定向井水平井鉆井技術(shù)

1、定向井水平井鉆井技術(shù)目 錄第一章 定向井（水平井）鉆井技術(shù)概述1第二章 定向井、叢式井、水平井設(shè)計(jì)與計(jì)算分析20第三章 定向井、水平井井身軌跡控制技術(shù)35第四章 定向井、水平井測(cè)量技術(shù)62第五章 長(zhǎng)、中曲率半徑水平井鉆井專用工具72第一章 定向井（水平井）鉆井技術(shù)概述第一節(jié) 定向井、水平井基本概念 1、定向井、叢式井、水平井發(fā)展介紹定向井是按照預(yù)先設(shè)計(jì)的井斜角、方位角和井眼軸線形狀進(jìn)行鉆進(jìn)的井。定向井相對(duì)直井而言它具有一定的井斜角和方位角，而直井是井斜角為零的井，雖然實(shí)鉆井眼都存在一定井斜度，但它仍然是直井。定向井首先是從美國(guó)發(fā)展起來(lái)的，在十九世紀(jì)后期，美國(guó)的旋轉(zhuǎn)鉆井代替了頓鉆鉆井。當(dāng)時(shí)沒(méi)有考

2、慮控制井身軌跡的問(wèn)題，認(rèn)為鉆出來(lái)的井必定是鉛垂的，但通過(guò)后來(lái)的井筒測(cè)試發(fā)現(xiàn)，那些垂直井遠(yuǎn)非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯別人租界而造成被起訴的案例。最早采用定向井鉆井技術(shù)是在井下落物無(wú)法處理后的側(cè)鉆。早在1895年美國(guó)就使用了特殊的工具和技術(shù)達(dá)到了這一目的。有記錄定向井實(shí)例是美國(guó)在二十世紀(jì)三十年代初在加利福尼亞油田鉆成的。 第一口救援井是1934年在東德克薩斯康羅油田鉆成的。救援井是指定向井與失控井具有一定距離，在設(shè)計(jì)和實(shí)際鉆井讓救援井和失控井眼相交，然后自救援井內(nèi)注入重泥漿壓住失控井。目前最深的定向井由BP勘探公司鉆成，井深達(dá)10654米； 水平位移最大的定問(wèn)井是BP勘探公司于己于199

3、7年在英國(guó)北海的 Rych Farn油田鉆成的M11井，水平位移高達(dá)10114米。 我國(guó)定向鉆井技術(shù)的發(fā)展可以分為三個(gè)階段，5060年代開(kāi)始起步，首先在玉門(mén)和四川油田鉆成定向井及水平井：玉門(mén)油田的C215井和四川磨三井，其中磨三井總井深168米，垂直井深350米，水平位移4442米，最大井斜92，水平段長(zhǎng)160米；70年代擴(kuò)大試驗(yàn)，推廣定向井鉆井技術(shù)；80年代通過(guò)進(jìn)行集團(tuán)化聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，使得我國(guó)定向鉆井軟件到硬件都有了一個(gè)大的發(fā)展。 我國(guó)目前最深的水平井是勝利油田完成的DH1-H1井，完鉆井深達(dá)到645200米。水平位移最大的大位移井是海洋石油總公司南海東部公司完成的西江24-3-A14井，水

4、平位移超過(guò)8000米。最大的叢式井組是勝利油田完成的河50叢式井組，該叢式井組長(zhǎng)384米，寬115米，共完成定向井42口。2定向鉆井的分類(lèi) 按定向鉆井的用途分類(lèi)可分為以下幾種類(lèi)型：普通定向井多目標(biāo)定向井 叢式井定向井 救援定向井水平井空間三維多目標(biāo)水平井分枝井、多底井國(guó)外定向鉆井發(fā)展簡(jiǎn)況內(nèi)容 年代50年代60年代70年代80年代90年代剖面設(shè)計(jì)及軌跡計(jì)算方法誤差很大的正切法進(jìn)行軌跡計(jì)算發(fā)展到三維設(shè)計(jì)和大組叢式井整體設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)專家系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和指導(dǎo)施工井斜控制理論斜井段二維分析三維數(shù)據(jù)分析，由靜態(tài)發(fā)展到動(dòng)態(tài)發(fā)展了多種分析計(jì)算方法并編制了計(jì)算機(jī)程序定向造斜工藝渦輪加彎接頭斜向器配合轉(zhuǎn)盤(pán)鉆渦輪、螺桿

5、動(dòng)力田具向低速大扭矩發(fā)展。各種專用井下工具系列化發(fā)展了復(fù)合式動(dòng)力鉆具，導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)，長(zhǎng)壽命PDC鉆頭等測(cè)量方式氫氟酸玻璃法和地面定向法有線隨鉆測(cè)斜儀投入工業(yè)性使用，無(wú)線隨鉆測(cè)斜儀研制成功多種無(wú)線隨鉆測(cè)斜系統(tǒng)投入工業(yè)使用和發(fā)展了電子測(cè)量系統(tǒng)和陀螺測(cè)量系統(tǒng)定向井鉆井水平精度要求不高中深定向井可打準(zhǔn)確度較高的定向救援井和大組叢式井鉆成大量水平井，從大半徑水平井到小半徑水平井、多底泄油井我國(guó)定向鉆井技術(shù)發(fā)展情況內(nèi)容 年代60年代80年代90年代剖面設(shè)計(jì)及軌跡計(jì)算方法設(shè)計(jì)采用查表法、圖解法等精度不高的方法發(fā)展了曲率半徑法，最小曲率半徑法精確的軌跡計(jì)算和設(shè)計(jì)方法，編制了預(yù)測(cè)和防碰掃描的計(jì)算機(jī)軟件包。引入了

6、人工智能和專家系統(tǒng)井斜控制理論進(jìn)行了鉆具的二維靜態(tài)分析主要使用有限元法發(fā)展了多種新的分析計(jì)算方法，例如：平衡梁法、加權(quán)余量法等，并編制了計(jì)算機(jī)分析程序理論分析模型由靜態(tài)發(fā)展到動(dòng)態(tài)，由二維發(fā)展到三維定向造斜工藝使用地面定向法（鉆桿打鋼?。?shù)據(jù)測(cè)量石油電測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)。使用精度高的磁性單多點(diǎn)測(cè)斜儀進(jìn)行定向和軌跡數(shù)據(jù)測(cè)量，發(fā)展了有線隨鉆測(cè)斜儀定向。發(fā)展了導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)，初步研制出徑向水平井造斜工藝測(cè)量方式氫氟酸測(cè)斜儀，機(jī)械式羅盤(pán)的電測(cè)井方法。多種引進(jìn)的有線隨鉆測(cè)斜儀系統(tǒng)投入工業(yè)使用和發(fā)展了電子測(cè)量系統(tǒng)及陀螺測(cè)量系統(tǒng)發(fā)展了無(wú)線隨鉆測(cè)斜系統(tǒng)引進(jìn)了帶地質(zhì)參數(shù)的MWD系統(tǒng)定向井鉆井水平簡(jiǎn)單的單口定向井、水平井位移

7、小，精度低鉆成了大量高難度定向井、大組叢式井、多目標(biāo)井、套管定向開(kāi)窗井、水平井也從大半徑水平井發(fā)展到了中半徑水平井在水平井方面取得大型突破，鉆成了長(zhǎng)、中、短半徑水平井第二節(jié) 水平井鉆井技術(shù)簡(jiǎn)介所謂水平井，是指一種井斜角大于或等于86，并保持這種角度鉆完一定長(zhǎng)度水平段的定向井。1、水平井鉆井技術(shù)發(fā)展概況1863年，瑞士工程師首先提出鉆水平井的建議；1870年，俄國(guó)工程師在勃良斯克市鉆成井斜角達(dá)60的井； 瑞典和美國(guó)研制出測(cè)量井眼空間位置的儀器，1888年俄國(guó)也設(shè)計(jì)出了測(cè)斜儀器；1929年，美國(guó)加利福尼亞州鉆成了幾米長(zhǎng)的水平分支井筒；30年代，美國(guó)開(kāi)始用撓性鉆具組合在垂直井內(nèi)鉆曲率半徑小的水平分支

8、井眼；1954年蘇聯(lián)鉆成第一口水平井；1964年一1965年我國(guó)鉆成兩口水平井，磨-3井、巴-24井；自從80年代以來(lái)，隨著先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器、長(zhǎng)壽命馬達(dá)和新型PDC鉆頭等技術(shù)的發(fā)展，水平井鉆井大規(guī)模高速度的發(fā)展起來(lái)。我國(guó)水平井鉆井在90年代以來(lái)也取得了很大發(fā)展，勝利油田已完成各種類(lèi)型水平井近400口，水乎井鉆井水平和速度不斷提高。中原油田中原油田在1991年施工了一口長(zhǎng)半徑水平井衛(wèi)225井，當(dāng)時(shí)鉆井施工非常成功，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)屬國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，但是由于后續(xù)技術(shù)手段不足，造成該井未獲得預(yù)期的開(kāi)采效果（到2001年，該井才獲得較好的工業(yè)投產(chǎn)）。經(jīng)過(guò)10年的反復(fù)論證，2001年中原油田部署了云2-平1井、

9、胡5-平1井、文92-平1井，鉆井過(guò)程中由于油層與地質(zhì)設(shè)計(jì)的偏差，出現(xiàn)了井眼軌跡上翹下扣的現(xiàn)象，對(duì)施工安全造成了很大隱患。2004年，油田部署了第一口天然氣水平井和第一批中短半徑小井眼開(kāi)窗側(cè)鉆水平井，水平井技術(shù)邁入國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平行列。具體見(jiàn)下表(近期完成的部分水平井技術(shù)服務(wù))序號(hào)井 號(hào)類(lèi)型井深(m)垂深(m)最大井斜()開(kāi)窗或側(cè)鉆井深位移(m)最大造斜率（/m）水平段長(zhǎng)(m)完成年份施工地點(diǎn)1TK318CH-1短半徑側(cè)鉆水平井5705.085451.8497.053962731.42132004塔河油田2TK318CH-2短半徑側(cè)鉆水平井5793.865444.9895.25399.99337.

10、811.4276.72004塔河油田3豐收3-平18 1/2井眼常規(guī)水平井2448.282120.796.21690669.10.38333.482004江蘇油田4周9-5-3CH5 1/2套管開(kāi)窗側(cè)鉆水平井2685240088.22320.593000.401502004江漢油田5濮側(cè)平1309 5/8套管開(kāi)窗側(cè)鉆水平井30682859.59217602850.45702004中原油田6濮側(cè)平165 1/2套管開(kāi)窗側(cè)鉆水平井2549.67239387.321072420.6078.112004中原油田7橋69-平18 1/2常規(guī)天然氣水平井42483692.4192.13280721.420

11、.42461.732004中原油田8濮1-側(cè)平2395 1/2套管開(kāi)窗側(cè)鉆水平井26622430.6893.72156254.220.55612004中原油田9濮6-側(cè)平655 1/2套管開(kāi)窗側(cè)鉆水平井2856.672751.16762503196.680.46802004中原油田附表1：近期完成的部分水平井技術(shù)服務(wù)序號(hào)井 號(hào)類(lèi)型井深(m)垂深(m)最大井斜()開(kāi)窗或側(cè)鉆井深位移(m)最大造斜率（/m）水平段長(zhǎng)(m)施工日期施工地點(diǎn)10濮2-平18 1/2井眼常規(guī)水平井28802371.5592.72086.02629.220.45389.512004中原油田11文92-平18 1/2井眼常規(guī)

12、水平井36803177.794.92844606.20.44376.52003中原油田12云2-平18 1/2井眼常規(guī)水平井32002234.12941890.871099.660.41757.612003中原油田13胡5-平18 1/2井眼常規(guī)水平井26102096.5993.11755.69646.830.532842003中原油田14濮1-側(cè)平2315 1/2套管開(kāi)窗側(cè)鉆水平井2600240896.52042265.90.601092005中原油田15濮1-側(cè)平1935 1/2套管開(kāi)窗側(cè)鉆水平井2788240191.321375000.60158.112005中原油田2、水平井的類(lèi)型及各

13、種類(lèi)型水平井的特點(diǎn)（1）水平井的類(lèi)型：根據(jù)水平井曲率半徑的大小分為：長(zhǎng)曲率半徑水平井（小曲率水平井）；中曲率半徑水平井（中曲率水平井）；短曲率半徑水平井（大曲率水平井）。（2）不同曲率水平井的基本特征及優(yōu)缺點(diǎn) 不同曲率水平井的基本特征表井型 項(xiàng)目 長(zhǎng)半徑水平井中半徑水平井短半徑水平井造斜率630米6-2030米150-30030米曲率半徑304914米29187米126米井眼尺寸無(wú)限制1214-434614-434鉆井方式轉(zhuǎn)盤(pán)鉆或?qū)蜚@井系統(tǒng)造斜段：特種馬達(dá)或?qū)蜚@井系統(tǒng)水平段：轉(zhuǎn)盤(pán)鉆或?qū)蜚@井系統(tǒng)以使用特種工具的轉(zhuǎn)盤(pán)鉆進(jìn)為主，目前也使用特種馬達(dá)方式鉆 桿常規(guī)鉆桿15100米使用抗壓鉆桿鉸接驅(qū)

14、動(dòng)鉆桿測(cè)量工具無(wú)限制有線隨鉆測(cè)斜儀，MWD，但井眼6 18時(shí)不能使用轉(zhuǎn)盤(pán)鉆井時(shí)使用多點(diǎn)測(cè)斜儀馬達(dá)鉆井時(shí)使用有線隨鉆測(cè)斜儀地面設(shè)備常規(guī)鉆機(jī)常規(guī)鉆機(jī)需要配備頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或動(dòng)力水龍頭完井方式無(wú)限制無(wú)限制裸眼或割縫管表1 水平井分類(lèi)造斜率分類(lèi)造斜率半徑國(guó)際長(zhǎng)28/25.4 m2865716 m中830/25.4m716191 m中短3060/25.4m19195 m短60200/25.4m9528 m國(guó)內(nèi)長(zhǎng)8/30m286.5m中820/30m286.586m中短2070/30m8524m短70300/30m245.77m 不同曲率水平井的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)長(zhǎng)半徑水平井1.穿透油層段最長(zhǎng) 2.使用標(biāo)準(zhǔn)的鉆

15、具及套管3.“狗腿嚴(yán)重度”最小4.使用常規(guī)鉆井設(shè)備5.可使用多種完井方法6.可采用多種舉升采油工藝7.測(cè)井及取芯方便8.井眼及工具尺寸不受限制1.井眼軌道控制段最長(zhǎng)2.全井斜深增加最多3.鉆井費(fèi)用增加4.各種下部鉆具組合較長(zhǎng)5.不適合薄油層和淺油層6.轉(zhuǎn)盤(pán)扭矩較大 7.套管用量最大8.穿過(guò)油層長(zhǎng)度與總水平位移比最小中半徑水平井1.進(jìn)入油層時(shí)無(wú)效井段較短2.使用的井下工具接近常規(guī)工具3.使用動(dòng)力鉆具成導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)4.離構(gòu)造控制點(diǎn)較近5.可使用常規(guī)的套購(gòu)及完井方法6.并下扭矩及阻力較小7.較高及較穩(wěn)定的造斜率8.井眼軌跡控制井段較短9.穿透油層段較長(zhǎng)（1000米）10.井眼尺寸不受限制11.可以測(cè)

16、井及取芯12.從一口直井可以鉆多口水平分枝井13.可實(shí)現(xiàn)有選擇的完井方案1. 要求使用MWD測(cè)量系統(tǒng)2. 要求使用加重鉆桿或抗壓縮鉆桿短半徑水平井l.井眼曲線段最短2.側(cè)鉆容易3.能夠準(zhǔn)確擊中油層目標(biāo)4.從一口直井可以鉆多口水平分枝井5.直井段與油層距離最小6.可用于淺油層7.全井斜深最小 8.不受地表?xiàng)l件的影響1非常規(guī)的井下工具2非常規(guī)的完井方法3穿透油層段短（120180米）4井眼尺寸受到限制5起下鉆次數(shù)多6要求使用頂部驅(qū)動(dòng)系或動(dòng)力水龍頭7井眼方位控制受到限制8目前還不能進(jìn)行電測(cè)第三節(jié) 定向井、水平井基本術(shù)語(yǔ)1）井深：指井口（轉(zhuǎn)盤(pán)面）至測(cè)點(diǎn)的井眼實(shí)際長(zhǎng)度，人們常稱為斜深。國(guó)外稱為測(cè)量深度（

17、Measure Depth）。2）測(cè)深：測(cè)點(diǎn)的井深，是以測(cè)量裝置（Angle Unit）的中點(diǎn)所在井深為準(zhǔn)。3）井斜角：該測(cè)點(diǎn)處的井眼方向線與重力線之間的夾角（見(jiàn)圖11）。井斜角常以希臘字母表示，單位為度。4）井斜方位角：是指以正北方位線為始邊，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至井斜方位線所轉(zhuǎn)過(guò)的角度（見(jiàn)圖12）。井斜方位角常以希臘字母表示，單位為度。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中常常簡(jiǎn)稱為方位角。 5）磁方位角：磁力測(cè)斜儀測(cè)得的井斜方位角是以地球磁北方位線為準(zhǔn)的，稱磁方位角。圖11井斜角示意圖 圖12井斜方位角示意圖6）磁偏角：磁北方位線與真北方位線并不重合，兩者之間有一個(gè)夾角，這個(gè)夾角稱為磁偏角。磁偏角又有東磁偏和西磁偏角之分

18、，當(dāng)磁北方位線在正北方位線以東時(shí)，稱為東偏角；當(dāng)磁北方位線在正北方位線以西時(shí)稱為西偏磁偏角。進(jìn)行磁偏角校正時(shí)按以下公式計(jì)算：真方位角磁方位角東偏磁偏角真方位角磁方位角一西偏磁偏角圖13磁偏角示意圖7）井斜變化率：是指井斜角隨井深變化的快慢程度，常以Ka表示，精確的講井斜變化率是井斜角度（）對(duì)井深（L）的一階導(dǎo)數(shù)。d K dL 井斜變化率的單位常以每100米度表示。8）井深方位變化率：實(shí)際應(yīng)用中簡(jiǎn)稱方位變化率，是指井斜方位角隨井深變化的快慢程度，常用K表示。計(jì)算公式如下：d K dL井斜方位變化率的單位常以每100米度進(jìn)行表示。9）全角變化率（狗腿嚴(yán)重或井眼曲率）：從井眼內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)，井

19、眼前進(jìn)方向變化的角度（兩點(diǎn)處井眼前進(jìn)方向線之間的夾角），該角度既反映了井斜角度的變化又反映了方位角度的變化，通常稱為全角變化值。兩點(diǎn)間的全角變化值相對(duì)與兩點(diǎn)間井 眼長(zhǎng)度L變化的快慢及為全角變化率。用公式表達(dá)如下： K L實(shí)際鉆井中，井眼曲率的計(jì)算方法：目前計(jì)算井眼曲率的方法很多，有公式法、查表法、圖解法、查圖法和尺算法五種。后四種辦法皆來(lái)源于公式法。計(jì)算井眼曲率的公式有三套：第一套公式：對(duì)于一個(gè)測(cè)點(diǎn)：KSQR（K2+K2sin2）對(duì)于一個(gè)測(cè)段：KSQR（/L）2+（/L）2 sin2C）第一套公式的圖解法（參見(jiàn)圖14）：圖14第一套公式的圖解法（1）作水平射線 OA； （2）作BOAC（兩測(cè)點(diǎn)

20、平均角）；（3）以一定長(zhǎng)度代表單位角度，量OB（兩測(cè)點(diǎn)方位角差）；（4）自B點(diǎn)向OA作垂線，垂足為C點(diǎn)；（5）按步驟（3）中的比例， CA（6）連接A、B，并量 AB長(zhǎng)度， 按步驟（3）比例換算成角度，此角度及狗腿角。第二套公式：（由于誤差較大，現(xiàn)場(chǎng)使用略少）第三套公式：SQR（1+2212COS） 圖1.5第三套公式的圖解法第三套公式圖解法（參見(jiàn)圖1.5）： （1）選取一定比例，經(jīng)一定長(zhǎng)度代表單位角度，作線段 OA，使其長(zhǎng)度代表l；（2）作OB線段，使 BOA；（3）按步驟的比例，量OB2；（4）連接A、B，并量取AB的長(zhǎng)度，按步驟（1）的比例換算成角度，即為。10）垂深（垂直井深）：即某測(cè)

21、點(diǎn)的垂直深度，以H表示。是指井身任意一點(diǎn)至轉(zhuǎn)盤(pán)面所在平面的距離。11）水平投影長(zhǎng)度：是指自井口至測(cè)點(diǎn)的井眼長(zhǎng)度在水平面上的投影長(zhǎng)度。以S表示。12）水平位移：簡(jiǎn)稱平移，是指測(cè)點(diǎn)到井口垂線的距離。在國(guó)外又稱為閉合距（Closure Distance）。13）平移方位角：又稱為閉合方位角（Closure Azimuth），常用表示，是指以正北方位線為始邊順針?lè)较蜣D(zhuǎn)至平移方位線上所轉(zhuǎn)過(guò)的角度。14）視平移：又稱為投影位移，井身上的某點(diǎn)在垂直投影面上的水平位移。在實(shí)際定向井鉆井過(guò)程中，這個(gè)投影面選在設(shè)計(jì)方位線上。所以視平移也可以定義為水平位移在設(shè)計(jì)線上的投影。15）高邊：在斜井段用一個(gè)垂直于井眼軸線的

22、平面于井眼（這時(shí)的井眼不能理解為一條線，而是一個(gè)具有一定直徑的圓）相交，由于井眼是傾斜的，故井眼在該平面上有一個(gè)最高點(diǎn)，最高點(diǎn)與井眼圓心所形成的直線即為井眼的高邊。16）工具面：工具面就是造斜工具彎曲方向的平面。17）磁性工具面角：造斜工具彎曲的平面與正北方位所在平面的夾角。18）高邊工具面角：造斜工具彎曲方向的平面與井斜方位角所在平面的夾角。19）裝置角：造斜工具彎曲方向的平面與原井斜方向所在平面的夾角，通常用表示。20）反扭矩：在用井底動(dòng)力鉆具鉆進(jìn)時(shí)，都存在一個(gè)與鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的扭矩，該扭矩被稱為反扭矩。21）反扭角：使用井底動(dòng)力鉆具鉆進(jìn)時(shí)，都存在一個(gè)與鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的扭矩，由于該扭矩

23、的作用，使得井底鉆具外殼向逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，該角度被稱為反扭角。22）貯層頂部：水平井段控制油層的頂部23）貯層底部：水平井段控制油層的底部24）設(shè)計(jì)入口角度：進(jìn)入儲(chǔ)層頂部的井斜角度25）著陸點(diǎn)：井眼軌跡中井斜角達(dá)到90的點(diǎn)26）入口窗口高度：入靶點(diǎn)垂直方向上下誤差之和27）入口窗口寬度：入靶點(diǎn)水平方向左右誤差之和28）出口窗口高度：出靶點(diǎn)垂直方向上下誤差之和29）出口窗口寬度：出靶點(diǎn)水平方向左右誤差之和30）著陸點(diǎn)允許水平偏差：著陸點(diǎn)允許水平方向前后的誤差31）單彎動(dòng)力鉆具：動(dòng)力鉆具殼體上具有一個(gè)彎曲角度的動(dòng)力鉆具，特點(diǎn)是造斜率較彎接頭組合高，鉆頭偏移較小 第四節(jié) 定向井、水平井基本施

24、工步驟簡(jiǎn)介1）定向井井位的確定 井位坐標(biāo)要求：基本數(shù)同一般直井。叢式井坐標(biāo)需一同下發(fā)，以便作出叢式井整體設(shè)計(jì)。注明各中靶點(diǎn)的坐標(biāo)及垂直深度，提供最新井位構(gòu)造圖。2）地面井口位置的選擇工程、地質(zhì)設(shè)計(jì)及測(cè)量人員根據(jù)井位坐標(biāo)和地面實(shí)際條件確定井口位置和井架整托方向（叢式井）。井口位置選擇盡量利用地層自然造斜規(guī)律。多目標(biāo)井井口位置在第一靶點(diǎn)和最后一個(gè)靶點(diǎn)聯(lián)線的延長(zhǎng)線上。井架立好后需要進(jìn)行井口坐標(biāo)的復(fù)測(cè)。2003年鉆井四公司施工文新99-1井時(shí)，項(xiàng)目組對(duì)該區(qū)塊進(jìn)行調(diào)研，摸清該區(qū)塊的自然造斜（280）情況，建議甲方對(duì)井口進(jìn)行適當(dāng)移動(dòng)（原井口東移40米），利用地層自然造斜規(guī)律進(jìn)行造斜，全井沒(méi)用隨鉆測(cè)斜儀定向

25、而順利中靶；這樣既加快了鉆井速度，又保證了施工質(zhì)量。3）定向井設(shè)計(jì) 地質(zhì)設(shè)計(jì)在坐標(biāo)初測(cè)后提出初步設(shè)計(jì)，在坐標(biāo)復(fù)測(cè)后提出正式設(shè)計(jì)。地質(zhì)設(shè)計(jì)除包括一般井內(nèi)容外，在工程施工中要求必須說(shuō)明靶點(diǎn)相對(duì)與井口的位移和方位，多目標(biāo)井說(shuō)明靶點(diǎn)之間的穩(wěn)斜角度。附最新井位構(gòu)造圖、油藏剖面圖、設(shè)計(jì)軌跡水平投影圖和垂直投影圖。 工程設(shè)計(jì)必須符合地質(zhì)設(shè)計(jì)要求。井身軌跡設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表，特殊工藝技術(shù)措施。井身結(jié)構(gòu)及分段鉆具組合和鉆井參數(shù)等。4）設(shè)備要求（鉆機(jī)） 根據(jù)定向井垂直井深、水平位移、井身結(jié)構(gòu)和井眼曲率選擇設(shè)備類(lèi)型。推薦設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)（使用于位移垂深0.4的定向井）： 垂深2800米、水平位移600米，選用3200米鉆機(jī)； 垂深

26、5000米、水平位移 200米，選用4500米鉆機(jī)； 垂深4500米、水平位移2000米，選用6000米鉆機(jī)； 垂深4500米、水平位移1500米，選用7000米鉆機(jī)。5）定向井靶區(qū)半徑標(biāo)準(zhǔn) 不同井深靶區(qū)半徑要求（總公司標(biāo)準(zhǔn)）：靶區(qū)垂深（米） 靶區(qū)半徑（米） 靶區(qū)垂深（米） 靶區(qū)半徑（米）1000 30 3000 801500 40 3500 1002000 50 4000 1202500 65 4500 140第二章 定向井、叢式井、水平井設(shè)計(jì)與計(jì)算分析第一節(jié) 定向井、水平井二維軌道設(shè)計(jì) 一口定向井的實(shí)施，首先要有一個(gè)軌道設(shè)計(jì)，才能以此設(shè)計(jì)為依據(jù)進(jìn)行具體的定向井鉆井施工。對(duì)于不同的勘探、開(kāi)發(fā)

27、目的和不同的設(shè)計(jì)限制條件，定向井的設(shè)計(jì)方法有多種多樣。而每種設(shè)計(jì)方法，都有一定的設(shè)計(jì)原則。 定向井設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)?！昂玫脑O(shè)計(jì)是成功的一半”。因此，合理地設(shè)計(jì)好井身軌道，是定向井成功的保證。 一、設(shè)計(jì)原則： 一口定向井的總設(shè)計(jì)原則，應(yīng)該是能保證實(shí)現(xiàn)鉆井目的，滿足采油工藝及修井作業(yè)的要求，有利于安全、優(yōu)質(zhì)、快速鉆井。在對(duì)各個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇上，在自身合理的前提下，還要考慮相互的制約。要綜合地進(jìn)行考慮。（一） 選擇合適的井眼形狀復(fù)雜的井眼形狀，勢(shì)必帶來(lái)施工難度的增加，因此井眼形狀的選擇，力求越簡(jiǎn)單越好。 從鉆具受力的角度來(lái)看：目前普遍認(rèn)為，降斜井段會(huì)增加井眼的摩阻，引起更多的復(fù)雜情況。如圖所

28、示（2-1-1），增斜井段的鉆具軸向拉力的徑向的分力，與重力在軸向的分力方向相反，有助子減小鉆具與井壁的摩擦阻力。而降斜井段的鉆具軸向分力，與重力在軸向的分力方向相同，會(huì)增加鉆具與井壁的摩擦阻力。因此，應(yīng)盡可能不采用降斜井段的軌道設(shè)計(jì)。 圖2-1-1 （二）選擇合適的井眼曲率 井眼曲率的選擇，要考慮工具造斜能力的限制和鉆具剛性的限制，結(jié)合地層的影響，留出充分的余地，保證設(shè)計(jì)軌道能夠?qū)崿F(xiàn)。 在能滿足設(shè)計(jì)和施工要求的前提下，應(yīng)盡可能選擇比較低的造斜率。這樣，鉆具、儀器和套管都容易通過(guò)。當(dāng)然，此處所說(shuō)的選擇低造斜率，沒(méi)有與增斜井段的長(zhǎng)度聯(lián)系在一起進(jìn)行考慮。另外，造斜率過(guò)低，會(huì)增加造斜段的工作量。因此

29、，要綜合考慮。常用的造斜率范圍是41030米,中原油田造斜率要求不超過(guò)530米。（三）選擇合適的造斜井段長(zhǎng)度造斜井段長(zhǎng)度的選擇，影響著整個(gè)工程的工期進(jìn)度，也影響著動(dòng)力鉆具的有效使用。若造斜井段過(guò)長(zhǎng)，一方面由于動(dòng)力鉆具的機(jī)械鉆速偏低，使施工周期加長(zhǎng)，另一方面由于長(zhǎng)井段使用動(dòng)力鉆具，必然造成鉆井成本的上升。所以，過(guò)長(zhǎng)的造斜井段是不可取的。若造斜井段過(guò)短，則可能要求很高的造斜率，。了方面造斜工具的能力限制，不易實(shí)現(xiàn)，另一方面過(guò)高的造斜率給井下安全帶來(lái)了不利因素。所以，過(guò)短的造斜井段也是不可取的。 因此，應(yīng)結(jié)合鉆頭、動(dòng)力馬達(dá)的使用壽命限制，選擇出合適的造斜段長(zhǎng)，一方面能達(dá)到要求的井斜角，另一方面能充分

30、利用單只鉆頭和動(dòng)力馬達(dá)的有效壽命。（四）選擇合適的造斜點(diǎn)造斜點(diǎn)的選擇，應(yīng)充分考慮地層穩(wěn)定性、可鉆的限制。盡可能把造斜點(diǎn)選擇在比較穩(wěn)定、均勻的硬地層，避開(kāi)軟硬夾層、巖石破碎帶、漏失地層、流沙層、易膨脹或易坍塌的地段，以免出現(xiàn)井下復(fù)雜情況，影響定向施工。造斜點(diǎn)的深度應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)井的垂深、水平位移和選用的軌道類(lèi)型來(lái)決定。并要考慮滿足采油工藝的需求。應(yīng)充分考慮井身結(jié)構(gòu)的要求，以及設(shè)計(jì)垂深和位移的限制，選擇合理的造斜點(diǎn)位置。（五）選擇合適的穩(wěn)斜段井斜角和入靶井斜角井斜角的大小，直接影響了軌跡的控制。井斜角太小時(shí)，方位不好控制。而井斜角太大時(shí)，施工難度卻又增加。因此，穩(wěn)斜段井斜角和入靶井斜角的選擇，應(yīng)充分滿

31、足軌跡控制的需要。另外，它對(duì)方位控制、電測(cè)、鉆速都有明顯的影響。一般來(lái)講，井斜角的大小與軌跡控制的難度有下面的關(guān)系：1井斜角小于15時(shí)，方位難以控制；2井斜角在15一40時(shí)，既能有效地調(diào)整井斜角和方位，也能順利地鉆井、固井和電測(cè)。是較理想的井斜角控制范圍；3井斜角在40一50時(shí)，鉆進(jìn)速度慢，方位調(diào)整困難；4井斜角大于60，電測(cè)、完井作業(yè)施工的難度很大，易發(fā)生井壁垮塌。舉例：雙增軌道計(jì)算與單增類(lèi)似，兩個(gè)矢量的連接需要兩個(gè)圓弧和一條直線段。圖2213雙增軌道設(shè)計(jì)幾何圖由圖2213看出：當(dāng)AB為A點(diǎn)的井斜則得： （253） 當(dāng)AB90 R2C21/A21 （254）3、 三段增斜圖2214三增軌道設(shè)

32、計(jì)幾何圖由圖2214看出定義：得： AB90 定義： 得： R3=A21/B21 （257）SZ=（A11B11）R3 （258） 第三節(jié) 定向井測(cè)斜數(shù)據(jù)處理實(shí)際鉆出的定向井的井眼軌跡是一條空間曲線，為了了解這條空間曲線的形狀，需要進(jìn)行井斜角和方位角的測(cè)量。由于測(cè)斜不能連續(xù)進(jìn)行，只能按一定的間距一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)地進(jìn)行測(cè)量。因此需要采用一種計(jì)算方法進(jìn)行數(shù)學(xué)擬合，來(lái)求得一條連續(xù)的空間曲線。到目前為止，由于兩測(cè)點(diǎn)之間軌跡形狀的多變性，我們還無(wú)法知道測(cè)段真實(shí)的形狀。因此只好依靠假設(shè)，如：直線、折線或各種曲線來(lái)擬合?，F(xiàn)有的定向井軌跡計(jì)算方法有二十余種，如：正切法、平均角法、平衡正切法、圓柱螺線法、最小曲率法

33、和校正平均角法等等。1、平均角法平均角法又稱平均法。此法認(rèn)為兩測(cè)點(diǎn)間的測(cè)段為一直線，該直線的方向?yàn)樯舷聝蓽y(cè)點(diǎn)處井眼方向的“和方向”。 圖232平均角法幾何圖計(jì)算公式如下： 3、平衡正切法 平衡正切法假定兩測(cè)點(diǎn)間的井段為兩段各等于測(cè)段長(zhǎng)度一半的直線構(gòu)成的折線。它們的方向分別與上下兩測(cè)點(diǎn)處的井眼方向一致。如圖所示圖233平衡正切法網(wǎng)幾何圖 計(jì)算公式如下： 2、圓柱螺線法（曲率半徑法）圓柱螺線法假設(shè)兩測(cè)點(diǎn)間的測(cè)段是一條等變螺旋角的圓柱螺線。螺線在兩端點(diǎn)處與上下兩測(cè)點(diǎn)處的井眼方向相切。圓柱螺線的水平投影是圓弧，垂直投影也是圓弧。它是以曲線法為基本假設(shè)的一種。其計(jì)算精度較直線法或折線法高。圓柱螺線法與國(guó)

34、外的“曲率半徑法”假設(shè)條件基本一致，因此在國(guó)外也叫做“曲率半徑法”。 圖234圓柱螺線法幾何圖 計(jì)算公式如下： 3、最小曲率法最小曲率法假設(shè)兩測(cè)點(diǎn)之間的井段是一段空間平面上的圓弧，圓弧在兩端點(diǎn)處與上下兩測(cè)點(diǎn)處的井眼方向線相切。圖235最小曲率法幾何圖計(jì)算公式如下： 由于圓柱螺線法和最小曲率法是以曲線假設(shè)為依據(jù)的，其精度相對(duì)來(lái)說(shuō)較準(zhǔn)確。在計(jì)算機(jī)以普及的今天，這是兩種使用最廣泛的方法。幾種計(jì)算方法的精度比較如下：第四節(jié) 叢式井的防碰計(jì)算 對(duì)于叢式井，特別是密集的叢式井，由于設(shè)計(jì)軌道與設(shè)計(jì)軌道、設(shè)計(jì)軌道與實(shí)鉆軌跡，實(shí)鉆軌跡與實(shí)鉆軌跡之間的距離很近，因此，不論是在設(shè)計(jì)時(shí)的防碰考慮不周，還是在實(shí)鉆時(shí)的防

35、碰控制不及時(shí)，都有可能導(dǎo)致最后的正鉆井與鄰井的軌跡相碰，從而造成嚴(yán)重的工程事故。因此，叢式井防碰是一個(gè)非常關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題。圖241防碰井眼示意圖 如圖241所示，要想防止正鉆井與鄰井軌跡相碰，就需要找到一種有效的分析計(jì)算方法，計(jì)算出兩井在不同井深時(shí)的相對(duì)距離。并對(duì)其相對(duì)的發(fā)展趨勢(shì)作出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，方能防碰于未然。 一、計(jì)算方法 目前常用的叢式井防碰分析計(jì)算方法有三種。即水平面掃描法、法面掃描法和最小距離掃描法。（一）水平面掃描法水平面掃描法計(jì)算的是掃描井與相關(guān)鄰井之間在同一垂深截面上的相互位置關(guān)系。圖242水平面掃描法示意圖如圖232所示，在掃描井軌跡上任一井段按需要的精度間距，截取許多水平截面

36、，求相關(guān)鄰井與此水平面的截點(diǎn)座標(biāo)。然后在各個(gè)水平截面上以掃描點(diǎn)為圓心，作極座標(biāo)圖，在圖上對(duì)掃描點(diǎn)與鄰井同一垂深點(diǎn)的相互距離和方位進(jìn)行分析的方法稱水平面掃描法。（二）法面掃描法 如圖243所示，法面掃描是以掃描井軌跡上任一掃描點(diǎn)，作一垂直子井眼軌跡軸線的平面（即法面），然后計(jì)算該平面與周?chē)嚓P(guān)鄰井井眼軌跡在三維空間中的截點(diǎn)座標(biāo)，截點(diǎn)到掃描點(diǎn)的相對(duì)距離和相對(duì)方向，即是掃描井在這一掃描點(diǎn)上與周?chē)嚓P(guān)鄰井在法面上的相互關(guān)系。以掃描點(diǎn)為圓心所繪制出的即是法面掃描圖。法面掃描從另一個(gè)角度反映了掃描井與周?chē)嚓P(guān)鄰井的相互關(guān)系。法面掃描得到的距離，是周?chē)嚓P(guān)鄰井到掃描井的徑向距離，而方向卻是反映了相對(duì)掃描井來(lái)

37、說(shuō)：上、下、左、右的關(guān)系。（三）最小距離掃描原理及公式如圖244所示，用法面掃描方法和平面掃描方法，計(jì)算出的與周?chē)嚓P(guān)鄰井的距離，不一定是最小距離。圖244最小井距掃描示意圖最小距離法計(jì)算出的是鄰井軌跡的空間最近距離。二、具體應(yīng)用這三種方法以不同的方式求解井與井之間的距離。它們各有所長(zhǎng)。l、直井防碰用水平面掃描法在直井段或井斜較小的情況下，水平掃描可很清楚地看出各井眼軌跡之間的距離，若是對(duì)一口井直進(jìn)行掃描，則用掃描結(jié)果所作的掃描圖，與叢式井水平投影圖一樣。2、斜井的防碰用法面法和最小距離法在井斜角較大時(shí)，對(duì)于同方向井，用法面掃描法，對(duì)于異方向的井，用水平面掃描法。這是因?yàn)?，在?duì)同方向井掃描時(shí)，

38、法面法計(jì)算出釣井距，通常比平面法計(jì)算出的井距小，而在對(duì)異方向井掃描時(shí)，平面法計(jì)算出的井距，通常比法面法計(jì)算出的井距小。如圖2一45所示。 圖245法面法和最小井距法3、法面法的進(jìn)一步應(yīng)用：法面掃描在計(jì)算井距的同時(shí)。還有一個(gè)功能。就是能計(jì)算出掃描井與鄰井的相對(duì)方向。這個(gè)相對(duì)方向也可以得到一張掃描圖。這張圖揭示了兩口井的相對(duì)發(fā)展趨勢(shì)。如圖所示，在方向圖中，垂直中線代表鄰井軌跡相對(duì)與正鉆井左右變化的分界線。水平中線代表鄰井軌跡相對(duì)與正鉆井上下變化的分界線。當(dāng)在某個(gè)掃描點(diǎn)時(shí)，方向圖上的掃描點(diǎn)落在第一象限，則在井距掃描圖中，下一點(diǎn)的發(fā)展趨勢(shì)，必然會(huì)向右上方發(fā)展。法面掃描的這兩個(gè)特點(diǎn)，可用在兩個(gè)方面：應(yīng)用

39、在叢式井的防碰預(yù)測(cè)方面叢式井的防碰掃描，是在正鉆井與鄰井之間進(jìn)行的。因此，在法面掃描的方向圖上，顯示出了兩個(gè)井眼軌跡是逐漸靠攏，還是逐漸分開(kāi)。這就提示了施工人員，看是否有井眼軌跡相碰的潛在危險(xiǎn)，以便及時(shí)作出相應(yīng)的防范措施。應(yīng)用在單口井的軌跡控制方面在定向井的實(shí)施過(guò)程中，總是希望實(shí)鉆軌跡盡量貼近設(shè)計(jì)線走。應(yīng)用法面掃描原理，把實(shí)鉆井眼作為正鉆井，把設(shè)計(jì)軌道作為鄰井來(lái)進(jìn)行掃描，就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)正鉆井軌跡是否有偏離設(shè)計(jì)線的趨勢(shì)。由此，就可作出是否采取措施進(jìn)行調(diào)整。第三章 定向井、水平井井身軌跡控制技術(shù)第一節(jié) 定向井、水平井井眼軌跡控制理論無(wú)論是定向井，還是水平井，控制井眼軌跡的最終目的都是要按設(shè)計(jì)要求中靶

40、。但因水平井的井身剖面特點(diǎn)、目的層靶區(qū)的要求等與普通定向井和多目標(biāo)井不同，在井眼軌跡控制方面具有許多與定向井、多目標(biāo)井不同的新概念，需要建立一套新的概念和理論體系來(lái)作為水平井井眼軌跡控制的理論依據(jù)和指導(dǎo)思想。我們?cè)陂L(zhǎng)、中半徑水平井的井眼軌跡控制模式的形成和驗(yàn)證過(guò)程中，針對(duì)不斷出現(xiàn)的軌跡控制問(wèn)題，建立了適應(yīng)于水平井軌跡控制特點(diǎn)的幾個(gè)新概念。一、中靶概念地質(zhì)給出的水平井靶區(qū)通常是一個(gè)在目的層內(nèi)以設(shè)計(jì)的水平井眼軌道為軸線的柱狀靶，其橫截面多為矩形或圓。我們可以把這個(gè)柱狀靶看成是由無(wú)數(shù)個(gè)相互平行的法面平面組成，因此，控制水平井井眼軌跡中靶，與普通定向井、多目標(biāo)井是個(gè)截然不同的新概念，主要體現(xiàn)是：井眼軌

41、跡中靶時(shí)進(jìn)人的平面是一個(gè)法平面（也稱目標(biāo)窗口），但中靶的靶區(qū)不是一個(gè)平面，而是一個(gè)柱狀體，因此，不僅要求實(shí)鉆軌跡點(diǎn)在窗口平面的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，而且要求點(diǎn)的矢量方向符合設(shè)計(jì)，使實(shí)鉆軌跡點(diǎn)在進(jìn)入目標(biāo)窗口平面后的每一個(gè)點(diǎn)都處干靶柱所限制的范圍內(nèi)。也就是說(shuō)，控制水平井井眼軌跡中靶的要素是實(shí)鉆軌跡在靶柱內(nèi)的每一點(diǎn)的位置要到位（即入靶點(diǎn)的井斜角、方位角、垂深和位移在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)），也就是我們所講的矢量中靶。第二節(jié)定向井、水平井直井段井身軌跡控制技術(shù)隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展和鉆井工具的日益完備，常規(guī)定向井軌跡控制所使用的鉆具組合已經(jīng)成熟，形成如圖14所示的基本定式鉆具組合：組合一 鐘擺鉆具 159DC18m 15

42、9DC9m組合二 雙扶剛 178DC18m 197接頭 178DC9m 178DC+159DC 鐘擺防斜組合三 定向造斜 165螺桿+定向接頭+159DC 組合四 增斜 215雙母 159DC18m 159DC9m 159DC組合五 增斜 214 159DC27m 159DC9m 159DC組合六 穩(wěn)斜 215雙母 159DC9m 159DC18m 159DC組合七 穩(wěn)斜 213-214 159DC2m 159DC9m 159DC18m組合八 鐘擺降斜 159DC9m 159DC9m 159DC組合九 定向、穩(wěn)斜 165單彎螺桿+159DC（&DP）近年來(lái)，螺桿鉆具的制造工藝日趨成熟：早期，國(guó)

43、內(nèi)生產(chǎn)的多為直螺桿鉆具，在單一定向的情況下使用壽命僅為30小時(shí)60小時(shí)。目前，螺桿鉆具品種多樣，單、雙彎螺桿，直螺桿等。單、雙彎螺桿既能夠使用轉(zhuǎn)盤(pán)進(jìn)行雙驅(qū)復(fù)合鉆進(jìn)，又能滑動(dòng)鉆進(jìn)，在完成定向施工的動(dòng)力鉆具中，單、雙彎螺桿鉆具具有優(yōu)勢(shì)。它不但能夠提供給鉆頭足夠的扭矩，而且具有很靈活的可調(diào)性：首先，它可以進(jìn)行角度的選擇，一般，螺桿廠家都能按鉆井的需求生產(chǎn)系列不同角度的螺桿鉆具（0.50、0.75、1.00、1.25、1.50、1.75、2.00、2.5、3.0、3.5），在特殊需要時(shí)，可以同向或反向配接普通定向彎接頭來(lái)進(jìn)行角度調(diào)節(jié)。其次，還可以根據(jù)扶正器位置不同，鉆具受力狀態(tài)不同這一重要特點(diǎn)，進(jìn)行合

44、理的扶正器數(shù)量及位置的調(diào)整，來(lái)達(dá)到井眼的增斜、穩(wěn)斜、降斜及調(diào)整井眼方位的要求。有無(wú)扶正器、單扶正器和雙扶正器，完全可以根據(jù)實(shí)際需要配合普通扶正器進(jìn)行合理的鉆具組合。在轉(zhuǎn)盤(pán)鉆進(jìn)、滑動(dòng)鉆進(jìn)的結(jié)合情況下使用壽命可以突破150小時(shí)以上。螺桿技術(shù)的成熟為動(dòng)力鉆具復(fù)合鉆進(jìn)技術(shù)提供了基礎(chǔ)保障。PDC鉆頭配合螺桿鉆具鉆井，其鉆屑破碎成小的顆粒，減小了舉升和輸送鉆屑所需要的力，從而提高井眼的凈化和降低井下摩阻。螺桿鉆具配合PDC鉆頭復(fù)合鉆進(jìn)，一趟鉆可以完成定向、穩(wěn)斜、降斜等各種軌跡控制技術(shù)，為此我們對(duì)螺桿鉆具優(yōu)選、鉆具組合優(yōu)化進(jìn)行研究。螺桿鉆具的優(yōu)選螺桿鉆具的彎角使鉆頭產(chǎn)生偏距，雙驅(qū)復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)鉆具所受的約束力更

45、大，交變的動(dòng)應(yīng)力使鉆具易發(fā)生疲勞斷裂，也易使螺桿鉆具的薄弱環(huán)節(jié)產(chǎn)生先期損壞。彎角越大，鉆頭偏距也越大，所受的交變應(yīng)力和扭矩越高。但是，彎角太小，則其造斜率就小，不能滿足井眼軌跡控制的需要。同樣彎度的螺桿鉆具對(duì)不同的地層，實(shí)鉆中造斜率有所差別。因此，我們依據(jù)理論的指導(dǎo)，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，進(jìn)行了螺桿鉆具彎角 的優(yōu)選，以適應(yīng)在中原油田地層鉆井的需要。.1定向段單彎螺桿彎角的優(yōu)選（1）0.5單彎單扶或雙扶螺桿 0.5雙扶、0.5單扶單彎在文33152井、新衛(wèi)222井使用，由于增、降斜率太低，鉆進(jìn)5080m沒(méi)有增斜效果。0.5的單彎螺桿不適應(yīng)中原油田的定向井雙驅(qū)復(fù)合鉆井的需要。（2）0.75單扶單彎和雙扶

46、單彎螺桿0.75雙扶單彎在胡5200井、衛(wèi)360井、胡7一282井、文33152井、胡5197井用，其增、降斜率每單根能達(dá)到0.75左右，與設(shè)計(jì)增斜率4/30m相差太大，在定向增斜時(shí)少用或不用。 0.75單扶單彎加 PDC鉆頭組合，在濮714 7井等6口井試驗(yàn)中，定向造斜率適中，一般為 1214/100m。雙驅(qū)復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)增斜率28/100m。因此，0.75單彎單扶螺桿比較適合中原油田鉆井的需要。下表是0.75單彎螺桿在各井段的應(yīng)用情況。 0.75單扶單彎螺桿試驗(yàn)情況序號(hào)井號(hào)使用井段（m）造斜率(/100m)使用目的1濮7-1472550-278012.6定向2橋66-232516-26344.

47、66自然造斜3文2792960-3150-2.00微降斜4馬682361-28372.50自然造斜（3）1單彎單扶螺桿在新文728井、文2735井、新文1088井、新文104井、文21315井、新濮3180井等井試驗(yàn)使用上使用1單扶單彎螺桿，采用1單扶單彎螺桿加 PDC鉆頭鉆進(jìn)，定向造斜至井斜 15后，啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)進(jìn)行復(fù)合鉆進(jìn)，每100m增斜率38，完全滿足了中原油田鉆井的需要。1單彎單扶螺桿雙驅(qū)鉆井的增斜效果見(jiàn)表3。1.00單扶單彎螺桿復(fù)合鉆進(jìn)試驗(yàn)情況序號(hào)井號(hào)定向井段（m）最大井斜（）增斜率(/100m)使用目的1文2792080-2900533-7自然造斜2文23-212440-2960515

48、-8自然造斜3文88-232910-3555488自然造斜4文72-1252828-3150385自然造斜（4）1.25或 1.5單彎螺桿在大井斜定向井中，使用1.25單彎雙扶螺桿，穩(wěn)斜效果較好。但是，由于1.25或1.5單彎螺桿彎度大，鉆頭偏移量大，雙驅(qū)復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)螺桿芯子受交變應(yīng)力大，可能斷芯子。一般情況下，使用1.25、1.5螺桿時(shí)盡量避免啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)。（5）1.75以上單彎螺桿在中短半徑水平井中，使用1.75以上度數(shù)彎螺桿，可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，目前3.5彎螺桿定向造斜率可以達(dá)到（100150）/100m。但是，由于1.75以上彎角的彎螺桿彎度大，很易斷芯子。1.75以上的單彎螺桿嚴(yán)禁雙驅(qū)復(fù)合鉆

49、進(jìn)。.2穩(wěn)斜段單彎螺桿彎角的優(yōu)選下表是1雙扶單彎螺桿帶PDC鉆頭鉆進(jìn)的情況。當(dāng)井斜達(dá)到10以上后，其穩(wěn)方位，微降斜效果相當(dāng)明顯，正常情況下降斜0.52.5/100m，方位變化很小。1雙扶單彎螺桿在穩(wěn)斜段的應(yīng)用序號(hào)井號(hào)鉆頭類(lèi)型施工井段(m)井斜變化（）方位變化（）1新文38-33F1924C1678-21302721.5991022新濮3-102GP5452732-296040392853濮6-122GP5453643-386037.5332952924文79-131GP5453080-33512928.5310312.3降斜、防斜螺桿鉆具優(yōu)選降斜、防斜一般選用直螺桿。由直螺桿組成合理的鉆具組合，在橋2950井使用，井斜只有1.75；橋66一22井全井最大井斜只有2.5；新濮3126井在2340m時(shí)降斜率平均3.2/100m，達(dá)到了降斜的目的。井眼軌跡控制技術(shù)（1）螺桿的彎度和下扶正器的位置、尺寸確定后，要達(dá)到增斜、微增、穩(wěn)斜、降斜的目的，可通過(guò)調(diào)整上扶正器的位置、尺寸及鉆壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。（2）增斜和微增可以不加上扶正器，或者根據(jù)不同地層的造斜效果，加外徑較小的扶正器，也可以調(diào)高上扶正器的位置。（3）穩(wěn)斜井段根據(jù)不同的地層，可選用上下扶正器外徑相同或上扶正器外徑略小的單彎螺桿。（4）降斜井段選用下扶正