井斜控制技术现场应用综述
(二)井斜及其控制技术
（二）井斜及其控制技术一、柴达木盆地勘探开发以来，井斜问题一直是影响钻井速度和井身质量的一个难题，大家虽然作了很多工作，取得一定进展，但井斜控制一直未很好解决，总结已钻井经验教训，对指导和提高钻井水平十分重要。
统计分析9.5期间以来，钻井防斜方面所采取的技术（深井、重点井防斜钻具组合见表）可以得出如下结论：1、在柴达木盆地35个构造上统计53口探井，有14口井井斜超标，占探井比例的26.4%，尤其是其中18口井深超过4000米的井有13口井斜超标，即占深井比例72.22%，这也是深井钻井速度慢的重要原因。
2、统计53口探井钻具结构，只有3口井基本全井使用扶正器钟摆钻具结构，占统计井比例5.66%，浅井段使用扶正器，深井段使用光钻铤的只有4口井，占统计井比例7.55%，近87%的井是使用塔式钻具或单一光钻铤组合，这是井斜不能得到有效控制的重要原因。
3、使用扶正器钻具结构3口井井斜情况分析：（1）、鄂Ⅰ-2井井斜控制：根据邻井资料该构造浅部和下盘地层的地层倾角大，预计1100米以上地层倾角70°，1100~2000米井段倾角50-30°，邻井多为1200米以浅的井，增斜率1-2°/50m，平均井斜角23.5°（750m），最大井斜角25.5°（760m）。
井斜控制思路与办法该井在井斜控制方面，主要采取轻压吊打的办法，在567.47米之前，用牙轮钻头，60-70KN钻压钻进，井斜一直控制较好，在567.47-694米井段，采取PDC钻头，30-40KN钻压钻进，井斜在640米后突然增斜，该井的测斜采用每钻进50-100米测斜一次，结果如下：40′/350m，50′/424m，1º/472m，1º15′/533m，2º30′/640m，4º15′/684m，5º/691m。
增斜的主要原因是地层特性变化所致。
浅谈井斜的控制方案与设计方法
260对井眼轨迹进行有效控制是一种特别繁琐的多扰动的控制过程，对井斜控制方案进行交互式的设计能对井眼轨迹的有效控制起到重要作用，但要使其与实钻轨迹进行完全吻合却并不可能实现。
所以，在进行井斜控制方案时应对井斜角与方位角进行经常性的调整，这也正是扭方位设计的目的。
在进行井眼轨迹控制时，由于众多因素的影响，因此在进行井斜控制方案的设计时，要对井眼轨迹的变化规律进行掌握，以此进行针对性的制定出井斜控制方案。
近年来，我国及其他国家通常是利用空间圆弧轨迹模型来实现对井眼轨迹设计及控制进行研究的。
这种模型能够对空间斜平面以内的圆弧做出假定，并从模型的形态上采用井眼曲率与初始工具面角对其进行表征。
本文通过采用交互式设计方法来完善井斜控制方案，通过任选待定参数，来对初始工具面角相关参数的多值性予以解决，并对稳斜扭、全力扭方位的适用性做出了浅要的阐明，以此实现优化井余控制方案的目的。
1 交互式设计方法在进行井斜控制方案设计时，可以根据井底点处的井斜角与方位角提供出来的已知数据，来对井眼曲率初始工具角、井段长度与想要钻入深度的井斜角及方位角做为未知数据，传统的井斜控制方案的设计规则是通过方位变化规律、井段长度及井眼曲率的变化规律等，来进行初始工具面角及想要钻入深度的井斜角进行计算。
这种设计方法和功能比较单一化，而且计算起来非常的麻烦。
譬如，依据钻井要求，对其进行继续钻进，当井斜角与方位角达到指定数值时，要对设计工具造斜率及初始工具面角进行设计，以此才能使其变得更加实用、可行。
通常在进行交互式设计时，如果在五个未知参数中，有三个是进行给定的，那就可以对另外两个未知参数进行计算。
也就是说，只要能够对两个待定参数进行任选，然后进行井斜控制方案的交互式设计，通过计算机软件，来实现对设计过程的优化，以及对计算结果的检验，从而确保交互式设计方法能够在现场中得到更加灵活的应用。
2 多值参数取值方法在空间圆弧轨迹模型基本关系式中，如果出现了分母是零，而根式内是负数的问题，对于其进行处理及解释相对来说较为容易，本文不再对其进行讲解。
井斜控制技术现场应用综述
在 石油 钻 井 中 ， 由于 诸 多 因素 的影 响 ， 头 的实 钻 钻轨 道往 往 偏离 预 先设 计 的理论 轨 道 ， 即产 生井斜 。 １ 井 斜产生 原 因 及危害 现 场 钻 井 实 践 表 明 ， 响 井斜 的原 因是 多 方 面 影
论 支 持 的井 斜 控 制 技 术 ， 纳近 年 来部 分 井 斜 控 制 归 技 术 的使 用情 况 ， 并对 其 现场 应用 情 况进 行 了分 析 ，
大。
井 斜 控制 的 实质 是对 钻 头侧 向力 和 钻头倾 角 的 综 合控 制 。 由于它 们和钻 具类 型 及结 构尺 寸 、 艺 参 工 数 、 层特 性 及钻 头特 性 等 参数 有关 ， 地 因此井 斜控 制 是 一个 比较复 杂 的 问题 。 国 内外研 究 学者 根 据钻 柱运 动 形式 不 同将 井斜
２ 井 斜控 制技 术 现场 应 用情 况
能在 保持 高 的机 械 钻速 下 能 明显 降 斜 ， 是 常 规 降 这 斜 法 无法 比拟 的 。动 力学 防斜 技 术利 用 动态 轴 向 附
加力 、 摆力 、 钟 重力 分 量 的合 力 ， 纠正 井斜 ， 持 良好 保 的井 身质 量 。其 约束 条 件少 ， 具结 构 简单 ， 钻 只要 求 光钻 铤钻 具 所受 的 钻压 能够 使底 部 钻具 发 生 螺旋 屈 曲即可 ， 但必 须 注意 降斜 的幅度 。 力学 防斜 技术 利 动
用 大 钻压 的 作 用使 底 部 钻 具 发 生 螺 旋 屈 曲 ， 不 仅 这 改变 了传统 上认 为 钻具 螺旋 屈 曲只会 引起 消 极作 用 的看法 ， 是一 种新 的提 高 井 身质 量 的技 术措 施 。 也 但 同时 ， 力 学 防斜 技 术 也 有 一些 不 足 之 处 ， １ 它 对 动 （） 使 用 的钻头 有 一定 的 限制 。 只适 用 于牙 轮 钻头 ， 它 不 适 用于 其 他类 型 的钻 头 ； ２ 大 钻 压钻 进 增 加 中性 点 （） 以下 钻 柱 的摩 阻 ， 同时 增 加 摩 阻 扭矩 ； ３ 由于牙 轮 （） 钻头 牙 齿和 轴 承 受 到 较 大 的 压力 作 用 ， 无论 是 摩 擦 力还 是 温 度 都会 增 加 ， 能 加 速 钻头 失 效 ；４ 底 部 可 （） 钻具 由于 处 于螺 旋 扁 曲状 态 ， 生 涡 动 将 加 剧 钻 柱 产 疲 劳 ， 于 有 裂 纹 的 底 部 钻 具 ， 钻 具 的 危 险性 更 对 断
定向井钻井直井段井斜控制技术与应用
浅谈定向井钻井直井段井斜控制技术与应用摘要定向井前期施工的直井段的防斜打直，对后期的定向工作带来极大的便利，同时随着各油田勘探开发的进一步深入，在钻井过程中井斜给钻井工程带来一系列的危害，因而钻井过程中的防斜、纠斜技术也越来越引起油田开发人员的重视。
近年来，国内在现场主要使用的是钟摆钻具和满眼钻具，除此之外还发展了偏轴钻具防斜技术、螺杆钻具复合钻进防斜技术等。
文中从井斜原因分析入手，简述控制井斜的原理及其控制技术的发展，对传统的防斜纠斜原理及方法做以重点介绍，介绍了近年来新出现的井斜控制技术。
关键词：直井段，防斜打直，井斜原因，纠斜原理中图分类号：te221 井斜的原因定向井和水平井前期施工的直井段的防斜打直，对后期的定向工作带来极大的便利。
井为什么会斜？找到井斜的原因，就可以提出防斜纠斜的措施。
影响井斜的因素很多，但概括起来可以分为两大类：一类是地质因素，一类是钻具因素。
（1）地质因素.人们提出了许多理论，来解释地质因素导致井斜的原因。
其中，最本质的是地层可钻性的不均匀性和地层的倾斜两个因素。
这种地层可钻性的不均匀性表现在许多方面，再与地层倾斜相结合，导致井眼倾斜。
（1）地层可钻性的各项异性，即地层可钻性在不同方向上的不均匀性。
沉积岩都有这样的特性：垂直层面方向的可钻性高，平行层面方向的可钻性低。
钻头总是有向着容易钻进的方向前进的趋势。
在地层倾斜的情况下，当地层倾角小于45°时，钻头前进方向偏向垂直地层层面的方向，于是偏离铅垂线。
在地层倾角超过60°以后，钻头前进方向则是沿着平行地层层面方向下滑，也要偏离铅垂线。
当地层倾角在45-60°之间时，井斜方向属不稳定状态。
（2）地层可钻性的纵向变化。
地层在沉积过程中，由于沉积环境的不同和变化，形成了沿垂直于地层层面方向可钻性的变化，俗称“软硬交错”，这里的“纵向变化”是指沿钻头轴线方向遇到这种“软硬交错”。
由于地层倾斜，钻头底面上，遇到“软”地层的一侧容易钻，该侧的钻速高；而另一侧遇到“硬”地层则钻速低。
大斜度井射孔工艺技术及其应用分析
大斜度井射孔工艺技术及其应用分析随着近年来石油工业的发展，大斜度井射孔工艺技术逐渐成为油田开发和提高产能的重要手段。
本文将对大斜度井射孔工艺技术及其应用进行深入分析，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
一、大斜度井射孔工艺技术概述大斜度井射孔工艺技术是指在油田开发中，通过控制井眼倾斜度角度，采取特殊的射孔技术，实现对油层的高效开采。
相比于传统的直井射孔技术，大斜度井射孔技术在垂直深度方面有着更大的优势，射孔效果更为明显，具有更高的产能表现。
大斜度井射孔工艺技术需要借助先进的井下设备和精密的测量技术来实现，主要包括井下定向钻井技术、射孔导向技术、射孔装置设计等方面的内容。
通过这些技术手段的综合运用，大斜度井射孔工艺技术可以实现对油层的精准定位和有效射孔，提高了油井的开采效率和产能。
1. 提高油藏采收率在油田勘探开发中，大斜度井射孔工艺技术可以实现对油层的立体开采，提高了油井的射孔密度和有效渗透面积，从而显著提高了油藏的采收率。
大斜度井射孔工艺技术还可以为复杂油藏的开发提供更加灵活和高效的方案，充分利用地下储层资源，最大程度地提高了油井的产能。
2. 降低油井开发成本相比于传统的垂直井射孔工艺技术，大斜度井射孔工艺技术可以在一口井眼内实现多个方向的射孔，减少了井口数量和井眼布置的需要，从而降低了油井开发的成本。
大斜度井射孔工艺技术还可以减少井厂建设和维护的投入，提高了油田的整体经济效益。
3. 实现对复杂油藏的开发在面对复杂油藏的开发时，传统的垂直井射孔技术往往难以满足实际需求。
而大斜度井射孔工艺技术可以通过利用倾斜井眼的特点，实现对复杂油藏的高效开采和生产。
对于倾斜、不规则或多层次油藏，大斜度井射孔工艺技术可以根据不同层次的物性分布和地层结构，通过精密的射孔设计实现对不同层次油藏的精准开采。
4. 提高油井的抗压能力倾斜井眼的射孔设计可以使得油井在开采过程中获得更好的支撑和固定，提高了油井的抗压能力和稳定性。
塔河区块上部地层井斜控制技术
塔河区块上部地层井斜控制技术孙荣1，党绪1，王超2（1．西北油田分公司石油工程监督中心项目监督一部，新疆轮台841600；2．中石化胜利石油工程有限公司塔里木分公司，新疆库尔勒841000）摘要：井斜是钻井工程中一个较为普遍的问题，它直接影响到钻井井身质量和钻井速度。
结合塔河区快钻井实践及文献调研，从地质因素和工程因素两方面分析了井斜的原因，分析井斜产生原因，对于地层比较稳定的井段，常规钟摆钻具组合配合大尺寸钻铤及合理的工艺措施，可以防止井斜；当常规防斜打直技术不适用时，用弯螺杆配合小钟摆组合既能用于井段井斜控制，也能提高全井钻井速度。
关键词：塔河油田；防斜；弯螺杆；钟摆钻具中图分类号：TE242文献标识码：A 文章编号：1006—7981（2016）07—0122—02塔河油田蕴含了丰富的油气资源，在该区进行垂直井钻井时有时发生井斜超标现象，严重影响了油气井的井身质量，制约了钻井速度。
尤其是在深井段一旦发生井斜过大现象，纠斜工作非常困难，但为达到钻井地质设计的要求，只能够选择填井重钻，给甲方和施工方都造成了很大的经济损失，耽误了钻进施工进度。
为此有必要对塔河油田发生井斜问题的原因进行分析，找出对应的解决措施。
1井斜发生的原因1.1地质因素地质因素主要是地层软硬交错和地层倾角两个因素。
塔河油田主体区块地层较为平缓，地层倾角对于钻进影响不是很大，因此塔河区块地层因素造成井斜主要是地层软硬胶结，塔河上部地层泥岩、粉砂岩略等厚互层。
地层不均匀性引起井斜最终体现在钻头对井底的不对称切削，使钻头轴线相对于井眼轴线发生倾斜，从而使新钻的井眼偏离原井眼。
表1塔河主体区块上部地层地质简表1.2工程技术因素造成塔河区块上部地层井斜分为以下几方面。
1.2.1钻具组合。
扶正器尺寸及安放位置是控制井斜的主要技术措施，小钟摆及满眼钻具组合能有效预防井斜。
扶正器的尺寸小于井眼3mm 以下将造成井斜趋势逐渐增大，无法达到稳斜降斜效果。
钻井防斜打直关键技术与应用探讨
钻井防斜打直关键技术与应用探讨作者：舒宁来源：《科学与技术》2015年第02期摘要：钻井过程中影响井斜的因素很多，且井斜给钻井、完井等作业带来一系列的危害，并造成巨大损失。
防斜打直技术是石油钻井一项关键技术。
针对钻井中多次出现井斜问题，国内使用较多的除钟摆钻具和满眼钻具防斜技术外，发展了偏轴钻具防斜技术、螺杆钻具配合PDC钻头防斜技术等，近年来又扩大了VDS、SDD、VertiTrak、PowerV等具有主动防斜能力的自动化井斜闭环控制系统的应用，成功地解决了高陡构造、断层、盐层等情况下钻进时的井眼质量问题。
关键词：钻井；防斜打直；钻具组合；钻速前言胜利油田地处渤海湾，石油资源丰富，油藏类型复杂多样，如何实现高效勘探开发，一直是石油工作者不断探索的课题。
其中：石油钻井施工中的防斜打直问题一直是困扰钻井施工的难题之一，如果井斜控制不当，不断达不到预期的开发目的，而且容易造成重大井下事故。
地质因素（地层倾角、层状结构、断层、软硬交错等）和工程技术因素（钻具结构、钻进参数等）均会导致井斜，严重井斜是制约钻井速度的关键。
经过多年研究探索和试验，已经初步掌握了一整套传统的防斜打直理论和技术，根据井斜控制原理及控制能力的不同，防斜打直技术分为被动防斜技术及主动防斜技术。
国内以钟摆防斜降斜技术和偏轴防斜技术为主，国外出现了如VDS系统等新型主动性防斜打直技术。
本文重点分析了目前防斜打直技术现状和技术特点，探讨了发展趋势。
1 被动防斜打直技术包括钟摆钻具、刚性满眼钻具、偏重（心）钻具等组合。
特点是利用钻具组合（BHA）自身的受力和变形特性，不借助其它外部因素（如井下测量和控制系统等）防斜，因而也称为BHA防斜打直技术。
在地质构造复杂地区，这种技术应用效果不理想。
（1）钟摆钻具组合。
包括塔式钻具、普通钟摆钻具、柔性钟摆钻具等。
在众多防斜、纠斜打直技术中，它可以适合各种地层倾角的地层。
钟摆钻具主要用于纠斜，其纠斜原理是利用BHA自重产生的“钟摆力”，使钻头处产生与井斜方向相反的侧向切削作用。
探讨钻井防斜打直技术特点与应用策略
探讨钻井防斜打直技术特点与应用策略摘要：油田钻井工作中，一旦产生井斜情况会极大地危害油田钻井的正常运转和能源开采等工作。
本文详细分析钻井防斜打直技术概论，结合钻井防斜打直技术特点，进一步总结出钻井防斜打直技术应用策略。
关键词：钻井防斜打直技术；技术特点；被动防斜打直技术；组合模式油田勘探开发过程中，如何保证能源勘探工作的正常开展，始终是油田技术人员探讨的重要课题和研究内容，石油钻井工作开展过程中，如果井斜控制工作不当，必然会对后续能源开发造成不良影响，严重甚至导致钻井安全事故,所以需要根据井下施工现状，引进防斜打直技术，从根本上保证作业安全系数。
一、钻井防斜打直技术概论在社会经济水平以及技术手段不断发展与进步的今天，油田开采得到了技术优化，对于石油钻探的基础需求也随着社会的发展与进步大幅度增加，同时在油田钻探过程中，传统技术所展现的弊端导致开采困难程度提升，为此全新能源开采现状导致钻井技术和速度成为了保证油田才开经济收益的重要形式之一。
由于在特殊地质情况油田能源开采过程中，单纯使用传统开采技术存在着一定技术难度，对于油田能源开采的速度提升也具有不利影响，所以控制井斜时，我国目前主要利用塔式钻头以及结构稳定的防斜钻头等。
但是以上两种设备自身存在的降斜能力对于结构复杂，且高陡构造较高的地质无法保证安全且高效开采。
为了让以上问题得到有效解决，我国首先对主动式井口导向钻孔设备进行技术研究和优化处理，使直井防斜问题能够得到良好解决，但是该技术在实践操作和应用仍然处于初级阶段，此种现状要求技术人员对防斜打直技术进行详细分析和深入讨论，并且可以在相关技术应用空间以及方向的基础条件上，让油田能源开发和使用效率最大幅度提升，展现出该能源开展技术应有价值。
二、钻井防斜打直技术特点（一）被动防斜打直技术该技术使用时，其硬件设备主要包含：钟摆设备、偏重设备以及钻孔设备，以此满足设备能够利用组合模式承担自身运转压力以及形变的迫切需求，达到无需利用外界影响因素就可以实现防斜打直技术应用效果，然而由于该技术需要硬件设备较多，其内部结构复杂，一旦应用在地质条件多变的地区，防斜打直效果较弱。
试论定向井造斜方法的应用
试论定向井造斜方法的应用定向井能够通过设计来使井与井口产生一定的距离，来对生产的成本进行有效的降低和对工作用地的大小进行合理的节约。
定向井钻井技术在实际的生产生活中占有非常重要的地位，不仅可以提高产能和效率，还大大的减少了对周围环境的污染。
造斜是由吹直井段开始钻出具有一定方位的斜井段的工艺过程。
标签：定向井；造斜；自然增斜；轨迹控制定向井钻井技术指的是在钻井的过程中，通过用一些方法来使井的井身沿着事先设计好的斜度和方法来钻到目的层，但是与实际中的直井相比较，定向井具有井斜方向角度。
一、地层造斜规律分析1 地层力模式影响井眼的轨迹的一个重要的因素是地质因素，这个因素也是最难以掌控和确定的。
关于这个影响因素，建立了大量的实践和定性及定量的理论知识。
其中影响最大的是地层各向异性钻井理论。
2地层造斜规律分析关于地层的造斜性，主要原因是由于地层的各向异性而引起的，面对这个原因，弄清各地层的各向异性性质，便能够大部分的掌握地层对井眼轨迹规律的影响。
通过对各区块的地层资料分析，可以定向定量的分析地层对井斜变化和方位飘移的影响规律，还可以定量的评论不同区位及区位的不同层快的造斜能力。
为接下来的钻井设计及施工提供了基本的依据。
二、定向井造斜工具1 井底动力钻具在井下的时候，有专门的井下马达即动力钻具，如涡轮钻具、螺杆钻具、电动钻具，其在工作的钻进过程中，动力钻具外壳和其的钻柱不进行旋转，这样有利于进行定向造斜。
钻井工具的弯接头能够迫使钻头进行倾斜，来造成对井底的不对称切削，但是井壁却迫使弯曲的部分进行伸直，这时由钻柱的弹性力能使钻头产生侧向的切削。
还有弯外壳马达，它的工作原理与另一部分的弯接头类似。
偏心垫块的工作原理与两者不同，乃是采用杠杆原理，以垫块作为杠杆的支点来进行偏转。
2 钻具的结构和特性涡轮钻具由定子和转子构成，其中转速与流量成正比，扭矩与流量的平方成正比，压降与流量的平方成正比，功率与流量的三次方成正比，终上所述，涡轮工具不适合进行划眼。
钻井防斜打直技术与现场应用
（ Ｂ ＨＡ） 自身的受力和变形特性 ， 不借助其它外部因素（ 如井下测量和控制系统
等） 防斜 ， 因而也称为Ｂ ＨＡ防斜打 直技术 。 在地 质构造 复杂地 区 ， 这种技 术应 用 效果 不理 想 。 （ Ｉ ） 钟 摆 钻具组 合 。 包 括塔 式钻具 、 普通 钟摆 钻具 、 柔 性钟 摆 钻具
术分为被动防斜技术及主动防斜技术。 国内以钟摆防斜降斜技术和偏轴防斜技 术为主， 国外出现了￣ ， Ｖ Ｄ Ｓ 系统等新型主动性防斜打直技术。 本文重点分析了
目前 防斜 打直技 术 现状和 技术 特点 ， 探 讨 了发展趋 势 。 １被动 防斜 打 Ｉ技 术 包 括钟摆钻 具、 刚性 满 眼钻具 、 偏重（ 心） 钻具 等组合 。 特点 是利用钻 具组合
前 言
护钻头井延长其工作寿命。
２主 动防 斜打 直技 术
胜利油田地处渤海湾， 石油资源丰富， 油藏类型复杂多样， 如何实现高效勘 探开发， 一直是石油工作者不断探索的课题。 其中： 石油钻井施工中的防斜打直
问题 一直 是 困扰 钻井 施工 的难题 之一 ， 如果 井斜控 制不 当 ， 不 断达不 到预 期的 开 发 目的 ， 而 且容 易造成 重大井 下事故 。 地 质 因素 （ 地 层倾 角 、 层状结 构 、 断层 、
成为强增钻具结构。 因此对于易斜地 区尽量采用塔式钻具结构， 小钻压钻进为
宜。 对于 易斜地 区 ， 使用 Ｐ Ｄ Ｃ 钻头 尽可 能不 采用钟摆 钻 具结构 。 （ Ｉ ） 柔性 大钟 摆 钻具 ， 大 钻压 防斜钻进 。 这 种柔 性钟摆钻 柱组 合 ， 如果施 加大 钻压 ， 稳定 器 以 下 与稳 定器之 间都易 形成 与井壁 接触 的切点 ， 因而适于 用大 钻压打 直井 段 。 使用
元坝地区气体钻井井斜控制技术与应用
元坝地区气体钻井井斜控制技术与应用曾桂元;代锋;荆华;李勇;李睿【期刊名称】《钻采工艺》【年(卷),期】2015(000)001【摘要】元坝地区侏罗系上沙溪庙组及以上地层实施气体钻井技术提速效果明显,但是井斜问题一直是制约气体钻井优快钻进的技术难题。
基于实钻资料统计,分析认为蓬莱镇组中下部~上沙溪庙组上部地层是元坝地区空气钻井的易斜井段；岩性软硬交错是引起井斜的客观地质因素,而大尺寸钻铤数量不够和钻进过程中钻压较大是造成井斜的直接原因。
结合目前现场采用的吊测井斜监测手段,提出优化塔式钻具组合和钻井参数,选用大尺寸钻铤配合牙轮钻头,控制钻压不超过140~160 kN,现场成功应用10余井次,最大井斜控制在2°以内,目前已成为元坝地区海相井中最经济有效的防斜技术；陆相井通过应用空气锤钻井技术,易斜井段控制井斜在1°以内,同时提速效果显著,建议推广应用。
【总页数】3页(P29-31)【作者】曾桂元;代锋;荆华;李勇;李睿【作者单位】中国石化西南石油工程有限公司钻井工程研究院;中国石化西南石油工程有限公司钻井工程研究院;中国石化西南石油工程有限公司钻井工程研究院;中国石化西南石油工程有限公司钻井工程研究院;中国石化西南石油工程有限公司钻井工程研究院【正文语种】中文【相关文献】1.气体钻井井斜控制技术与应用 [J], 魏武;许期聪;邓虎2.气体钻井井斜控制的发展与新技术探讨 [J], 肖洲;练章华;伍贤柱;孙延宁;孟英峰;邓虎3.大庆油田气体钻井井斜控制技术研究 [J], 毕雪亮;于洋;闫铁4.预弯曲动力学井斜控制技术在长宁构造气体钻井中的应用 [J], 邓柯;刘殿琛;李ue264晓5.气体钻井集成技术在元坝地区陆相地层的应用 [J], 李斌;代锋;张弛;刘志坚;吴玉君因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
油田钻井防斜打直技术特点及应用
油田钻井防斜打直技术特点及应用摘要：本文以油田钻井防斜打直技术特点及科学应用为重点进行阐述，结合油田钻井过程中井斜的原因，油田钻井防斜打直技术的相关特性，防斜打直技术在油田钻进工作现场的应用为依据。
从防斜打直技术的被动性，防斜打直技术的主动性等方面进行深入探讨。
关键词：油田钻井；防斜打直技术；科学应用1油田钻井过程中井斜的原因1.1地面原因在油田钻井处理的时候，其地面原因主要是指下部钻具组合和钻井参数等对井斜的具体影响和作用，通常情况下，下部钻柱组合本身会由于钻压的影响而出现弯曲的情况，其中也容易造成下部钻柱组合变形，在这一情况下就会比较容易造成钻井的钻头出现和原来井眼轴线相偏离的情况，而钻头的位置由于钻压的影响，也会比较容易出现横向方向上的偏斜力的影响，而钻头在这一压力的影响下，就会出现经验偏斜的情况。
1.2地下原因地下原因与地址因素之间有着必要的联系，开展油田钻井工作时，因为钻井处理项目的地质差异性，对井钻效果也具有一定差异性。
此项工作在进行的过程中，一旦对深厚地层做出相应的处理，就会因为其软硬融合、地层斜角、更大断层的现象，导致钻头在钻进过程中，因为不和谐的钻进情况，甚至会出现钻压与原始井眼轴线无法达到一致的情形。
并且在接近钻头位置的出现导向钻无法发挥作用的现象也是比较常见的，而且这一现象的出现会影响后续油田钻井井眼出现偏离的情况，因此相关工作人员必须加强对此种局面的重视。
2油田钻井防斜打直技术特点2.1被动防斜打直技术包括钟摆钻具、刚性满眼钻具、偏重 ( 心 ) 钻具等组合。
特点是利用钻具组合 (BHA) 自身的受力和变形特性，不借助其它外部因素 ( 如井下测量和控制系统等) 防斜，因而也称为 BHA 防斜打直技术。
①钟摆钻具组合。
包括塔式钻具、普通钟摆钻具、柔性钟摆钻具等。
在众多防斜、纠斜打直技术中，它可以适合各种地层倾角的地层。
钟摆钻具主要用于纠斜，其纠斜原理是利用BHA 自重产生的“钟摆力”，使钻头处产生与井斜方向相反的侧向切削作用。
复合钻进方式在井斜控制中的理论研究和应用
复合钻进方式在井斜控制中的理论研究和应用自从旋转钻井发明以来,在易斜地层提高钻进速度的同时,如何更好的控制井斜,就成为所有钻井工作者一直在不断摸索和研究的主要内容。
由于螺杆钻具+PDC钻头防斜打快技术(复合钻井技术),可以在低钻压下获得较高的机械钻速,在控制井斜的同时,最大限度的提高了机械钻速。
同时,它比传统的防斜钻具组合具有更强的纠斜、防斜能力,因此已经在国内外广泛使用。
本文首先对螺杆钻具防斜打快机理进行了分析,指出了现在常用的三种螺杆钻具组合形式。
采用微分方程法建立力学模型进行螺杆钻具的受力分析,用加权残值法进行数学求解,以钻头弯矩极小为目标用搜索法对切点长度搜索,最后以钻头弯矩最小值确定钻头增斜力的最优解,为定量分析螺杆钻具控制井斜的特性提供了技术支持。
本文以埃及第一深井BEA W-1X和大北油气田使用的螺杆钻具为例,进行了力学分析,指出了各种参数对于不同螺杆钻具组合的防斜、纠斜能力的影响。
通过分析表明,针对不同的螺杆钻具组合,稳定器的安放位置、稳定器尺寸、钻压、井斜角、单弯螺杆的弯角等都会对钻头侧向力产生影响。
通过总结,所有计算实验数据,对现场使用具有指导意义。
第三章井斜及其控制
第三章井斜及其控制钻井工作不但要求速度快，而且要求质量好，井身质量的好坏是油气井完井质量的前提和基础，它直接关系到油、气田的勘探和开发工作。
如果井眼斜度（井斜）过大，会使井眼偏离设计井位，将打乱油气田开发的布井方案，对于勘探工作来说，井斜大了，会使井深发生误差，使所得的地质资料不真实。
并由于井底远离设计井位，会错过油气层，造成勘探工作的失误，这对于断块小油田显得格外重要。
井打斜了，给钻井工作本身也增加不少困难，甚至造成严重事故。
在斜井内，钻柱易靠在井壁的一侧，旋转时发生严重摩擦，在井斜突变井段钻柱发生弯曲，易使钻柱磨损和折断，也可能造成井壁坍塌及键槽卡钻等事故。
一旦我们疏忽大意，井斜过大而超过要求时，就被迫中途填井纠斜，将造成很大浪费，并会推迟完井时间。
井斜大了，会直接影响固井质量。
首先是造成下套管困难，同时套管下入后不易居中，这往往是造成固井窜槽、管外冒油冒气的原因之一。
对采油工作来说，井斜过大会直接影响井下的分层开采、注水工作的正常进行（如下封隔器困难，封隔器密封不好等），对抽油井也常引起油管和抽油杆的磨损和折断，甚至造成严重的井下事故。
所以，井斜过大对油气田的勘探和开发都有很大危害。
如何控制井斜是钻井工作的一个重要课题。
我们要控制井斜，首先必须知道井斜是由哪些因素决定的（详见第七章定向钻井所述）。
一般说来，井斜可由井斜角，方位角，井底位移，井斜变化率等因素来衡量。
所谓井斜，即是一口井偏离了铅直线，如图6-1所示。
1（l）井斜角（Ho1e deviation angle）井斜角是指井眼轴线的切线与铅直线之间的夹角，一般以“α”表示（图6-1中的α角为A点的井斜角）。
（2）方位角（Directional angle of deflection）方位角是表示井眼偏斜的方向，它是指井眼轴线的切线在水平面投影的方向与正北方向之间的夹角，一般以“φ”表示。
方位角是以正北方向开始按顺时针方向计算的（图6-1中的φ角为A点雪方位角）。
井斜控制技术的现状及发展
井斜控制技术的现状及发展井斜控制技术是指通过对钻井工具进行调整，使其偏离垂直方向而呈现一定的倾斜角度，以达到在地下钻井中进行定向钻探和导向钻井的目的。
随着勘探和开发工作的不断深入和需求的增加，井斜控制技术在油气勘探开发领域的应用也越来越广泛。
本文将围绕井斜控制技术的现状和发展进行详细阐述。
井斜控制技术的现状是相对成熟的。
目前，井斜控制技术已经广泛应用于石油勘探和开发领域，特别是在复杂地质条件下的井下作业中。
通过井斜控制技术，可以实现对井眼轨迹的精准控制，提高钻井效率和钻井质量，同时降低钻井事故的发生概率。
井斜控制技术的成功应用，为油气勘探开发提供了更多的可能性和机遇。
井斜控制技术的发展趋势是多方面的。
一方面，随着油气资源的逐渐枯竭和勘探难度的增加，对井斜控制技术的要求也越来越高。
未来的井斜控制技术将更加注重提高定向钻井的精度和效率，以满足勘探和开发的需求。
另一方面，井斜控制技术将与其他相关技术相结合，形成更加综合化的解决方案。
例如，井斜控制技术可以与导向测量技术、测井技术和地质解释技术等相结合，实现更加全面和准确的井下作业。
井斜控制技术的发展离不开科技进步的推动。
随着计算机技术、传感器技术和通信技术的不断发展，井斜控制技术也得到了极大的提升。
比如，利用计算机模拟和仿真技术，可以对井斜控制过程进行预测和优化，提高钻井效率和安全性。
同时，借助传感器技术的应用，可以实时监测井斜控制过程中的各项参数，及时调整和控制钻井工具的运动轨迹。
井斜控制技术的发展还面临一些挑战。
首先，井斜控制技术需要高精度的测量和导向设备，以及高可靠性的钻井工具，这对技术和设备的要求较高。
其次，井斜控制技术在复杂地质条件下的应用面临更大的挑战，如井壁稳定性、井眼塌陷等问题需要解决。
此外，井斜控制技术的应用还需要相关人员具备较高的专业知识和技能，以保证钻井作业的安全和顺利进行。
井斜控制技术在油气勘探开发中的应用前景广阔，具有重要的意义。
煤矿斜巷视频监控系统的推广及应用
煤矿斜巷视频监控系统的推广及应用一、概况矿井斜巷是矿井各采区材料运输的主要通道。
运输量大，运行时工作人员多，环境复杂，车场道岔、挡车栏、信号等均有各车场信号把钩工操作，绞车司机只是看、听信号开车，无法实时掌握现场情况。
绞车运行时因信号把钩工操作不到位或误操作、道岔、挡车栏不在正常位置，容易造成矿车掉道、跑车等撞伤人员、毁坏设备的运输事故。
为确保绞车正常运行，车辆在巷道内安全行驶，通过在暗斜井内安装视频监控系统，提高了斜巷运输效率，保证了人员和设备的安全，降低了事故率。
二、可行性研究矿井斜巷视频监控系统是为了解决斜巷运输的安全，减少斜巷事故的发生，为斜巷的安全运输提供了安全可靠的保证，为绞车司机的工作提供了可视化界面，避免了传统的打铃给信号的不安全的运行方式。
绞车司机在没有视觉上的感官，只凭感觉进行开车势必会有诸多安全隐患。
而矿井斜巷绞车轨道运输视频监控系统为绞车司机提供了视频监测，能够直观的看到现场人员的实际工作情况、设备运行情况，以便在发生事故时及时做出反应，大大提高了生产效率、降低了事故率。
三、项目采用的技术原理及技术分析本系统主要监控斜巷绞车和车辆的安全运行状况，以及现场人员工作情况，及时处理各点的安全生产方面的问题。
在斜巷的上车场、下车场、片口、挡罐梯的安装位置等重要地点设置红外夜视型高清防爆摄像仪，在绞车房安装多画面隔爆监视器，前端视频信号通过光纤传输到绞车房，在监视器上进行显示，实时监控斜巷运输系统的状态。
四、项目研究的主要内容一）、该套系统主要由四部分组成：1、XB127矿用隔爆型监视器XB127矿用隔爆型监视器作为一种大屏幕显示的隔爆型监视器，由于内部采用了22寸彩色液晶显示器，其应用范围十分广泛，既可以配套画面分割器作为终端多路图像显示设备，也可以作为井下视频会议显示终端，2、KBA165矿用隔爆型摄像仪矿用隔爆型摄像仪是一种给煤矿井下防爆监控系统作为图像采集用的防爆终端设备。
探讨钻井中井斜控制技术
探讨钻井中井斜控制技术摘要：井斜控制问题是在上世纪半开始重视并且蓬勃发展。
本文主要介绍了当前主要的防斜纠斜钻具组合及工具：钟摆防斜钻具、满眼防斜钻具、柔性防斜钻具组合、偏心防斜钻具和双效防斜器，并且探讨井斜控制理论的研究目标，为钻井中井斜控制指导有重要的意义。
关键词：钻井井斜控制井斜的问题是由F. G. D. Muller于1924年提出的。
二三十年代只是意识到井斜问题，并没有提出解决的办法。
1936年LVWClark首先在控制井斜方面作了有意义的工作，直到1948年很少有关于井斜的论文发表。
从上世纪50年代开始，井斜控制技术开始蓬勃发展。
在井斜控制方面取得了突出的成果。
一、防斜纠斜钻具组合及工具1.钟摆防斜钻具钟摆钻具是早期钻柱力学研究的产物。
认为实际的井眼都是倾斜的，钻柱某点将和井壁接触，称为上切点。
未加钻伍时，作用在钻头处的侧向力只是钻头与上切点之间钻挺重量的横向分量，这个力称作钟摆力，使井眼趋于垂直；当施加钻压时，将在钻头处产生另一侧向力，此力使井眼偏离原来的方向。
这二个力的合力决定了钻进方向。
这就是钟摆钻具理论的基础。
此后有关钟摆钻具的研究都是在此基础上进一步完善和发展的。
钟摆钻具是利用斜井内钻柱切点以下钻挺重量的横向分力（钟摆力）把钻头压向井眼下方，以逐渐达到减小井斜的效果，这个横向分力的作用犹如钟摆一样。
增加钟摆力的一个办法是尽可能使用较大尺寸的钻挺，这样钻挺不容易被压弯，切点位置相对较高，有利于降斜。
另一个办法是在此切点略高的位置上安装稳定器，以提高切点位置，增大降斜力。
同时也能减小钻头外侧倾角（指产生增斜效果的钻头倾角）。
2.满眼防斜钻具满眼钻具的防斜原理有二点：①能产生较小的钻头倾角（相对于钟摆钻具而言）；②利用三点（三个稳定器）直线性来保证井眼的直线性和限制钻头的横向移动。
满限钻具的设计要求主要有三点：①保证下部钻挺有尽可能大的刚度：②保证稳定器之间具有合适的长度；③保证稳定器与井眼之间的间隙尽可能小。
浅谈工作面调斜技术在红岭煤矿中研究和应用
浅谈工作面调斜技术在红岭煤矿中研究和应用发布时间：2023-02-01T06:09:21.939Z 来源：《科学与技术》2022年第16期8月作者：杨恩懿明万庆郭永军庞宇江[导读] 在工作面回采过程中，由于地质原因和人为因素影响，工作面经常出现与两顺槽不垂直的现象，不利于工作面的回采，也就出现了工作面调斜问题。
为了保证煤矿的安全开采，针对红岭煤矿1509综采工作面具体情况，提出了调斜的技术方案和安全技术措施，为以后类似工作面的安全开采提供了借鉴。
杨恩懿明万庆郭永军庞宇江（安阳鑫龙煤业（集团）红岭煤业有限责任公司河南安阳 455141）摘要：在工作面回采过程中，由于地质原因和人为因素影响，工作面经常出现与两顺槽不垂直的现象，不利于工作面的回采，也就出现了工作面调斜问题。
为了保证煤矿的安全开采，针对红岭煤矿1509综采工作面具体情况，提出了调斜的技术方案和安全技术措施，为以后类似工作面的安全开采提供了借鉴。
关键词：工作面调斜; 综采; 安全技术措施引言随着矿井开采年限的增加，可采煤炭量不断减少，采煤工作面地质条件也越来越复杂[1]。
为有效利用矿井资源，最大限度地回收煤炭资源，延长工作面服务时间，减少搬家倒面次数，因此综采工作面时常需进行调斜开采[2]。
而综采工作面要想实现调斜开采，首先必须了解调斜开采法，掌握常用的工作面调斜技术，明确应用调斜开采应注意的事项。
1 工程概况红岭煤矿1509工作面位于15采区南翼,东部为F407断层保护煤柱，南部为14采区采空区，西部为1507采空区，北部为东风井保护煤柱；1509工作面最终预测正常涌水量约10m3/h、最大涌水量约20m3/h；地面标高+206～+237m,工作面标高-275.1～-377.2m；走向长783.7～810.2m，平均798.8m；倾斜长73.8～205m，平均长139.4m；煤层倾角10～24°，平均16°；可采面积105640m2；工作面服务年限约14个月。
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井斜控制技术现场应用综述符跃春1,刘常旭2,钟 显3(1.辽河油田特油公司二区地质组;2.西南石油大学石油工程学院;3.成都倍特建设开发公司) 摘 要 在钻井过程中,井斜给钻井工程带来了一系列危害,并造成了巨大损失。
本文阐述了井斜产生的原因;归纳分析了今年来国内井斜控制技术在现场应用情况;结合静力学防斜理论和动力学防斜理论,总结了大量井斜控制技术现场应用的工程经验和理论,对防斜钻井技术研究及防斜钻井实践有重要参考、指导意义。
关键词 井斜控制;钻具组合;防斜;纠斜;现场应用 在石油钻井中,由于诸多因素的影响,钻头的实钻轨道往往偏离预先设计的理论轨道,即产生井斜。
1 井斜产生原因及危害现场钻井实践表明,影响井斜的原因是多方面的,主要归纳为:一、客观上,由于所钻地层的倾斜和非均质性使钻头受力不平衡面造成井斜;二、技术上,下部钻具的工作状态对井斜有很大影响,当下部钻具受压发生弯曲就会使钻头偏斜导致井斜;三、主观上,操作是否合理。
现场工程师在很长一段时间内将井斜的危害归结于井斜角过大,从而采用轻压吊打等消极办法保证较小的井斜角。
这种做法不仅严重限制机械钻速,同时不能从根本上消除井斜造成的一系列危害: 规划方面,井斜过大,使井眼偏离设计井位,打乱油田开发布井方案; 勘探方面,井斜使井深发生误差,使所取的地质资料不真实,造成勘探工作失误; 钻井方面,井斜使钻柱在斜井内易靠在井壁下侧,旋转时产生严重摩擦,在井斜突变井段钻柱发生弯曲,钻柱易磨损和折断,可能造成井壁坍塌及键槽卡钻等事故;固井方面,井斜会造成下套管困难和下入的套管不居中,造成固井窜槽、管外冒油气,直接影响固井质量;!采油方面,井斜过大,会直接影响井下的分层开采和注水工作。
2 井斜控制技术现场应用情况井斜控制的实质是对钻头侧向力和钻头倾角的综合控制。
由于它们和钻具类型及结构尺寸、工艺参数、地层特性及钻头特性等参数有关,因此井斜控制是一个比较复杂的问题。
国内外研究学者根据钻柱运动形式不同将井斜控制技术分为两种:一种是静力学防斜技术,另一种是近年来发展起来的动力学防斜技术。
针对不同理论支持的井斜控制技术,归纳近年来部分井斜控制技术的使用情况,并对其现场应用情况进行了分析,其结果见表1。
3 应用情况小结通过上述现场实践可以看出,静力学防斜打直技术在纠斜过程中钻压不能太大,否则不但起不到纠斜效果,反而会引起井斜增加;在施工过程中必须多次测斜,及时调整钻井参数,严重影响钻井速度,延长钻井周期,降低钻井效益。
因此,在高陡构造等易斜地层进行垂直钻井时,对于传统的静力学防斜理论和技术而言,“防斜"与“打快”是一对难以调和的矛盾。
通过现场应用效果可以看出,动力学防斜技术能在保持高的机械钻速下能明显降斜,这是常规降斜法无法比拟的。
动力学防斜技术利用动态轴向附加力、钟摆力、重力分量的合力,纠正井斜,保持良好的井身质量。
其约束条件少,钻具结构简单,只要求光钻铤钻具所受的钻压能够使底部钻具发生螺旋屈曲即可,但必须注意降斜的幅度。
动力学防斜技术利用大钻压的作用使底部钻具发生螺旋屈曲,这不仅改变了传统上认为钻具螺旋屈曲只会引起消极作用的看法,也是一种新的提高井身质量的技术措施。
但同时,动力学防斜技术也有一些不足之处,(1)它对使用的钻头有一定的限制。
它只适用于牙轮钻头,不适用于其他类型的钻头;(2)大钻压钻进增加中性点以下钻柱的摩阻,同时增加摩阻扭矩;(3)由于牙轮钻头牙齿和轴承受到较大的压力作用,无论是摩擦力还是温度都会增加,可能加速钻头失效;(4)底部钻具由于处于螺旋扁曲状态,产生涡动将加剧钻柱疲劳,对于有裂纹的底部钻具,断钻具的危险性更大。
134内蒙古石油化工 2007年第1期 收稿日期:2006-07-25作者简介:符跃春(1981—),本科毕业于西南石油学院石油工程学院,现工作于辽河油田特油公司二区地质组。
表1 近年井斜控制技术部分现场应用情况钻具组合应用地区应用情况及分析满眼钻具组合埕北322井缩径地层起下钻较困难,易遇阻。
Power V塔里木油田克拉2气田垂直钻井系统工艺技术的自动防斜系统完全解放钻井参数特别是钻压,能有效地达到防斜和高速钻进目的,使井斜控制在小于0.5°以内,大幅度提高了机械转速,缩短了钻井周期,降低了综合钻井成本,保证了井身质量。
单弯螺杆钻具组合百54井区、八区、卡因迪克在小钻压、低转速下有较好的防斜纠斜能力,且可获得较高的机械转速;钻头选择不合适,造成K1001井钻速低下。
1)偏轴防斜钻头钻具组合;2)PDC 钻头+直螺杆钻具组合;3)小钟摆钻具组合乌龙1井1)机械钻速提高47%,具有一定的防斜效果但降斜效果不是很明显;2)具有较好的降斜效果,机械钻速大幅提高,比常规钟摆钻具组合提高了44.6%;3)井斜从6.5°下降至4.75°,降斜效果十分明显,机械钻速也提高了37.84%。
固定同心式随钻扩眼器边钻边扩防斜H 96-2井与邻井H 96-1井相同井段3只钻头平均钻速相比,该井机械钻速提高29.43%,效果良好。
单弯螺杆钻具组合SN -3井SN -4井实现了提高钻压使机械钻速大幅度提高的目的。
浅地层用单点定向钻进可以通过调整钻具结构控制反扭角,达到适当增加钻压提高机械钻速的目的。
但增大钻具与井壁接触面积控制反扭角的方法不适用于深部定向。
偏心防斜钻具组合马王庙地区钟市地区在满足井身质量前提下,较大幅度提高钻井速度。
降低钻井成本,井斜比邻井减少2°-3°,机械钻速提高20%-30%偏心组台的强稳斜性,要求入井井斜角尽量小,才能起到更好防斜效果,要根据井斜情况,合理控制参数,确保中靶上环,满足井身质量要求1)大钻铤塔式钟摆钻具组合2)偏轴钻具组合3)柔性钟摆钻具组合普光1井1)因井斜存在逐渐增大的趋势,该钻具组合已无法满足防斜要求,故下入偏轴钻具组合;2)因井斜得不到有效控制,故改用柔性钟摆钻具吊打纠斜;3)钻进时钻速70r/m in,加密测斜,井斜较大时钻压70KN 吊打,降斜效果明显;井斜较小时钻压200KN 加压钻进,也有较好的防斜作用。
该井段井斜保持在3.5°-3.9°,平均机械钻速0.85m /l 。
1)偏轴钻具组合2)柔性钟摆钻具组合3)单弯动力钻具组合胜和1井1)偏轴钻具组合在正常的层状高陡地层,具有较好的防斜纠斜效果,但在岩层片理面倾角倾向复杂多变的地层钟,其防斜性能不稳定;2)柔性钟摆钻具组合低钻压纠斜效果显著,但在加压钻进中,易受岩层片理面倾角、倾向的影响与支配,钻头摇摆不定,井斜难以控制;3)钻进过程中克服了井眼摩阻大、携砂差的困难,不仅井眼轨迹满足了设计要求,而且机械钻速大幅度提高。
4 井斜控制技术的发展方向要从根本上解决高陡构造和强造斜地层的防斜打快问题,必须有效地控制钻具侧向力和钻头倾角,还必须具有足够的抵抗地层造斜力的能力。
只有同时考虑这三方面的因素,并使之相互协调,才能真正地解决防斜打快难题。
目前及今后一个时期内.钻井工程成套技术中关键之一的井斜控制技术的发展趋势: 在理论指导下研制新的井下防斜工具和监测仪器,以满足和完善已发展的防斜钻井工艺; 将现有的防斜理论和经验与计算机技术结合起来,借助计算机对井斜进行分析计算、预测,决策咨询及实时控制等。
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