定向钻井理论与技术

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定向井(水平井)钻井技术概述

定向井(水平井)钻井技术概述
钻成位移过万米的大位移井
径向水平井可在0.3米之内完成增斜过程
我国定向井钻井技术发展情况
(表二)
年代
内容
60年代
80年代
90年代
剖面设计及轨
迹计算方法
设计采用查表法、图解法等精度不高的方法
发展了曲率半径法,最小曲率半径法等多种更为精确的轨迹计算和设计方法,编制了能进行轨迹预测和防碰扫描的计算机软件包。
我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JF128井,井深达到7000米,垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井,水平位移最大的大位移井是大港定向井公司完成的井,水平位移达到2666米,最大的丛式井组是胜利石油管理局的河50丛式井组,该丛式井组长384米,宽115米,该丛式井平台共有钻定向井42口。
仪投入工业性
使用百度文库无线随
钻测斜仪研制
成功
多种无线随钻
测斜系统投入
工业使用和发
展了电子测量
系统和陀螺测
量系统
发展成熟带地质参数的无线随钻测斜仪
定向井钻井水平
精度要求不高
中深定向井
可打准确度较
高的定向井和
小组定向井
可打准确度较
高的定向救援
井和大组丛式

钻成大量水平
井从大半径水
平井到小半径
水平井多底泄
油井
在水平井方面取得大型突破,钻成了长、中、短半径水平井

定向钻井理论与技术

定向钻井理论与技术

《定向钻井理论与技术》讲稿

第1章定向井钻井技术概述

定向井:目标点和井口不在一条铅垂线上的井。按照事先设计的具有井斜和方位变化的轨道钻进的井。

一口直井打斜了,也具有井斜角和井斜方位角的变化,但那不是定向井。

井眼轨道:指在一口井钻进之前人们预想的该井井眼轴线形状。

井眼轨迹:指一口井实际钻出来后的井眼轴线形状。

§1-1 定向井的用途

20世纪30年代初,在海边向海里打定向井开采海上油田的尝试成功之后,定向井得到了广泛的应用,其应用领域大体有以下三种情况。

1.地面环境条件的限制

地面上是高山,湖泊,沼泽,河流,沟塑,海洋,农田或重要的建筑物等,难以安装钻机进行钻井作业时,或者安装钻机和钻井作业费用很高时,为了勘探和开发它们下面的油田,最好是钻定向井。

2.地下地质条件的要求

● 对于断层遮挡油藏,定向井比直井可发现和钻穿更多的油层; ● 对于薄油层,定向井和水平井比直井的油层裸露面积要大得多。

● 对于垂直裂缝的构造带,打直井很难钻遇裂缝,若钻定向井或水平井,则钻遇裂缝的机会就

大得多;

另外,侧钻井,多底井,分支井,大位移井,侧钻水平井,径向水平井,等等定向井的新种

类,显著地扩大了勘探效果,增加了原油产量,提高了油藏的采收率。

新提法:用钻井方法提高油藏采收率

3.处理井下事故的要求

●当井下落物或断钻事故最终无法捞出时,可从上部井段侧钻打定向井;

●特别是遇到井喷着火常规方法难以处理时,在事故井附近打定向井(称作救援井),与事故井贯通,进行引流或压并,从而可处理井喷着火事故。

随着定向井钻井技术的发展,定向井建井周期和总成本已接近钻直径的水平,定向钻井已成为油田勘探开发的极为重要的手段。

定向井钻井技术常见问题与对策分析

定向井钻井技术常见问题与对策分析

定向井钻井技术常见问题与对策分析

【摘要】

本文围绕定向井钻井技术常见问题展开分析与对策,主要包括定

向井钻井过程中井深失控、井眼偏斜度控制不良、测斜数据准确性、

钻头偏离目标层位以及地层异常情况等问题。针对这些问题,提出了

相应的技术对策,如严格控制钻井参数、加强井眼轨迹监测、提高测

斜仪器精度、优化钻井工艺和及时调整设计方案等。通过分析这些问

题及对策,可以有效提高定向井钻井技术的水平和效率,确保钻井作

业的顺利进行。定向井钻井技术常见问题的对策分析在钻井作业中具

有重要意义,对于确保生产进度和安全性起着关键作用。

【关键词】

定向井钻井技术、问题分析、对策、井深失控、井眼偏斜度、测

斜数据、钻头偏离、地层异常、重要环节

1. 引言

1.1 定向井钻井技术常见问题与对策分析

定向井钻井技术是一种用于在地下目标区域实现井径、井深、井

轨的预定目标的一种钻井技术。在定向井钻井过程中,会遇到各种各

样的问题,如井深失控、井眼偏斜度控制不良、测斜数据准确性问题、

钻头偏离目标层位、地层异常情况等。这些问题如果没有有效的对策分析和解决方案,会对钻井作业造成严重影响。

为了有效应对定向井钻井技术常见问题,需要对每个问题进行深入的分析和研究,找出问题的根源,制定相应的应对对策。只有通过科学合理的方法和措施,才能有效降低定向井钻井作业中出现问题的风险,提升钻井作业的效率和质量。

本文将重点讨论定向井钻井技术常见问题的对策分析,探讨如何有效应对定向井钻井作业中可能遇到的各种困难和挑战,以期为相关从业人员提供一些实用的参考和指导,进一步推动定向井钻井技术的发展和应用。

石油钻井工程定向井技术的现状及发展

石油钻井工程定向井技术的现状及发展

石油钻井工程定向井技术的现状及发展

一、定向井技术的现状

定向井技术是指通过改变钻井井眼的方向,以在规定地层目标范围内实现油气开采的

钻井技术。定向井技术的发展经历了多个阶段,从最早的使用人工手段控制钻井方向,到

后来的利用钻井工具和技术进行定向控制,再到如今的全电脑化、自动化的定向井技术,

各个阶段都取得了重要的进展和成就。

目前,定向井技术在石油钻探工程中已经得到了广泛的应用。在美国、俄罗斯、中东

地区,定向井技术已经成为了主导的钻井方式。在国内,随着石油资源勘探开发的不断深入,定向井技术也开始得到了更为广泛的应用。现在,国内很多油气田的钻井操作中都采

用了定向井技术,尤其是在西部地区的复杂地质条件下,定向井技术更是发挥了巨大的作用。

目前,我国在定向井技术领域取得了一些重要的成就。我国在定向井工具的研发和生

产方面有了长足的进步,目前国内已经可以生产出各类高性能的定向井工具。我国在定向

井技术的应用和管理方面也取得了很大的进展,例如在定向井设计规划、钻井过程监测、

钻井质量评价等方面都已经形成了一套较为完善的技术体系。我国在定向井人才培养和技

术交流方面也有了很多建树,通过不断的技术培训和交流,我国的定向井技术人才队伍也

在不断壮大。

二、定向井技术的发展趋势

随着石油资源的逐渐枯竭和勘探开发的深入,定向井技术在未来的发展中将面临着一

些新的挑战和机遇。从技术角度来看,未来定向井技术的发展将呈现以下几个趋势。

1. 智能化技术的应用

随着信息技术的发展,智能化技术已经成为了定向井技术发展的新方向。未来,定向

井工具将越来越智能化,能够实现更加精准的定位和控制。智能化技术的应用将大大提高

《钻井定向钻井》课件

《钻井定向钻井》课件

计划进行。
控制
02
根据监测数据,及时调整定向钻井设备的工作参数,确保钻孔
质量。
质量检测
03
完成钻孔后,进行质量检测,包括钻孔的直径、深度、角度等
指标。
05
定向钻井案例分析
案例一:某油田定向钻井实践
总结词
成功应用定向钻井技术,提高油田采收率
详细描述
某油田采用定向钻井技术,通过精确控制钻头方向,实现了对地下油层的精确 穿插和有效开发,提高了油田采收率,同时也降低了开采成本和风险。
技术创新
未来定向钻井技术将继续不断创新,突破技术瓶颈,提高钻井效率 和安全性,降低成本。
国际合作与交流
定向钻井技术的发展需要加强国际合作与交流,引进国外先进技术 和管理经验,共同推动定向钻井技术的进步。
THANKS
感谢观看
钻机类型
介绍钻机的种类,如陆地钻机和 海洋钻机,以及它们的特点和使
用场景。
Fra Baidu bibliotek钻机组成
详细描述钻机的各个组成部分,如 底座、井架、绞车、转盘等,并解 释它们在定向钻井过程中的作用。
钻机选型
根据不同的地质条件和工程需求, 讲解如何选择合适的钻机类型。
定向钻井的测量设备
01
02
03
测量仪器
介绍用于定向钻井的测量 仪器,如陀螺仪、磁力计 、加速度计等,以及它们 的工作原理和优缺点。

钻井工程理论与技术

钻井工程理论与技术

地质研究
钻井工程可以为地质学家提供地下的岩石样品和地质信息, 帮助他们了解地球的结构、组成和演化历史。
环境保护
在环境监测和治理项目中,钻井工程可以用于采集地下水样 、土壤样品等,以评估环境质量和制定治理方案。
05
钻井工程挑战与展望
钻井工程面临的挑战
地质条件复杂化
随着油气资源开发向深海、极地等复 杂地质区域拓展,钻井过程中需要面 对高温、高压、高腐蚀等恶劣环境,
钻井液设计
钻井液类型选择
根据钻井工程需要,选择合适的钻井 液类型,如水基钻井液、油基钻井液 等。
钻井液性能优化
通过调整钻井液的配方和参数,提高 钻井液的携岩能力、润滑性能和防塌 效果等。
03
钻井工程技术
钻井设备与工具
钻机
钻机是钻井工程中的主要设备, 负责提供钻井所需的动力。根据 钻井需求和地质条件,可以选择 不同类型的钻机,如陆地钻机和
04
钻井工程应用
油气勘探开发
油气勘探
钻井工程是油气勘探的关键环节,通过钻井可以获取地 下的岩心、岩屑和流体样品,分析油气藏的分布、储量 和性质。
油气开发
钻井工程在油气开发中发挥着重要作用,包括钻生产井 、注水井、采气井等,以实现油气的开采和增产。
地热资源开发
地热资源勘探
钻井工程可以用于地热资源的勘探, 通过钻井揭示地下热储层的分布和特 征,为地热资源的开发提供依据。

石油钻井工程定向井技术的现状及发展

石油钻井工程定向井技术的现状及发展

石油钻井工程定向井技术的现状及发展

1. 引言

1.1 石油钻井工程定向井技术的重要性

石油钻井工程定向井技术在石油勘探和开发中具有重要的意义。随着石油资源日益枯竭,传统的直井已经难以满足需求,定向井技术的应用成为石油工程中不可或缺的部分。通过定向井技术,可以实现井眼的弯曲和调整,有效地探测和开采石油藏。定向井技术还可以帮助减少钻井风险,提高钻井效率,节约资源和成本。

定向井技术可以满足不同地质条件下的石油开采需求,例如在复杂地层条件下钻井,实现多井合采等。通过定向井技术,可以有效地提高油田开发的效率和产量,实现资源的最大化利用。定向井技术还可以帮助减少环境影响,降低油田开发对环境的破坏。

石油钻井工程定向井技术的重要性不言而喻。它不仅可以帮助提高石油开采效率,降低风险和成本,还可以促进石油资源的有效开发和利用,为石油工程的发展做出重要贡献。随着技术的不断进步和应用的不断推广,定向井技术的重要性将会进一步凸显,成为推动石油勘探和开发的关键技术之一。

2. 正文

2.1 定向井技术的历史发展

定向井技术的历史发展可以追溯到早期的地质学研究和石油勘探活动。最早的定向钻井可以追溯到19世纪末,当时人们开始意识到在地下进行钻探可能会取得更好的效果。随着石油勘探的深入和钻井技术的不断改进,定向钻井技术逐渐得到了发展和应用。

20世纪初,定向井技术开始得到广泛应用,尤其是在那些需要钻井到难以到达地点的情况下。随着石油需求的增长和对储量更加严格的要求,定向井技术的发展也变得更加重要。在过去的几十年里,定向井技术经历了巨大的进步,包括各种新型的设备和技术的应用。

定向钻进原理与应

定向钻进原理与应
石油钻井中对定向钻进技术的定义为沿着预先设计的井眼轴线钻达目 的层位的钻井方法。
地质勘探中对定向钻进技术的定义是指利用钻孔自然弯曲规律或采用 人工造斜工具使钻孔按设计要求进行延伸钻到预定目标的一种钻进方法。
国外有文献认为是为了钻达到一个预定的地下目标,使井眼在特定方 向偏斜的工艺和科学。
煤矿井下对定向钻进技术的定义:是指利用钻孔自然弯曲规律或采用 专用工具使近水平钻孔轨迹按设计要求延伸钻进至预定目标的一种钻探方 法,即有目的地将钻孔轴线由弯变直或由直变弯。
遇层角大于临界角时钻头由硬岩层进入软 岩层时,钻头靠层面上软岩一侧的钻速快,靠 硬岩一侧的钻速慢,加之产生的倾倒力矩,使 钻孔有向地层下倾方向弯曲的趋势(称为“顺 层跑”)。
2021/8/17
定向钻进原理与应用
Deflection&Logging
编辑课件
第一节 定向钻孔的弯曲机理
二、工艺技术因素
定向钻进原理与应用
2021/8/17
编辑课件
第一节 定向钻进技术
定向钻进原理与应用
Deflection&Logging
2、定向钻井(孔)的含义。
定向钻孔是指用定向钻进方法控制钻孔轨迹钻到预定目标的钻孔。
与常规钻孔的区别:定向钻孔设计有特殊的轨迹,钻进中必须研究 和利用地层自然弯曲规律、钻孔控制理论或人工造斜工具控制钻孔轨迹, 最终钻达预定目标要求。

石油钻井工程定向井技术的现状及发展

石油钻井工程定向井技术的现状及发展

石油钻井工程定向井技术的现状及发展

石油钻井工程是石油勘探开发的重要环节,而定向井技术则是石油钻井工程中的关键

技术之一。通过定向井技术,可以实现在地表上打井,却能在地下进行水平或垂直方向的

钻井,以满足不同地质条件下的石油开发需求。在石油勘探开发中,定向井技术发展迅速,已经成为石油勘探开发的重要手段之一。本文将从定向井技术的现状及发展进行探讨。

一、定向井技术的现状

1. 定向井技术的特点

定向井技术具有以下几个明显的特点:

(1)可以根据地下地质条件进行钻井。定向井技术可以根据不同地下地质条件,实现垂直、水平或特定角度的钻井,可以满足地质条件多样化的需求。

(2)可以最大限度地利用井眼。定向井技术可以最大限度地利用井眼,使得井眼的有效长度和钻井的利用率得到最大程度的提高。

(3)可以降低钻井成本。定向井技术可以通过一次下井实现多次开采,降低了钻井的成本,提高了勘探开发效率。

(4)可以提高钻井安全性。定向井技术可以通过精确的定位和控制,最大限度地降低钻井事故的发生概率,提高了钻井的安全性。

定向井技术的应用领域非常广泛,主要包括以下几个方面:

(1)在特殊地质条件下的应用。定向井技术可以在特殊地质条件下进行钻井,例如在地质构造复杂的地区、在石油资源富集区域等。

(2)在油气田开发中的应用。定向井技术在油气田开发中有着广泛的应用,可以提高油气田的勘探开发效率和资源利用率。

(3)在海洋油气开发中的应用。定向井技术可以在海洋环境中进行钻井,可以满足海洋油气开发的需求。

目前,定向井技术的发展已经取得了一系列的成就,主要包括以下几个方面:

石油钻井工程定向井技术的现状及发展

石油钻井工程定向井技术的现状及发展

石油钻井工程定向井技术的现状及发展

定向井是一种在钻井过程中改变井眼轨迹的技术,使井底达到所需要的位置和角度。

这一技术的主要应用领域包括油气勘探开发、地球物理勘探、地质调查等。近年来,随着

石油资源勘探难度的增大以及高效勘探开发的需求,定向井技术也得到了广泛应用。

目前,定向井技术已经非常成熟,主要表现在以下几个方面:

1. 定向井钻具与设备的应用

随着先进的钻具和设备的广泛应用,工程师们在钻井作业中使用越来越多的高品质设备,对靶点精度的要求也日益增加。磁控钻头、水平定向器、电子测井仪、导向钻头等设

备的应用,提高了定向井的精度和完整性,使得定向井技术能够更好地适用于不同类型的

井眼。

2. 定向井测量技术的进步

传统的测井技术已经不能满足井壁轨迹全面、精确、快速的需求。现在,高精度的全

方位三维电子测井仪、测量底部位置的全站仪、数字图像处理技术等,都使得定向井测量

技术更为准确和精细化。

3. 定向井设计与规划的改进

为了使得钻孔变得更为高效和安全,定向井的设计与规划也有了很大的改进。现在常

见的设计软件有WELLCAT、LCP和成功等,这些软件通过计算确定最佳井壁轨迹细节,从而实现了对钻井操作的优化。

给井下设备提供所需的电力和信号,以便收集需要的数据,不仅需要在定向井的完井

工作中安装专业的电缆,还需要使用一个更灵活、更先进、更易于操作的技术。电缆扶梯、鱼骨架等现代化设计的应用,极大的方便了定向井的维护和管理。

然而,尽管定向井技术已经非常成熟,仍然有一些方向值得这一技术的发展者考虑:

钻头的选用直接影响到钻井到井眼到达目标的效率和精度。因此需要进一步研究新型

定向钻进原理与应用

定向钻进原理与应用

深度和直径。
技术挑战与解决方案
加强钻屑处理和环保措施
采用环保型的钻屑处理技术,减少对环境的污染,同时加强施工现场的环保措 施。
合理选用和维护设备
根据实际需求选用合适的定向钻进设备,并定期进行维护和保养,确保设备的 正常运行和使用寿命。
06
定向钻进未来发展趋势
技术创新与进步
钻进工艺优化
通过改进钻头设计、优化钻进参数等手段,提高钻进效率,降低 成本。
设备选择
根据工程需求和地质条件, 选择合适的定向钻机、泥 浆系统、测量设备等。
钻孔设计
根据工程要求和地质勘察 结果,设计钻孔的深度、 角度、方位等参数。
钻孔设计
确定孔位
根据工程需求和施工条件, 确定钻孔的位置,确保钻 孔能够达到预定目标。
选择钻孔角度
根据地质条件和施工要求, 选择合适的钻孔角度,以 确保钻孔的稳定性和施工 效率。
地下管线施工
地下管线施工
定向钻进技术适用于地下管线施 工,如电力、通讯、燃气等管道
的铺设和维修。
非开挖施工
定向钻进技术可以实现非开挖施工, 避免对地面和建筑物的影响,降低 施工成本和风险。
管道修复
定向钻进技术可以对旧管道进行修 复和更换,提高管道的耐久性和安 全性。
城市非开挖施工
城市非开挖施工
定向钻进技术适用于城市非开挖施工,如地铁、 隧道、桥梁等工程的施工和维护。

定向井滑动钻进送钻原理与技术

定向井滑动钻进送钻原理与技术

定向井滑动钻进送钻原理与技术

定向井滑动钻进送钻技术是一种在钻井作业中常用的技术方法,它可以实现对井眼的准确控制和钻进方向的调整。本文将从原理和技术两个方面来介绍定向井滑动钻进送钻技术。

一、定向井滑动钻进的原理

定向井滑动钻进是通过控制钻头在井眼内的滑动摩擦力,来实现对井眼的准确控制和钻进方向的调整。

在定向井滑动钻进中,首先需要对井眼进行预先设计和规划,确定钻进的目标方向和角度。然后,在井深一定的范围内,选取合适的钻具和钻井液,进行钻井作业。

在钻井作业中,通过控制钻头的旋转和下压力来实现滑动钻进。当钻头旋转时,钻具与井眼之间会产生摩擦力,这个摩擦力可以用来调整钻头的方向。通过改变钻头的旋转速度和下压力,可以改变钻头与井眼之间的摩擦力大小,从而实现对井眼的准确控制和钻进方向的调整。

二、定向井滑动钻进的技术

1. 钻具选择:在定向井滑动钻进中,选择合适的钻具是非常重要的。钻具的选择应根据井眼形状、井深和地层情况等因素来确定。一般来说,较硬的钻具适用于较硬的地层,较软的钻具适用于较软的地层。

2. 钻井液选择:钻井液对于定向井滑动钻进也非常重要。钻井液的选择应根据井深、地层情况和钻井液的性能要求等因素来确定。一般来说,高密度的钻井液适用于较深的井眼,低密度的钻井液适用于较浅的井眼。另外,钻井液的黏度也会影响滑动钻进的效果。

3. 钻具旋转速度和下压力的控制:钻具的旋转速度和下压力是控制滑动钻进效果的关键因素。钻具的旋转速度过快或下压力过大,会导致钻头与井眼之间的摩擦力过大,造成钻具卡钻或井眼形状偏离预期。因此,在滑动钻进过程中,需要根据实际情况不断调整钻具的旋转速度和下压力,以实现井眼的准确控制和钻进方向的调整。

定向钻井技术

定向钻井技术

总结定向钻井技术的优势与挑战
优势
定向钻井技术能够实现精确的钻孔定位 ,减少钻孔数量和钻孔间距,提高钻孔 质量,降低钻孔成本,提高钻孔效率, 减少对地层的破坏,减少环境污染,提 高资源利用率。
VS
挑战
定向钻井技术需要高精度的测量和导航设 备,需要专业的技术人员进行操作和维护 ,需要解决复杂的地质和工程问题,需要 应对各种安全和环境风险。
环保性
定向钻井技术可以减少钻井过程中的 环境污染,降低噪音和振动,提高钻 井作业的环保性。
定向钻井技术的挑战
技术难度
成本问题
定向钻井技术需要高精度的测量和控制技 术,对设备和人员的技术要求较高。
定向钻井技术需要昂贵的设备和器材,导 致钻井成本较高。
安全问题
法律法规
定向钻井技术需要严格的安全操作规程和 技术管理,对人员的技术和经验要求较高 。
现管道、电缆等设施的铺设。
02 定向钻井的关键技术
定向钻井的测量技术
测量技术
利用全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)和遥感技术等,对钻井位 置、深度、角度等信息进行实时监测和记录,确保钻井按照预定轨迹进行。
测量精度
定向钻井的测量精度要求极高,需要达到厘米级甚至毫米级,以确保钻井的准 确性和稳定性。
地热田定向钻井案例
总结词
地热田定向钻井技术是利用定向钻井 技术开采地热资源的重要手段,能够 实现地热资源的有效开发和高效利用。

《定向钻井技术》课件

《定向钻井技术》课件
定向钻井技术
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
• 定向钻井技术概述 • 定向钻井技术的基本原理 • 定向钻井的关键设备与工具 • 定向钻井的施工流程 • 定向钻井技术的优势与挑战 • 定向钻井技术的应用实例
目录
CONTENTS
01
定向钻井技术概述
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
定向钻井工具
定向钻井技术需要使用一系列专 门设计的工具,如定向钻头、稳 定器、弯接头等,以实现钻孔轨 迹的控制。
定向钻井的力学原理
1 2
力学原理在定向钻井中的应用
定向钻井技术需要利用力学原理,通过施加不同 的力矩和压力,实现钻头方向和深度的控制。
钻压与旋转速度
钻压是施加在钻头上的压力,通过调整钻压和旋 转速度,可以控制钻头的切削能力和钻进速度。
常见的钻头类型包括金刚石钻 头、硬质合金钻头和立方氮化 硼钻头等。
根据地层的特点和钻孔需求, 需要选择不同类型的钻头,以 保证钻孔的质量和效率。
定向钻井的稳定器
稳定器是定向钻井中用于保持钻孔方向稳定的装置。 它能够减小钻孔过程中由于地层变化引起的偏差,保证钻孔按照预设的方向进行。
稳定器的设计和制造需要充分考虑地层的特性、钻头的类型以及施工环境等因素。
法律法规限制
在某些地区,定向钻井技术可 能受到法律法规的限制和约束

定向井钻井轨迹设计与控制技术研究

定向井钻井轨迹设计与控制技术研究

定向井钻井轨迹设计与控制技术研究

摘要:在定向井钻井过程中,井眼轨迹的设计和控制至关重要,它可以决定

定向井施工的成败。因此,有必要进一步探索定向井井眼轨迹的设计和控制技术,以实现安全、优质、高效的定向井施工。定向井轨迹的选择对钻井施工的安全、

高效、低成本起着重要作用。

关键词:定向井;钻井轨迹;设计;轨迹控制

前言

近年来,随着钻井工程技术和钻井设备的不断改进,钻井技术得到了快速发展。定向钻井作为一种非常重要和实用的钻井方法,受到了人们的极大关注。井

眼轨迹设计技术是一整套钻井技术中的第一个关键环节。定向井是指根据预先设

计的井斜方向和井筒轴线形状钻探的井。换句话说,任何设计目标偏离井口所在

垂直线的井都属于定向井。定向井是相对于垂直井而言的,根据设计的井筒轴线

分为二维定向井和三维定向井。

由于油气资源短缺以及当前油气生产中遇到的问题,为定向井轨迹设计提供

了广阔的发展前景和空间。定向井轨迹的设计方法和实际钻井偏移测量理论将是

研究的重要趋势。现在,进入计算机快速发展时期,将现有和更成熟的工程模型

计算机化,以提高现场施工人员的工作效率;另一方面,准确及时地将现场数据

输入计算机,为未来的数据统计和科研分析提供第一手现场真实数据。因此,利

用定向井轨迹设计的软件实现和强大的计算机编程功能,实现了定向井轨迹优化

设计软件的研究。通过不断的实验和改进,设计的轨迹不仅满足了施工现场条件

的限制,而且是满足各种设计条件的理想轨迹。

1.定向井轨迹概念

井眼轨迹可分为两类:设计轨迹和实际钻井轨迹。其中,设计轨迹可分为钻

孔前设计的轨迹和钻孔过程中钻孔时修改或调整的轨迹。设计轨迹通常由一些分

石油钻井工程定向井技术的现状及发展

石油钻井工程定向井技术的现状及发展

石油钻井工程定向井技术的现状及发展

石油钻井工程定向井技术是指在垂直井的基础上,通过特定的钻井工艺和工具,使井眼朝特定方位倾斜或水平延伸,以达到在地层中沿特定方向开采油气资源的技术。定向井技术在石油勘探开发领域中起着至关重要的作用,大大提高了油气资源的开采效率和勘探成本的节约。本文将从定向井技术的现状和发展趋势两个方面进行探讨。

一、定向井技术的现状

目前,全球石油勘探和开采中,定向井技术已经成为一项成熟的技术,并且得到了广泛应用。美国、俄罗斯、加拿大、中国等石油大国都已经形成了完善的定向井技术体系。具体而言,定向井技术在以下几个方面取得了显著进展。

1. 钻井工具的创新

定向井技术的发展得益于钻井工具的不断创新。包括钻头、导向工具、井眼测量工具等方面都取得了长足进步。新型的钻头设计和导向工具的使用,使得定向井的建井质量大大提高,有效降低了钻井的成本。

2. 钻井工艺的改进

随着技术的不断发展,钻井工艺也在不断改进。包括改进钻井液、提高钻井液的压裂能力、改进地层封隔等方面的技术改进,使定向井的钻井质量更加可靠。

3. 数据处理和解释技术

定向井技术的发展也离不开先进的数据处理和解释技术。通过精准的地层数据分析和解释,使得定向井的设计更加科学合理,大大提高了勘探开采的成功率。

4. 钻井人才的培养

在定向井技术的发展中,钻井人才的培养也起着至关重要的作用。各国在定向井技术人才培养方面投入了大量资源,不断提高钻井人员的技术水平,推动了定向井技术的不断创新。

二、定向井技术的发展趋势

随着能源问题的日益突出,石油勘探开采的难度也在不断提高,定向井技术的发展也面临新的挑战和机遇。以下是未来定向井技术的发展趋势。

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《定向钻井理论与技术》讲稿授课教师:史玉才

授课对象:船舶与海洋工程2003级1~2班授课时间:2006~2007学年第一学期

2006年9月

定向钻井理论与技术

授课教师:史玉才8392278(O)

授课对象:船舶与海洋工程2003级01~02班

学习目的:(1)在必修课中定向钻井内容的基础上,进一步拓宽和加深,使学生掌握定向井设计和计算的基本理论和方法,初步具备分析和解决定向钻井过程中的具体问题的能力,同时对当前大量出现的定向井新技术有最基本的了解,为以后从事定向井工作打下较好的基础。

(2)通过本课程的学习,要求学生掌握定向井井眼轨迹计算、井身剖面设计、井眼轨迹预测等方法;能初步进行钻柱摩阻扭矩计算、动力钻具反扭角计算和无磁钻铤使用长度计算。

总学时:32

教材:韩志勇,《定向井设计与计算》,石油工业出版社,1989

主要参考资料:有关定向井的科技论文。

第1章定向井钻井技术概述

定向井:目标点和井口不在一条铅垂线上的井。按照事先设计的具有井斜和方位变化的轨道钻进的井。

一口直井打斜了,也具有井斜角和井斜方位角的变化,但那不是定向井。

井眼轨道:指在一口井钻进之前人们预想的该井井眼轴线形状。

井眼轨迹:指一口井实际钻出来后的井眼轴线形状。

§1-1 定向井的用途

20世纪30年代初,在海边向海里打定向井开采海上油田的尝试成功之后,定向井得到了广泛的应用,其应用领域大体有以下三种情况。

1.地面环境条件的限制

地面上是高山,湖泊,沼泽,河流,沟塑,海洋,农田或重要的建筑物等,难以安装钻机进行钻井作业时,或者安装钻机和钻井作业费用很高时,为了勘探和开发它们下面的油田,最好是钻定向井。2.地下地质条件的要求

●对于断层遮挡油藏,定向井比直井可发现和钻穿更多的油层;

●对于薄油层,定向井和水平井比直井的油层裸露面积要大得多。

●对于垂直裂缝的构造带,打直井很难钻遇裂缝,若钻定向井或水平井,则钻遇裂缝的机会就大得多;

●另外,侧钻井,多底井,分支井,大位移井,侧钻水平井,径向水平井,等等定向井的新种类,显著地扩大了勘探效果,增加了原油产量,提高了油藏的采收率。

●新提法:用钻井方法提高油藏采收率

3.处理井下事故的要求

●当井下落物或断钻事故最终无法捞出时,可从上部井段侧钻打定向井;

●特别是遇到井喷着火常规方法难以处理时,在事故井附近打定向井(称作救援井),与事故井贯通,进行引流或压并,从而可处理井喷着火事故。

随着定向井钻井技术的发展,定向井建井周期和总成本已接近钻直径的水平,定向钻井已成为油田勘探开发的极为重要的手段。

§1-2 井眼轨迹的基本概念

1、井眼轨迹的基本参数

井眼轨迹为空间曲线。为了进行井眼轨迹控制,就要了解这条空间曲线的形状,就要进行轨迹测

量,也即“测斜”。目前常用的测斜方法并不是连续测斜,而是每隔一定长度的井段测一个点,这些井

轨迹基本参数:井深、井斜角、井斜方位角。 (1)井深(L )

指井口(通常以转盘面为基准)至测点的井眼长度,也有人称之为斜深,国外称为测量井深(Measure Depth ,MD)。井深是以钻柱或电缆的长度来量测。

✧ 井深既是测点的基本参数之一,又是表明测点位置的标志。

✧ 一个测段的两个测点中,井深小的称为上测点,井深大的称为下测点。 ✧ 井深的增量(L ∆)总是下测点井深减去上测点井深。 (2)井斜角(α)

在井眼轴线上某测点作井眼轴线的切线,该切线向井眼前进方向延伸的方向为井眼方向线。井眼方向线与重力线之间的夹角就是井斜角。

图1-2-1 井斜角与井斜方位角

(3)井斜方位角(φ)

某测点处的井眼方向线投影到水平面上,称为井眼方位线,或井斜方位线。以正北方位线为始边,顺时针方向旋转到井眼方位线上所转过的角度,即井斜方位角,简称方位角。

✧ 一个测段内的井斜角增量总是下测点井斜角减去上测点井斜角。 ✧ 一个测段内的方位角增量总是下测点方位角减去上测点方位角。

如图1-2-1(a )所示,A 点的井斜角为A α、方位角为A φ,B 点的井斜角为B α、方位角为B φ,AB 井段的井斜角增量α∆、方位角增量φ∆分别为: 2、井眼轨迹的计算参数

轨迹计算参数可用于描述轨迹的形状和位置,可用于轨迹绘图。计算参数包括: (1)垂直深度(D )

简称垂深,是指轨迹上某点至井口所在水平面的距离。垂深的增量(D ∆)称为垂增。 如图1-2-1所示,A 、B 两点的垂深分别为A D 、B D ,AB 井段的垂增A B D D D -=∆ (2)N 坐标(N )和E 坐标(E )

N 坐标和E 坐标是指井眼轨迹上某点在以井口为原点的水平面坐标系里的坐标值。 ✧ 南北坐标轴,以正北方向为正方向; ✧ 东西坐标轴,以正东方向为正方向。

如图1-2-2所示,A 、B 两点的坐标值分别为A N 、A E 和B N 、B E ,坐标增量以N ∆、E ∆表示。

(3)水平长度(Lp )

简称平长,是指井眼轨迹上某点至井口的长度在水平面上的投影,即井深在水平面上的投影长度。水平长度的增量称为平增(p L )表示。平长和平增是指曲线长度。

图1-2-2 平移及平移方位角

(4)水平位移(S )

水平位移简称平移,指井眼轨迹某点至井口所在铅垂线的距离,或指轨迹上某点至井口的距离在水平面上的投影。此投影线称为平移方位线。

如图1-2-2所示。A 、B 两点的水平位移分别为A S 、B S 。在国外,将水平位移称作闭合距。而我国油田现场常特指完钻位置的水平位移为闭合距。

(5)平移方位角(θ)

指平移方位线所在的方位角,即以正北方位为始边顺时针至平移线上所转过的角度。

如图1-2-2所示,A 、B 两点的平移方位角为θA 、θB 。在国外将平移方位角称作闭合方位角。而我国油田现场常特指完钻位置的平移方位角为闭合方位角。

(6)视平移(V )

视平移也称投影位移,是水平位移在设计方位线上的投影长度。视平移用字母V 表示。如图1-2-2所示,A 、B 两点的视平移分别为V A 、V B 。

(7)井眼曲率(K )

是指井眼轨迹曲线的曲率。由于实钻井眼轨迹是任意的空间曲线,其曲率是不断变化的。井眼曲率也有人称作“狗腿严重度”,“全角变化率”。

对一个测段(或井段)来说,上、下二测点处的井眼方向线是不同的,两条方向线之间的夹角(注意是在空间的夹角)称为“狗腿角”,也有人称为“全角变化”。 3、井眼轨迹的图示法

✧ 一种是垂直投影图与水平投影图相配合,如图1-2-3(a)所示; ✧ 一种是垂直剖面图与水平投影图相配合,如图1-2-3(b)所示。

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