定向钻井技术
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摘
要
越来越多的海洋、陆地的大型油田采用丛 式井开发技术，随着大型油田的开发，丛式 定向钻井技术得到了长足的发展和提高，平 台 的 结 构 由 2 X2、4X4 发 展 到 5 X7、5X8、 4X9 的密集型丛式井平台，井距由 2 米 X 2 米 缩小到1.5米 x 1.7米。平台井口数的增加，最 大限度的控制了成本，取得了巨大的经济效 益。
我们必须做得更好 精心做好每件事 16
浅层造斜措施(续)
3 、喷嘴面积。高压喷射钻井，不适于浅层 造斜。如果排量很高，水力冲蚀严重，钻 头承受的钻压小，导向钻具相当于缺少了 一个支点，马达产生的侧向力减弱，马达 的造斜能力降低。在选择喷嘴时，喷嘴面 积在1.8in2，考虑到一趟钻钻完一个井眼的 原则，喷嘴面积选择1.5~1.7 in2，能够满足 浅层造斜的需要。
我们必须做得更好
精心做好每件事 22
Landmark软件提示
我们必须做得更好
精心做好每件事 23
克服困难，挑战极限，是所有定向井 工作者面临的考验。在丛式井平台中有 两个暗礁： a. 平台内各井之间的防碰。包括直井段偏 斜、造斜点深浅和初始方向。 b. 平台内各井与本平台所覆盖油田内的探 井之间的防碰。
我们必须做得更好 精心做好每件事
4
槽口分配
槽口分配原则：位移大的井排在外
排槽口，依此类推，位移小的井排 在内排。
分配槽口时井位的方向是非常重要
的，两口井避免相交，两井相交对 于防碰不利。井眼轨迹相交不可避 免，造斜点错开80米以上。
我们必须做得更好 精心做好每件事
5
造斜点的选择
选择原则：先浅后深，先外后里 相邻井的造斜点错开50米。
我们必须做得更好
精心做好每件事 24
25
F9井14#设计防碰数据
F9井14#实际防碰数据
我们必须做得更好
精心做好每件事 26
F9井与14井防碰绕障图
F9井 实测轨迹线 14井
设计轨迹线
我们必须做得更好
精心做好每件事 27
平台作业中存在的不确定因素
仪器系统误差。 测量误差。 测量深度误差 测量间距误差 磁偏角误差 磁干扰误差。
我们必须做得更好
精心做好每件事
1
(一) 丛式井平台设计
我们必须做得更好
精心做好每件事
2
丛式井设计原则
根据作业者提供的资料，将位移大的 井放在边缘槽口，位移小的井依此类推 放在槽口里面。要求布井合理，井眼安 全、轨迹最优、进尺最少、可操作性强 的原则来进行丛式井设计。
我们必须做得更好
精心做好每件事
我们必须做得更好 精心做好每件事 17
浅层造斜措施(续)
4 、马达弯角的选择。弯角的选择要考虑 两个方面： (1) 弯角大于1.5度，顶驱(转盘)不能旋转 ，最佳弯角度数1.5度。
(2) 一趟钻钻完一个井眼。
我wenku.baidu.com必须做得更好
精心做好每件事 18
浅层造斜措施(续)
5、钻井参数的选择。浅层造斜钻压、排 量是主要控制的参数。要想取得理想 的造斜率，钻压必须保持 15kn 以上。 在软地层中加上 15kn 不是很容易的。 如果加不上，必须降低排量，减少水 力冲蚀的作用。
软件计算误差等。
我们必须做得更好 精心做好每件事 28
引起丛式井平台碰撞危险的因素
平台导管架中的隔水导管。平台的隔水导管是
我们必须做得更好
精心做好每件事 19
浅层造斜措施(续)
6、闭路循环。海水比泥浆对地层的冲蚀 作用大很多。需要浅层造斜的井，必须 使用泥浆，采取闭路循环的方式进行造 斜作业，否则造斜率将大大降低。
我们必须做得更好
精心做好每件事 20
(三 ) 井眼防碰技术
我们必须做得更好 精心做好每件事 21
密集型丛式井平台定向作业，井眼防 碰是主要解决的课题。井距 1.5X1.7 渤海 最早采用，查阅很多资料，国外也没有 发现如此小的井距。 Landmark 公司的软 件，井距 1.5 米，提示您注意，再往下钻 进是非常危险的。
我们必须做得更好 精心做好每件事 15
浅层造斜措施
1 、选择一套合理的导向钻具组合 ( 以 121/4” 井眼为例 ) ， 12-1/4”PDC+9-5/8” 马达 ( 弯角 1.5 度 )+11-1/2” 稳定器 +8” 无磁钻铤 1 根+8”MWD+8” 无磁钻铤1根+7-3/4”震击 器+8”接头+5”加重钻杆17根 2、钻头的选择，分两种：牙轮钻头和PDC 。牙轮钻头选择适合高转速 ( 一般在防碰 作业很严重的时候使用 ) ； PDC 钻头要选 择底部稍平，适于加压的PDC。
造斜点深度的选择。根据位移、井
斜、井身结构等因素合理的选择造 斜点深度。
我们必须做得更好
精心做好每件事
6
绕障设计
两口井的方向一致，造斜点不同，
两口井槽口下部空间不能相互占用 。假如不进行绕障设计，则会产生 井眼碰撞事故。
油田覆盖内的探井，如果影响到安
全问题，必须进行绕障设计。
我们必须做得更好
精心做好每件事
7
设计是丛式井平台成功的关键 ，丛式井设计体现安全第一的原 则，把安全第一的原则贯穿到整 个设计中。下面以渤海某油田中 的两个丛式井平台为例说明。
我们必须做得更好
精心做好每件事
8
9
3X4结构的丛式井平台
我们必须做得更好
精心做好每件事 10
渤海某个丛式井平台靶点位置
11
渤海某个丛式井平台水平投影图
3
丛式井设计资料
平台结构、井距、结构北角(真北方向线顺
时针旋转到平台北方向线的夹角)。
平台中心坐标、单井的靶点坐标。
井身结构。
特殊井的钻井顺序。
钻井船的就位。目前的钻井船只能覆盖
5X5 或 4X5 的 平 台 ， 对 于 5X7 ； 5X8 ； 或 4X9 的密集型丛式井平台要分两次就位或 使用滑移轨道和钻井帽。
12
设计完的槽口图
13
(二 )
浅层造斜技术
我们必须做得更好 精心做好每件事 14
普通定向井造斜是定向井工程师必修的 科目，在这里不多讲。何为表层造斜，就 是造斜点浅 ( 小于 350 米 ) ，地层很软，压实 程度比较低的地层中造斜。在这种地层中 造斜，如果不采取一些特殊的措施，是不 能保证造斜率的。丛式井的钻井顺序是先 外后里，先浅后深。前几口井肯定是钻外 排井，如果有一口井没有造斜成功，将会 影响到半个平台，甚至影响到整个丛式井 平台的钻井作业。
要
越来越多的海洋、陆地的大型油田采用丛 式井开发技术，随着大型油田的开发，丛式 定向钻井技术得到了长足的发展和提高，平 台 的 结 构 由 2 X2、4X4 发 展 到 5 X7、5X8、 4X9 的密集型丛式井平台，井距由 2 米 X 2 米 缩小到1.5米 x 1.7米。平台井口数的增加，最 大限度的控制了成本，取得了巨大的经济效 益。
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浅层造斜措施(续)
3 、喷嘴面积。高压喷射钻井，不适于浅层 造斜。如果排量很高，水力冲蚀严重，钻 头承受的钻压小，导向钻具相当于缺少了 一个支点，马达产生的侧向力减弱，马达 的造斜能力降低。在选择喷嘴时，喷嘴面 积在1.8in2，考虑到一趟钻钻完一个井眼的 原则，喷嘴面积选择1.5~1.7 in2，能够满足 浅层造斜的需要。
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克服困难，挑战极限，是所有定向井 工作者面临的考验。在丛式井平台中有 两个暗礁： a. 平台内各井之间的防碰。包括直井段偏 斜、造斜点深浅和初始方向。 b. 平台内各井与本平台所覆盖油田内的探 井之间的防碰。
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4
槽口分配
槽口分配原则：位移大的井排在外
排槽口，依此类推，位移小的井排 在内排。
分配槽口时井位的方向是非常重要
的，两口井避免相交，两井相交对 于防碰不利。井眼轨迹相交不可避 免，造斜点错开80米以上。
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5
造斜点的选择
选择原则：先浅后深，先外后里 相邻井的造斜点错开50米。
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25
F9井14#设计防碰数据
F9井14#实际防碰数据
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F9井与14井防碰绕障图
F9井 实测轨迹线 14井
设计轨迹线
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平台作业中存在的不确定因素
仪器系统误差。 测量误差。 测量深度误差 测量间距误差 磁偏角误差 磁干扰误差。
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精心做好每件事
1
(一) 丛式井平台设计
我们必须做得更好
精心做好每件事
2
丛式井设计原则
根据作业者提供的资料，将位移大的 井放在边缘槽口，位移小的井依此类推 放在槽口里面。要求布井合理，井眼安 全、轨迹最优、进尺最少、可操作性强 的原则来进行丛式井设计。
我们必须做得更好
精心做好每件事
我们必须做得更好 精心做好每件事 17
浅层造斜措施(续)
4 、马达弯角的选择。弯角的选择要考虑 两个方面： (1) 弯角大于1.5度，顶驱(转盘)不能旋转 ，最佳弯角度数1.5度。
(2) 一趟钻钻完一个井眼。
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浅层造斜措施(续)
5、钻井参数的选择。浅层造斜钻压、排 量是主要控制的参数。要想取得理想 的造斜率，钻压必须保持 15kn 以上。 在软地层中加上 15kn 不是很容易的。 如果加不上，必须降低排量，减少水 力冲蚀的作用。
软件计算误差等。
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引起丛式井平台碰撞危险的因素
平台导管架中的隔水导管。平台的隔水导管是
我们必须做得更好
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浅层造斜措施(续)
6、闭路循环。海水比泥浆对地层的冲蚀 作用大很多。需要浅层造斜的井，必须 使用泥浆，采取闭路循环的方式进行造 斜作业，否则造斜率将大大降低。
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(三 ) 井眼防碰技术
我们必须做得更好 精心做好每件事 21
密集型丛式井平台定向作业，井眼防 碰是主要解决的课题。井距 1.5X1.7 渤海 最早采用，查阅很多资料，国外也没有 发现如此小的井距。 Landmark 公司的软 件，井距 1.5 米，提示您注意，再往下钻 进是非常危险的。
我们必须做得更好 精心做好每件事 15
浅层造斜措施
1 、选择一套合理的导向钻具组合 ( 以 121/4” 井眼为例 ) ， 12-1/4”PDC+9-5/8” 马达 ( 弯角 1.5 度 )+11-1/2” 稳定器 +8” 无磁钻铤 1 根+8”MWD+8” 无磁钻铤1根+7-3/4”震击 器+8”接头+5”加重钻杆17根 2、钻头的选择，分两种：牙轮钻头和PDC 。牙轮钻头选择适合高转速 ( 一般在防碰 作业很严重的时候使用 ) ； PDC 钻头要选 择底部稍平，适于加压的PDC。
造斜点深度的选择。根据位移、井
斜、井身结构等因素合理的选择造 斜点深度。
我们必须做得更好
精心做好每件事
6
绕障设计
两口井的方向一致，造斜点不同，
两口井槽口下部空间不能相互占用 。假如不进行绕障设计，则会产生 井眼碰撞事故。
油田覆盖内的探井，如果影响到安
全问题，必须进行绕障设计。
我们必须做得更好
精心做好每件事
7
设计是丛式井平台成功的关键 ，丛式井设计体现安全第一的原 则，把安全第一的原则贯穿到整 个设计中。下面以渤海某油田中 的两个丛式井平台为例说明。
我们必须做得更好
精心做好每件事
8
9
3X4结构的丛式井平台
我们必须做得更好
精心做好每件事 10
渤海某个丛式井平台靶点位置
11
渤海某个丛式井平台水平投影图
3
丛式井设计资料
平台结构、井距、结构北角(真北方向线顺
时针旋转到平台北方向线的夹角)。
平台中心坐标、单井的靶点坐标。
井身结构。
特殊井的钻井顺序。
钻井船的就位。目前的钻井船只能覆盖
5X5 或 4X5 的 平 台 ， 对 于 5X7 ； 5X8 ； 或 4X9 的密集型丛式井平台要分两次就位或 使用滑移轨道和钻井帽。
12
设计完的槽口图
13
(二 )
浅层造斜技术
我们必须做得更好 精心做好每件事 14
普通定向井造斜是定向井工程师必修的 科目，在这里不多讲。何为表层造斜，就 是造斜点浅 ( 小于 350 米 ) ，地层很软，压实 程度比较低的地层中造斜。在这种地层中 造斜，如果不采取一些特殊的措施，是不 能保证造斜率的。丛式井的钻井顺序是先 外后里，先浅后深。前几口井肯定是钻外 排井，如果有一口井没有造斜成功，将会 影响到半个平台，甚至影响到整个丛式井 平台的钻井作业。