大位移鉆井技術(shù)

1、大位移井鉆井技術(shù)大位移井鉆井技術(shù)蔣函、黃夢梅、夏平、張秉偉、梁晨1 1、大位移井的基本概、大位移井的基本概念念2 2、大位移井的發(fā)展?fàn)?、大位移井的發(fā)展?fàn)顩r況3 3、大位移井的關(guān)鍵技、大位移井的關(guān)鍵技術(shù)術(shù)大位移井鉆井技術(shù)大位移井鉆井技術(shù)目錄目錄1 1、大位移井的基本概念、大位移井的基本概念水平位移水平位移造斜點(diǎn)造斜點(diǎn)水平位移水平位移/ /垂深垂深2 2垂垂深深 大位移井的定義一般是指井的水平位移與井的垂深之比等于或大于2的定向井。（水平位移大于水平位移大于30003000米）米）1.11.1大位移井的定義大位移井的定義1 1、大位移井的基本概念、大位移井的基本概念1.21.2大位移井的特點(diǎn)大位移

2、井的特點(diǎn)1/ 1/ 水平位移大水平位移大 能較大范圍地控制含油面積，開發(fā)相同面積的油田可以大量減少陸 地及海上鉆井的平臺數(shù)量；2/ 2/ 鉆穿油層的井段長鉆穿油層的井段長 可以使油藏的泄油面積增大，可以大幅度提高單井產(chǎn)量。1 1、大位移井的基本概念、大位移井的基本概念1.31.3大位移井的用途大位移井的用途1 1、開發(fā)海上油氣田、開發(fā)海上油氣田 從鉆井平臺上鉆大位移井，可減少布井?dāng)?shù)量，減少井投資。從鉆井平臺上鉆大位移井，可減少布井?dāng)?shù)量，減少井投資。2 2、開發(fā)近海油氣田、開發(fā)近海油氣田 一般一般距海岸距海岸1010公里左右的油氣田可從陸地鉆大位移井開發(fā)。公里左右的油氣田可從陸地鉆大位移井開發(fā)。

3、3 3、開發(fā)不同類型的油氣田、開發(fā)不同類型的油氣田 互不連通的小斷塊油氣藏；不在同一深度，方位也不同的油氣藏?；ゲ贿B通的小斷塊油氣藏；不在同一深度，方位也不同的油氣藏。4 4、保護(hù)環(huán)境、保護(hù)環(huán)境 可在環(huán)保要求低的地區(qū)用大位移井開發(fā)環(huán)保要求高的地區(qū)的油氣?？稍诃h(huán)保要求低的地區(qū)用大位移井開發(fā)環(huán)保要求高的地區(qū)的油氣。 2 2、大位移井的發(fā)展?fàn)顩r、大位移井的發(fā)展?fàn)顩r 大位移井始于上世紀(jì)大位移井始于上世紀(jì)2020年代，進(jìn)入年代，進(jìn)入8080年代后半期，隨著年代后半期，隨著相應(yīng)的科學(xué)技術(shù)和其它鉆井技術(shù)的發(fā)展，大位移井鉆井技術(shù)相應(yīng)的科學(xué)技術(shù)和其它鉆井技術(shù)的發(fā)展，大位移井鉆井技術(shù)才迅速發(fā)展起來。才迅速發(fā)展起來

4、。 2.12.1國外實(shí)例國外實(shí)例2.22.2國內(nèi)實(shí)例國內(nèi)實(shí)例1 1999999年英國北海年英國北海M-16SPZM-16SPZ井井其井深其井深1127811278米，鉆井及固井，共米，鉆井及固井，共123123天，天，水平位移達(dá)到水平位移達(dá)到1072810728米米, ,平垂比平垂比6.76.7。19971997年我國南海年我國南海西江西江24-3-A1424-3-A14井井該井完鉆井深達(dá)到該井完鉆井深達(dá)到92389238米米, ,垂深垂深29852985米，米，水平位移達(dá)到水平位移達(dá)到8062.78062.7米，平垂米，平垂比比2.72.7。3 3、大位移井的關(guān)鍵技術(shù)、大位移井的關(guān)鍵技術(shù)1

5、1/ / 摩阻扭矩摩阻扭矩 2 2/ / 鉆柱設(shè)計(jì)鉆柱設(shè)計(jì)3 3/ / 軌道設(shè)計(jì)軌道設(shè)計(jì) 4 4/ / 井壁穩(wěn)定井壁穩(wěn)定5 5/ / 井眼清洗井眼清洗 6 6/ / 固井完井固井完井7 7/ / 軌跡控制軌跡控制大位移井的關(guān)鍵技術(shù)大位移井的關(guān)鍵技術(shù) 摩阻扭矩分析是大位移井軌跡優(yōu)化和鉆柱優(yōu)化的基礎(chǔ)，同摩阻扭矩分析是大位移井軌跡優(yōu)化和鉆柱優(yōu)化的基礎(chǔ)，同時又是制約大位移井所能鉆達(dá)水平位移極限的重要因素。時又是制約大位移井所能鉆達(dá)水平位移極限的重要因素。 減少摩阻扭矩的途徑包括：減少摩阻扭矩的途徑包括： 1 1）優(yōu)選井身剖面）優(yōu)選井身剖面 2 2）增加鉆井液的潤滑性）增加鉆井液的潤滑性 3 3）使用減

6、摩工具）使用減摩工具 4 4）使用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)）使用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)3 3、大位移井的關(guān)鍵技術(shù)、大位移井的關(guān)鍵技術(shù)3.13.1管柱摩阻和扭矩管柱摩阻和扭矩鉆柱摩阻力鉆柱摩阻力（轉(zhuǎn)盤鉆）（轉(zhuǎn)盤鉆）鉆柱扭矩鉆柱扭矩CFrFFtVrVtVT+TNM+MFtWTM+ ，+， 3 3、大位移井的關(guān)鍵技術(shù)、大位移井的關(guān)鍵技術(shù)3.23.2鉆柱設(shè)計(jì)鉆柱設(shè)計(jì) 鉆柱設(shè)計(jì)包括鉆柱設(shè)計(jì)包括底部鉆具組合設(shè)計(jì)底部鉆具組合設(shè)計(jì)和和鉆桿設(shè)計(jì)鉆桿設(shè)計(jì)。 對底部鉆具組合對底部鉆具組合( (BHABHA),),在保證鉆壓需要的前提下應(yīng)使底部在保證鉆壓需要的前提下應(yīng)使底部鉆具組合的尺寸盡量減??；鉆桿一般使用高強(qiáng)度薄壁鉆桿。鉆具組

7、合的尺寸盡量減??；鉆桿一般使用高強(qiáng)度薄壁鉆桿。 鉆柱設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素鉆柱設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素（1 1）盡量減小壓差卡鉆的可能性；）盡量減小壓差卡鉆的可能性；（2 2）使用螺旋鉆鋌和螺旋扶正器；）使用螺旋鉆鋌和螺旋扶正器；（3 3）盡量減少絲扣連接的數(shù)量；）盡量減少絲扣連接的數(shù)量；（4 4）采用井下可調(diào)穩(wěn)定器；）采用井下可調(diào)穩(wěn)定器；（5 5）減少在大斜度井段的加重鉆桿；）減少在大斜度井段的加重鉆桿；（6 6）選用高強(qiáng)度鉆桿；）選用高強(qiáng)度鉆桿；（7 7）加壓時盡量不使鉆桿發(fā)生彎曲。）加壓時盡量不使鉆桿發(fā)生彎曲。3 3、大位移井的關(guān)鍵技術(shù)、大位移井的關(guān)鍵技術(shù)3.33.3軌道設(shè)計(jì)軌道設(shè)計(jì) 軌道設(shè)計(jì)的原則：

8、軌道設(shè)計(jì)的原則：要求對所有參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，盡量降低井要求對所有參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，盡量降低井眼對管柱的扭矩和摩阻，提高管柱和測量工具的下入能力。眼對管柱的扭矩和摩阻，提高管柱和測量工具的下入能力。 大位移井井身剖面的主要類型：大位移井井身剖面的主要類型： （1 1）增斜）增斜 穩(wěn)斜剖面穩(wěn)斜剖面 這種剖面的造斜率低，井斜角及測深增幅緩慢。這種剖面的造斜率低，井斜角及測深增幅緩慢。 （2 2）小曲率造斜剖面）小曲率造斜剖面 這種剖面的特點(diǎn)是造斜點(diǎn)較深，井斜角大。這種剖面的特點(diǎn)是造斜點(diǎn)較深，井斜角大。 （3 3）準(zhǔn)懸鏈線剖面）準(zhǔn)懸鏈線剖面 這種剖面有許多優(yōu)點(diǎn)，不但扭矩和摩阻較低，而且套管的下入重量有這種剖面

9、有許多優(yōu)點(diǎn)，不但扭矩和摩阻較低，而且套管的下入重量有所增加。所增加。 （韓志勇教授在準(zhǔn)懸鏈線剖面的基礎(chǔ)上提出了側(cè)位懸鏈線剖面的設(shè)計(jì)（韓志勇教授在準(zhǔn)懸鏈線剖面的基礎(chǔ)上提出了側(cè)位懸鏈線剖面的設(shè)計(jì)方法，這種剖面比準(zhǔn)懸鏈線剖面的扭矩和摩阻小。）方法，這種剖面比準(zhǔn)懸鏈線剖面的扭矩和摩阻小。） 研究井壁穩(wěn)定的目的：研究井壁穩(wěn)定的目的：計(jì)算鉆大位移井所在區(qū)塊的三條壓計(jì)算鉆大位移井所在區(qū)塊的三條壓力剖面力剖面，為設(shè)計(jì)合理的鉆井液密度提供理論依據(jù)。，為設(shè)計(jì)合理的鉆井液密度提供理論依據(jù)。 此外還要尋求井壁穩(wěn)定的鉆井方向，研究不同井斜和方位此外還要尋求井壁穩(wěn)定的鉆井方向，研究不同井斜和方位下井眼不穩(wěn)定的風(fēng)險。下井眼

10、不穩(wěn)定的風(fēng)險。 影響大位移井井壁不穩(wěn)定的因素影響大位移井井壁不穩(wěn)定的因素 （1 1）泥漿密度范圍?。┠酀{密度范圍小 （2 2）當(dāng)量循環(huán)密度高）當(dāng)量循環(huán)密度高 （3 3）抽吸壓力和激動壓力）抽吸壓力和激動壓力 （4 4）時間關(guān)系）時間關(guān)系 （5 5）化學(xué)反應(yīng)）化學(xué)反應(yīng) 3 3、大位移井的關(guān)鍵技術(shù)、大位移井的關(guān)鍵技術(shù)3.43.4井壁穩(wěn)定井壁穩(wěn)定SvShSHSvShSHS井眼由垂直變?yōu)樗狡鋺?yīng)力狀態(tài)的變化井眼由垂直變?yōu)樗狡鋺?yīng)力狀態(tài)的變化在正常壓實(shí)地層，在正常壓實(shí)地層，S SH H= S= Sh h ，S Sv v S SH H 3 3、大位移井的關(guān)鍵技術(shù)、大位移井的關(guān)鍵技術(shù)3.53.5井眼清洗井眼

11、清洗 井眼清洗和凈化，有利于提高鉆速、降低摩阻和扭矩、縮井眼清洗和凈化，有利于提高鉆速、降低摩阻和扭矩、縮短作業(yè)時間、節(jié)省鉆井費(fèi)用等。短作業(yè)時間、節(jié)省鉆井費(fèi)用等。 提高井眼清洗效率的措施提高井眼清洗效率的措施 （1 1）高泵排量和環(huán)空返速）高泵排量和環(huán)空返速 大排量可以提高鉆井液的流速，增加攜巖能力。大排量可以提高鉆井液的流速，增加攜巖能力。 （2 2）鉆井液的流變性）鉆井液的流變性 使鉆井液的流型為層流或紊流，保證攜巖能力。使鉆井液的流型為層流或紊流，保證攜巖能力。 （3 3）鉆具轉(zhuǎn)動）鉆具轉(zhuǎn)動 井眼的最優(yōu)排量難以達(dá)到，可提轉(zhuǎn)速和倒劃眼。井眼的最優(yōu)排量難以達(dá)到，可提轉(zhuǎn)速和倒劃眼。 （4 4）

12、固相控制）固相控制 要使鉆井液保持良好狀態(tài)，必須進(jìn)行固相控制。要使鉆井液保持良好狀態(tài)，必須進(jìn)行固相控制。3 3、大位移井的關(guān)鍵技術(shù)、大位移井的關(guān)鍵技術(shù)3.63.6固井完井固井完井 在大位移井的固井、完井中，套管的摩阻和磨損是個嚴(yán)重在大位移井的固井、完井中，套管的摩阻和磨損是個嚴(yán)重的問題。套管磨損使套管的強(qiáng)度降低，套管摩阻會使套管難以的問題。套管磨損使套管的強(qiáng)度降低，套管摩阻會使套管難以下入到設(shè)計(jì)井深、造成卡套管或井壁坍塌。下入到設(shè)計(jì)井深、造成卡套管或井壁坍塌。 固完井要考慮以下問題：固完井要考慮以下問題： （1 1）井身結(jié)構(gòu)須滿足完井設(shè)計(jì)要求）井身結(jié)構(gòu)須滿足完井設(shè)計(jì)要求 （2 2）套管聯(lián)結(jié)要楔牢滿足抗扭強(qiáng)度）套管聯(lián)結(jié)要楔牢滿足抗扭強(qiáng)度 （3 3）大斜度井眼下套管需采用措施）大斜度井眼下套管需采用措施 （4 4）需要考慮注入水泥的相關(guān)問題）需要考慮注入水泥的相關(guān)問題 3 3、大位移井的關(guān)鍵技術(shù)、大位移井的關(guān)鍵技術(shù)3.73.7軌跡控制軌跡控制 在軌跡控制上旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具省時省力，且適合高轉(zhuǎn)