水平井钻井技术.ppt

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1、水平井钻井技术水平井钻井技术专题讲座之一：专题讲座之一：专题讲座之一：专题讲座之一：-水平井技术为提高勘探效果、单井产量和油水平井技术为提高勘探效果、单井产量和油水平井技术为提高勘探效果、单井产量和油水平井技术为提高勘探效果、单井产量和油藏采收率开辟了一条崭新途径藏采收率开辟了一条崭新途径藏采收率开辟了一条崭新途径藏采收率开辟了一条崭新途径,给石油工业发给石油工业发给石油工业发给石油工业发展带来了一场新的革命展带来了一场新的革命展带来了一场新的革命展带来了一场新的革命,已列为当今石油工业已列为当今石油工业已列为当今石油工业已列为当今石油工业最重要的关键技术之一。最重要的关键技术之一。最重要的关

2、键技术之一。最重要的关键技术之一。-主要内容主要内容一、水平井技术概述一、水平井技术概述二、水平井的主要技术问题二、水平井的主要技术问题三、水平井轨迹控制技术三、水平井轨迹控制技术-一、水平井技术概述一、水平井技术概述1、水平井的基本概念、水平井的基本概念2、水平井的基本类型、水平井的基本类型3、水平井的用途、水平井的用途4、水平井的发展状况、水平井的发展状况-l l水平井水平井水平井水平井（horizontal well）是指井眼轨迹达到水平是指井眼轨迹达到水平是指井眼轨迹达到水平是指井眼轨迹达到水平（井斜角（井斜角（井斜角（井斜角8686）并继续延）并继续延）并继续延）并继续延伸一定长度（

3、延伸长度伸一定长度（延伸长度伸一定长度（延伸长度伸一定长度（延伸长度/油油油油层厚度层厚度层厚度层厚度 6 6）的定向井。）的定向井。）的定向井。）的定向井。1 1 1 1、水平井的基本概念、水平井的基本概念、水平井的基本概念、水平井的基本概念-造斜点造斜点水水 平平 位位 移移垂垂垂垂深深深深靶前位移靶前位移 水平段水平段水平井的靶区：圆柱型、矩形、梯形等水平井的靶区：圆柱型、矩形、梯形等水平井的靶区：圆柱型、矩形、梯形等水平井的靶区：圆柱型、矩形、梯形等圆柱型圆柱型圆柱型圆柱型矩形矩形矩形矩形梯形水平井垂直剖面图水平井垂直剖面图水平井垂直剖面图水平井垂直剖面图-l l根据剖面形状和从直井段

4、至水根据剖面形状和从直井段至水根据剖面形状和从直井段至水根据剖面形状和从直井段至水平段拐弯半径的大小，可分为：平段拐弯半径的大小，可分为：平段拐弯半径的大小，可分为：平段拐弯半径的大小，可分为：l长半径：长半径：K 6/30ml中半径中半径：6/30m、K28/30ml短半径：短半径：K 15/ml超短半径超短半径：R 285m中半径中半径86m=5712m短半径短半径水水油油（5 5 5 5）短半径水平井短半径水平井短半径水平井短半径水平井-l研研究究新新型型高高效效旋旋转转射射流流，使使用用特特殊殊设设计计的的造造斜斜器器和和旋旋转转射射流流钻钻头头，在在老老油油井井中中对对应应生生产产层

5、层位位置置钻钻出出多多个个超超短短半半径径（0.3米米）的的径径向向水水平平井井网网，大大幅幅度度提提高高老井原油采收率。老井原油采收率。l国国内内大大港港、中中原原、胜胜利利等等油田都有成功的应用。油田都有成功的应用。（6 6 6 6）旋转射流径向水平井）旋转射流径向水平井）旋转射流径向水平井）旋转射流径向水平井-l一一是是形形成成的的孔孔眼眼要要有有足足够够大大的的面积；面积；l二二是是形形成成的的孔孔眼眼必必须须具具有有规规则则的形状；的形状；l三三是是具具有有较较高高的的破破岩岩效效率率和和钻钻进速度。进速度。l常常规规的的圆圆射射流流不不具具备备这这些些功功能能，因此设计利用旋转射流

6、因此设计利用旋转射流。水射流破岩必须具备三个基本条件：水射流破岩必须具备三个基本条件：水射流破岩必须具备三个基本条件：水射流破岩必须具备三个基本条件：-l旋旋转转射射流流可可以以钻钻出出大大于于喷喷嘴嘴面面积积百百倍倍的的规规则则孔孔眼眼。并并比比普普通通圆圆射射流流的的破破岩岩效效率高得多。率高得多。l旋旋转转射射流流破破岩岩形形成成的的孔孔底底成成规规则则的的内内凸凸锥锥状状，完完全全与与圆圆射射流流形形成成的的类类半半球球状状或锥状不同。或锥状不同。l其其破破岩岩成成孔孔的的过过程程和和孔孔底底形状如左图。形状如左图。-l超薄油层油藏在国内外各油田都广泛分布。超薄油层油藏在国内外各油田都

7、广泛分布。l在在“九九五五”引引进进 FEWD随随钻钻地地质质评评价价系系统统进进行行攻攻关关研研究究的的基基础上，础上，“十五十五”以来应用范围迅速扩大，形成了配套技术。以来应用范围迅速扩大，形成了配套技术。l到到2004年年底底，胜胜利利油油田田使使用用FEWD、LWD完完成成薄薄油油层层水水平平井井钻钻井井127口口，使使难难动动用用储储量量油油藏藏得得到到了了有有效效开开发发，也也推推动动了水平井技术的发展。了水平井技术的发展。（7 7 7 7）超簿油层水平井技术）超簿油层水平井技术）超簿油层水平井技术）超簿油层水平井技术-油层厚度油层厚度0.90m0.90m营营营营31-31-31-

8、31-平平平平2 2 2 2井油层段垂直剖面图井油层段垂直剖面图井油层段垂直剖面图井油层段垂直剖面图-l另另外外，还还有有大大位位移移水水平平井井、分分支支水水平平井井、欠欠平平衡衡水水平平井井、丛丛式式水平井、小井眼水平井等等。水平井、小井眼水平井等等。l桩桩139丛丛式式井井组组：在在70.13扇扇面面内内由由浅浅海海人人工工平平台台向向海海上上深深水水区区钻钻井井27口口（其其中中2口口水水平平井井），平平均均井井深深2189.93m，平平均均水水平平位移位移1157.69m，实现了海油陆采，取得了显著的开发效益。，实现了海油陆采，取得了显著的开发效益。l海海 洋洋 钻钻 井井 埕埕 岛

9、岛 西西 A井井 组组：钻钻 井井 23口口，井井 间间 距距 离离 为为1.5241.829m(56ft)，通通过过科科学学设设计计、精精心心施施工工、严严格格控控制制井井身身轨轨迹迹，在在钻钻井井速速度度、井井身身质质量量、固固井井质质量量等等方方面面都都取取得得了了良良好效果。好效果。l垦垦东东12平平台台在在人人工工岛岛钻钻井井28口口，连连同同老老井井共共29口口，是是目目前前井井数数最多的丛式井组。最多的丛式井组。（8 8 8 8）其它水平井技术）其它水平井技术）其它水平井技术）其它水平井技术-1、水平井目标区的设计、水平井目标区的设计2、井眼轨迹控制要求高、难度大、井眼轨迹控制要

10、求高、难度大3、管柱受力复杂、管柱受力复杂4、泥浆密度窗口小，易出现井漏、井塌、泥浆密度窗口小，易出现井漏、井塌5、携带岩屑困难、携带岩屑困难6、保证固井质量难度大、保证固井质量难度大7、井下缆线作业困难、井下缆线作业困难8、完井工艺难度大、完井工艺难度大二、水平井的主要技术问题二、水平井的主要技术问题-1 1 1 1、水平井目标区的设计、水平井目标区的设计、水平井目标区的设计、水平井目标区的设计水平井合理井位的选择水平井合理井位的选择水水平平井井目目标标区区的的设设计计是是水水平平井是否有效益的关键技术，井是否有效益的关键技术，水平井合理井位的选择；水平井合理井位的选择；水平井完井方法选择；

11、水平井完井方法选择；水平井靶区参数设计：水平井靶区参数设计：水平段长设计；水平段长设计；水平段方位设计；水平段方位设计；水平段井斜角计算；水平段井斜角计算；水平段垂向位置计算；水平段垂向位置计算；水平井靶体设计。水平井靶体设计。-限制水平段长度的因素限制水平段长度的因素限制水平段长度的因素限制水平段长度的因素l目目标标段段太太长长，下下钻钻摩摩阻阻可可能能大大得得下不去；滑动钻进加不上钻压。下不去；滑动钻进加不上钻压。l摩摩阻阻增增大大，受受压压钻钻柱柱发发生生屈屈曲曲失失稳稳，更更增增大大摩摩阻阻；在在某某种种工工况况下下，钻钻柱柱受受力力可可能能超超过过钻钻柱柱的的强强度度极极限，导致钻柱

12、破坏。限，导致钻柱破坏。l水水平平段段过过长长，下下钻钻或或开开泵泵井井内内波波动压力过大，可能压漏地层。动压力过大，可能压漏地层。l水水平平段段过过长长，起起钻钻的的抽抽吸吸可可能能导导致井壁坍塌。致井壁坍塌。水平井长度限制条件水平井长度限制条件-l已已知知：地地层层倾倾角角；目目标标段段设设计计方方位位线线与与地地层层下下倾倾方方位线的夹角为位线的夹角为；l求：目标段的井斜角求：目标段的井斜角 T目标段井斜角的计算目标段井斜角的计算目标段井斜角的计算目标段井斜角的计算-l要求高要求高，是指轨迹控制的目标区的要求高。，是指轨迹控制的目标区的要求高。l普通定向井的目标区是一个靶圆，井眼只要穿过

13、此靶圆即为合格。普通定向井的目标区是一个靶圆，井眼只要穿过此靶圆即为合格。水平井的目标区则是一个扁平的立方体，如图所示，水平井的目标区则是一个扁平的立方体，如图所示，不仅要求不仅要求井眼准确进入窗口，而且要求井眼的方位与靶区轴线一致，井眼准确进入窗口，而且要求井眼的方位与靶区轴线一致，俗俗称称“矢量中靶矢量中靶”。2 2 2 2、井眼轨迹控制要求高、难度大、井眼轨迹控制要求高、难度大、井眼轨迹控制要求高、难度大、井眼轨迹控制要求高、难度大-l难度大难度大，是指在轨迹控制过程中，是指在轨迹控制过程中存在存在“两个不确定性因素两个不确定性因素”。轨迹控制。轨迹控制的精度稍差，就有可能脱靶。的精度稍

14、差，就有可能脱靶。l所谓所谓“两个不确定性因素两个不确定性因素”，一是目标垂深的不确定性，即地质部门对，一是目标垂深的不确定性，即地质部门对目标层垂深的预测有一定的误差；二是造斜工具的造斜率的不确定性。目标层垂深的预测有一定的误差；二是造斜工具的造斜率的不确定性。这两个不确定性的存在，对直井和普通定向井来说，影响不大，但对这两个不确定性的存在，对直井和普通定向井来说，影响不大，但对水平井来说，则可能导致脱靶。水平井来说，则可能导致脱靶。2 2 2 2、井眼轨迹控制要求高、难度大、井眼轨迹控制要求高、难度大、井眼轨迹控制要求高、难度大、井眼轨迹控制要求高、难度大-l由由于于井井眼眼的的井井斜斜角

15、角大大，井井眼眼曲曲率率大大，管管柱柱在在井井内内运运动动将将受受到到巨巨大的摩阻，致使起下钻困难，下套管困难，给钻头加压困难。大的摩阻，致使起下钻困难，下套管困难，给钻头加压困难。l在在大大斜斜度度和和水水平平井井段段需需要要使使用用“倒倒装装钻钻具具”，下下部部的的钻钻杆杆将将受受轴轴向压力，压力过大将出现失稳弯曲，弯曲之后将摩阻更大。向压力，压力过大将出现失稳弯曲，弯曲之后将摩阻更大。l摩摩阻阻力力、摩摩扭扭矩矩和和弯弯曲曲应应力力将将显显著著地地增增大大，使使钻钻柱柱的的受受力力分分析析、强度设计和强度校核比直井和普通定向井更为复杂。强度设计和强度校核比直井和普通定向井更为复杂。l由由

16、于于弯弯曲曲应应力力很很大大，在在钻钻柱柱旋旋转转条条件件下下应应力力交交变变，将将加加剧剧钻钻柱柱的疲劳破坏。的疲劳破坏。l l要求精心设计钻柱，严格按规定使用钻柱要求精心设计钻柱，严格按规定使用钻柱要求精心设计钻柱，严格按规定使用钻柱要求精心设计钻柱，严格按规定使用钻柱。3 3 3 3、管柱受力复杂、管柱受力复杂、管柱受力复杂、管柱受力复杂-l地层的破裂压力和坍塌压力随井斜角和井斜方位角而变化。地层的破裂压力和坍塌压力随井斜角和井斜方位角而变化。l在在原原地地应应力力的的三三个个主主应应力力中中，垂垂直直主主应应力力不不是是中中间间主主应应力力的的情情况况下下，随随着着井井斜斜角角的的增增

17、大大，地地层层破破裂裂压压力力将将减减小小，坍坍塌塌压压力力将将增增大大，所所以以泥浆密度选择范围变小，容易出现井漏和井塌。泥浆密度选择范围变小，容易出现井漏和井塌。l在在水水平平井井段段，地地层层破破裂裂压压力力不不变变；随随着着水水平平井井段段长长的的增增长长，井井内内泥泥浆液柱的激动压力和抽吸压力将增大，也将导致井漏和井塌。浆液柱的激动压力和抽吸压力将增大，也将导致井漏和井塌。l要求精心设计井身结构和泥浆参数，并减小起下管柱的压力波动。要求精心设计井身结构和泥浆参数，并减小起下管柱的压力波动。4 4 4 4、泥浆密度窗口小，易出现井漏、井塌、泥浆密度窗口小，易出现井漏、井塌、泥浆密度窗口

18、小，易出现井漏、井塌、泥浆密度窗口小，易出现井漏、井塌-地层破裂压力随井斜角的变化规律地层破裂压力随井斜角的变化规律地层破裂压力随井斜角的变化规律地层破裂压力随井斜角的变化规律l垂直主应力是中间主应力垂直主应力是中间主应力-地层破裂压力随井斜角的变化规律地层破裂压力随井斜角的变化规律地层破裂压力随井斜角的变化规律地层破裂压力随井斜角的变化规律l垂直主应力是最大主应力，两个水平主应力相等垂直主应力是最大主应力，两个水平主应力相等-地层破裂压力随井斜角的变化规律地层破裂压力随井斜角的变化规律地层破裂压力随井斜角的变化规律地层破裂压力随井斜角的变化规律l垂直主应力是最大主应力，两个水平主应力不相等垂

19、直主应力是最大主应力，两个水平主应力不相等-地层破裂压力随井斜角的变化规律地层破裂压力随井斜角的变化规律地层破裂压力随井斜角的变化规律地层破裂压力随井斜角的变化规律l垂直主应力是最小主应力。垂直主应力是最小主应力。-地层破裂压力随方位角的变化规律地层破裂压力随方位角的变化规律地层破裂压力随方位角的变化规律地层破裂压力随方位角的变化规律-5 5 5 5、携带岩屑困难、携带岩屑困难、携带岩屑困难、携带岩屑困难l由由于于井井眼眼倾倾斜斜，岩岩屑屑在在上上返返过过程程中中将将沉沉向向井井壁壁的的下下侧侧，堆堆积积起起来来，形形成成“岩岩屑屑床床”。特特别别是是在在井井斜斜角角4560的的井井段段，已已

20、形形成成的的“岩岩屑屑床床”会会沿沿井井壁壁下下侧侧向向下下滑滑动动，形形成成严严重的堆积，从而堵塞井眼。重的堆积，从而堵塞井眼。l要求精心设计泥浆参数和水力参数要求精心设计泥浆参数和水力参数。第三洗井区：井斜角第三洗井区：井斜角550900(60900)第一洗井区：井斜角第一洗井区：井斜角00450(0300)第二洗井区：井斜角第二洗井区：井斜角450550(30600)-影响携岩效果的因素：影响携岩效果的因素：影响携岩效果的因素：影响携岩效果的因素：l井井斜斜角角的的影影响响：由由于于井井斜斜角角的的影影响响，形形成成了了三三个个洗洗井井区区。最最复复杂杂的的是是第第二二洗洗井井区区。顺顺

21、利利钻钻过过第第二二和和第第三三洗洗井井区区的的关关键在于大排量。键在于大排量。l钻钻柱柱偏偏心心的的影影响响：在在大大斜斜度度和和水水平平井井中中，钻钻柱柱总总是是偏偏向向井井壁壁下下侧侧，钻钻井井液液流流动动主主要要在在上上侧侧方方向向的的环环空空中中，所所以以偏偏心心不利于清除岩屑床。不利于清除岩屑床。l钻钻柱柱旋旋转转的的影影响响：钻钻柱柱旋旋转转有有利利于于搅搅动动岩岩屑屑床床，所所以以是是有有利于携岩的。利于携岩的。l钻钻柱柱尺尺寸寸的的影影响响：钻钻柱柱尺尺寸寸大大，环环空空间间隙隙小小，相相同同排排量量条条件下返速高，有利于携岩。件下返速高，有利于携岩。-6 6 6 6、保证固

22、井质量难度大、保证固井质量难度大、保证固井质量难度大、保证固井质量难度大l水平井固井存在的主要问题：水平井固井存在的主要问题：顺利将套管下入井内问题；顺利将套管下入井内问题；套管在井内的居中及顶替效率问题；套管在井内的居中及顶替效率问题；井眼高边的自由水通道问题；井眼高边的自由水通道问题；-提高注水泥质量措施：提高注水泥质量措施：提高注水泥质量措施：提高注水泥质量措施：l使使用用扶扶正正器器使使套套管管居居中中：在在弯弯曲曲段段和和水水平平段段，至至少少一一根根套套管一个扶正器，或两根套管三个扶正器；管一个扶正器，或两根套管三个扶正器；l在保证不压裂地层的条件下，使用大排量紊流注水泥在保证不压

23、裂地层的条件下，使用大排量紊流注水泥l注水泥过程中，尽量采用上下提放或旋转套管注水泥过程中，尽量采用上下提放或旋转套管l从从循循环环泥泥浆浆转转换换到到注注水水泥泥浆浆，最最好好不不要要停停泵泵，尽尽量量减减少少井井内泥浆的静止时间（触变性问题）；内泥浆的静止时间（触变性问题）；l使使用用长长段段隔隔离离液液（在在井井内内有有200m300m长长），充充分分清清除除泥泥浆；浆；l注水泥前至少循环三周，充分洗净井眼；注水泥前至少循环三周，充分洗净井眼；l使用零自由水的水泥浆；使用零自由水的水泥浆；-7 7 7 7、井下缆线作业困难、井下缆线作业困难、井下缆线作业困难、井下缆线作业困难l大斜度和水

24、平井段，测井仪器不可能依靠自重滑到井底。大斜度和水平井段，测井仪器不可能依靠自重滑到井底。l钻钻进进过过程程中中的的测测斜斜和和随随钻钻测测量量，均均可可利利用用钻钻柱柱将将仪仪器器送送至至井下。射孔测试时亦可利用油管将射孔枪弹送至井下。井下。射孔测试时亦可利用油管将射孔枪弹送至井下。l只有完井电测时井内为裸眼，仪器难以送入。只有完井电测时井内为裸眼，仪器难以送入。l目目前前解解决决此此问问题题的的方方法法有有多多种种，利利用用钻钻柱柱送送入入是是主主要要方方法法，但仍不甚理想。但仍不甚理想。-泵入挺杆系统：泵入挺杆系统：泵入挺杆系统：泵入挺杆系统：l先下钻，然后从钻杆内下入仪器；先下钻，然后

25、从钻杆内下入仪器；l仪器上部联接仪器上部联接“挺杆挺杆”，再上部是电缆；，再上部是电缆；l仪仪器器、挺挺杆杆及及电电缆缆的的下下入入，需需要要开开泵泵循循环推动；环推动；l挺挺杆杆可可将将仪仪器器推推动动到到钻钻杆杆以以外外一一定定距距离离，然后在上提过程中测井；然后在上提过程中测井；l只能使用小直径仪器。只能使用小直径仪器。-挠性管测井系统挠性管测井系统挠性管测井系统挠性管测井系统l挠挠性性管管中中预预先先装装设设电电缆缆，管管前端与标准测井仪器联接；前端与标准测井仪器联接；l可在裸眼中进行测井；可在裸眼中进行测井；l挠性管的下入由滚筒控制；挠性管的下入由滚筒控制；l缺缺点点是是挠挠性性管管

26、受受刚刚性性影影响响，难难以以承承受受大大的的轴轴向向压压力力，不不可能太长，测井深度有限。可能太长，测井深度有限。-9 9 9 9、完井工艺难度大、完井工艺难度大、完井工艺难度大、完井工艺难度大l水水平平井井井井眼眼曲曲率率较较大大时时，套套管管将将难难以以下下入入，无无法法使使用用射射孔孔完完井井法法，将将不不得得不不采采用用裸裸眼眼完完井井或或筛筛管管完完井井法法等等。这这将将使使完完井井方方法法不不能能很很好好地地与与地地层层特特性性相相适适应应，将将给给采采油油工工艺带来困难。艺带来困难。l万万仁仁溥溥有有“三三不不欢欢迎迎”：不不欢欢迎迎短短半半径径，不不欢欢迎迎小小井井眼眼，不不

27、欢迎裸眼完井。欢迎裸眼完井。-水平井的完井方法水平井的完井方法水平井的完井方法水平井的完井方法-优化设计优化设计优化设计优化设计 先进装备先进装备先进装备先进装备 精确高效控制井眼轨迹精确高效控制井眼轨迹精确高效控制井眼轨迹精确高效控制井眼轨迹 优化完井优化完井优化完井优化完井水平井钻井关键技术水平井钻井关键技术水平井钻井关键技术水平井钻井关键技术-三、水平井轨迹控制技术三、水平井轨迹控制技术1.直井段轨迹控制技术直井段轨迹控制技术直井段轨迹控制技术直井段轨迹控制技术（打好垂直井段）（打好垂直井段）（打好垂直井段）（打好垂直井段）2.定向造斜段轨迹控制技术定向造斜段轨迹控制技术定向造斜段轨迹控

28、制技术定向造斜段轨迹控制技术l把好定向造斜关把好定向造斜关把好定向造斜关把好定向造斜关l跟踪控制到靶点跟踪控制到靶点跟踪控制到靶点跟踪控制到靶点3.水平段轨迹控制技术水平段轨迹控制技术水平段轨迹控制技术水平段轨迹控制技术-(1)(1)直井段施工要点直井段施工要点直井段施工要点直井段施工要点1.直井段轨迹控制技术直井段轨迹控制技术直井段轨迹控制技术直井段轨迹控制技术l采用采用防斜打直防斜打直技术，在直井段中尽量使井眼打直，为后技术，在直井段中尽量使井眼打直，为后续的定向造斜井段提供条件。续的定向造斜井段提供条件。l在丛式井中，正钻井与其它井眼相距太近有磁干扰井段，在丛式井中，正钻井与其它井眼相距

29、太近有磁干扰井段，应使用陀螺测斜仪测斜，进行防碰设计。应使用陀螺测斜仪测斜，进行防碰设计。-(2)(2)常用防斜打直技术常用防斜打直技术常用防斜打直技术常用防斜打直技术满眼钻具：满眼钻具：钻头近钻头扶正器短钻铤钻头近钻头扶正器短钻铤1根扶正器无磁根扶正器无磁钻铤钻铤1根扶正器根扶正器 钻铤加重钻杆钻杆钻铤加重钻杆钻杆钟摆钻具：钟摆钻具：钻头无磁钻铤钻头无磁钻铤1根钻铤根钻铤1根扶正器根扶正器 钻铤钻铤加重钻杆钻杆加重钻杆钻杆塔式钻具：塔式钻具：钻头钻铤钻头钻铤1钻铤钻铤2钻铤钻铤3加重钻杆钻杆加重钻杆钻杆a.大尺寸钻铤在最下面，小尺寸钻铤在最上面；大尺寸钻铤在最下面，小尺寸钻铤在最上面；b.无

30、磁钻铤的下端是与之直径最接近的大钻铤；无磁钻铤的下端是与之直径最接近的大钻铤；c.与钟摆钻具使用方法相同，适合采用小钻压与钟摆钻具使用方法相同，适合采用小钻压“吊打吊打”。-(2)(2)常用防斜打直技术常用防斜打直技术常用防斜打直技术常用防斜打直技术导向钻具：导向钻具：单弯螺杆钻具随钻测量系统旋转钻进方式单弯螺杆钻具随钻测量系统旋转钻进方式a.a.有线随钻有线随钻：钻头弯螺杆短钻铤：钻头弯螺杆短钻铤11根扶正器定向直根扶正器定向直接头无磁钻铤接头无磁钻铤11根钻铤加重钻杆钻杆根钻铤加重钻杆钻杆b.b.无线随钻（无线随钻（MWDMWD）：钻头弯螺杆：钻头弯螺杆 短钻铤短钻铤11根扶正器根扶正器无

31、磁钻铤无磁钻铤11根根MWDMWD无磁短节钻铤加重钻杆钻杆无磁短节钻铤加重钻杆钻杆c.c.BHABHA设计要点：设计要点：单弯螺杆钻具的弯角单弯螺杆钻具的弯角11左右、带欠尺寸扶正左右、带欠尺寸扶正器；短钻铤的长度需要计算；上扶正器为欠尺寸扶正器。器；短钻铤的长度需要计算；上扶正器为欠尺寸扶正器。d.d.钻进参数选择：钻进参数选择：控制排量不超过螺杆钻具额定排量；控制排量不超过螺杆钻具额定排量；小钻压、低转盘转速。小钻压、低转盘转速。-(1)(1)定向造斜钻具组合：定向造斜钻具组合：定向造斜钻具组合：定向造斜钻具组合：2.定向方法（摆工具面方法）定向方法（摆工具面方法）定向方法（摆工具面方法）

32、定向方法（摆工具面方法）钻头钻头弯螺杆钻具定向直接头无磁钻铤弯螺杆钻具定向直接头无磁钻铤钻头直螺杆钻具定向弯接头无磁钻铤钻头直螺杆钻具定向弯接头无磁钻铤原理：原理：利用弯接头或弯马达使下部钻具产生一个弹性力利用弯接头或弯马达使下部钻具产生一个弹性力矩，迫使井下动力钻具驱动钻头侧向切削，使钻出的新矩，迫使井下动力钻具驱动钻头侧向切削，使钻出的新井眼偏离原井眼轴线，达到定向和扭方位目的。井眼偏离原井眼轴线，达到定向和扭方位目的。(2)(2)(2)(2)定向方法：定向方法：定向方法：定向方法：单点定向；有线随钻定向；无线随钻定向单点定向；有线随钻定向；无线随钻定向-水平井造斜工具水平井造斜工具水平井

33、造斜工具水平井造斜工具带柔性连接的弯外壳马达带柔性连接的弯外壳马达带垫块的弯外壳马达带垫块的弯外壳马达柔性连接柔性连接旁通阀旁通阀螺杆马达螺杆马达弯外壳弯外壳轴承部分轴承部分旁通阀旁通阀螺杆马达螺杆马达弯外壳弯外壳轴承部分轴承部分垫块垫块-水平井造斜工具水平井造斜工具水平井造斜工具水平井造斜工具带弯接头的短马达带弯接头的短马达旁通阀旁通阀同向双弯马达同向双弯马达旁通阀旁通阀螺杆马达螺杆马达螺杆马达螺杆马达弯外壳弯外壳轴承部分轴承部分轴承部分轴承部分弯接头弯接头弯接头弯接头-水平井造斜工具水平井造斜工具水平井造斜工具水平井造斜工具弯外壳马达弯外壳马达带稳定器的双弯马达带稳定器的双弯马达旁通阀旁通

34、阀旁通阀旁通阀弯接头弯接头扶正器扶正器螺杆马达螺杆马达螺杆马达螺杆马达弯外壳弯外壳弯外壳弯外壳扶正器扶正器轴承部分轴承部分轴承部分轴承部分-水平井造斜工具水平井造斜工具水平井造斜工具水平井造斜工具带弯接头的标准马达带弯接头的标准马达弯外壳马达弯外壳马达(导向马达系统导向马达系统)轴承部分轴承部分轴承部分轴承部分和扶正器和扶正器旁通阀旁通阀旁通阀旁通阀弯接头弯接头螺杆马达螺杆马达螺杆马达螺杆马达弯外壳弯外壳万向连接万向连接扶正器扶正器-水平井造斜工具水平井造斜工具水平井造斜工具水平井造斜工具带垫块的双弯马达带垫块的双弯马达反向双弯马达反向双弯马达弯接头弯接头弯接头弯接头轴承部分轴承部分轴承部分轴

35、承部分旁通阀旁通阀旁通阀旁通阀螺杆马达螺杆马达螺杆马达螺杆马达弯外壳弯外壳弯外壳弯外壳垫块垫块-下入造斜钻具至造斜点位置。下入造斜钻具至造斜点位置。单点测斜，测量造斜位置的井斜角、方位角和工具面。单点测斜，测量造斜位置的井斜角、方位角和工具面。在测斜的同时，对井口钻杆，方钻杆，地面钻杆进行打印，并把在测斜的同时，对井口钻杆，方钻杆，地面钻杆进行打印，并把井口钻杆的印痕投到转盘的外缘上，作为基准点。井口钻杆的印痕投到转盘的外缘上，作为基准点。调整安置角（设计方位角反扭角），锁住转盘，开泵钻进。调整安置角（设计方位角反扭角），锁住转盘，开泵钻进。定向钻进，每钻进定向钻进，每钻进1-2根进行单点测斜

36、，根据测量的井斜角和方位根进行单点测斜，根据测量的井斜角和方位角及时修正反扭角，并调整造斜工具的安置角。角及时修正反扭角，并调整造斜工具的安置角。定向造斜至井斜角定向造斜至井斜角8左右、方位合适，起钻更换转盘增斜钻进。左右、方位合适，起钻更换转盘增斜钻进。A A、单点定向方法、单点定向方法、单点定向方法、单点定向方法-a.当前井底井斜角当前井底井斜角3时：时：按扭方位对待按扭方位对待按扭方位对待按扭方位对待l单点扭方位就是将实测的装置方位线转到设定的装置方位线上。单点扭方位就是将实测的装置方位线转到设定的装置方位线上。l定向角定向角1测量方位装置角反扭角磁偏角测量方位装置角反扭角磁偏角马达角差

37、马达角差磁工磁工具面具面(MTF)l定向角定向角2反扭角装置角反扭角装置角动力钻具角差动力钻具角差高边工具面高边工具面(GTF)l测斜结束之后、扭方位钻进之前，如测斜结束之后、扭方位钻进之前，如果将钻柱顺时针旋转某个角度（定向果将钻柱顺时针旋转某个角度（定向角），此时的装置方位线就旋转至设角），此时的装置方位线就旋转至设定的装置方位线上。定的装置方位线上。l井斜角井斜角5以后要求使用重力高边工以后要求使用重力高边工具面具面(GTF)。-a.井斜角井斜角3时：时：按扭方位对待按扭方位对待按扭方位对待按扭方位对待l加压前：磁工具面加压前：磁工具面(MTF)测量方位反扭角测量方位反扭角磁偏角磁偏角装

38、置角装置角 l加压后：磁工具面加压后：磁工具面(MTF)测量方位磁偏角测量方位磁偏角装置角装置角l加压前：高边加压前：高边(GTF)反扭角反扭角装置角装置角 l加压后：高边加压后：高边(GTF)装置角装置角B B、有线随钻定向方法、有线随钻定向方法、有线随钻定向方法、有线随钻定向方法注意：预先修正弯马达与定向直接头之间的角差。注意：预先修正弯马达与定向直接头之间的角差。-a.a.井斜角井斜角井斜角井斜角333时：按扭方位对待时：按扭方位对待时：按扭方位对待时：按扭方位对待l加压前：加压前：磁工具面磁工具面(MTF)测量方位反扭角装置角测量方位反扭角装置角 l加压后：加压后：磁工具面磁工具面(M

39、TF)测量方位装置角测量方位装置角l加压前：加压前：高边高边(GTF)反扭角装置角反扭角装置角 l加压后：加压后：高边高边(GTF)装置角装置角C C、无线随钻定向方法、无线随钻定向方法、无线随钻定向方法、无线随钻定向方法注意：用注意：用MWDMWD时，动力钻具角差和方位修正角（磁偏角）时，动力钻具角差和方位修正角（磁偏角）要在工作前确认准确无误后输入计算机。要在工作前确认准确无误后输入计算机。-3.定向井常规钻具组合定向井常规钻具组合定向井常规钻具组合定向井常规钻具组合-(1)(1)增斜钻具：一般增斜率增斜钻具：一般增斜率增斜钻具：一般增斜率增斜钻具：一般增斜率6 6/100m/100ml一

40、般采用双稳定器组合。一般采用双稳定器组合。l是利用杠杆原理设计的。是利用杠杆原理设计的。它有一个近钻头足稳定器作为支点，它有一个近钻头足稳定器作为支点，第二个稳定器与近钻头稳定器之间的距离应根据两稳定器之间第二个稳定器与近钻头稳定器之间的距离应根据两稳定器之间的刚性（尺寸）大小和要求的增斜率的大小确定，一般为的刚性（尺寸）大小和要求的增斜率的大小确定，一般为20m（两根钻铤长度），两稳定器之间的钻铤在钻压下，产生两根钻铤长度），两稳定器之间的钻铤在钻压下，产生向下的的弯曲变形，使钻头产生斜向力。向下的的弯曲变形，使钻头产生斜向力。-9 5/8Bit244mmSST挡板挡板7NMDC1根根7DC

41、1根根244mmSST 7DC1根根244mmSST 7DC2柱柱5DP(常规常规)9 5/8Bit244mmSST挡板挡板5NMDP1根根7DC1根根244mmSST 7DC1根根244mmSST 7DC2柱柱5DP(参考参考)8 1/2Bit214mmSST挡板挡板6 1/4NMDC1根根6 1/4DC1根根214mmSST 6 1/4DC1根根214mmSST6 1/4DC2柱柱5DP8 1/2Bit214mmSST挡板挡板5NMDP1根根 6 1/4DC1根根214mmSST 6 1/4DC1根根214mmSST6 1/4DC2柱柱5DP 常规增斜钻具组合常规增斜钻具组合常规增斜钻具组

42、合常规增斜钻具组合-l通过减小近钻头稳定器与通过减小近钻头稳定器与2号稳定器的距离或者减小近钻头稳定器号稳定器的距离或者减小近钻头稳定器的外径尺寸（欠尺寸稳定器），以减小钻具的造斜能力。的外径尺寸（欠尺寸稳定器），以减小钻具的造斜能力。l9 5/8Bit244mmSST挡板挡板7NMDC1根根244mmSST 7DC1根根244mmSST 7DC2柱柱5DP（常规）（常规）l8 1/2Bit214mmSST挡板挡板6 1/4DMDC1根根214mmSST 6 1/4DC1根根214mmSST 6 1/4DC 2柱柱5DP（常规）（常规）(2)(2)微增斜钻具：一般增斜率微增斜钻具：一般增斜率微

43、增斜钻具：一般增斜率微增斜钻具：一般增斜率3 3/100m/100m-l采用刚性满眼钻具结构，通过增大下部钻具的刚性，控制下部钻采用刚性满眼钻具结构，通过增大下部钻具的刚性，控制下部钻具在钻压作用下的弯曲变形，达到稳定井斜和方位的目的，具在钻压作用下的弯曲变形，达到稳定井斜和方位的目的，l常用稳斜钻具组合：钻头近钻头稳定器常用稳斜钻具组合：钻头近钻头稳定器(双母扶正器双母扶正器)短钻铤短钻铤（2-3m）稳定器单根钻铤（）稳定器单根钻铤（9m）稳定器钻铤钻杆）稳定器钻铤钻杆(3)(3)稳斜钻具稳斜钻具稳斜钻具稳斜钻具l9 5/8Bit244mmSST7SDC244mmSST 挡板挡板7NMDC1

44、根根244mmSST 7DC2柱柱5DP（常规）（常规）l8 1/2Bit214mmSST6 1/4SDC214mmSST挡板挡板6 1/4NMDC1根根214mmSST 6 1/4DC2柱柱5DP（常规）（常规）-l一般采用钟摆钻具组合，利用钻具自身的重力产生的钟摆一般采用钟摆钻具组合，利用钻具自身的重力产生的钟摆力实现降斜目的；根据钻头与稳定器的距离又分为大钟摆力实现降斜目的；根据钻头与稳定器的距离又分为大钟摆和小钟摆。和小钟摆。a.大钟摆钻具：钻头钻铤大钟摆钻具：钻头钻铤2根稳定器钻铤根稳定器钻铤1根根稳定器钻铤钻杆稳定器钻铤钻杆b.小钟摆钻具：钻头钻铤小钟摆钻具：钻头钻铤1根稳定器钻铤

45、根稳定器钻铤1根根稳定器钻铤钻杆稳定器钻铤钻杆(4)(4)降斜钻具降斜钻具降斜钻具降斜钻具-l17 1/2Bit730730挡板挡板9NMDC1根根9DC1根根444mmSST8DC2柱柱7DC2柱柱5DP（新疆）新疆）l12 1/4Bit630630挡板挡板8NMDC1根根8DC1根根311mmSST8DC2柱柱7DC2柱柱5DP（新疆）新疆）l9 5/8Bit630410挡板挡板7NMDC1根根7DC1根根244mmSST7DC1根根244mmSST7DC2柱柱5DPl9 5/8Bit630410挡板挡板7NMDC1根根244mmSST7DC1根根244mmSST7DC2柱柱5DPl 8

46、1/2Bit4304A10挡板挡板6 1/4NMDC1根根6 1/4DC1根根214mmSST6 1/4DC1根根214mmSST6 1/4DC2柱柱5DPl 8 1/2Bit4304A10挡板挡板6 1/4NMDC1根根 214mmSST6 1/4DC1根根214mmSST6 1/4DC2柱柱5DP常规降斜钻具组合常规降斜钻具组合常规降斜钻具组合常规降斜钻具组合-A、7 套管开窗侧钻：套管开窗侧钻：6Bit330330(动力钻具动力钻具)3313104 3/4NMDC1根根 3 1/2DPB、5 1/2套管开窗侧钻套管开窗侧钻:4 1/2Bit230230(动力钻具动力钻具)231 2103

47、 1/2NMDC1根根 2 7/8DP(5)(5)小井眼钻具组合小井眼钻具组合小井眼钻具组合小井眼钻具组合-(1)增斜段增斜段：钻头动力钻具无磁钻铤：钻头动力钻具无磁钻铤MWD短节无磁短节无磁钻铤加重钻杆斜坡钻杆普通钻杆。钻铤加重钻杆斜坡钻杆普通钻杆。4.水平井常规钻具组合水平井常规钻具组合水平井常规钻具组合水平井常规钻具组合l17 1/2Bit9 5/81.5单弯动力钻具单弯动力钻具8NMDC1根根MWD631630（陀螺定向接头）陀螺定向接头）8DC3根根6314105HWDP5DP（浅海）浅海）l12 1/4Bit7 3/41.5 单弯动力钻具单弯动力钻具7NMDC1根根MWD 7NMD

48、C1根根 5HWDP5XPDP5DP（草草桥）桥）-l9 5/8Bit7 3/41.5 单弯动力钻具单弯动力钻具5314107NMDC1根根MWD 7NMDC1根根 5HWDP5XPDP5DP（草桥）草桥）l 9 5/8Bit630431（短接头）短接头）6 3/41.5 单弯动力钻具单弯动力钻具4314107NMDC1根根MWD 7NMDC1根根 5HWDP5XPDP5DP（草桥）草桥）l8 1/2Bit 6 1/21.5 单弯动力钻具单弯动力钻具4314105NMDP1根根MWD 5NMDP1根根 5HWDP5XPDP5DP-(2)水平段水平段：钻头动力钻具无磁钻杆：钻头动力钻具无磁钻杆M

49、WD短节无磁短节无磁钻杆斜坡钻杆加重钻杆斜坡钻杆普通钻杆。钻杆斜坡钻杆加重钻杆斜坡钻杆普通钻杆。4.水平井常规钻具组合水平井常规钻具组合水平井常规钻具组合水平井常规钻具组合l9 5/8Bit7 3/4(1.0 1.5)单弯动力钻具单弯动力钻具5314105NMDP1根根MWD 5NMDP1根根 5XPDP5HWDP5DPl9 5/8Bit630431（短接头）短接头）6 3/4(1.0 1.5)单弯动力钻具单弯动力钻具4314105NMDP1根根MWD 5NMDP1根根 5XPDP5HWDP5DPl 8 1/2Bit 6 1/2(1.0 1.5)单弯动力钻具单弯动力钻具4314105NMDP1

50、根根MWD 5NMDP1根根 5XPDP5HWDP5DP。-l着陆控制口诀：着陆控制口诀：略高勿低；前高后低；寸高必争；早扭方略高勿低；前高后低；寸高必争；早扭方位；稳斜探顶；动态监控；矢量进靶。位；稳斜探顶；动态监控；矢量进靶。略高勿低：略高勿低：选择工具造斜率的指导思想选择工具造斜率的指导思想确保实钻造斜确保实钻造斜率不低于设计造斜率，通常比设计值高率不低于设计造斜率，通常比设计值高1020。前高后低：前高后低：着陆控制后半段的设计造斜率要比前半段低一着陆控制后半段的设计造斜率要比前半段低一些，确保以较高造斜率才能进靶时有合适的造斜工具。些，确保以较高造斜率才能进靶时有合适的造斜工具。寸高