定向井專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)教材課件

定向井專業(yè)知識(shí)

培訓(xùn)教材定向井鉆井設(shè)計(jì)和井眼

軌跡控制技術(shù)定向井鉆井設(shè)計(jì)技術(shù)基本概念⑴定向井的定義沿著預(yù)先設(shè)計(jì)的井斜和方位（井眼軸線）鉆達(dá)目的層位的鉆井方法，成為定向鉆井。⑵定向鉆井的應(yīng)用①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(fù)雜的地下，或井場設(shè)置和搬家安裝碰到障礙時(shí)，通常在他們附近鉆定向井。②地下地質(zhì)條件要求用直井難以穿過的復(fù)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。③鉆井技術(shù)需要遇到井下事故無法處理或不易處理時(shí)，常采用定向井技術(shù)。如：掉鉆頭、⑶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。①按設(shè)計(jì)井眼軸線形狀分ⅰ兩維定向井：井眼軸線在某個(gè)鉛垂平面上變化的定向井，井斜變化，方位不變化。ⅱ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。②按設(shè)計(jì)最大井斜角分ⅰ低斜度定向井：井斜小于15度，鉆井時(shí)井斜、方位不易控制，鉆井難度大。ⅱ中斜度定向井：井斜在15-45度之間，鉆井時(shí)井斜、方位易控制，鉆井難度相對(duì)較小，是使用最多的一種。ⅲ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。ⅳ水平井：井斜在86-120度之間，其鉆井相對(duì)較難，需要特殊設(shè)備、鉆具、工具、儀器。③按鉆井的目的分救援井、多目標(biāo)井、繞障井、多底井等。④按一個(gè)井場或平臺(tái)的鉆井?dāng)?shù)分ⅰ單一定向井ⅱ雙筒井：一臺(tái)鉆機(jī)，鉆出井口相距很近的兩口定向井。ⅲ叢式井（組）：在一個(gè)井場或平臺(tái)上，鉆出幾口或幾十口定向井和一口直井。在鉆井施工中，控制井眼曲率是十分重要的。實(shí)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(jìn)行鉆井設(shè)計(jì)時(shí)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(jìn)行。在實(shí)際施工中，要保證全角變化率在允許的范圍內(nèi)，否則，會(huì)出現(xiàn)一系列的事故或復(fù)雜。例如：霸105xx井，設(shè)計(jì)垂深1990米（A1780/B1880），直井段1174米，井斜6.1度，方位270度與設(shè)計(jì)方位相反。水平位移70.16米。定向造斜后，全角變化率達(dá)到6.08度/25米。造成完鉆通井時(shí)卡鉆。京22-32xx，設(shè)計(jì)垂深2650米（A2430/B2600），直井段1954米，井斜7.55度，方位200度，2153m（造斜點(diǎn)）水平位移達(dá)47m，閉合方位190.250，與設(shè)計(jì)方位（113.820）相差76.430。由于上直段沒有打直，定向時(shí)邊造斜邊扭方位，至2387m時(shí)井斜達(dá)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(dá)到8.17度/25米。原因：單點(diǎn)測斜三次：井深885m,井斜0.10,方位200；井深1313m，井斜00，方位00；井深1720m吊測未成，繼續(xù)鉆進(jìn)至定向。安56-17x1井，設(shè)計(jì)垂深3180米（A2980米），側(cè)鉆點(diǎn)1920米。當(dāng)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（1.25度）增斜扭方位，2790米（32度、187度），造成全角變化率超標(biāo)達(dá)到4.17度/25米。完鉆電測5次通井。定向井軌道設(shè)計(jì)軌道設(shè)計(jì)的方法：常規(guī)定向井軌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(wù)38井5靶）、雙增型剖面等。選擇造斜點(diǎn)：①地層比較穩(wěn)定，避免在破碎帶、漏失層、流砂層、易坍塌等復(fù)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）。②可鉆性較均勻的地層，避免在硬夾層造斜。③垂深大位移小的定向井，應(yīng)下壓造斜點(diǎn)，以發(fā)揮直井段鉆井優(yōu)勢；垂深小位移大的定向井，應(yīng)提高造斜點(diǎn)，可減少定向施工的工作量。④在井眼方位漂移嚴(yán)重的地層鉆定向井，造斜點(diǎn)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(dá)目標(biāo)點(diǎn)。如：岔33斷塊、岔74斷塊，在2200-2500米方位自然漂移無規(guī)律。霸斷塊，在1500-1800米方位漂移嚴(yán)重。別古莊地區(qū)的井，自然方位在180度左右。⑵三維（繞障、糾偏）定向井軌道設(shè)計(jì)⑶叢式井設(shè)計(jì) 要考慮的因素：①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。②相鄰兩井的造斜點(diǎn)應(yīng)錯(cuò)開一定距離，一般不小于30米。③軌道的防碰校核。如在平臺(tái)的控制面積范圍內(nèi)有已鉆井，且與設(shè)計(jì)軌道相距不遠(yuǎn)，則應(yīng)用防碰技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核。大位移井設(shè)計(jì)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(dǎo)致大位移井比水平井更具有特殊性：①磨阻、扭矩大。②井眼曲率低。③循環(huán)壓耗大，鉆井液當(dāng)量密度高。④井眼長、井斜大、攜砂困難。⑤軌跡控制難度大。⑥井下安全程度降低。（1998年學(xué)習(xí)時(shí)，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，各種先進(jìn)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(duì)井身質(zhì)量和靶區(qū)半徑的要求也越來越嚴(yán)格。定向井井眼軌跡控制技術(shù)，必須不斷的完善和進(jìn)步。定向前的準(zhǔn)備工作⑴地質(zhì)和工程設(shè)計(jì)分析：準(zhǔn)備施工前，必須對(duì)地質(zhì)和工程設(shè)計(jì)進(jìn)行認(rèn)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(zhǔn)備好施工的儀器和工具，在地面進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)和校核。⑵計(jì)算出方位角的允許偏差：Φ=arcsinR/SR-靶區(qū)半徑S-設(shè)計(jì)水平位移例如：某定向井設(shè)計(jì)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(diǎn)1670米。試計(jì)算靶心方位角的允許偏差值？②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(yàn)和控制軌跡的水平，制定合理的測斜計(jì)劃，建議直井段不超過200米測斜一次。③對(duì)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(jìn)行多電測斜，并進(jìn)行測斜數(shù)據(jù)處理，計(jì)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為兩種：單點(diǎn)測斜儀定向方法和隨鉆測斜儀定向方法。⑴單點(diǎn)測斜儀定向方法：略⑵隨鉆測斜儀定向方法：略定向井軌跡計(jì)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⑴定向井井身質(zhì)量評(píng)定項(xiàng)目所采用的數(shù)據(jù)以磁性單、多點(diǎn)測斜儀測量的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。⑵井斜角以0.25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(yù)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(wù)構(gòu)造帶虎珀?duì)I構(gòu)造泉66斷塊上。設(shè)計(jì)完鉆垂深2650米。設(shè)計(jì)A靶垂深1650米，設(shè)計(jì)方位153.95度，設(shè)計(jì)位移105.20米；設(shè)計(jì)B靶垂深2300米，設(shè)計(jì)方位153.88度，設(shè)計(jì)位移686.60米，井眼軌跡為三段雙靶制定向井。鉆井叁數(shù)：鉆壓80KN轉(zhuǎn)速203N/MIN、排量38L/S泵壓12MPA單點(diǎn)測斜數(shù)據(jù)：井深400米井斜0.2度方位70度 井深597米井斜0.6度方位145度 井深807米井斜0.2度方位170度 井深1005米井斜0.5度方位250度井深1155米井斜0.2度方位210度井深1160米，起鉆，換鉆頭。原鉆具、原參數(shù)鉆進(jìn)直造斜點(diǎn)。井深1260米井斜0.2度方位160度2.定向造斜井段（1374.28米）鉆具組合：Φ216mmJD437+Φ172mm(1度)單+Φ159mmNDC+159mmLDC×11根+Φ127mm鉆桿下鉆到底，開泵，泵壓9MPa，無進(jìn)尺。起鉆，鉆頭落井。綜合考慮后，決定：打水泥填井側(cè)鉆。桿，先復(fù)合鉆進(jìn)，到1540米時(shí)，再定向。4.定向造斜井段（1375.71米）鉆具組合：Φ216mmH517+Φ172mm(1度)單+Φ159mmNDC+159mmLDC×11根+Φ127mm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(diǎn)測斜數(shù)據(jù)：井深1374米井斜11.5度方位168度 井深1475米井斜12.0度方位169度 隨鉆測斜數(shù)據(jù)：井深1544米井斜12.0度方位169度 井深1559米井斜15.5度方位166度 井深1587米井斜22.5度方位161度井深1616米井斜27.7度方位157度 井深1635米井斜32.0度方位155度井深1646米井斜33.9度方位157度 井深1656米井斜35.7度方位157度井深1676米井斜40.0度方位157度 井深1685米時(shí)，泵壓正常，無進(jìn)尺。起鉆。發(fā)現(xiàn)三個(gè)牙輪脫軸，泥包成球形，未落井。此時(shí)，井斜與設(shè)計(jì)井斜差6度，下入微增鉆具，增斜。5.微增井段（1685米）鉆具組合：Φ216mmH517+Ф214mm螺扶+Φ159mmNDC+Φ159mmDC×3M+Ф214mm螺扶+Φ159mmLDC×6柱+Φ127mm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(diǎn)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(diǎn)測斜數(shù)據(jù)與隨鉆測斜數(shù)據(jù)不附，相差17度。下入隨鉆測斜儀效對(duì)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(jìn)兩根后，測斜。單點(diǎn)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(diǎn)測斜數(shù)據(jù)與隨鉆測斜數(shù)據(jù)，總是不附，此時(shí)，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(diǎn)測斜數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的。6.扭方位井段（1778米）鉆具組合：Φ216mmH517+Φ172mm(1度)單+Φ159mmNDC+159mmLDC×11根+Φ127mm鉆桿鉆井叁數(shù)：鉆壓80-120KN轉(zhuǎn)速73-117N/MIN、排量38L/S泵壓12MPA單點(diǎn)測斜數(shù)據(jù)：井深1810米井斜49度方位165度（復(fù)）隨鉆測斜數(shù)據(jù)：井深1890米井斜42度方位155度（扭）單點(diǎn)測斜數(shù)據(jù)：井深1985米井斜42度方位154度（復(fù)）井深2080米井斜43度方位154度（復(fù)）井深2108米，井斜、方位達(dá)到設(shè)計(jì)要求，起鉆。下入穩(wěn)斜鉆具。7.穩(wěn)斜井段（2108米）鉆具組合：Φ216mmPDC（5翼）+Φ159mmNDC+Φ159mmLDC+Ф214mm螺方位右漂扶+Φ159mmLDC+Ф214mm螺扶+Φ159mmLDC×5柱+Φ127mm鉆桿鉆井叁數(shù)：鉆壓80-120KN轉(zhuǎn)速73-117N/MIN、排量38L/S泵壓14MPA單點(diǎn)測斜數(shù)據(jù)：井深2145米井斜40.5度方位159度井深2185米井斜37.5度方位162度井深2190米，方位繼續(xù)右漂，為控制井眼軌跡，達(dá)到中靶，起鉆，下入單彎螺桿，復(fù)合鉆進(jìn)（穩(wěn)斜、穩(wěn)方位較好）。8.穩(wěn)斜井段（2190米）鉆具組合：Φ216mmPDC（5翼）+Φ172mm(1度)單+Φ159mmNDC+159mmLDC×11根+Φ127mm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(diǎn)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)方位較好，地質(zhì)因?yàn)殂@時(shí)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：Φ216mmH517+Φ172mm(1度)單+Φ159mmNDC+159mmLDC×11根+Φ127mm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(diǎn)測斜數(shù)據(jù)：井深2350米井斜38.5度方位159度井深2445米，鉆時(shí)突然由5-8分/1米變?yōu)?0分/1米，起鉆。發(fā)現(xiàn)：一個(gè)牙輪脫軸。10.穩(wěn)斜井段（2445米）鉆具組合：Φ216mmH517+Ф214mm螺扶+Φ159mmNDC+Ф214mm螺扶+Φ159mmLDC×6柱+Φ127mm鉆桿鉆井叁數(shù)：鉆壓160KN轉(zhuǎn)速73N/MIN、排量38L/S泵壓15MPA單點(diǎn)測斜數(shù)據(jù)：井深2460米井斜39.2度方位161度 井深2530米井斜39.5度方位158度 通過計(jì)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(dá)完進(jìn)尺。本井實(shí)際井深3345米，井底水平位移1009.73米。A靶：靶心距16.52米；B靶：靶心距17.98米。最大井斜47.9度/1800米。11.幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)和建議⑴直井段井斜容易控制，自然方位在200度左右。⑵1500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。⑶本區(qū)塊，Ф172mm單彎螺桿+PDC鉆頭復(fù)合鉆進(jìn)，穩(wěn)斜、穩(wěn)方位較好。⑷H517+Ф172mm單彎螺桿，鉆壓80-100KN。定向鉆進(jìn)26小時(shí)，三個(gè)牙輪脫軸；復(fù)合鉆進(jìn)18小時(shí)，一個(gè)牙輪脫軸。井深超過1500米，不易使用牙輪鉆頭定向或復(fù)合鉆進(jìn)。⑸提高施工人員技術(shù)素質(zhì)的培養(yǎng)，加強(qiáng)工人責(zé)任心的培養(yǎng)，避免井下復(fù)雜和事故的發(fā)生，提高鉆井速度。冀中地區(qū)復(fù)合鉆鉆井工具

選擇及應(yīng)用近年來，隨著定向井鉆井技術(shù)的不斷進(jìn)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(fù)合鉆進(jìn)中的工作特點(diǎn)機(jī)械鉆速高，而且一次下井作業(yè)時(shí)間長。復(fù)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鉆頭適應(yīng)地層性能強(qiáng)。一般情況，螺桿的壽命應(yīng)該是一個(gè)或幾個(gè)PDC鉆頭的壽命。螺桿復(fù)合鉆進(jìn)，負(fù)載情況復(fù)雜。螺桿鉆具在定向作業(yè)時(shí)，只承受鉆壓的作用，傳動(dòng)軸總成受力比較平穩(wěn)。而復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)，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(fù)載，并且因?yàn)槠扑閹r石時(shí)產(chǎn)生的沖擊力，螺桿鉆具承受的徑向負(fù)載變化大，因此，要求螺桿鉆具傳動(dòng)軸總成的結(jié)構(gòu)更加合理，具有更高的強(qiáng)度和抗沖擊抗疲勞能力。如：大港油田集團(tuán)中成公司生產(chǎn)的螺桿鉆具，能滿足復(fù)合鉆的要求。要求馬達(dá)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(shí)間內(nèi)切削更多的巖層，要求螺桿鉆具提供足夠的動(dòng)力，也就是輸出扭矩足夠大。但是螺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(shí)，盡量提高輸出扭矩。目前公司使用的172mm單彎螺桿（5/6個(gè)頭，5級(jí)馬達(dá)）。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(fù)載大幅增加，從而出現(xiàn)掉膠脫膠現(xiàn)象。工作排量大。鉆進(jìn)中，及時(shí)有效地把鉆頭破巖產(chǎn)生的巖屑清離井底，避免巖屑重復(fù)破碎，是提高鉆速的一項(xiàng)重要手段。復(fù)合鉆進(jìn)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(fù)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（20-25L/S），過大的流量會(huì)造成定/轉(zhuǎn)子之間超速旋轉(zhuǎn)，使得馬達(dá)提前損壞。為了使螺桿鉆具處于最佳使用狀態(tài)，就設(shè)計(jì)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：①國內(nèi)螺桿鉆具要求泥漿的含砂量低于1%。②盡量使用低密度低固相鉆井液，試驗(yàn)表明：鉆井液每提高0.01g/cm3,機(jī)械鉆速降低10%。選擇合適的鉆頭：鉆頭是破碎巖石獲取進(jìn)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(gè)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(fù)載過大，造成螺桿早期損壞或鉆具疲勞折斷。實(shí)踐表明：比較合適的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為50-75轉(zhuǎn)。復(fù)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(yīng)用了連續(xù)導(dǎo)向鉆井技術(shù)，導(dǎo)向鉆進(jìn)進(jìn)尺2447.61m,平均機(jī)械鉆速15.53m/h，六口井平均鉆井周期22.92d,平均建井周期25.46d。同該技術(shù)應(yīng)用較為成功的鉆井四公司相比，我們公司在該項(xiàng)技術(shù)施工方面存在一定差距，分析原因有以下幾個(gè)方面。導(dǎo)向工具型號(hào)（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165mm單彎螺桿鉆具（單扶正器、長度6.25m），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172mm單彎螺桿鉆具（雙扶正器、長度8.15m）,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(yīng)用效果就不一樣。四公司在導(dǎo)向鉆井施工中，上部二開直井段或定向后需穩(wěn)斜井段導(dǎo)向鉆進(jìn)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(dǎo)向鉆井施工中上部二開直井段或定向后需穩(wěn)斜井段導(dǎo)向鉆進(jìn)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(duì)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(wù)45-13x井施工，二開就下入165mm導(dǎo)向工具（1），導(dǎo)向鉆進(jìn)井段200m—712.55m,進(jìn)尺512.55m，機(jī)械鉆速36.17m/h,而井斜由0.5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(jī)械鉆速也受到制約。導(dǎo)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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(yīng)用連續(xù)導(dǎo)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(wù)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(dǎo)向鉆井技術(shù)一般在靶點(diǎn)位移較?。ㄐ∮?00m）的單靶井應(yīng)用效果較好并且使用PDC鉆頭時(shí)對(duì)提高機(jī)械鉆速，減少起下鉆次數(shù)，保證井下安全有保障，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(diǎn)不宜挪動(dòng)，很多井造斜點(diǎn)正好處于砂礫巖層位，無法下入PDC鉆頭，施工中不適于應(yīng)用該項(xiàng)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0.75°～1.25°之間。復(fù)合鉆井段單彎部分相當(dāng)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(huì)增加其造斜率和井眼狗腿度，角度過大會(huì)使鉆具承受較大的交變應(yīng)力，而遭疲勞破壞。2.扶正器尺寸的選擇：在導(dǎo)向鉆井中，單彎螺桿上下兩個(gè)扶正器尺寸的大小影響著鉆具承受的彎曲應(yīng)力。通過實(shí)踐證明：216mm井眼中宜采用的扶正器尺寸為208mm～210mm。245mm井眼中宜采用的扶正器尺寸為236mm～238mm。311mm井眼中宜采用的扶正器尺寸為306mm～308mm。另外，單扶正器單彎螺桿，在定向造斜時(shí)：增斜率5-7度/30米；在復(fù)合鉆時(shí)：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(shí)，設(shè)計(jì)增斜率4度/30米，實(shí)際增斜率0.7度/30米，井深2246米時(shí)，被迫起鉆改用單扶正器單彎螺桿，增斜率5.5-7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(shí)現(xiàn)的。每改變一次鉆具結(jié)構(gòu)，就要起下一趟鉆。而導(dǎo)向鉆井的鉆具組合應(yīng)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(yàn)，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208mm～210mm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(fù)合鉆進(jìn)，可以一次完成多道工序，同時(shí)避免掉牙輪的風(fēng)險(xiǎn)。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(jìn)尺慢，不適用于降斜井段。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(yàn)了QDT公司生產(chǎn)的無線隨鉆系統(tǒng)(MWD)，對(duì)該系統(tǒng)有了深刻的認(rèn)識(shí)，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(dá)到設(shè)計(jì)要求后，使用單點(diǎn)測斜，滿足對(duì)井身質(zhì)量的控制要求。6.鉆進(jìn)參數(shù)的選擇：滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)鉆壓30～120KN，復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)鉆壓10～50KN，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速≤80轉(zhuǎn)/min，立管壓力11～16Mpa。五、復(fù)合鉆井技術(shù)的綜合應(yīng)用和舉例說明復(fù)合鉆綜合應(yīng)用：復(fù)合鉆井技術(shù)能夠解放鉆壓（PDC鉆頭），提高鉆頭機(jī)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(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工帶來了多種選擇。我們可以上提造斜點(diǎn)、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(shí)進(jìn)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(dá)到中靶目的。⑴州16-21X井的應(yīng)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4.2m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(shè)計(jì)要防碰和中靶二者兼顧。因?yàn)橛辛藢?dǎo)向鉆井的成功經(jīng)驗(yàn)，我們決定在施工過程中實(shí)施兩次定向：400~500m挑井斜３°~５°，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(fù)合鉆進(jìn)1188米，時(shí)間35.5小時(shí)、機(jī)械鉆速33.46米/小時(shí)。完成了防碰、造斜、扭方位和穩(wěn)斜工序。具體施工過程：井號(hào)設(shè)計(jì)垂深靶心垂深靶心方位靶心位移州16-21x2220m1980m126.02°259.51m①直井段（153米～408米）：鉆具組合：Φ216mmPDC+Φ159mmNDC+Φ159mmDC×5根+Φ127mm鉆桿鉆井叁數(shù)：鉆壓20KN轉(zhuǎn)速73R/MIN排量38L/S泵壓14MPA 單點(diǎn)測斜數(shù)據(jù)：井深200米井斜1.5度方位95度井深300米井斜1.0度方位120度（153米時(shí)，井口試單彎，壞，故先鉆進(jìn)，等單彎運(yùn)來在下。）②造斜、穩(wěn)斜段408米～1718米鉆具組合：Φ216mmPDC+Φ172mm(1度)雙扶單彎+Φ159mmNDC+Φ159mmDC螺旋×11根+Φ127mm鉆桿a.復(fù)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12MPAb.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0.8度方位2度井深460米井斜3.3度方位125度井深473米井斜4.9度方位129度c.復(fù)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(diǎn)數(shù)據(jù)：井深590米井斜4.9度方位115度 井深690米井斜4.8度方位116度 井深790米井斜4.8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6.0度方位135度井深850米井斜10.5度方位140度e.復(fù)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(diǎn)數(shù)據(jù)：井深870米井斜11.9度方位142度井深970米井斜11.9度方位140度井深1130米井斜11.5度方位142度f.扭方位井段1180米～1191米 鉆井叁數(shù)：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12.0度方位127度g.復(fù)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(diǎn)數(shù)據(jù)：井深1220米井斜12.0度方位127度 井深1430米井斜11.2度方位127度 井深1700米井斜10.9度方位127度井深1718米，起鉆，甩掉單彎。換降斜鉆具。③降斜井段1718米～2240米鉆具組合：Φ216mmPDC+Φ159mmNDC+Φ159mmDC+Ф214mm螺扶+Φ159mmDC+Ф214mm螺扶+Φ159mmDC×9根+Φ127mm鉆桿……以下過程略⑵泉241-13XX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1500m井斜27.8度、方位260度，還應(yīng)繼續(xù)挑大井斜，可單彎螺桿損壞，被迫下入強(qiáng)增鉆具增斜。至1600m井斜33.2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(dá)到提高鉆井速度的目的。⑶三個(gè)斷塊四口井導(dǎo)向鉆井的效果數(shù)據(jù)效果數(shù)據(jù)表

項(xiàng)目

井號(hào)井深M機(jī)械鉆速m/h鉆機(jī)月速m/臺(tái)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(dá)到提高鉆井速度的目的。⑷減少扭方位，節(jié)約時(shí)間（不講）采用復(fù)合鉆進(jìn)一方面可以及時(shí)調(diào)整井眼軌跡，減少工序；另一方面復(fù)合鉆進(jìn)具有很強(qiáng)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(shí)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(fù)合鉆進(jìn)后，定向井扭方位的次數(shù)明顯減少。實(shí)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⑴安718-5x和安718-1x井中，螺桿使用情況：這兩口井是一組叢式井，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46.5米，開始反摳，后復(fù)合鉆到中完。造斜點(diǎn)1650米。第二口井安718-1x井，造斜點(diǎn)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：Ф311HT127+Ф172mm1°+Ф159mmNDC+Ф179mmDC*8根+Ф127mmDP單點(diǎn)測斜數(shù)據(jù)：260、1.0、40；279、1.2、350；345、1.2、10；383、1.2、10；400、1.3、20；600、1.8、135；653、1.8、150；675、2.3、160；井深687米，起鉆。鉆具組合：Ф311HT127+Ф197mm代納*2°彎接頭+Ф203mmNDC+Ф203mmDC*2根+Ф179mmDC*6根+Ф127mmDP單點(diǎn)測斜數(shù)據(jù)：680、2.2、160；700、0.5、220；735、2、310；885、3.5、60；970、2.3、65；1130、1、70………。井深746米，起鉆。共用時(shí)間：近三天。⑵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1.14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(jìn)。井眼為311mm。鉆具組合：Ф311HT127+Ф203mmNDC+Ф203mmDC*5根+Ф179mmDC*9根+Ф127mmDP單點(diǎn)測斜數(shù)據(jù)：605，1，10；840，1，5；1035，1，10；井深1056米時(shí)，有憋鉆現(xiàn)象發(fā)生。起鉆，反摳。鉆具組合：Ф311HT127+Ф197mm代納*2.5°彎接頭+Ф203mmNDC+Ф203mmDC*2根+Ф179mmDC*3根+Ф127mmDP反摳井段：1056-1140米，時(shí)間：半天。說明：螺桿鉆具的合理選擇與鉆具組合的正確配合，可以減少螺桿鉆具的使用時(shí)間。⑶霸109xx井中，螺桿使用情況：霸109xx是一口三開雙靶四段制剖面的定向井。要求：中B靶后降斜鉆進(jìn)。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：A靶垂深1740米位移136.15米