8州

40、16-21X224030.206222.226.8811.58州16-32X217532.955878.386.7112.67 以上數(shù)據(jù)可以看出：高效能的單彎螺桿，能達到提高鉆井速度的目的。 減少扭方位，節(jié)約時間（不講） 采用復合鉆進一方面可以及時調(diào)整井眼軌跡，減少工序；另一方面復合鉆進具有很強的穩(wěn)斜、穩(wěn)方位能力，縮小了扭方位的概率，也節(jié)約了時間。在定向井的施工中因地層傾角造成的方位飄移經(jīng)常發(fā)生，但2003年我們大量采用復合鉆進后，定向井扭方位的次數(shù)明顯減少。實踐證明“雙穩(wěn)定器穩(wěn)斜型鉆具組合”在穩(wěn)斜、穩(wěn)方位方面占據(jù)優(yōu)勢。 2.舉例說明 安718-5x和安718-1x井中，螺桿使用情況： 這兩口

41、井是一組叢式井，第一口安718-5x井（216mm井眼，因井漏，第二口井下技術(shù)套管1540米），自然方位150度，470米，1度，80度，710米，4度，120度，。，1180米，5度，175度，水平位移米，開始反摳，后復合鉆到中完。造斜點1650米。 第二口井安718-1x井，造斜點1570米。防止與安718-5x相碰，二開如下 172mm1單彎，但是井眼為311mm。 鉆具組合：311HT127+172mm1+159mmNDC+179mmDC*8根+127mmDP 單點測斜數(shù)據(jù)：260、40； 279、350； 345、10； 383、10； 400、20； 600、135； 653、15

42、0； 675、160； 井深687米，起鉆。 鉆具組合：311HT127+197mm代納*2彎接頭+203mmNDC+203mmDC*2根 +179mmDC*6根+127mmDP 單點測斜數(shù)據(jù)：680、160；700、220；735、2、310；885、60；970、65；1130、1、70。 井深746米，起鉆。共用時間：近三天。 安56-21xx和安56-22xx井中，螺桿使用情況： 這兩口井是一組叢式井，第一口安56-21xx井，上直段比較直，最大井斜度/600米，井深1750米定向造斜。 第二口安56-21xx井，用第一口井鉆具組合鉆進。井眼為311mm。 鉆具組合：311HT127+203mmNDC+203mmDC*5根+179mmDC*9根+127mmDP 單點測斜數(shù)據(jù)：605，1，10；840，1，5；1035，1，10； 井深1056米時，有憋鉆現(xiàn)象發(fā)生。起鉆，反摳。 鉆具組合：31