定向井技術(shù)發(fā)展

第一部分

緒論從WPC(世界石油大會(huì)）論壇看20世紀(jì)八、九十年代鉆井技術(shù)進(jìn)展及21世紀(jì)鉆井技術(shù)展望2/6/2023李琪主講*世界石油大會(huì)——名稱和宗旨（1）作為石油科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和管理論壇，世界石油大會(huì)（WPC)創(chuàng)立于1933年；（2）世界石油大會(huì)地宗旨是，為了人類的利益加強(qiáng)對世界石油資源的管理。它的目標(biāo)在于并推進(jìn)科技進(jìn)步的應(yīng)用和與石油工業(yè)有關(guān)的經(jīng)濟(jì)、金融、管理和社會(huì)問題的研究。（3）為實(shí)現(xiàn)此宗旨，世界石油大會(huì)召集國際大會(huì)，為石油工業(yè)的經(jīng)理和領(lǐng)導(dǎo)者、政府能源官員、石油科學(xué)家和專家建立聯(lián)系及對知識進(jìn)行討論和交流，提供一個(gè)論壇，并進(jìn)行相關(guān)的活動(dòng)。2/6/20232李琪主講*1983年*，11thWPC主題是：

21世紀(jì)的石油天然氣工業(yè)鉆井主要內(nèi)容1）北極鉆井系統(tǒng)2）深井鉆井技術(shù)3）隨鉆測量（MWD）技術(shù)4）鉆大角度定向井5）高壓酸性氣藏的鉆井和生產(chǎn)6）井下螺桿鉆具7）完井與增產(chǎn)8）海上早期生產(chǎn)系統(tǒng)9）深水張力腿平臺10）用于水深300m的半潛采油裝置11）固定平臺在300—600米水深作業(yè)的可行性*：WPC50周年2/6/20233李琪主講*1987，12thWPC主題是：

前進(jìn)的石油技術(shù)，獲得明天能源的戰(zhàn)略鉆井主要內(nèi)容1）未來鉆井的設(shè)備和技術(shù)2）優(yōu)化鉆井—閉環(huán)鉆井3）優(yōu)化鉆井理論和模型研究4）水平井鉆井技術(shù)5）超深井鉆井技術(shù)6）海洋鉆采設(shè)備和水下系統(tǒng)7）用低成本開發(fā)海上油田和邊際油田8）海洋結(jié)構(gòu)的完善性與可靠性9）北極地區(qū)油氣勘探開發(fā)的工程技術(shù)問題10）鉆柱震動(dòng)和吸震器的實(shí)驗(yàn)和理論研究2/6/20234李琪主講*1991，13thWPC主題是：

21世紀(jì)石油工業(yè)的新水平——

石油工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇鉆井主要內(nèi)容：1）如何降低成本2）隨鉆測量的研究3）海上新區(qū)油氣開發(fā)的挑戰(zhàn)4）海上作業(yè)中安全和可靠性5）海上技術(shù)的進(jìn)展和將來的發(fā)展6）應(yīng)用于油井鉆井和固井的系統(tǒng)方法、模型和人工智能7）鉆井工程中新型射流理論和應(yīng)用領(lǐng)域8）長半徑和超短半徑三維拐彎水平井：基于今天的經(jīng)驗(yàn)預(yù)測未來采油2/6/20235李琪主講*

打得快，降低成本30%，提高探井成功率1/6，增加安全性，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測分析、控制。六項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化鉆井

PDC鉆頭保護(hù)油氣層水平井及非常規(guī)鉆井技術(shù)鉆井自動(dòng)化、地面及井下隨鉆監(jiān)測和控制及鉆井信息技術(shù)對鉆井提出五個(gè)方面要求：2/6/20236李琪主講*1994年，14thWPC主題是：

在世界經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長中的石油工業(yè)鉆井主要內(nèi)容：1）用井下電動(dòng)鉆具鉆水平井2）井下攝象工具的新進(jìn)展3）新型綜合錄井系統(tǒng)4）鉆小井眼是降低成本的需要5）通過伙伴關(guān)系較快進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)化6）應(yīng)用電磁MWD系統(tǒng)的先進(jìn)實(shí)時(shí)鉆井控制7）鉆頭技術(shù)改進(jìn)水平井鉆井的效果8）地面測量鉆柱振動(dòng)以改善鉆井性能9）將水平鉆井及分支井納入油藏經(jīng)營實(shí)踐10）大位移井、水平井和復(fù)雜設(shè)計(jì)井鉆井的挑戰(zhàn)、成果與經(jīng)濟(jì)效益11）在油氣生產(chǎn)方面過去十年巖石力學(xué)進(jìn)展：安全和經(jīng)濟(jì)12）北極海上油田開發(fā)技術(shù)2/6/20237李琪主講*鉆井主要內(nèi)容：1）現(xiàn)代完井2）欠平衡鉆井、不壓井起下鉆3）撓性管鉆井

CoiledTubingDrilling4）原井再作業(yè)Re-entryOperation5）自動(dòng)化鉆井及鉆井信息技術(shù)6）鉆井管理7）水平鉆井（多分支井、成對水平井、徑向水平井、大位移井、側(cè)鉆水平井等）系列技術(shù)1997年(北京），15thWPC主題是：

技術(shù)和全球化—引導(dǎo)石油工業(yè)進(jìn)入二十一世紀(jì)2/6/20238李琪主講*鉆井主要內(nèi)容：1）低成本深井鉆井2）鉆井模擬——降低成本的關(guān)鍵3）用項(xiàng)目管理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高級別鉆井的最佳鉆井指標(biāo)

usingprojectmanagementtechniquestodeviverbestinclassdrillingperformance4）完成世界級勘探鉆井——綜合集成設(shè)計(jì)、計(jì)劃和實(shí)現(xiàn)

deliveringworld-classexplorationdrilling----integrationdesign,planing,andexecution2000年(加拿大），16thWPC主題是：

石油促進(jìn)全球發(fā)展：人員、經(jīng)營及技術(shù)的密切結(jié)合（網(wǎng)絡(luò)化）創(chuàng)造價(jià)值2/6/20239李琪主講*石油工業(yè)的社會(huì)責(zé)任：（1）保持油氣資源的供需平衡，油氣市場穩(wěn)定，促進(jìn)全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展；（2）開發(fā)新型清潔能源，使油氣生產(chǎn)和消費(fèi)與人類生存環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展；（3）油氣開發(fā)生產(chǎn)如何帶動(dòng)其所在地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。勘探開發(fā)主要內(nèi)容：（1）集浮式采油、儲油和卸油系統(tǒng)與深海（2000m超深海）生產(chǎn)石油、液化天然氣技術(shù)為一體的浮式油、氣體系的新進(jìn)展；（2）采用先進(jìn)的資料采集、監(jiān)測和處理，將系統(tǒng)工程、控制工程和信息技術(shù)系統(tǒng)地應(yīng)用于油氣勘探開發(fā)——“聰明油田”；（3）石油工業(yè)數(shù)據(jù)處理、資料管理、可視化技術(shù)。2002年(巴西里約熱內(nèi)盧），17thWPC主題是：

石油工業(yè)：優(yōu)異并負(fù)責(zé)地服務(wù)于社會(huì)2/6/202310李琪主講*大陸科學(xué)鉆探工程被譽(yù)為“伸入地殼的望遠(yuǎn)鏡”，說明鉆井工程是迄今唯一能獲得地下深處真實(shí)信息的地學(xué)研究方法，也是人類認(rèn)識與解決地學(xué)、資源、災(zāi)害、氣象、環(huán)境等重大科學(xué)問題的重要手段。前蘇聯(lián)在科拉半島設(shè)計(jì)并鉆成3口大陸科學(xué)鉆探井。德國的KTV工程鉆成9000多米深的大陸科學(xué)深鉆井。1996年2月，我國和德、美一道成為國際大陸科學(xué)鉆探計(jì)劃（ICDP）的第一批成員國。在具有全球地學(xué)意義的大別-蘇魯超高壓變質(zhì)巖帶東部建造我國第一口大陸科學(xué)深鉆井。該項(xiàng)目的上馬，標(biāo)志著我國“入地計(jì)劃”的正式實(shí)施。國家科技領(lǐng)導(dǎo)小組批準(zhǔn)并列入國家“九五”、“十五”項(xiàng)目。得到國際大陸科學(xué)鉆探組織贊助。2/6/202311李琪主講*俄超深井科拉3井簡介66年，70年，74年，76年，80年，84年，86年，90年設(shè)計(jì)開鉆6000m開鉆9590m12060m開鉆12260m

換鉆機(jī)建廠房兩年地7000m卡鉆質(zhì)考察側(cè)鉆8770m固井2/6/202312李琪主講*2/6/202313李琪主講*2/6/202314李琪主講*2/6/202315李琪主講*是一項(xiàng)集科學(xué)與技術(shù)為一體的綜合性工程，屬國家重大科學(xué)工程和國際大陸鉆探項(xiàng)目；屬于劃時(shí)代的地學(xué)高科技系統(tǒng)重大工程，計(jì)劃用5年時(shí)間完成，預(yù)算總投資1.66億元；在中國土地上，尋探最接近地球地心的一點(diǎn)，即在江蘇東?？h毛北村鉆探一個(gè)5000m的深入到地球中心的望遠(yuǎn)鏡，以便提取地心材料進(jìn)行地質(zhì)科學(xué)研究；采用“組合工程鉆探技術(shù)”和“雙孔方案”，即在施工難度極大的5000m深鉆之前，先鉆一個(gè)2000m的先導(dǎo)孔，根據(jù)2000m的實(shí)際探尋結(jié)果，在先導(dǎo)孔的基礎(chǔ)上，鉆出5000m的深井，也就是亞洲第一深井。中國大陸科學(xué)鉆探工程簡介2/6/202316李琪主講*2/6/202317李琪主講*2/6/202318李琪主講*WytchFarmERD2/6/202319李琪主講*PowerDrive旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)2/6/202320李琪主講*多分支井TAML等級主井眼和分支井都是裸眼1主井筒注水泥分支井為裸眼2主井筒注水泥分支井下套管3主井筒和分支井都注水泥4水泥封固主井筒和分支井,各層壓力分隔5井下分叉裝置6預(yù)制成型接合點(diǎn)6S在英國殼牌EricDiggins“技術(shù)進(jìn)步——多分支井TAML”的論壇1997年春天在蘇格蘭的阿伯丁舉行。2/6/202321李琪主講*2/6/202322李琪主講*ERDMultilateralExamplePermanentandretrievablewhipstocks（造斜器）werehydraulicallysetusingMWDtoorientrelativetohighsideWindowsmilledat5500mand5300mfromexisting95/8-in.casingat83oAtwotripmillingsystemwasdeployedNorthernlateralwaslinedandcemented,southernlateralbarefoot2/6/202323李琪主講*M-15CompletionWytchFarmM-15multi-lateralwellBothwellboresisolatedfromeachotherwithinproductioncasingFlowcontrolstationsbelowESPallowindependentinflowEarlywatershut-offSelectivewelltest沉砂封隔器2/6/202324李琪主講*2/6/202325李琪主講*NDS（NoDrillingSurprises）計(jì)劃2/6/202326李琪主講*2/6/202327李琪主講*2/6/202328李琪主講*PRO-STAR2000

Partnering

RealisesOpportunitiesSafetyTrustAttractivenessRealism2/6/202329李琪主講*2/6/202330李琪主講*2/6/202331李琪主講*ThesparplatformhullwasdeliveredinJune1998.ItwasmanufacturedintwohalvesatAkerRaumaPoriyard,inFinland.Thefirsthalf,weighing10,842twassailedtoCorpusChristitwomonthsbeforethesecond15,861t-half,usingDockwisesubmersibleliftvessel,Transshelf2/6/202332李琪主講*TheGenesishullis122ftindiameterand705fttall.2/6/202333李琪主講*TowingtheGenesishullintoplaceintheGulfofMexico2/6/202334李琪主講*The122ft-diameter'uprighted'Genesishull.Thehullincorporatesa58ftx58ftwellbayatitscentre,whichisenoughfor20wellslots.2/6/202335李琪主講*QK17-2WHPSlotsDistribution

N8P3016P3132P3324P327P615P1131P2523P186P1014P1230P2422P175P513W129P2321P164P312P428P2220P153P911P727P2119P13P2&P1410P826P2018P191P19P2625W217P27SlotNo.WellNo.Splitterwells2m2m2/6/202336李琪主講*TheGenesissparplatform2/6/202337李琪主講*2002年國際石油十大科技技術(shù)管道的非介入式檢測法油氣系統(tǒng)分析及動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)資源與目標(biāo)一體化評價(jià)技術(shù)三維地震可視化解釋新型隨鉆聲波和核磁共振測井儀地質(zhì)導(dǎo)向鉆井測傳馬達(dá)技術(shù)四維地震勘探技術(shù)套管井地層測試技術(shù)催化蒸餾加氫組合脫硫工藝欠平衡鉆井技術(shù)新進(jìn)展2/6/202338李琪主講*2/6/202339李琪主講*2/6/202340李琪主講*2/6/202341李琪主講*2/6/202342李琪主講*2/6/202343李琪主講*2/6/202344李琪主講*2/6/202345李琪主講*2/6/202346李琪主講*2/6/202347李琪主講*2/6/202348李琪主講*膨脹式封隔管EST（ExpandableSlotterTube）可膨脹至原有尺寸的200%避免井眼尺寸的任何縮減用來封隔出現(xiàn)問題的井段2/6/202349李琪主講*世界石油工業(yè)2001年技術(shù)和生產(chǎn)記錄

——美國《Hart’sE&P》鉆井記錄單只鉆頭一次下井進(jìn)尺記錄：

休斯-克里斯坦森，BD536型8”1/2inPDC鉆頭，在委內(nèi)瑞拉Zuata油田單井鉆了10個(gè)魚骨形井眼，單鉆頭最長行程達(dá)到6994m。

史密斯鉆頭公司，MFS04型8”1/2in鑲齒牙輪鉆頭，在卡塔爾AlShaheen油田，創(chuàng)6257m記錄。單鉆頭多次下井累計(jì)進(jìn)尺記錄：21405m，在歷史上排名第四。鉆速記錄：史密斯鉆頭公司，M91P型9”7/8inPDC鉆頭，在渤海灣D平臺，鉆速達(dá)664.7ft/h。井深記錄：全球海洋公司，在墨西哥灣鉆Atwater18區(qū)塊鉆一口油井，總深達(dá)到8737m。2/6/202350李琪主講*America：ModernDrillingEngineering電弧電離激光爆炸水力…...破巖、鉆井2/6/202351李琪主講*——鉆井技術(shù)的發(fā)展將以信息化、智能化、綜合化、現(xiàn)代化為特點(diǎn)，并以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化鉆井階段為目標(biāo)——在世界石油資源的處女地和復(fù)雜地區(qū)的工作量將增大，在極地、遠(yuǎn)海、深層和復(fù)雜油氣田將鉆更多的井——鉆井技術(shù)將按三個(gè)層次發(fā)展，即成熟技術(shù)集成化、在研技術(shù)工業(yè)化、高新技術(shù)和創(chuàng)新工程加快引入和發(fā)展——鉆井工程的理論研究將更加系統(tǒng)化與成熟面向21世紀(jì)鉆井技術(shù)發(fā)展趨勢2/6/202352李琪主講*2/6/202353李琪主講*2/6/202354李琪主講*2/6/202355李琪主講*2/6/202356李琪主講*智能完井未來多分支井完井可能涉及許多程序，從多底泄油到井下隔離、流入控制、注入和油藏監(jiān)控2/6/202357李琪主講*我國鉆井技術(shù)與國際先進(jìn)水平的差距和分析水平：我國在六十年代中期就打成了兩口7000米以上的超深井：我們在塔里木和勝利油田已用水平井開發(fā)整個(gè)油田；能夠打垂直井深達(dá)5000米的超深水平井和大斜度井；能夠用邊噴邊鉆等工藝技術(shù)進(jìn)行欠平衡鉆井；能夠在巨厚的鹽層、煤層中鉆井；能夠在高陡構(gòu)造和強(qiáng)地應(yīng)力等井壁極不穩(wěn)定地區(qū)鉆井；能夠在高壓多油氣系統(tǒng)和高壓含硫氣田安全地鉆井和測試完井；

97年在南海西江24-3-A14井成功地創(chuàng)下了當(dāng)時(shí)世界大位移井的記錄。我國鉆井年進(jìn)尺量一直保持在1500萬米以上，居世界前列。我國鉆井技術(shù)已走出國門。應(yīng)該肯定我國鉆井技術(shù)的發(fā)展是高速度水平的?？梢哉f，過去和現(xiàn)在我國鉆井技術(shù)是領(lǐng)先于石油工程整體水平的，確實(shí)起到了龍頭作用。2/6/202358李琪主講*差距：我國在智能鉆井、智能完井、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井、多分支井、大位移井和柔性撓管鉆井完井等方面幾乎還是空白或剛剛起步。鉆井信息技術(shù)、隨鉆測量技術(shù)和深井技術(shù)（尤其是深初探）方面差距較大。水平井的應(yīng)用還未達(dá)產(chǎn)業(yè)化的程度。鉆井總體差距約為5--10年。今后：我國鉆井技術(shù)基本上還是以跟蹤為主，創(chuàng)新成果不多。今后應(yīng)明確目標(biāo)、集中攻關(guān)，強(qiáng)調(diào)研究與開發(fā)有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新工程與技術(shù)。應(yīng)加強(qiáng)鉆井理論研究，如鉆井預(yù)測理論等。面向21世紀(jì)鉆井技術(shù)的發(fā)展關(guān)鍵在人才，如何培養(yǎng)為鉆井服務(wù)的創(chuàng)新人才和勝任國際全球化競爭的隊(duì)伍迫在眉睫。我國鉆井技術(shù)與國際先進(jìn)水平的差距和分析2/6/202359李琪主講*21世紀(jì)上半葉我國鉆井技術(shù)發(fā)展建議近期（2000—2020年）1）新型油井（水平井、大位移井、多底井、老井側(cè)鉆等）產(chǎn)業(yè)化技術(shù)2）隨鉆地震、隨鉆測井等隨鉆遙測新技術(shù)3）新型、環(huán)保、優(yōu)質(zhì)、高效鉆井完井液體系與處理劑研制4）鉆井信息技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)5）新一代欠平衡鉆井完井技術(shù)6）柔性管鉆井、修井技術(shù)7）小眼井鉆井、修井技術(shù)8）深井在速度、周期、質(zhì)量、效益諸方面趕上世界先進(jìn)水平的有關(guān)技術(shù)9）灘海、近海、遠(yuǎn)海鉆井、完井技術(shù)10）鉆井和完井用鉆頭、工具、裝備的現(xiàn)代化建設(shè)2/6/202360李琪主講*長期（2020—2050年前）除繼續(xù)研究上述10項(xiàng)外建議再考慮一下5項(xiàng)1）全自動(dòng)化—閉環(huán)鉆井（可先搞井下閉環(huán)鉆井）2）現(xiàn)代完井技術(shù)（智能完井、選擇性完井、遙控完井）3）遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)化鉆井