定向井水平井鉆井技術(shù)知識(shí)(鉆井監(jiān)督)2013

1、定向井及水平井介紹定向井及水平井介紹中國(guó)石油吉林油田公司中國(guó)石油吉林油田公司20122012年年9 9月月提提 綱綱第一部分、定向井基礎(chǔ)知識(shí)介紹第一部分、定向井基礎(chǔ)知識(shí)介紹第二部分、水平井基礎(chǔ)知識(shí)介紹第二部分、水平井基礎(chǔ)知識(shí)介紹第三部分、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用情況第三部分、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用情況 定向井技術(shù)起源于定向井技術(shù)起源于2020世紀(jì)初，世紀(jì)初，是美國(guó)是美國(guó)EastmanEastman公司開展公司開展起來的，起來的，到到2020世紀(jì)中期，隨著國(guó)際鉆井三大技術(shù)世紀(jì)中期，隨著國(guó)際鉆井三大技術(shù)(MWD(MWD隨鉆隨鉆測(cè)量技術(shù)、高效測(cè)量技術(shù)、高效PDCPDC鉆頭、長(zhǎng)壽命導(dǎo)向螺桿鉆具鉆頭、長(zhǎng)壽命導(dǎo)向螺桿鉆具) )

2、的應(yīng)用，的應(yīng)用，得到飛速發(fā)展，得到飛速發(fā)展，我國(guó)是繼美國(guó)和前蘇聯(lián)之后，第三個(gè)鉆水我國(guó)是繼美國(guó)和前蘇聯(lián)之后，第三個(gè)鉆水平井的國(guó)家，平井的國(guó)家，19651965年在四川鉆成了兩口水平井，年在四川鉆成了兩口水平井，9090年水平年水平井被列入國(guó)家井被列入國(guó)家“八五八五”重大科技攻關(guān)項(xiàng)目，目前全國(guó)各油重大科技攻關(guān)項(xiàng)目，目前全國(guó)各油田已經(jīng)普遍推廣應(yīng)用。田已經(jīng)普遍推廣應(yīng)用。定向井：定向井：按照一定目的要求，沿著設(shè)計(jì)軌道鉆達(dá)預(yù)定按照一定目的要求，沿著設(shè)計(jì)軌道鉆達(dá)預(yù)定目的層位的井。目的層位的井。一、定向井技術(shù)概述一、定向井技術(shù)概述 井斜角：井斜角：井眼軸線上每一點(diǎn)都有自己的井眼軸線上每一點(diǎn)都有自己的井眼前井眼

3、前進(jìn)方向。進(jìn)方向。過井眼軸線上的某點(diǎn)作井眼軸線的切過井眼軸線上的某點(diǎn)作井眼軸線的切線，該切線向井眼前進(jìn)方向延伸的部線，該切線向井眼前進(jìn)方向延伸的部分稱為分稱為井眼方向線井眼方向線。井眼方向線與重力線之間的夾角就是井眼方向線與重力線之間的夾角就是井斜角井斜角。顯然，井眼方向線與重力線都是顯然，井眼方向線與重力線都是有向有向線段線段。井斜角表示了井眼軌跡在該測(cè)。井斜角表示了井眼軌跡在該測(cè)點(diǎn)處傾斜的大小。點(diǎn)處傾斜的大小。井斜角常以希臘字母井斜角常以希臘字母表示，單位為表示，單位為度度( () )。一個(gè)測(cè)段內(nèi)井斜角的增量總。一個(gè)測(cè)段內(nèi)井斜角的增量總是下測(cè)點(diǎn)井斜角減去上測(cè)點(diǎn)井斜角，是下測(cè)點(diǎn)井斜角減去上測(cè)

4、點(diǎn)井斜角，以以表示。表示。 井眼軌跡的基本參數(shù)井眼軌跡的基本參數(shù) 井斜方位角：井斜方位角： 1. 井眼軸線上每一點(diǎn)，都有其井眼方位線；稱為井眼軸線上每一點(diǎn)，都有其井眼方位線；稱為井眼方位線井眼方位線，或，或井斜井斜方位線方位線。井眼軸線上某點(diǎn)處的井眼方向線投影到水平面上，即為該點(diǎn)的。井眼軸線上某點(diǎn)處的井眼方向線投影到水平面上，即為該點(diǎn)的井眼方位線（井斜方位線）井眼方位線（井斜方位線） 2. 井眼軸線投影到水平面上以后，過其上每一點(diǎn)作投影線的切線，該井眼軸線投影到水平面上以后，過其上每一點(diǎn)作投影線的切線，該切線向井眼前進(jìn)方向延伸部分，即為該點(diǎn)的切線向井眼前進(jìn)方向延伸部分，即為該點(diǎn)的井眼方位線井眼

5、方位線，或稱，或稱井斜方位井斜方位線線。 上述上述1和和2兩個(gè)定義，是相同的，都是正確的。兩個(gè)定義，是相同的，都是正確的。 以正北方位線為始邊，順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)到井眼方位線（井斜方位線）上以正北方位線為始邊，順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)到井眼方位線（井斜方位線）上所轉(zhuǎn)過的角度，即所轉(zhuǎn)過的角度，即井眼方位角井眼方位角。注意，正北方位線是指地理子午線沿正。注意，正北方位線是指地理子午線沿正北方向延伸的線段。所以北方向延伸的線段。所以正北方位線和井眼方位線也都是有向線段正北方位線和井眼方位線也都是有向線段，都，都可以用矢量表示?？梢杂檬噶勘硎尽?井眼軌跡的基本參數(shù)井眼軌跡的基本參數(shù)井斜方位角井斜方位角常以字母常以字

6、母表示，單位為度表示，單位為度( () )。井斜方位角的增量是下。井斜方位角的增量是下測(cè)點(diǎn)的井斜方位角減去上測(cè)點(diǎn)的井斜方位角，以測(cè)點(diǎn)的井斜方位角減去上測(cè)點(diǎn)的井斜方位角，以表示。井斜方位角表示。井斜方位角的值可以在的值可以在0 0360360 范圍內(nèi)變化。范圍內(nèi)變化。注意注意“方向方向”與與“方位方位”的區(qū)別。方位線則是水平面上的矢量，而方向的區(qū)別。方位線則是水平面上的矢量，而方向線乃是空間的矢量。只要講到方位，方位線，方位角，都是在某個(gè)線乃是空間的矢量。只要講到方位，方位線，方位角，都是在某個(gè)水平水平面面上；而方向，方向線和狗腿角，則是在三維空間內(nèi)上；而方向，方向線和狗腿角，則是在三維空間內(nèi)(

7、 (當(dāng)然也可能在水當(dāng)然也可能在水平面上平面上) )。井眼方向線是指井眼軸線上某一點(diǎn)處井眼前進(jìn)的方向線。該。井眼方向線是指井眼軸線上某一點(diǎn)處井眼前進(jìn)的方向線。該點(diǎn)的井眼方位線則指該點(diǎn)井眼方向線在水平面上的投影。在學(xué)習(xí)扭方位點(diǎn)的井眼方位線則指該點(diǎn)井眼方向線在水平面上的投影。在學(xué)習(xí)扭方位計(jì)算時(shí)，也要特別注意這個(gè)區(qū)別。計(jì)算時(shí)，也要特別注意這個(gè)區(qū)別。 井眼軌跡的基本參數(shù)井眼軌跡的基本參數(shù) 磁偏角磁偏角 目前廣泛使用的磁性測(cè)斜儀是目前廣泛使用的磁性測(cè)斜儀是以地球磁北方位為基準(zhǔn)的。磁以地球磁北方位為基準(zhǔn)的。磁北方位與正北分位并不重合而北方位與正北分位并不重合而是有個(gè)夾角，稱為磁偏角。磁是有個(gè)夾角，稱為磁偏角

8、。磁偏角又分為東磁偏角和西磁偏偏角又分為東磁偏角和西磁偏角。東磁偏角指磁北方位線在角。東磁偏角指磁北方位線在正北分位線的東面，西磁偏角正北分位線的東面，西磁偏角指磁北方位線在正北分位線的指磁北方位線在正北分位線的西面。用磁性測(cè)斜儀測(cè)得的井西面。用磁性測(cè)斜儀測(cè)得的井斜方位角稱為磁方位角，并不斜方位角稱為磁方位角，并不是真方位角，需要經(jīng)過換算求是真方位角，需要經(jīng)過換算求得真方位角。這種換算稱為磁得真方位角。這種換算稱為磁偏角校正。換算的方法如下：偏角校正。換算的方法如下： 不準(zhǔn)確的說法：不準(zhǔn)確的說法：“地北與磁北地北與磁北之間的差值，稱為磁偏之間的差值，稱為磁偏角角”“”“以地球北極為準(zhǔn)，磁北以地

9、球北極為準(zhǔn)，磁北在其右邊的為東磁偏角，在其右邊的為東磁偏角，”真方位角磁方位角東磁偏角真方位角磁方位角東磁偏角真方位角磁方位角西磁偏角真方位角磁方位角西磁偏角 井眼軌跡的基本參數(shù)井眼軌跡的基本參數(shù)磁偏角地圖磁偏角地圖井眼軌跡的基本參數(shù)井眼軌跡的基本參數(shù)測(cè)斜計(jì)算方法測(cè)斜計(jì)算方法 主要的七種計(jì)算方法可分為三類：主要的七種計(jì)算方法可分為三類： 曲線法優(yōu)于直線法和折線法。手算用平均角法，電算用曲曲線法優(yōu)于直線法和折線法。手算用平均角法，電算用曲線法。動(dòng)力鉆具鉆出的井眼用線法。動(dòng)力鉆具鉆出的井眼用最小曲率法最小曲率法；轉(zhuǎn)盤鉆鉆出的；轉(zhuǎn)盤鉆鉆出的井眼用井眼用圓柱螺線法圓柱螺線法。 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)規(guī)定：手

10、算用平均角法，電算用校正平我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)規(guī)定：手算用平均角法，電算用校正平均角法。均角法。（校正平均角法與圓柱螺線法的計(jì)算值相差非常小，差別在小數(shù)（校正平均角法與圓柱螺線法的計(jì)算值相差非常小，差別在小數(shù)點(diǎn)以后第七、八位，有效數(shù)字的前點(diǎn)以后第七、八位，有效數(shù)字的前8位都是相同的）。位都是相同的）。井眼軸線形狀的圖示法井眼軸線形狀的圖示法 投影圖表示法投影圖表示法 相當(dāng)于機(jī)械制圖中的視圖表示法，在國(guó)外相當(dāng)于機(jī)械制圖中的視圖表示法，在國(guó)外使用廣泛。使用廣泛。 這種圖示法包括兩張圖：一張是水平投影這種圖示法包括兩張圖：一張是水平投影圖，相當(dāng)于俯視圖。一張是垂直投影圖，圖，相當(dāng)于俯視圖。一張是垂直投影

11、圖，相當(dāng)于側(cè)視圖，其投影面選在原設(shè)計(jì)方位相當(dāng)于側(cè)視圖，其投影面選在原設(shè)計(jì)方位線所在的鉛垂平面上線所在的鉛垂平面上(橫坐標(biāo)橫坐標(biāo)V，縱坐標(biāo)，縱坐標(biāo)D)。 投影圖主要用于指導(dǎo)施工。投影圖主要用于指導(dǎo)施工。 優(yōu)點(diǎn)：從圖上可直接看出，需要增斜還是優(yōu)點(diǎn)：從圖上可直接看出，需要增斜還是需要降斜，需要增方位還是需要減方位。需要降斜，需要增方位還是需要減方位。也可根據(jù)這張圖，可以想象出井眼軸線的也可根據(jù)這張圖，可以想象出井眼軸線的空間形狀。空間形狀。 缺點(diǎn)：這種垂直投影圖不能反映出井身參缺點(diǎn)：這種垂直投影圖不能反映出井身參數(shù)的真實(shí)值。數(shù)的真實(shí)值。 其它井身參數(shù)其它井身參數(shù)垂直深度：垂直深度：簡(jiǎn)稱垂深，是指軌跡

12、簡(jiǎn)稱垂深，是指軌跡上某點(diǎn)至井口所在水平面的距離。上某點(diǎn)至井口所在水平面的距離。垂深的增量稱為垂增。垂深常以垂深的增量稱為垂增。垂深常以字母表示，垂增以字母表示，垂增以表示。表示。 水平投影長(zhǎng)度：水平投影長(zhǎng)度：簡(jiǎn)稱水平長(zhǎng)度或簡(jiǎn)稱水平長(zhǎng)度或平長(zhǎng)，是指井眼軌跡上某點(diǎn)至井平長(zhǎng)，是指井眼軌跡上某點(diǎn)至井口的長(zhǎng)度在水平面上的投影，即口的長(zhǎng)度在水平面上的投影，即井深在水平面上的投影長(zhǎng)度。水井深在水平面上的投影長(zhǎng)度。水平長(zhǎng)度的增量稱為平增。平長(zhǎng)以平長(zhǎng)度的增量稱為平增。平長(zhǎng)以字母表示，平增以字母表示，平增以表示。表示。坐標(biāo)和坐標(biāo)：坐標(biāo)和坐標(biāo)：是指軌跡上某是指軌跡上某點(diǎn)在以井口為原點(diǎn)的水平面坐標(biāo)點(diǎn)在以井口為原點(diǎn)的水

13、平面坐標(biāo)系里的坐標(biāo)值。系里的坐標(biāo)值。 其它井身參數(shù)其它井身參數(shù)水平位移：水平位移：簡(jiǎn)稱平移，指軌跡上簡(jiǎn)稱平移，指軌跡上某點(diǎn)至井口所在鉛垂線的距離，某點(diǎn)至井口所在鉛垂線的距離，或指軌跡上某點(diǎn)至井口的距離在或指軌跡上某點(diǎn)至井口的距離在水平面上的投影。此投影線稱為水平面上的投影。此投影線稱為平移方位線。水平位移常以字母平移方位線。水平位移常以字母表示。表示。平移方位角：平移方位角：指平移方位線所在指平移方位線所在的方位角，即以正北方位為始邊的方位角，即以正北方位為始邊順時(shí)針轉(zhuǎn)至平移線上所轉(zhuǎn)過的角順時(shí)針轉(zhuǎn)至平移線上所轉(zhuǎn)過的角度，常以字母度，常以字母表示。表示。閉合距與閉合方位：閉合距與閉合方位：國(guó)外將

14、水平國(guó)外將水平位移稱作位移稱作 閉合距閉合距(Closure Distance)，將平移方位角稱作閉，將平移方位角稱作閉合方位角合方位角(Closure Azimuth)。我。我國(guó)現(xiàn)場(chǎng)常特指完鉆時(shí)的水平位移國(guó)現(xiàn)場(chǎng)常特指完鉆時(shí)的水平位移為閉合距，平移方位角為閉合方為閉合距，平移方位角為閉合方位角。位角。 水平位移和水平長(zhǎng)度水平位移和水平長(zhǎng)度是完全不同是完全不同的概念。的概念。 視平移：視平移：有人稱為投影位移，有人稱為投影位移，英文稱英文稱Vertical Section，視視平移可以定義為水平位移在平移可以定義為水平位移在設(shè)計(jì)方位線上的投影。設(shè)計(jì)方位線上的投影。視平視平移以字母表示。移以字母表

15、示。1、造斜點(diǎn)（、造斜點(diǎn)（KOP）：）：在定向井中，開始定向造斜的位置叫在定向井中，開始定向造斜的位置叫“造斜點(diǎn)造斜點(diǎn)”。通常以開始定向造斜的井深來表示。通常以開始定向造斜的井深來表示。2、造斜率：、造斜率：表示造斜工具的造斜能力，常用表示造斜工具的造斜能力，常用“/100m ”表示。表示。3 3、井斜變化率：、井斜變化率：?jiǎn)挝痪蝺?nèi)井斜角的變化速度稱為單位井段內(nèi)井斜角的變化速度稱為“井斜變化率井斜變化率”，常用常用“/30m /30m ”表示。表示。4 4、方位變化率：、方位變化率：?jiǎn)挝痪蝺?nèi)方位角的變化速度稱為單位井段內(nèi)方位角的變化速度稱為“井斜變化率井斜變化率”，常用常用“/30m /3

16、0m ”表示。表示。5 5、全角變化率、全角變化率K K（狗腿度）：（狗腿度）：指的是單位井段內(nèi)井眼鉆進(jìn)的方向在三維指的是單位井段內(nèi)井眼鉆進(jìn)的方向在三維空間內(nèi)的角度變化，它既包含了井斜角的變化又包含著方位角的變化?？臻g內(nèi)的角度變化，它既包含了井斜角的變化又包含著方位角的變化。常用常用“/30m /30m ”表示。表示。其它基本概念其它基本概念6、靶點(diǎn)（目標(biāo)點(diǎn)）：、靶點(diǎn)（目標(biāo)點(diǎn)）：設(shè)計(jì)規(guī)定的、需要鉆達(dá)的地層位置，稱為靶點(diǎn)。設(shè)計(jì)規(guī)定的、需要鉆達(dá)的地層位置，稱為靶點(diǎn)。7、靶區(qū)半徑：、靶區(qū)半徑：允許實(shí)鉆井眼軌跡偏離設(shè)計(jì)目標(biāo)點(diǎn)的水平距離，成為靶區(qū)允許實(shí)鉆井眼軌跡偏離設(shè)計(jì)目標(biāo)點(diǎn)的水平距離，成為靶區(qū)半徑。半

17、徑。8、靶心距：、靶心距：在靶區(qū)平面上，實(shí)鉆井眼軸線與目標(biāo)點(diǎn)之間的距離，稱為靶在靶區(qū)平面上，實(shí)鉆井眼軸線與目標(biāo)點(diǎn)之間的距離，稱為靶心距。心距。9 9、工具面（、工具面（Tool FaceTool Face）：）：在造斜鉆具組合中，由彎曲工具的兩個(gè)軸線所在造斜鉆具組合中，由彎曲工具的兩個(gè)軸線所決定的平面，稱為工具面。決定的平面，稱為工具面。1010、工具面角：、工具面角：分為磁邊工具面角和高邊工具面角；磁邊工具面角：以正分為磁邊工具面角和高邊工具面角；磁邊工具面角：以正北方向線為基準(zhǔn)；高邊工具面角：以井眼方位線為基準(zhǔn)。北方向線為基準(zhǔn)；高邊工具面角：以井眼方位線為基準(zhǔn)。1111、反扭角：、反扭角：

18、使用井底馬達(dá)帶彎接頭進(jìn)行定向造斜或扭方位時(shí)，動(dòng)力鉆具使用井底馬達(dá)帶彎接頭進(jìn)行定向造斜或扭方位時(shí)，動(dòng)力鉆具啟動(dòng)前的工具面與啟動(dòng)后加壓鉆進(jìn)時(shí)的工具面之間的夾角，稱為反扭角。啟動(dòng)前的工具面與啟動(dòng)后加壓鉆進(jìn)時(shí)的工具面之間的夾角，稱為反扭角。反扭角總是使工具面逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。反扭角總是使工具面逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。其它基本概念其它基本概念 設(shè)計(jì)軌道是一條人為的某種規(guī)則的曲線，容易作為分類的標(biāo)準(zhǔn)；而實(shí)鉆設(shè)計(jì)軌道是一條人為的某種規(guī)則的曲線，容易作為分類的標(biāo)準(zhǔn)；而實(shí)鉆軌跡是一條隨意的空間曲線，不能作為分類的標(biāo)準(zhǔn)。軌跡是一條隨意的空間曲線，不能作為分類的標(biāo)準(zhǔn)。三、定向井軌道設(shè)計(jì)三、定向井軌道設(shè)計(jì) 常規(guī)二維定向井：常規(guī)二維定向

19、井：常規(guī)二維定向井的井段形狀都是由直線和圓弧曲常規(guī)二維定向井的井段形狀都是由直線和圓弧曲線組成。線組成。 非常規(guī)二維定向井：非常規(guī)二維定向井：非常規(guī)二維定向井的井段形狀除了直線和圓弧非常規(guī)二維定向井的井段形狀除了直線和圓弧曲線外，還有某種特殊曲線，例如懸鏈線，二次拋物線等等。曲線外，還有某種特殊曲線，例如懸鏈線，二次拋物線等等。二維定向井：二維定向井：指設(shè)計(jì)的軌道都在一個(gè)鉛垂平面上變化，即設(shè)計(jì)軌道只有井指設(shè)計(jì)的軌道都在一個(gè)鉛垂平面上變化，即設(shè)計(jì)軌道只有井斜角的變化而無井斜方位角的變化。斜角的變化而無井斜方位角的變化。三維定向井：三維定向井：指設(shè)計(jì)的軌道都在三維空間上變化，既有井斜角的變化又有指

20、設(shè)計(jì)的軌道都在三維空間上變化，既有井斜角的變化又有井斜方位角的變化。井斜方位角的變化。（一）常用工具（一）常用工具1 1、井下馬達(dá)、井下馬達(dá) 螺桿、渦輪螺桿、渦輪 單彎、雙彎單彎、雙彎 鉸鏈馬鉸鏈馬達(dá)、加長(zhǎng)馬達(dá)、非磁性馬達(dá)達(dá)、加長(zhǎng)馬達(dá)、非磁性馬達(dá)等等 其中單彎螺桿鉆具應(yīng)用最多。單彎螺桿鉆具的設(shè)計(jì)是根據(jù)彎接頭其中單彎螺桿鉆具應(yīng)用最多。單彎螺桿鉆具的設(shè)計(jì)是根據(jù)彎接頭配接普通直馬達(dá)鉆具組合用于造斜的基本原理，按照動(dòng)力鉆具在水平配接普通直馬達(dá)鉆具組合用于造斜的基本原理，按照動(dòng)力鉆具在水平井中的工作要求，在現(xiàn)有直螺桿鉆具結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上改制而成的。它可以井中的工作要求，在現(xiàn)有直螺桿鉆具結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上改制而成的。它

21、可以獲得較高的造斜率，為達(dá)到更好的穩(wěn)定效果。獲得較高的造斜率，為達(dá)到更好的穩(wěn)定效果。三、常用工具、儀器三、常用工具、儀器動(dòng)動(dòng)力力鉆鉆具具四、常用工具、儀器四、常用工具、儀器 2 2、高效鉆頭、高效鉆頭四、常用工具、儀器四、常用工具、儀器3 3、彎接頭、彎接頭 它是造斜鉆具產(chǎn)生側(cè)向力的原因，彎接頭殼體上有高邊標(biāo)志線，所它是造斜鉆具產(chǎn)生側(cè)向力的原因，彎接頭殼體上有高邊標(biāo)志線，所謂高邊即彎接頭的彎曲方向。謂高邊即彎接頭的彎曲方向。4 4、定向接頭、定向接頭 其作用是支撐和固定測(cè)量?jī)x器，使儀器測(cè)出準(zhǔn)確的工具面。其作用是支撐和固定測(cè)量?jī)x器，使儀器測(cè)出準(zhǔn)確的工具面。5 5、無磁鉆鋌、無磁鉆鋌 無磁鉆鋌的作

22、用一是避免由于使用鋼鉆鋌對(duì)測(cè)量?jī)x器產(chǎn)生的影響；無磁鉆鋌的作用一是避免由于使用鋼鉆鋌對(duì)測(cè)量?jī)x器產(chǎn)生的影響；二是屏蔽上下鉆具及井壁周圍的磁場(chǎng)，以保證磁性測(cè)量?jī)x器測(cè)量結(jié)果的二是屏蔽上下鉆具及井壁周圍的磁場(chǎng)，以保證磁性測(cè)量?jī)x器測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。準(zhǔn)確性。四、常用工具、儀器四、常用工具、儀器 6 6、抗壓縮鉆桿、抗壓縮鉆桿 在中曲率水平井的造斜段，由于井眼曲率較大，普通鉆鋌下不去，故在中曲率水平井的造斜段，由于井眼曲率較大，普通鉆鋌下不去，故在鉆柱的承壓部分要用特種鉆桿。在鉆柱的承壓部分要用特種鉆桿。 7 7、旁通接頭或循環(huán)頭、旁通接頭或循環(huán)頭 當(dāng)測(cè)量?jī)x器是有線隨鉆時(shí)，用于實(shí)現(xiàn)循環(huán)的接頭。當(dāng)測(cè)量?jī)x器是有線

23、隨鉆時(shí)，用于實(shí)現(xiàn)循環(huán)的接頭。四、常用工具、儀器四、常用工具、儀器（二）常用儀器（二）常用儀器四、常用工具、儀器四、常用工具、儀器單點(diǎn)測(cè)斜儀（略）單點(diǎn)測(cè)斜儀（略） 有線隨鉆測(cè)斜儀有線隨鉆測(cè)斜儀無線隨鉆測(cè)斜儀無線隨鉆測(cè)斜儀(MWD)(MWD)隨鉆測(cè)井隨鉆測(cè)井(LWD)(LWD) 工作原理：工作原理： 有線隨鉆測(cè)斜儀井下儀器總成在井下測(cè)得井斜、有線隨鉆測(cè)斜儀井下儀器總成在井下測(cè)得井斜、方位、工具面等參數(shù)，數(shù)據(jù)信號(hào)通過電纜傳輸?shù)降胤轿弧⒐ぞ呙娴葏?shù)，數(shù)據(jù)信號(hào)通過電纜傳輸?shù)降孛鎸Ｓ脵C(jī)，地面專用機(jī)將信號(hào)處理、解碼，并通過面專用機(jī)，地面專用機(jī)將信號(hào)處理、解碼，并通過數(shù)據(jù)線再傳到司顯，指導(dǎo)隨鉆人員定向施工；電

24、纜數(shù)據(jù)線再傳到司顯，指導(dǎo)隨鉆人員定向施工；電纜既給井下儀器供電，又用來傳輸信號(hào)。既給井下儀器供電，又用來傳輸信號(hào)。1 1、有線隨鉆測(cè)斜儀、有線隨鉆測(cè)斜儀四、常用工具、儀器四、常用工具、儀器優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： （1 1）信號(hào)傳輸快；）信號(hào)傳輸快；施工中可隨時(shí)觀測(cè)到井眼軌跡的變化情況；施工中可隨時(shí)觀測(cè)到井眼軌跡的變化情況； （2 2）信號(hào)傳輸準(zhǔn)確，）信號(hào)傳輸準(zhǔn)確，干擾因素少；干擾因素少； （3 3）可在復(fù)雜工況下進(jìn)行定向施工，）可在復(fù)雜工況下進(jìn)行定向施工，不受含砂量、鉆井泵、鉆井液等不受含砂量、鉆井泵、鉆井液等因素的影響，因素的影響，可在氣體、泡沫鉆井中使用；可在氣體、泡沫鉆井中使用； （4 4）井隊(duì)可

25、以提前下鉆，）井隊(duì)可以提前下鉆，起鉆至旁通接頭位置就可以將儀器取出。起鉆至旁通接頭位置就可以將儀器取出。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： （1 1）電纜施工中容易受到損傷，）電纜施工中容易受到損傷，造成短路或斷路，不能傳輸信號(hào)；造成短路或斷路，不能傳輸信號(hào)； （2 2）定向時(shí)不能開轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)，）定向時(shí)不能開轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)，若要開轉(zhuǎn)盤，需要將儀器取出；若要開轉(zhuǎn)盤，需要將儀器取出； （3 3）操作相對(duì)復(fù)雜，）操作相對(duì)復(fù)雜，準(zhǔn)備工作時(shí)間長(zhǎng)；準(zhǔn)備工作時(shí)間長(zhǎng)； （4 4）需要配備專用的電纜絞車，）需要配備專用的電纜絞車，在雨天及路況不好的情況下不能施工。在雨天及路況不好的情況下不能施工。四、常用工具、儀器四、常用工具、儀器有線隨鉆

26、系統(tǒng)電纜絞車四、常用工具、儀器四、常用工具、儀器司鉆顯示器地面專用計(jì)算機(jī)保護(hù)筒探管四、常用工具、儀器四、常用工具、儀器立管壓力時(shí)間針閥上升，立管壓力升高針閥不動(dòng)，立管壓力穩(wěn)定MWDMWD泥漿泥漿脈沖信號(hào)脈沖信號(hào)發(fā)生原理發(fā)生原理 井下儀器總成測(cè)得井斜、方位、工具面等參數(shù)，信號(hào)通過泥井下儀器總成測(cè)得井斜、方位、工具面等參數(shù)，信號(hào)通過泥漿脈沖傳輸?shù)降孛妫诹⒐苌习惭b壓力傳感器，壓力傳感器將壓漿脈沖傳輸?shù)降孛?，在立管上安裝壓力傳感器，壓力傳感器將壓力波動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理儀（司顯），遠(yuǎn)程數(shù)力波動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理儀（司顯），遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理儀將信號(hào)進(jìn)行處理解碼的同時(shí)，又將信號(hào)傳

27、給專用數(shù)據(jù)處據(jù)處理儀將信號(hào)進(jìn)行處理解碼的同時(shí)，又將信號(hào)傳給專用數(shù)據(jù)處理儀。理儀。專用數(shù)據(jù)處理儀對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理解碼，同時(shí)還要給遠(yuǎn)專用數(shù)據(jù)處理儀對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理解碼，同時(shí)還要給遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理儀供電，設(shè)置遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理儀的各項(xiàng)參數(shù)。程數(shù)據(jù)處理儀供電，設(shè)置遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理儀的各項(xiàng)參數(shù)。 2 2、無線隨鉆、無線隨鉆 MWDMWD四、常用工具、儀器四、常用工具、儀器MWD地面設(shè)備MWD井下設(shè)備四、常用工具、儀器四、常用工具、儀器MWD泥漿脈沖地面專用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理器四、常用工具、儀器四、常用工具、儀器LWDLWD井下儀器串井下儀器串3 3、隨鉆測(cè)井、隨鉆測(cè)井LWDLWD四、常用工具、儀器四、常用工具、儀

28、器LWD司顯卡瓦開關(guān)深度傳感器泥漿脈沖地面接口箱四、常用工具、儀器四、常用工具、儀器泥漿脈沖信號(hào)發(fā)生原理泥漿脈沖信號(hào)發(fā)生原理限流環(huán)脈沖發(fā)生器四、常用工具、儀器四、常用工具、儀器（1 1）LWDLWD功能及組成功能及組成隨鉆地質(zhì)參數(shù)：隨鉆地質(zhì)參數(shù)： 雙向自然咖瑪、電阻率（雙向自然咖瑪、電阻率（4 4種探測(cè)深度）、補(bǔ)償中子孔隙度、巖石密度種探測(cè)深度）、補(bǔ)償中子孔隙度、巖石密度 定向工程參數(shù)：定向工程參數(shù)： 井斜角、方位角、井斜角、方位角、 磁性工具面、高邊工具面角磁性工具面、高邊工具面角井下儀器工況診斷：井下儀器工況診斷： 震動(dòng)傳感器、震動(dòng)傳感器、 溫度傳感器溫度傳感器 磁參數(shù)：磁參數(shù)： 地磁場(chǎng)強(qiáng)

29、度，地磁傾角地磁場(chǎng)強(qiáng)度，地磁傾角四、常用工具、儀器四、常用工具、儀器地面實(shí)時(shí)監(jiān)視界面地面實(shí)時(shí)監(jiān)視界面地質(zhì)參數(shù)曲線地質(zhì)參數(shù)曲線（2 2）隨鉆測(cè)井隨鉆測(cè)井四、常用工具、儀器四、常用工具、儀器 用用LWDLWD測(cè)井曲線與鄰井測(cè)井曲線可以進(jìn)行對(duì)比，更準(zhǔn)確的劃測(cè)井曲線與鄰井測(cè)井曲線可以進(jìn)行對(duì)比，更準(zhǔn)確的劃分地層界面、確定標(biāo)志層深度。分地層界面、確定標(biāo)志層深度。（3 3）用用LWDLWD測(cè)井曲線確定標(biāo)志層垂深測(cè)井曲線確定標(biāo)志層垂深 用自然伽瑪曲線、電阻率曲線，準(zhǔn)確的劃分出巖性界面。在用自然伽瑪曲線、電阻率曲線，準(zhǔn)確的劃分出巖性界面。在隨鉆監(jiān)測(cè)中，結(jié)合巖屑錄井，分析軌跡是否接近油層，為有效調(diào)隨鉆監(jiān)測(cè)中，結(jié)合

30、巖屑錄井，分析軌跡是否接近油層，為有效調(diào)整軌跡方向提供依據(jù)。整軌跡方向提供依據(jù)。（4 4）用用LWDLWD曲線劃分地層界面、預(yù)測(cè)到油層的距離曲線劃分地層界面、預(yù)測(cè)到油層的距離（5 5）LWDLWD曲線變化判別軌跡接近油頂或油底情況曲線變化判別軌跡接近油頂或油底情況 實(shí)鉆井眼軌跡與油層走向的相對(duì)位置發(fā)生變化時(shí)，自然伽瑪實(shí)鉆井眼軌跡與油層走向的相對(duì)位置發(fā)生變化時(shí)，自然伽瑪和電阻率均有明顯的變化，因此，可根據(jù)曲線的相對(duì)大小及其變和電阻率均有明顯的變化，因此，可根據(jù)曲線的相對(duì)大小及其變化判斷井眼軌跡所處位置、預(yù)測(cè)油層位置。化判斷井眼軌跡所處位置、預(yù)測(cè)油層位置。四、常用工具、儀器四、常用工具、儀器四、常

31、用工具、儀器四、常用工具、儀器 1 1、帶彎螺桿或彎接頭的鉆具組合、帶彎螺桿或彎接頭的鉆具組合 結(jié)合隨鉆測(cè)斜儀器，通過滑動(dòng)鉆進(jìn)方式，完成增降井斜和方位結(jié)合隨鉆測(cè)斜儀器，通過滑動(dòng)鉆進(jìn)方式，完成增降井斜和方位控制，通過復(fù)合鉆進(jìn)的方式，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)斜鉆進(jìn)?？刂?，通過復(fù)合鉆進(jìn)的方式，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)斜鉆進(jìn)。 2 2、常規(guī)扶正器鉆具組合、常規(guī)扶正器鉆具組合 不使用井下動(dòng)力鉆具，通過調(diào)整扶正器與鉆鋌的位置和長(zhǎng)度關(guān)不使用井下動(dòng)力鉆具，通過調(diào)整扶正器與鉆鋌的位置和長(zhǎng)度關(guān)系，實(shí)現(xiàn)在一定斜度的井眼內(nèi)進(jìn)行增斜、降斜或穩(wěn)斜。不能用于系，實(shí)現(xiàn)在一定斜度的井眼內(nèi)進(jìn)行增斜、降斜或穩(wěn)斜。不能用于造斜。造斜。五、定向井軌跡控制五、定向井軌跡控

32、制 （二）定向井軌跡控制鉆具組合（二）定向井軌跡控制鉆具組合 五、定向井軌跡控制五、定向井軌跡控制類型類型L L1 1L L2 2L L3 3強(qiáng)增斜組合強(qiáng)增斜組合1.01.01.81.8中增斜組合中增斜組合1.01.01.81.818.018.027.027.0弱增斜組合弱增斜組合1.01.01.81.89.09.018.018.09.09.0增斜鉆具組合的配合尺寸增斜鉆具組合的配合尺寸強(qiáng)增斜組合強(qiáng)增斜組合中增斜組合中增斜組合弱增斜組合弱增斜組合增斜鉆具組合增斜鉆具組合五、定向井軌跡控制五、定向井軌跡控制穩(wěn)斜鉆具組合穩(wěn)斜鉆具組合穩(wěn)斜鉆具組合的配合尺寸穩(wěn)斜鉆具組合的配合尺寸類型類型L L1 1L

33、 L2 2L L3 3L L4 4L L5 5強(qiáng)穩(wěn)斜組合強(qiáng)穩(wěn)斜組合0.80.81.21.24.54.56.06.09.09.09.09.09.09.0中穩(wěn)斜組合中穩(wěn)斜組合1.01.01.81.83.03.06.06.09.09.018.018.09.09.027.027.0弱穩(wěn)斜組合弱穩(wěn)斜組合1.01.01.81.84.54.59.09.0五、定向井軌跡控制五、定向井軌跡控制類型類型L L1 1L L2 2強(qiáng)降斜組合強(qiáng)降斜組合9.09.027.027.0弱降斜組合弱降斜組合0.80.818.018.027.027.0降斜鉆具組合的配合尺寸降斜鉆具組合的配合尺寸降斜鉆具組合降斜鉆具組合（二）定向

34、井軌跡控制的基本方法（二）定向井軌跡控制的基本方法 二維定向井的設(shè)計(jì)軌道一般是由四種井段組成：垂二維定向井的設(shè)計(jì)軌道一般是由四種井段組成：垂直井段、增斜井段、穩(wěn)斜井段和降斜井段。一口定向井直井段、增斜井段、穩(wěn)斜井段和降斜井段。一口定向井的軌跡控制過程，可分為以下幾個(gè)階段：的軌跡控制過程，可分為以下幾個(gè)階段： 1 1、打好垂直井段、打好垂直井段 通常采用鐘擺鉆具或塔式鉆具組合鉆井，嚴(yán)格控制通常采用鐘擺鉆具或塔式鉆具組合鉆井，嚴(yán)格控制鉆壓，對(duì)于造斜點(diǎn)較深的定向井可以在鉆至造斜點(diǎn)鉆壓，對(duì)于造斜點(diǎn)較深的定向井可以在鉆至造斜點(diǎn)50-50-100100米處輕壓吊打，控制井斜角，便于下步定向施工。米處輕壓吊

35、打，控制井斜角，便于下步定向施工。（每（每100-150100-150米必須進(jìn)行一次測(cè)斜斜米必須進(jìn)行一次測(cè)斜斜) ) 五、定向井軌跡控制五、定向井軌跡控制 2 2、把好定向造斜關(guān)、把好定向造斜關(guān) 定向角和反扭角的確定：根據(jù)垂直井段、井斜、方定向角和反扭角的確定：根據(jù)垂直井段、井斜、方位、造斜點(diǎn)深度和造斜鉆具組合，以及地層影響井眼軌位、造斜點(diǎn)深度和造斜鉆具組合，以及地層影響井眼軌跡的規(guī)律，確定定向角和反扭角。跡的規(guī)律，確定定向角和反扭角。 定向方法：?jiǎn)吸c(diǎn)定向、有線隨鉆測(cè)斜儀定向、無線定向方法：?jiǎn)吸c(diǎn)定向、有線隨鉆測(cè)斜儀定向、無線隨鉆測(cè)斜儀（隨鉆測(cè)斜儀（MWDMWD）定向、陀螺定向。）定向、陀螺定向

36、。五、定向井軌跡控制五、定向井軌跡控制 3 3、轉(zhuǎn)盤增斜井段控制好井斜、方位、轉(zhuǎn)盤增斜井段控制好井斜、方位 按照設(shè)計(jì)鉆井參數(shù)鉆進(jìn)、均勻送鉆，使井眼曲率變化按照設(shè)計(jì)鉆井參數(shù)鉆進(jìn)、均勻送鉆，使井眼曲率變化平緩、軌跡圓滑；測(cè)量有關(guān)數(shù)據(jù)，及時(shí)跟蹤預(yù)測(cè)，掌握井平緩、軌跡圓滑；測(cè)量有關(guān)數(shù)據(jù)，及時(shí)跟蹤預(yù)測(cè)，掌握井斜、方位的變化趨勢(shì)，如增斜率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)及斜、方位的變化趨勢(shì)，如增斜率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取措施。時(shí)采取措施。 4 4、穩(wěn)斜井段控制好降斜率、穩(wěn)斜井段控制好降斜率 在方位漂移嚴(yán)重的地層鉆進(jìn)，為了穩(wěn)定井斜方位，可在方位漂移嚴(yán)重的地層鉆進(jìn)，為了穩(wěn)定井斜方位，可在鉆頭上連續(xù)接在鉆頭上連續(xù)接2

37、-32-3只足尺寸穩(wěn)定器，加強(qiáng)下部鉆具組合的只足尺寸穩(wěn)定器，加強(qiáng)下部鉆具組合的剛性；因地層因素影響，采用穩(wěn)斜鉆具出現(xiàn)降斜趨勢(shì)時(shí)，剛性；因地層因素影響，采用穩(wěn)斜鉆具出現(xiàn)降斜趨勢(shì)時(shí)，可用微增鉆具組合穩(wěn)斜?？捎梦⒃鲢@具組合穩(wěn)斜。五、定向井軌跡控制五、定向井軌跡控制 5 5、降斜井段簡(jiǎn)化下部鉆具組合、降斜井段簡(jiǎn)化下部鉆具組合 降斜段一般接近完井井段，井下扭矩及摩阻較大，為了降斜段一般接近完井井段，井下扭矩及摩阻較大，為了安全鉆進(jìn)，一般在滿足井眼中靶的條件下，簡(jiǎn)化下部鉆具組安全鉆進(jìn)，一般在滿足井眼中靶的條件下，簡(jiǎn)化下部鉆具組合，減少鉆鋌和穩(wěn)定器的數(shù)量，甚至可用加重鉆桿代替鉆鋌。合，減少鉆鋌和穩(wěn)定器的數(shù)量

38、，甚至可用加重鉆桿代替鉆鋌。 6 6、扭方位、扭方位 由于影響井眼軌跡方位漂移的因素比較復(fù)雜，一般應(yīng)在由于影響井眼軌跡方位漂移的因素比較復(fù)雜，一般應(yīng)在井斜角較小時(shí)調(diào)整方位，在中靶的前提下，盡量少扭方位。井斜角較小時(shí)調(diào)整方位，在中靶的前提下，盡量少扭方位。 7 7、跟蹤控制到靶點(diǎn)、跟蹤控制到靶點(diǎn) 按規(guī)定進(jìn)行測(cè)斜，盡可采用復(fù)合鉆井方式。按規(guī)定進(jìn)行測(cè)斜，盡可采用復(fù)合鉆井方式。五、定向井軌跡控制五、定向井軌跡控制在以下三種情況下，使用動(dòng)力鉆具進(jìn)行控制：在以下三種情況下，使用動(dòng)力鉆具進(jìn)行控制： (1)(1)使用轉(zhuǎn)盤鉆扶正器組合已難以滿足增斜或降斜要求使用轉(zhuǎn)盤鉆扶正器組合已難以滿足增斜或降斜要求時(shí)，改用動(dòng)

39、力鉆具造斜工具進(jìn)行強(qiáng)力增斜或降斜；時(shí)，改用動(dòng)力鉆具造斜工具進(jìn)行強(qiáng)力增斜或降斜； (2)(2)轉(zhuǎn)盤鉆扶正器組合不能控制方位，而且在鉆進(jìn)中常轉(zhuǎn)盤鉆扶正器組合不能控制方位，而且在鉆進(jìn)中常常出現(xiàn)方位偏差，當(dāng)井眼方位有較大偏差，有可能造成脫常出現(xiàn)方位偏差，當(dāng)井眼方位有較大偏差，有可能造成脫靶時(shí)，必須使用動(dòng)力鉆具造斜工具來完成扭方位；靶時(shí)，必須使用動(dòng)力鉆具造斜工具來完成扭方位； (3)(3)為提高鉆井速度、提高中靶率和井身質(zhì)量，進(jìn)行復(fù)為提高鉆井速度、提高中靶率和井身質(zhì)量，進(jìn)行復(fù)合鉆進(jìn)。合鉆進(jìn)。五、定向井軌跡控制五、定向井軌跡控制1 1、裝置角的概念、裝置角的概念 以高邊方向線為始邊，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到裝置方向線

40、上所轉(zhuǎn)過的角以高邊方向線為始邊，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到裝置方向線上所轉(zhuǎn)過的角度，稱為造斜工具的裝置角。度，稱為造斜工具的裝置角。裝置角常以希文字母裝置角常以希文字母表示。表示。 進(jìn)一步將裝置角與井斜方位角相加，以字母進(jìn)一步將裝置角與井斜方位角相加，以字母ww表示，稱作表示，稱作裝裝置方位角置方位角。 ww = + = + 五、定向井軌跡控制五、定向井軌跡控制（三）裝置角（三）裝置角 解析法解析法解析法按照如下公式進(jìn)行計(jì)算的：解析法按照如下公式進(jìn)行計(jì)算的：)sin/(sin)coscos(coscoscossinsincoscoscos1212121由上面的（由上面的（1 1）式可求得狗腿角）式可求得狗腿

41、角,將將代入（代入（2 2）式可求得裝置角）式可求得裝置角。 設(shè)目前井底的井斜角為設(shè)目前井底的井斜角為1 1，井斜方位角為，井斜方位角為1 1；希望經(jīng)過一定長(zhǎng)度的鉆進(jìn)后；希望經(jīng)過一定長(zhǎng)度的鉆進(jìn)后使井斜和方位達(dá)到使井斜和方位達(dá)到2 2和和2 2，且已知造斜工具的造斜率，且已知造斜工具的造斜率KcKc?，F(xiàn)在要求造斜工具的?，F(xiàn)在要求造斜工具的裝置角裝置角和需要鉆進(jìn)的井段長(zhǎng)度和需要鉆進(jìn)的井段長(zhǎng)度DmDm。（1 1）（2 2）五、定向井軌跡控制五、定向井軌跡控制2 2、裝置角的計(jì)算：、裝置角的計(jì)算：解析法解析法和和圖解法圖解法 定向工程師現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)最為重要定向工程師現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)最為重要提提 綱綱第一部分、定向

42、井基礎(chǔ)知識(shí)介紹第一部分、定向井基礎(chǔ)知識(shí)介紹第二部分、水平井基礎(chǔ)知識(shí)介紹第二部分、水平井基礎(chǔ)知識(shí)介紹第三部分、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用情況第三部分、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用情況一、水平井技術(shù)概述一、水平井技術(shù)概述 水平井也是定向井的一種，水平井鉆井技術(shù)是水平井也是定向井的一種，水平井鉆井技術(shù)是2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代國(guó)際石油界迅速發(fā)展并日臻完善的一項(xiàng)綜合性配套年代國(guó)際石油界迅速發(fā)展并日臻完善的一項(xiàng)綜合性配套技術(shù)，它包括水平井油藏工程和優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，水平井井技術(shù)，它包括水平井油藏工程和優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，水平井井眼軌道控制技術(shù)，水平井鉆井液與油層保護(hù)技術(shù)，水平井眼軌道控制技術(shù)，水平井鉆井液與油層保護(hù)技術(shù)，水平井測(cè)井技術(shù)和水

43、平井完井技術(shù)等一系列重要技術(shù)環(huán)節(jié)，綜合測(cè)井技術(shù)和水平井完井技術(shù)等一系列重要技術(shù)環(huán)節(jié)，綜合了多種學(xué)科的一些先進(jìn)技術(shù)成果。了多種學(xué)科的一些先進(jìn)技術(shù)成果。水平鉆井主要是以提高油氣產(chǎn)量或提高油氣采收率為水平鉆井主要是以提高油氣產(chǎn)量或提高油氣采收率為根本目標(biāo)，已經(jīng)投產(chǎn)的水平井絕大多數(shù)帶來了十分巨大的根本目標(biāo)，已經(jīng)投產(chǎn)的水平井絕大多數(shù)帶來了十分巨大的經(jīng)濟(jì)效益，因此水平井技術(shù)被譽(yù)為石油工業(yè)發(fā)展過程中的經(jīng)濟(jì)效益，因此水平井技術(shù)被譽(yù)為石油工業(yè)發(fā)展過程中的一項(xiàng)重大突破。一項(xiàng)重大突破。一、水平井技術(shù)概述一、水平井技術(shù)概述 1 1、井眼穿過油層的長(zhǎng)度長(zhǎng)，所以油井的單井產(chǎn)量高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)外水平井、井眼穿過油層的長(zhǎng)度長(zhǎng)，

44、所以油井的單井產(chǎn)量高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)外水平井的產(chǎn)量平均為鄰井的產(chǎn)量平均為鄰井( (直井直井) )的六倍，有的高達(dá)幾十倍，而且水平井的滲流速度小，的六倍，有的高達(dá)幾十倍，而且水平井的滲流速度小，出砂少，采油指數(shù)高，因而可以大大提高采收率。出砂少，采油指數(shù)高，因而可以大大提高采收率。2 2、水平井可使一大批用直井或普通定向井無開采價(jià)值的油藏具有工業(yè)開采、水平井可使一大批用直井或普通定向井無開采價(jià)值的油藏具有工業(yè)開采價(jià)值。例如，一些以垂直裂縫為主的裂縫油藏，一些厚度小于價(jià)值。例如，一些以垂直裂縫為主的裂縫油藏，一些厚度小于10m10m的薄油層，還的薄油層，還有一些低壓低滲油藏。另外，海上油田投資大，成本

45、高，直井開采無效益，水平有一些低壓低滲油藏。另外，海上油田投資大，成本高，直井開采無效益，水平井卻可能有開采價(jià)值。井卻可能有開采價(jià)值。3 3、水平井可使一大批死井復(fù)活。許多具有氣頂或低水的油藏，被氣錐或水、水平井可使一大批死井復(fù)活。許多具有氣頂或低水的油藏，被氣錐或水錐淹沒而不出油，實(shí)際上油井周圍仍有大量的油錐淹沒而不出油，實(shí)際上油井周圍仍有大量的油( (稱為死油稱為死油) )，在老井中用側(cè)鉆水，在老井中用側(cè)鉆水平井鉆到死油區(qū)，可使這批死井復(fù)活，重新出油。平井鉆到死油區(qū)，可使這批死井復(fù)活，重新出油。4 4、水平井作為探井亦具有廣闊的前景。、水平井作為探井亦具有廣闊的前景。一口水平井一井穿過十多

46、個(gè)油層，相當(dāng)于九口直探井。一口水平井一井穿過十多個(gè)油層，相當(dāng)于九口直探井。水平井技術(shù)優(yōu)勢(shì)水平井技術(shù)優(yōu)勢(shì)一、水平井技術(shù)概述一、水平井技術(shù)概述 水平井定義水平井定義 水平井是指井眼軌跡達(dá)到水平以后，井眼繼續(xù)延伸一水平井是指井眼軌跡達(dá)到水平以后，井眼繼續(xù)延伸一定長(zhǎng)度的定向井。這里所說的定長(zhǎng)度的定向井。這里所說的“達(dá)到水平達(dá)到水平”，是指井斜角，是指井斜角達(dá)到達(dá)到9090左右，并非嚴(yán)格的左右，并非嚴(yán)格的9090。這里所說的這里所說的“延伸一定延伸一定長(zhǎng)度長(zhǎng)度”，一般是在油層里延伸，并且，一般是在油層里延伸，并且延伸的長(zhǎng)度要大于油延伸的長(zhǎng)度要大于油層厚度的六倍，層厚度的六倍，據(jù)研究，只有在油層延伸的長(zhǎng)度

47、大于油層據(jù)研究，只有在油層延伸的長(zhǎng)度大于油層厚度的六倍，水平井才有經(jīng)濟(jì)效益。厚度的六倍，水平井才有經(jīng)濟(jì)效益。 一、水平井技術(shù)概述一、水平井技術(shù)概述 1 1、入靶點(diǎn)：、入靶點(diǎn)：是指地質(zhì)設(shè)是指地質(zhì)設(shè)計(jì)規(guī)定的目標(biāo)起始點(diǎn)。計(jì)規(guī)定的目標(biāo)起始點(diǎn)。2 2、終止點(diǎn)：、終止點(diǎn)：是指地質(zhì)設(shè)是指地質(zhì)設(shè)計(jì)規(guī)定的目標(biāo)結(jié)束點(diǎn)。計(jì)規(guī)定的目標(biāo)結(jié)束點(diǎn)。3 3、靶前位移：、靶前位移：是指入靶是指入靶點(diǎn)的水平位移。點(diǎn)的水平位移。4 4、水平段長(zhǎng)：、水平段長(zhǎng)：入靶點(diǎn)與入靶點(diǎn)與終止點(diǎn)的軌道長(zhǎng)度。終止點(diǎn)的軌道長(zhǎng)度。5 5、矩形靶：、矩形靶：即縱向?yàn)榧纯v向?yàn)閍 a米米, ,橫向?yàn)闄M向?yàn)閎 b的長(zhǎng)方體。的長(zhǎng)方體。二、水平井的基本概念二、水平

48、井的基本概念 （一）水平井基本技術(shù)術(shù)語(yǔ)（一）水平井基本技術(shù)術(shù)語(yǔ)6 6、調(diào)整井段：、調(diào)整井段：用于施工中調(diào)整井眼軌跡的井段。用于施工中調(diào)整井眼軌跡的井段。7 7、倒裝鉆具組合：、倒裝鉆具組合：在鉆大斜度井段和水平段時(shí)，為了在鉆大斜度井段和水平段時(shí)，為了給鉆頭加壓，將部分重量較輕的鉆具放至鉆具組合下給鉆頭加壓，將部分重量較輕的鉆具放至鉆具組合下部，把鉆鋌、加重鉆桿等較重的鉆具放至直井段或較部，把鉆鋌、加重鉆桿等較重的鉆具放至直井段或較小井斜的井段的鉆具組合。小井斜的井段的鉆具組合。二、水平井的基本概念二、水平井的基本概念 （二）水平井的分類（二）水平井的分類 類別類別造斜率造斜率/(/(/30m)

49、/30m)井眼曲率半徑井眼曲率半徑/m/m水平段長(zhǎng)度水平段長(zhǎng)度長(zhǎng)半徑長(zhǎng)半徑2 28 886086021521530030017001700中半徑中半徑8 82020215215858520020010001000中短半徑中短半徑2020808085852020200200500500短半徑短半徑303015015060601010100100300300超短半徑超短半徑特殊轉(zhuǎn)向器特殊轉(zhuǎn)向器0.30.330306060二、水平井的基本概念二、水平井的基本概念 水平井的分類水平井的分類二、水平井的基本概念二、水平井的基本概念 工藝工藝 類型類型長(zhǎng)半徑長(zhǎng)半徑中半徑中半徑短半徑短半徑造斜率造斜率8 8

50、/30m/30m(8(8-30-30)/30m)/30m(90(90-300-300)/30m)/30m曲率半徑曲率半徑214.9m214.9m214.986m214.986m19.15.73m19.15.73m井眼尺寸井眼尺寸無限制無限制無限制無限制6 61 1/ /4 4in,4in,43 3/ /4 4inin鉆井方式鉆井方式轉(zhuǎn)盤鉆井或?qū)蜚@井系統(tǒng)轉(zhuǎn)盤鉆井或?qū)蜚@井系統(tǒng)造斜段：彎外殼馬達(dá)造斜段：彎外殼馬達(dá)或或CilligenCilligen鉆具組合鉆具組合水平段：轉(zhuǎn)盤鉆井或水平段：轉(zhuǎn)盤鉆井或?qū)蜚@井導(dǎo)向鉆井鉸接馬達(dá)方式鉸接馬達(dá)方式轉(zhuǎn)盤鉆柔性組合轉(zhuǎn)盤鉆柔性組合鉆桿鉆桿常規(guī)鉆桿常規(guī)鉆桿常規(guī)鉆

51、桿及加重鉆桿常規(guī)鉆桿及加重鉆桿2 27 7/ /8 8inin測(cè)斜工具測(cè)斜工具無限制無限制有線隨鉆測(cè)斜儀；電有線隨鉆測(cè)斜儀；電子多點(diǎn)測(cè)斜儀；子多點(diǎn)測(cè)斜儀；MWDMWD柔性有線測(cè)斜儀或柔性柔性有線測(cè)斜儀或柔性MWDMWD取芯工具取芯工具常規(guī)工具常規(guī)工具常規(guī)工具常規(guī)工具巖心筒長(zhǎng)巖心筒長(zhǎng)1m1m地面設(shè)備地面設(shè)備可用常規(guī)鉆機(jī)可用常規(guī)鉆機(jī)可用常規(guī)鉆機(jī)可用常規(guī)鉆機(jī)配備動(dòng)力水龍頭或頂部驅(qū)動(dòng)系配備動(dòng)力水龍頭或頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)完井方式完井方式無限制無限制無限制無限制只限于裸眼及割縫管只限于裸眼及割縫管長(zhǎng)、中、短半徑水平井的工藝特點(diǎn)長(zhǎng)、中、短半徑水平井的工藝特點(diǎn)二、水平井的基本概念二、水平井的基本概念 類型類型優(yōu)點(diǎn)

52、優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)長(zhǎng)長(zhǎng)半半徑徑1.1.穿透油層段長(zhǎng)穿透油層段長(zhǎng)( (100m)100m)2.2.使用標(biāo)準(zhǔn)的鉆具及套管使用標(biāo)準(zhǔn)的鉆具及套管3.3.使用常規(guī)鉆井設(shè)備使用常規(guī)鉆井設(shè)備 4.“狗腿嚴(yán)重度狗腿嚴(yán)重度”較小較小5.5.可使用選擇性完井方法可使用選擇性完井方法6.6.可用各種人工舉升采油工藝可用各種人工舉升采油工藝7.7.測(cè)井及取心方便測(cè)井及取心方便8.8.井眼及工具尺寸不受限制井眼及工具尺寸不受限制1.1.井眼軌道控制段最長(zhǎng)井眼軌道控制段最長(zhǎng)2.2.全井斜深增加全井斜深增加3.3.鉆井費(fèi)用增加鉆井費(fèi)用增加4.4.不適用于薄油層及淺油不適用于薄油層及淺油層層5.5.鉆桿扭矩較大鉆桿扭矩較大6.6.

53、套管用量最大套管用量最大三種基本類型水平井的主要優(yōu)缺點(diǎn)一覽表三種基本類型水平井的主要優(yōu)缺點(diǎn)一覽表二、水平井的基本概念二、水平井的基本概念 類型類型優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)中中半半徑徑1 1、進(jìn)入油層前的無效井段較短、進(jìn)入油層前的無效井段較短2 2、使用的井下工具接近于常規(guī)工具、使用的井下工具接近于常規(guī)工具3 3、造斜段多用于下動(dòng)力鉆具及導(dǎo)向系統(tǒng)、造斜段多用于下動(dòng)力鉆具及導(dǎo)向系統(tǒng)鉆井，可控性好鉆井，可控性好 4 4、離構(gòu)造控制點(diǎn)較近、離構(gòu)造控制點(diǎn)較近5 5、可用常規(guī)的套管及完井方法、可用常規(guī)的套管及完井方法6 6、井下扭矩及阻力較小、井下扭矩及阻力較小7 7、較高及較穩(wěn)定的造斜率、較高及較穩(wěn)定的造斜率8

54、 8、井眼控制井段較短、井眼控制井段較短9 9、穿透油層段長(zhǎng)、穿透油層段長(zhǎng)( (可達(dá)可達(dá)1000m)1000m)1010、井眼尺寸不受限制、井眼尺寸不受限制1111、可以測(cè)井及取心、可以測(cè)井及取心1212、可實(shí)現(xiàn)選擇性完井方法、可實(shí)現(xiàn)選擇性完井方法1 1、要求使用、要求使用MWDMWD2 2、要求使用加重鉆桿、要求使用加重鉆桿短短半半徑徑1 1、井眼曲線段最短、井眼曲線段最短2 2、容易側(cè)鉆、容易側(cè)鉆3 3、中靶準(zhǔn)確度相對(duì)較高、中靶準(zhǔn)確度相對(duì)較高4 4、從一口直井中可以多口水平井分支、從一口直井中可以多口水平井分支5 5、造斜點(diǎn)與油層距離最小、造斜點(diǎn)與油層距離最小6 6、可用于淺油層、可用于淺

55、油層7 7、全井斜深最小、全井斜深最小8 8、不受地表?xiàng)l件的影響、不受地表?xiàng)l件的影響1 1、非常規(guī)的井下工具、非常規(guī)的井下工具2 2、非常規(guī)的完井方法、非常規(guī)的完井方法3 3、穿透油層段短、穿透油層段短4 4、井眼尺寸受到限制、井眼尺寸受到限制5 5、起下鉆次數(shù)較多、起下鉆次數(shù)較多6 6、要求使用頂部驅(qū)動(dòng)系、要求使用頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或動(dòng)力水龍頭統(tǒng)或動(dòng)力水龍頭7 7、井眼方位控制受到限、井眼方位控制受到限制制（三）各類水平井的特點(diǎn)（三）各類水平井的特點(diǎn) 長(zhǎng)半徑水平井，長(zhǎng)半徑水平井，可以用常規(guī)定向鉆井的設(shè)備、工具和方法鉆成，可以用常規(guī)定向鉆井的設(shè)備、工具和方法鉆成，固井、完井也與常規(guī)定向井相同，只是難

56、度增大而已；主要缺點(diǎn)是摩固井、完井也與常規(guī)定向井相同，只是難度增大而已；主要缺點(diǎn)是摩阻力大，起下管柱難度大，此類水平井的數(shù)量將越來越少。阻力大，起下管柱難度大，此類水平井的數(shù)量將越來越少。 中半徑水平井，中半徑水平井，在增斜段均要用彎外殼井下動(dòng)力鉆具進(jìn)行增斜，在增斜段均要用彎外殼井下動(dòng)力鉆具進(jìn)行增斜，使用導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)控制井眼軌跡；固井完井方法也可與常規(guī)定向井相使用導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)控制井眼軌跡；固井完井方法也可與常規(guī)定向井相同，只是難度更大；由于中半徑水平井摩阻力小，所以目前在已鉆水同，只是難度更大；由于中半徑水平井摩阻力小，所以目前在已鉆水平井中，中半徑水平井?dāng)?shù)量最多。平井中，中半徑水平井?dāng)?shù)量最多

57、。 二、水平井的基本概念二、水平井的基本概念 短半徑和中短半徑水平井，短半徑和中短半徑水平井，主要用于老井側(cè)鉆，死井復(fù)活，主要用于老井側(cè)鉆，死井復(fù)活，提高采收率，少數(shù)也有打新井的。此類水平井需用特殊的造斜工提高采收率，少數(shù)也有打新井的。此類水平井需用特殊的造斜工具，目前有兩種鉆井系統(tǒng)：柔性旋轉(zhuǎn)鉆井系統(tǒng)和井下馬達(dá)鉆井系具，目前有兩種鉆井系統(tǒng)：柔性旋轉(zhuǎn)鉆井系統(tǒng)和井下馬達(dá)鉆井系統(tǒng)；另外完井的困難較大，只能裸眼或下割縫篩管，由于中靶精統(tǒng)；另外完井的困難較大，只能裸眼或下割縫篩管，由于中靶精度高，增產(chǎn)效益顯著，此類水平井將越來越多。度高，增產(chǎn)效益顯著，此類水平井將越來越多。 超短半徑水平井，超短半徑水平井，也被稱為徑向水平井，僅用于老井復(fù)活。也被稱為徑向水平井，僅用于老井復(fù)活。通過轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向器，可以在同一井深處水平輻射地鉆出多個(gè)通過轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向器，可以在同一井深處水平輻射地鉆出多個(gè)( (一般為一般為4 41212個(gè)個(gè)) )水平井眼，這種井增產(chǎn)效果很顯著，而且地面設(shè)備簡(jiǎn)單，水平井眼，這種井增產(chǎn)效果很顯著，而且地面設(shè)備