水平井轨迹控制技术汇总
水平井井眼轨迹控制技术
水平井井眼轨迹控制技术(作者:___________单位: ___________邮编: ___________)无论是定向井,还是水平井,控制井眼轨迹的最终目的都是要按设计要求中靶。
但因水平井的井身剖面特点、目的层靶区的要求等与普通定向井和多目标井不同,在井眼轨迹控制方面具有许多与定向井、多目标井不同的新概念,需要建立一套新的概念和理论体系来作为水平井井眼轨迹控制的理论依据和指导思想。
在长、中半径水平井的井眼轨迹控制模式的形成和验证过程中,针对不断出现的轨迹控制问题,建立了适应于水平井轨迹控制特点的几个新概念。
一、水平井的中靶概念地质给出的水平井靶区通常是一个在目的层内以设计的水平井眼轨道为轴线的柱状靶,其横截面多为矩形或圆。
可以把这个柱状靶看成是由无数个相互平行的法面平面组成,因此,控制水平井井眼轨迹中靶,与普通定向井、多目标井是个截然不同的新概念,主要体现是:井眼轨迹中靶时进入的平面是一个法平面(也称目标窗口),但中靶的靶区不是一个平面,而是一个柱状体,因此,不仅要求实钻轨迹点在窗口平面的设计范围内,而且要求点的矢量方向符合设计,使实钻轨迹点在进入目标窗口平面后的每一个点都处于靶柱所限制的范围内。
也就是说,控制水平井井眼轨迹中靶的要素是实钻轨迹在靶柱内的每一点的位置要到位(即入靶点的井斜角、方位角、垂深和位移在设计要求的范围内),也就是我们所讲的矢量中靶。
二、水平井增斜井段井眼轨迹控制的特点及影响因素对一口实钻水平井,从造斜点到目的层入靶点的设计垂深增量和水平位移增量是一定的,如果实钻轨迹点的位置和矢量方向偏离设计轨道,势必改变待钻井眼的垂深增量和位移增量的关系,也直接影响到待钻井眼轨迹的中靶精度。
水平井钻井工程设计中所给定的钻具组合是在一定的理论计算和实践经验的基础上得出的,随着理性认识的深化和实践经验总结,设计的钻具组合钻出实际井眼轨迹与设计轨道曲线的符合程度会不断提高。
但是,由于井下条件的复杂性和多变性,这个符合程度总是相对的。
ODP水平井轨迹控制
水平井井眼轨迹控制技术要点底部钻具组合及钻柱设计底部钻具组合设计水平井底部钻具组合设计的首要原则是造斜率原则,保证设计组合的造斜率打到设计轨道要求并有一定的余地;设计水平井底部钻具组合时,要根据井底温度、最大排量、钻头类型和钻头压降的不同来选择螺杆钻具;底部钻具组合必须满足强度、可靠性的要求,并能处理井下事故。
钻柱设计使用“倒装钻柱”;为了防止卡钻事故,一般在钻柱中装震击器;为了克服定向滑动时托压的困难,推荐在钻柱适当位置装水力振荡器。
直井段轨迹控制技术要点水平井直井段的井身轨迹控制原则是防斜打直。
当钻至造斜点KOP时,如果直井段不直,不仅造斜点KOP处有一定井斜角而影响定向造斜的顺利完成,还会因为上部井段的井斜造成的位移影响下一步的井身轨迹控制。
假如KOP处的位移是负位移,为了达到设计要求,会造成在实际施工中需要比设计更大的造斜率和更大的最大井斜角度,•如果是正位移情况恰好相反。
如果KOP处的位移是向设计方向两侧偏离的,就将一口两维定向井变成了三维定向井了,同时也造成下一步井身轨迹控制的困难。
由于水平井的井身轨迹控制精度要求高,所以水平井直井段的井斜及所形成的位移相对与普通定向井来讲更加严重。
如果丛式井的直井段发生井斜,不仅会造成普通定向井中所存在的危害,还会造成丛式井中两口定向井的直井段井眼相碰的施工事故,造成新老井眼同时报废。
在直井段钻进过程中根据实际情况及时进行井斜角的监测,发现井斜立即采取措施,对于丛式井,为了方便下一步施工和具有较强的对比性,建议使用陀螺测斜仪测取数据,以便和下一步施工井进行数据对比。
在中途监测过程中,如果发现井斜,根据实际井斜情况,可以采用减压吊打纠斜;增斜段轨迹控制要点对一口实钻水平井,从造斜点到目的层入靶点的设计垂深增量和水平位移增量是一定的,如果实钻轨迹点的位置和矢量方向偏离设计轨道,势必改变待钻井眼的垂深增量和位移增量的关系,也直接影响到待钻井眼轨迹的中靶精度。
浅层水平井钻井轨迹控制技术
浅层水平井钻井轨迹控制技术
浅层水平井钻井轨迹控制技术是利用自然地质和地层结构,通过一系列钻井技术手段,控制钻井井身方向和位移,以实现井壁开发、矿藏开采和石油勘探的技术。
具体来说,浅
层水平井是指钻井深度低于2000米,钻井井段强度低,复杂岩性和钻井环境等特点的井。
为弥补浅层水平井储层厚度小、勘探难度大等缺点,钻井轨迹控制技术成为浅层水平井勘
探的重要手段。
目前,浅层水平井钻探技术中的钻井轨迹控制主要分为三类:直井探测、外挂工具和
钻井位移。
首先,直井探测是一种基础的钻井探测方式,通过测量钻孔方位角和倾角来确
定钻孔的方向和位置,可以满足浅层水平井的钻井轨迹控制需求。
其次,外挂工具是使用
一些外挂的设备或工具来保证钻井井身的方向和位移。
例如,利用钻井导向器、数码测斜
仪等设备进行定位和测量,以及通过钻井工具索引、引导器等设备来实现钻井方向调整。
最后,钻井位移技术是一种通过控制钻头轨迹变化来实现钻井方向调整的技术。
通常采用
偏向性钻头和钻头导向器等工具来实现井底力矩调整,通过改变钻井位移来改变钻井井身
方向,实现钻井轨迹控制。
此外,在钻井过程中还可以应用岩心资料、地球物理勘探资料
等来进行钻井轨迹控制。
总的来说,浅层水平井钻井轨迹控制技术是钻井过程中不可或缺的环节,通过控制钻
井方向和位移来实现矿藏勘探和开采,对于提高勘探开发效率和降低成本具有重要意义。
在技术创新和不断推进的背景下,相关行业要不断探索和应用新的轨迹控制技术,以适应
不同的钻井环境和钻井需求,实现更高效、更精准的钻井工作。
水平井井眼轨迹控制技术
水平井井眼轨迹控制技术水平井钻井的技术关键是确立一个既能经济、安全钻成水平井,又能高精度控制井眼轨迹的水平井钻井模式,形成适应不同钻井方式的水平井钻井工艺技术。
不同类型的水平井,其井身结构和设计轨道不同,所选择的钻井方式不同。
而水平井钻井方式的确立又要受到钻井设备、钻井工具的装备情况,钻井工艺技术水平,测量仪器装备等诸多因素的制约。
水平井钻井基本上为两种方式:一是与常规定向井比较接近的以转盘钻为主的水平井井眼轨迹控制方式和钻井模式。
二是与导向钻井系统比较接近的以动力钻具为主的水平井井眼轨迹控制方式和钻井模式。
一、以转盘钻为主的水平井井眼轨迹控制采用与常规定向井比较接近的以转盘钻为主的水平井钻井模式,在长半径水平井中通过调整钻具组合和钻井参数,可以有效地实现对强增斜、微增斜、水平段稳平钻进的井眼轨迹进行控制,但在大斜度井段和水平段必须利用水平井的摩阻计算程序进行钻具组合的倒装设计;通过使用高聚物水包油钻井液体系和正电胶钻井液体系,配合强化的四级钻井液净化系统,采用大排量循环、交叉接力式短起下钻等技术措施,可以满足水平井安全钻井的需要。
对中半径水平井,在增斜率大于6°/30m之后,尤其在Φ444.5mm大尺寸井眼中,用柔性的转盘钻钻具组合来实现比较稳定的增斜率是比较困难的,而且不利于井下安全。
因此,这种模式在中半径水平井中的应用是有条件的,一般适用于中半径水平井的造斜率低限,并采用动力钻具组合进行造斜能力和井段的调整。
1、以转盘钻为主的水平井井眼轨迹控制主要思路采用两层技术套管的井身结构,虽然有利于井下安全,但是不经济。
通过总结实践经验,逐渐认识到:采用这种井眼轨迹控制模式应当简化井身结构,整个增斜井段采用单一的Φ311mm井眼尺寸。
在此基础上,将这种模式定型为:(1)充分利用成功的高压喷射和防斜打直技术,严格的将造斜点前的直井段井眼轨迹控制在允许范围之内,快速优质地钻完该井段。
(2)定向造斜段的施工用常规动力钻具、弯接头或弯套动力钻具的方式进行。
浅层水平井钻井轨迹控制技术
浅层水平井钻井轨迹控制技术
浅层水平井钻井轨迹控制技术是一种用于控制水平井钻井施工中井眼轨迹的技术。
浅
层水平井一般指垂深较浅的水平井,深度一般不超过500米。
浅层水平井钻井轨迹控制技
术的发展,可以帮助提高浅层水平井钻井施工效率,降低施工成本,增加产能。
1. 钻井设计:在进行浅层水平井钻井前,需要进行钻井设计。
钻井设计包括确定井
段长度、井段类型和钻井液方案等,以及制定合理的井径和井深参数。
钻井设计需要考虑
到岩石的物理性质和地层情况等因素,以确保钻井过程中井眼能够按照预定的轨迹前进。
2. 钻进工艺控制:在进行浅层水平井钻井时,需要对钻机进行合适的控制。
钻进工
艺控制包括钻进速度控制、转速控制和钻具使用控制等。
通过控制钻进速度和转速,可以
控制井眼轨迹的曲率和方向,以达到控制井眼轨迹的目的。
3. 定向钻井工具:在浅层水平井钻井中,还需要使用定向钻井工具来控制井眼轨迹。
定向钻井工具包括测斜仪、定向器、方位仪等。
通过合理使用这些工具,可以实时监测井
眼的轨迹,并进行调整,以保证井眼能够沿着预定轨迹前进。
4. 施工监控系统:在进行浅层水平井钻井时,施工监控系统可以提供实时的监测和
控制。
施工监控系统可以监测钻井参数,如钻进速度、转速、钻井液性质等,以及井眼轨
迹信息。
通过分析这些信息,可以及时发现问题并进行调整,以保证浅层水平井钻井的安
全和高效。
水平井井眼轨迹控制技术.doc
我就水平井井眼轨迹控制技术说一点:1、水平井井身剖面的优化设计(1)、井身剖面设计原则:.1)满足地质要求,实现地质目的;2)保证钻进和起下钻摩阻扭矩尽可能小;3)其形状有利于地质导向工作和现场实际井眼轨迹控制;4)能克服油层深度预测和工具(含地层)造斜率的不确定问题等等。
(2)、井身剖面类型的选择水平井井身剖面根据地质目标、油层情况、地质要求、靶前位移,选择不同的剖面类型。
油田施工的水平井,从曲率半径来分,选择长曲率半径水平井和中曲率半径水平井。
剖面选用了具有两个稳斜井段的直-增-稳-增-稳(探油顶)-增(着陆段)-水平段三增剖面、直-增-稳(探油顶)-增(着陆段)-水平段双增剖面、直-增-水平段单增剖面。
设计造斜率选为2~10o/30m。
(3)水平井防碰绕障技术受地面条件限制,油田多为丛式定向井,防碰绕障问题突出,水平井又需要一定的靶前位移,许多井往往从一个平台打到另一个平台下面,即要考虑本平台邻井的防碰,又要考虑下部斜井段和水平段的防碰,通过现场水平井钻井实践,形成了油田特有的水平井防碰绕障技术:1)、井身剖面的优化设计。
在设计时,充分考虑邻井情况,通过剖面类型、造斜点、造斜率等的优化设计,尽量避开老井,必要时进行绕障设计。
2)、利用软件进行防碰扫描和防碰距离计算。
3)、现场井眼轨迹的监控和防碰绕障施工。
4)、地质导向技术在防碰绕障中的应用。
2、井眼轨迹控制技术随着水平井在不同区块的施工,不同区块每口井的地质情况不同,井眼轨迹控制过程中遇到的问题也不一样。
突出表现在以下几个方面:(1)、实钻地质情况复杂多变,油层深度与设计变化较大,井眼轨迹需要随地质情况变化进行调整。
(2) 、水平段油层深度在横向上变化不一,有从低部位到高部位的,也有从高部位到低部位的,还有先从低部位到高部位再下降的。
(3) 、不同区块工具造斜能力和地层对井眼轨迹的影响不同。
(4) 、测量数据的相对滞后对地质导向和井眼轨迹的预测和调整带来困难。
水平井井轨迹精准控制技术分析
具有相同地质意义。
而且现场对这四种模型形态有进行了精细化剖析,找出每种模型与岩性组合的对应关系,如陡升型对应的岩性组合为泥岩+细砂岩组合、台阶型对应岩性组合为泥岩+粉砂岩+细砂岩组合、缓升型对应的岩性组合为泥岩+泥质粉砂岩+粉砂岩+细砂岩组合及夹层对应的岩性组合为泥岩+粉砂岩(夹层)+泥岩+细砂岩组合。
图1 水平井着陆目的层精细划分及认识模型图(2)在渤海首次提出建立现场快速精细对比方法及预测技术。
以现场岩性识别为手段及优势,快速建立目的层岩性组合,然后与邻井目的层岩性组合及模型形态进行精细对比(图2),提高储层预测精度,该方法与传统标志层对比相比,距目的层更接近,预测控制精度高。
同时丰富了现场地层对比手段及方法。
图2 现场快速精细对比及预测1 水平井着陆过程中存在的问题渤海地区断层发育,深切生油岩的大断层是油气运移至中浅层通道,在形成圈闭时,断层与储层的耦合关系决定着油气聚集成藏,故油藏油气水系统复杂。
目的层中浅层明化镇组沉积相上属于极浅水三角洲沉积,储盖组合条件好,泥岩较发育,砂体厚度一般为5~15m,呈“泥包砂”特征。
基于储层特点,海上高效开发此类油气藏,必须以水平井为主,相比于定向井,水平井能有效扩大泄油面积,降低生产压差,提高单井产量和最终采收率,真正做到少井高产。
(1)水平井着陆目的层预测精度有限。
首先,中浅层明化镇组储层特征上看,受河控作用影响强,分流河道分叉,改道频繁,横向和垂向上变化快,储层夹层泥岩发育,储层厚度薄等特点,这使得传统标志对比与预测效果差。
其次,基于该类油藏成藏规律,断层发育,使得原有断续分布储层变得更加复杂,对比预测及地震跟踪难度大。
最后,目前该类油气藏储层地质信息预测,主要技术手段为地震反演解释,但受其自身技术局限,分辨率达不到精细油藏描述对单砂体的要求,故预测精度有限,对现场控制水平井成功着陆带来极大困难和隐患。
(2)着陆时带随钻测井曲线在井底处存在盲区。
受随钻测井仪器工艺决定,井底大约15m井段存在盲区,无法依据测井对其含油性及物性进行判别,故对于薄层油层水平井着陆影响较大。
卡塔尔水平井轨迹控制总结
卡塔尔水平井井身轨迹控制要点一、工具面的摆放及控制。
参考汽车方向盘操作的原理,水平井工具面的控制,是一个不断地调整和控制的过程。
需要在地面不断地正反转动钻具,实现井底的工具面在一个比较合适的位置。
钻进方式由转动转入滑动时,工具面的摆放,也往往不是一次放到理想的位置,而是放将其放置到与要求大致相同,然后首先恢复钻进,对钻具在地面施加一定的扭矩,使其在钻进的过程中,逐渐地转动到所需要的位置。
长时间的放置工具面,在这里是不会允许的。
水平段较长时,停下转盘(或者接单根之后)准备采用滑动钻进方式时,往往井底的钻具在摩阻力的作用下,有着一定的扭矩,摆放工具面时,井底工具面的转动失去规律性,这时可以首先上下大幅度活动钻具几次,消除钻具的扭矩,然后再摆放工具面。
二、6-3/4“马达的造斜能力:1°30’单弯造斜率为:SLIDING 15°以上/100英尺 (井斜在20°以后)ROTATING 2.2°/100’ (井斜在20°以后) 1°15’扶单弯的造斜率为:SLIDING: 10--11°(10.5)/100’(井斜在20°--80°)14.5°/100英尺(井斜80B—90度)ROTATING: 2.1°/100’ (井斜在20°以后)这样在造斜井段,设计造斜率为6.5°/100’,主要的钻方式为 ROTATING,正符合甲方的要求。
4-3/4“马达的造斜能力:我们在水平井段只使用了1°30’SLEEVE 和1°单弯带扶正器: 这两种工具的造斜能力基本相同:SLIDING: 10°/100’ROTATING: 3.5°/100’ (实际为2--6°/100’)三、井身轨迹的控制:1、精确的计算钻具的零长和SLIDING及ROTATING的进尺。
第6讲 水平井井眼轨迹控制技术
2. 工具造斜能力误差
» 因受地层、工具面摆放不到位、送钻不均匀及理 论计算误差等影响,工具造斜能力不能准确预测;
3. 轨迹预测误差
» 由于MWD离钻头有一定的距离引起的。
6.2 水平井找油方案
1. 导眼法
» 先打一导眼WD,探知油顶位置和油层厚度, 然后回填至合适高度增斜中靶。
W C
D
A
B
6.2 水平井找油方案
避免、减少井下复杂情况并可在一定程度上加以解除。
» 具体考虑:
• • • 使用“倒装钻柱” ; 为了防止卡钻事故,一般在套管内的钻柱中装震击器; 校核钻机提升能力,并对钻柱强度进行详细校核。
6.4 水平井着陆控制
着陆控制是指从直井段的造斜点开始钻至 油层内的靶窗这一过程。其技术要点有:
1. 工具造斜率的选择“略高勿低”;
第6讲 水平井井眼轨迹控制技术
• 6.1 轨迹控制过程中的误差来源
• 6.2 水平井找油方案 • 6.3 水平井底部钻具组合及钻柱设计 • 6.4 水平井着陆控制 • 6.5 水平井水平段控制
6.1 轨迹控制过程中的误差来源
1. 地质误差
» 地质靶点垂深的误差对水平井着陆控制造成很大 困难,当这种误差较大或在薄油层中钻水平井时 问题更为突出;
2. 应变法
» 以一定的稳斜角探油顶,探知油顶后,直接增 斜中靶,通过稳斜段长短对靶点垂深的补偿作 用消除地质靶点的不确定性
可能油顶位置1 可能油顶位置2 可能油顶位置3
d
opt
t
6.3 水平井底部钻具组合及钻柱设计
1. 底部钻具组合设计
» 水平井底部钻具组合设计的首要原则是造斜率原 则,保证设计组合的造斜率达到设计轨道要求并
套管开窗侧钻水平井井眼轨迹控制技术
套管开窗侧钻水平井井眼轨迹控制技术套管开窗侧钻水平井井眼轨迹控制技术是一种在油气钻探领域中广泛应用的技术,它可以帮助工程师们更加精确地控制井眼轨迹,进而提高钻井效率和降低成本。
本文将介绍套管开窗侧钻水平井井眼轨迹控制技术的原理、应用及发展前景。
一、技术原理套管开窗侧钻水平井井眼轨迹控制技术是利用专门设计的侧钻钻头,在套管的侧壁上钻出一个小孔,然后通过侧钻钻头在地层中水平钻进,形成水平井井眼。
在这个过程中,通过对侧钻钻头的控制,可以精确地控制井眼轨迹,使得井眼的水平段长度和井眼的弯曲程度都能够得到精准控制。
这项技术的实现主要依靠两个方面的关键技术。
一是侧钻钻头的设计和制造,需要具备良好的侧钻性能和稳定性,能够在套管侧壁上准确钻孔,并且从钻孔处水平钻进地层。
二是对侧钻过程的实时监测和控制技术,通过各种传感器对侧钻过程进行实时监测,并且及时对钻头的位置和方向进行调整,以保证井眼轨迹的精确控制。
二、技术应用1. 油气开发套管开窗侧钻水平井井眼轨迹控制技术在油气开发中的应用非常广泛。
相比传统的垂直井钻探,水平井的产能更高,能够有效提高油气的产量。
而套管开窗侧钻技术可以帮助工程师们更加精确地控制水平井的井眼轨迹,使得水平井的产能和产量进一步提高。
套管开窗侧钻技术还可以减少油气钻井的环保风险,因为它可以减少地表对地下水的破坏,减少井眼的漏失和污染。
2. 水力压裂在油气开发中,水力压裂是一种常用的增产技术。
而套管开窗侧钻技术可以在水力压裂过程中起到关键作用。
由于水力压裂需要将高压水和砂岩混合物注入到井眼中,需要井眼有足够的宽度和均匀的压裂效果。
而通过套管开窗侧钻技术,可以精确控制井眼轨迹,使得水力压裂效果更好,进而提高产能和产量。
三、技术发展前景随着油气开发技术的不断进步,水平井将会更加复杂和多样化,对套管开窗侧钻技术的要求也将会更高。
套管开窗侧钻水平井井眼轨迹控制技术还有很大的发展空间,需要不断进行技术研发和创新,提高技术的稳定性和可靠性。
套管开窗侧钻水平井井眼轨迹控制技术
套管开窗侧钻水平井井眼轨迹控制技术套管开窗侧钻水平井井眼轨迹控制技术是在油气开采中广泛应用的一项技术。
该技术主要是利用井下定向钻井技术和井下工具的轨迹控制能力,沿着预定轨迹在井壁上导向、制造开窗,实现井眼侧钻和多点开采的目的。
(1)井眼侧钻的预测:通过井壁钻进的数据,技术人员可以预测井眼方向和地层情况,为选定井眼提供参考。
(2)套管固定:套管长度以及上下部缝隙长度应符合设定要求,套管才能够在井下工作,井状的水平弯曲半径、侧向偏角和侧向位移等条件也需要满足要求。
(3)开窗操作:在套管外部制造一个大小合理的口,操作人员调节井下工具,使得开窗方向和位置符合要求。
(4)井眼导向:对于套管开窗侧钻水平井,井眼导向受到很多影响因素,包括井下动力学、钻头质量和钻井流体等。
因此,需要技术人员进行实时监测和控制。
(5)井口稳定:在井下进行开窗侧钻水平井钻井作业时要注意井口的稳定,一旦井口不稳定,会出现下沉、塌陷等问题,影响井下作业的顺利进行。
(1)提高油气开采效率和产量:通过选择和开采较多的作业点,可以使油田开采的效率和产量明显提高。
(2)降低钻井成本:套管开窗侧钻水平井井眼轨迹控制技术可以在同一井筒内进行多次开采,降低了钻井的成本。
(3)提高资源利用效率:利用套管开窗侧钻水平井井眼轨迹控制技术,能够不断地在地层中钻井,创造出更多的开采作业点,增加资源的利用效率。
(4)优化油田开发进程:套管开窗侧钻水平井井眼轨迹控制技术可以在不同时间段和不同深度进行开采和生产,优化了油田开发进程。
总之,套管开窗侧钻水平井井眼轨迹控制技术是一项在油田工业领域中被广泛应用的技术,可以提高开采效率和产量,降低钻井成本,优化油田开发进程,提高资源利用效率,为油田的规划和开发提供了重要的技术支持。
浅层水平井钻井轨迹控制技术
浅层水平井钻井轨迹控制技术
浅层水平井钻井轨迹控制技术是指在地下浅层地层进行水平井钻井时,通过一系列技术手段实现钻井过程的有效控制,以达到所需的钻井轨迹。
浅层水平井钻井是一种利用钻机在地下水平钻探的技术,主要用于石油勘探、地热能开发和地下水资源开采等领域。
在浅层地层中进行水平井钻井时,由于地质条件的复杂性和沉积层的变化,钻井轨迹的控制变得尤为重要。
浅层水平井钻井轨迹控制技术的研究和应用对于提高钻井效率和资源开发利用率具有重要意义。
1. 钻具设计和优化:通过合理设计和选择钻具,包括钻头、钻杆和钻具连接等,能够提高钻井效率和钻井轨迹的控制能力。
2. 定向井工具的使用:利用定向井工具,如导向钻头、测斜仪和测深仪等,可以实时监测钻井轨迹和地层情况,从而及时调整钻井方案,提高钻井成功率。
3. 轨迹优化算法的研究:通过数学模型和计算算法,对井身轨迹进行优化,以实现更加精准的钻井控制。
常用的优化算法包括最小二乘法、模拟退火算法和遗传算法等。
4. 钻井液性能的优化:通过调整钻井液的密度、黏度和悬浮剂等性能,可以控制钻井过程中井身的稳定性,减少井壁塌陷和井眼垮塌的风险。
5. 钻井参数的实时调整:通过实时监测井底工况和地层情况,及时调整钻井参数,如钻进速度、钻压和回压等,以保持钻井轨迹的稳定性和合理性。
专题1:井眼轨迹控制技术(以水平井为例)
扩大泄油面积 增加控制储量 提高油井产能
0.6万吨
直井的5倍以上(L=300m)
水平井技术适合于薄层的开采
用水平井连通有高低差的两孤立油藏
4. 水平井的主要技术问题(技术关键)
合适的油气藏选择 井眼轨迹控制 井壁稳定 油气层保护 固井完井
(1) 目标区的设计
目标区的设计是水平井是否有效益的关键技术 ① 合理井位的选择; ② 完井方法选择; ③ 靶区参数设计:水平段长, 水平段方位、水平段井斜 角、水平段垂向位置和水 平井靶体设计。
水平井合理井位的选择
限制水平段长度的因素
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) 泥浆密度窗口小,易出现井漏、井塌
垂直主应力是中间主应力
(4) 泥浆密度窗口小,易出现井漏、井塌
垂直主应力是最大主应力,两个水平主应力相等
(4) 泥浆密度窗口小,易出现井漏、井塌
垂直主应力是最大主应力,两个水平主应力不相等
(4) 泥浆密度窗口小,易出现井漏、井塌
③ 钻柱旋转:钻柱旋转有利于搅动岩屑床,有利于携岩。 ④ 钻柱尺寸:钻柱尺寸大,环空间隙小,相同排量条件下返
速高,有利于携岩。
(6) 保证固井质量难度大
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; 井眼高边的自由水通道问题。
提高注水泥质量措施
① 使用扶正器使套管居中:在弯曲段和水平段,至少一根套 管一个扶正器,或两根套管三个扶正器;
垂直主应力是最小主应力。
(4) 泥浆密度窗口小,易出现井漏、井塌
(5) 携带岩屑困难
2-水平井轨迹设计和控制技术(课件版)
第二部分水平井轨迹设计和控制技术⏹水平井的井眼轨道的基础知识水平井的基本术语水平井的井眼轨道类型⏹水平井设计的基本内容水平井的设计思路和基本方法水平井轨迹设计的主要内容水平井井眼轨迹设计的原则和有关因素水平井的剖面设计⏹水平井井眼轨迹的控制技术水平井井眼轨迹控制的实现方法水平井井眼轨迹控制工具和定向方法水平井井眼轨迹的控制技术(一)水平井的基本术语井深:又称斜深或测深,指井口至测点的井眼长度;垂深:指轨迹上某点至井口水平面的垂直距离;井斜角:井眼轴线上某测点的井眼方向线(切线)和重力线之间的夹角,称为井斜角;方位角:某测点处井眼方向线投影到水平面上(井眼方位线)与正北方向的夹角(顺时针向),即方位角;水平位移:指轨迹上某点至井口所在铅垂线的距离。
井斜变化率:单位井段内,井斜角的变化值;方位变化率: 单位井段内,井斜方位角的变化值;全角变化率:单位井段内,井眼前进的方向在三维空间内的角度变化。
(也称“狗腿严重度”、“井眼曲率”)磁偏角:在某一地区内,其磁北极方向线与地理北极方向线之间的夹角。
靶区:根据地质和钻井工艺的要求,规定井眼轨迹穿行的区域范围。
(一)水平井的基本术语●入靶点:是指地质设计规定的目标起始点。
●终止点:是指地质设计规定的目标结束点。
●靶前位移:是指入靶点的水平位移。
●水平段长:入靶点与终止点的轨道长度。
●圆柱靶:即沿水平段设计井眼轴线的半径为R 米的圆柱。
●矩形靶:即纵向为a 米,横向为b 的长方体。
(一)水平井的基本术语(二)井眼轨道的类型二维井眼轨道井眼轨道的类型三维井眼轨道◆二维井眼轨道由垂直井段、增斜井段、稳斜井段和降斜井段组合而成。
◆在设计井眼轴线上,既有井斜角变化又有方位角变化的井眼轨道。
◆三维井眼轨道设计用于绕障井和现场待钻修正井眼轨道设计。
二维井眼轨道◆设计的井眼轴线仅在设计方位所在的铅垂平面上变化的井眼轨道。
井身剖面基本类型◆水平井多为长曲率半径和中曲率半径水平井◆根据地质目标、油层情况、地质要求、靶前位移,选择单增、双增、三增等不同的剖面类型KAFSEHO 1R1R2CBI hNO2O3R3三增剖面KA FT S EHJO1O 2R 1R2CBII hN双增剖面KA DS2OR1BS1C单增剖面水平井设计是一个“先地下后地面,自下而上,综合考虑,反复寻优”的过程。
水平井井身轨迹控制
水平井井身轨迹控制技术一、水平井的中靶概念地质给出的水平井靶区通常是一个在目的层内以设计的水平井眼轨道为轴线的柱状靶,其横截面多为矩形或圆。
我们可以把这个柱状靶看成是由无数个相互平行的法面平面组成,因此,控制水平井井眼轨迹中靶,与普通定向井、多目标井是个截然不同的新概念。
二、水平井增斜井段井眼轨迹控制的特点及影响因素对一口实钻水平井,从造斜点到目的层入靶点的设计垂深增量和水平位移增量是一定的,如果实钻轨迹点的位置和矢量方向偏离设计轨道,势必改变待钻井眼的垂深增量和位移增量的关系,也直接影响到待钻井眼轨迹的中靶精度。
水平井钻井工程设计中所给定的钻具组合是在一定的理论计算和实践经验的基础上得出的,随着理性认识的深化和实践经验总结,设计的钻具组合钻出实际井眼轨迹与设计轨道曲线的符合程度会不断提高。
但是,由于井下条件的复杂性和多变性,这个符合程度总是相对的。
实钻井眼轨迹点的位置相对于设计轨道曲线总是会提前、或适中、或滞后,点的井斜角大小也可能是超前、适中、或滞后。
实钻轨迹点的位置和点的井斜角大小对待钻井眼轨迹中靶的影响规律是:①实钻轨迹点的位置超前,•相当于缩短了靶前位移。
此时若井斜角偏大,会使稳斜钻至目的层所产生的位移接近甚至超过目标窗口平面的位置,必将延迟入靶,且往往在窗口处脱靶。
②轨迹点位置适中,•若此时井斜角大小也适中,是实钻轨迹与设计轨道符合的理想状态。
但若井斜角大小超前过多,往往需要加长稳斜段,可能造成延迟入靶,或在窗口处脱靶。
③轨迹点的位置滞后,•相当于加长靶前位移。
此时若井斜角偏低,就需要提高造斜率以改变待钻井眼垂深和位移增量之间的关系,往往要采用较高的造斜率而提前入靶。
实践表明,控制轨迹点的位置接近或少量滞后于设计轨道,并保持合适的井斜角,有利于井眼轨迹的控制。
点的井斜角偏大可能导致脱靶或入靶前所需要的造斜率偏高。
实际上,水平井造斜段井眼轨迹控制也是轨迹点的位置和矢量方向的综合控制,这对于没有设计稳斜调整段的井身剖面更是如此。
浅层水平井钻井轨迹控制技术
浅层水平井钻井轨迹控制技术浅层水平井钻井轨迹控制技术是指通过对井眼轨迹进行控制,实现在浅层地层中精确开展水平井钻井工作的一种技术手段。
随着浅层地层资源的逐渐开发,浅层水平井钻井轨迹控制技术逐渐成为油田开发中的重要技术之一。
本文将从浅层水平井钻井轨迹控制的基本原理、技术方法和应用前景等方面展开阐述。
一、浅层水平井钻井轨迹控制的基本原理浅层水平井钻井轨迹控制的基本原理是通过综合运用地质、测井、钻井等多学科知识,采用合适的控制方法和技术手段,确保井眼在地层中按照设计要求进行钻井,以保证最终井眼的水平段具有一定的水平度和走向控制,并能够满足地层流体的有效开采。
在实际操作中,主要依靠测井技术、导向钻井技术和钻井工程技术等手段对井眼轨迹进行控制,使得井眼能够沿着预定的路径稳定地开展水平和垂直的钻井作业,从而达到预期的开发效果。
二、浅层水平井钻井轨迹控制的技术方法1. 钻井测井技术:通过进行井下测井和井下地质解释,对地层进行详细的分析和判断,提供钻井地质信息,为精确控制井眼轨迹提供基础数据。
2. 导向钻井技术:利用导向钻井工具,如MWD(Measurement While Drilling)技术、LWD(Logging While Drilling)技术等,实时测量井下钻井参数,掌握井眼方位和倾角等数据,并能够根据实时信息对井眼进行及时的调整,以确保井眼在目标地层中按照设计要求进行轨迹控制。
3. 钻井工程技术:采用钻头选型、钻井液设计、钻井工艺等手段,结合地层情况和钻井地质要求,对钻井参数进行调整和优化,保证井眼在地层中的钻进方向和轨迹控制,以达到钻井的预期要求。
三、浅层水平井钻井轨迹控制技术的应用前景浅层水平井钻井轨迹控制技术在浅层地层开发中具有重要的应用前景,主要体现在以下几个方面:1. 提高油气开采效率:通过精确控制井眼轨迹,可以实现对浅层地层中油气资源的有效开采,提高开采效率和采收率。
2. 降低钻井成本:通过精确控制井眼轨迹,可以减少钻井过程中的钻井次数和井眼修复次数,降低钻井成本,提高经济效益。
浅层水平井钻井轨迹控制技术
浅层水平井钻井轨迹控制技术随着石油资源的逐渐枯竭,开采技术不断向更深更复杂的地层发展,传统的垂直井钻井已经无法满足对石油和天然气的需求。
水平井钻井技术逐渐成为了石油工业的一个重要分支。
浅层水平井在提高采油率,延长油田寿命,降低钻井和生产成本等方面具有重要意义。
浅层水平井钻井轨迹控制技术作为浅层水平井钻井中的重要环节,对于提高钻井效率和保障钻井安全具有重要的意义。
浅层水平井一般指储层埋藏深度小于2000米的水平井,因地质条件相对简单、适合水平井开采,具有大规模开发、绿色环保等特点,因此得到了广泛关注。
在浅层水平井的钻井过程中,钻井轨迹控制技术的质量将直接影响到钻井井眼的完整性和天然气产量等方面。
浅层水平井钻井轨迹控制技术的研究和应用对于提高油气井开采效率、降低生产成本、保障井眼完整性等方面具有重要意义。
在传统的垂直井钻井中,井眼质量一般由下列因素决定:钻头功率、钻井液密度和粘度、钻头类型和污染率等。
而在水平井钻井中,钻井井眼的质量除了受到上述因素的影响外,还会受到地层性质及钻井液压力和流量等多方面的影响。
浅层水平井钻井中,钻井井眼的质量和钻井效率受到很多因素的影响,因而对钻井设备和技术提出了更高的要求。
浅层水平井钻井轨迹控制技术具有以下几个特点:1. 高精度需求:在浅层水平井的钻井过程中,由于井深较浅、地层条件相对简单,往往需要达到更高的井眼质量和钻井轨迹的精度。
需要铺设更为严格的管控标准和程序,对钻井设备和工艺要求更高。
2. 多层次的控制需求:由于地层条件的不均匀性,浅层水平井钻井需要在更多的地质参数下进行较为复杂的控制,钻井工程师需要结合多种工艺来满足不同的控制需求。
井壁稳定性、动力传递、井眼密实度等因素的多层次交互需要钻井工程师综合考虑。
3. 钻井现场环境复杂:浅层水平井钻井现场常常面临地形、地质、气候等多种挑战。
这些挑战会增加钻井设备与管控系统的不稳定性,因而需要有更为稳定和可靠的硬件设备和软件系统。
水平井井身轨迹技术
缺点
井眼轨道控制段最长; 全井斜深增加; 钻井费用增加; 不适用于薄油层及浅油层; 钻杆扭矩较大; 套管用量最大。
长庆钻井定向井公司
类型
优点
进入油层前的无效井段较短;
使用的井下工具接近于常规工具;
造斜段多用井下动力钻具及导向系统;
钻井可控性好;
离构造控制点较近; 中
可用常规的套管及完井方法; 半
井下扭矩及阻力较小; 径
长庆钻井定向井公司
1.无线随钻MWD。 YST-48R MWD:一种正脉冲无线随钻测斜仪,整套系统包括井下设备和地面 设备两大部份。 井下设备 主要由定向探管、脉冲发生器、伽马探管以及电池筒组成,完成 测量和传输参数的功能。 地面设备 主要由专用数据处理仪、远程数据处理器、压力传感器以及计 算机组成,完成井下数据的接收、处理、显示等功能。
内容纲要
一、国内外水平井技术概况 二、相关基础知识 三、水平井钻井关键技术 四、水平井钻井事故预防
长庆钻井定向井公司
内容纲要
一、国内外水平井技术概况 二、水平井钻井基础知识 三、水平井钻井关键技术 四、水平井钻井事故预防
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• 本次培训目的:
• 拓宽视野; • 重温基础; • 认识盲点; • 启发思考; • 提升实践。
2009 10
2008
4
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2006
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4.96 3.62 3.41 3.46 4.12
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903
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SY/T6332 –1997 水平井轨迹控制技术Bit tyajectory control technology for horizontal well1 范围本标准规定了水平井井眼轨迹控制技术的准备、施工、相关安全措施及资料的要求.本标准适用于长、中半径水平井的施工。
其它类型的特殊定向井亦可参照使用。
2 应用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时,所示版本均为有效.所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
SY 5272-91 常规钻进安全技术规程SY/T 5416-1997 随钻测斜仪测量规程SY/T 5435-92 两维常规定向井轨道设计与轨迹绘图方法SY 5472-92 电子陀螺测斜仪测量规程SY 5547-92 井底动力钻具使用维修和管理SY/T 5619-93 定向井下部钻具组合设计作法3 定义本标准采用下列定义。
3.1 广义调整井段generalized adjusting section用于调整井眼轨迹的井段。
可以是稳斜井段,也可以是曲率较小的增斜井段。
3.2 倒装钻具组合invert BHA在钻大斜度井段和水平段时,为了给钻头加压,将部分重量较轻的钻具放到钻具组合下部,把钻铤、加重钻杆等较重的钻具放到直井段或较小井斜段的钻具组合。
3.3 中靶预测target prediction根据实钻井眼轨迹到达的位置及方位,对中靶前待钻井眼的长度、位移、造斜率及方位调整量进行预测。
3.4 有线测量方式wireline survey method特指在水平井施工中,采用有线测量仪分段测取大斜度或水平段已钻井段的轨迹所需的井斜、方位数据的测量方式。
4 井眼轨迹控制要求4.1 直井段控制符合井身质量要求。
4.2 实际井眼轨迹到达靶窗时,在规定的靶窗内,其井斜、方位值还要满足在现有轨迹控制能力范围内确保轨迹在靶体中延伸的要求。
4.3 水平段轨迹应在设计要求的靶区范围之内。
5 准备5.1 工具5.1.1根据不同类型的水平井分别按附录A(标准的附录)和附录B (标准的附录)的要求准备。
5.1.2井底动力钻具的准备除符合SY 5547 的相关规定外,还应检测弯外壳体井下马达的弯曲角度。
5.1.3除反向双弯外壳体井下马达外,其它弯外壳体井下马达的下稳定器推荐采用偏心稳定器。
5.2 测斜仪器斜测仪器应符合SY/T 5416 和SY 5472 相关的规定。
5.3 资料5.3.1 水平井钻井设计。
5.3.2 收集同地区完钻井的有关资料。
6 施工6.1 直井段6.1.1 配钻井液开钻。
6.1.2 采用防斜钻具组合钻进。
6.1.3 不允许使用刮刀钻头。
6.1.4 钻进中用单点测斜仪监测井斜、方位,钻完后测量全井段的多点数据。
6.1.5 有磁干扰的井段应使用陀螺测斜仪进行测量。
6.1.6 丛式井直井段作水平局部放大图,及时采取防碰措施。
6.2 定向增斜段6.2.1 要点6.2.1.1 定向时,合理确定装置角。
6.2.1.2 参照同地区方位漂移规律合理确定方位提前量。
6.2.1.3 使用随钻测斜仪。
在有磁干扰的情况下,采用陀螺测斜仪。
6.2.1.4 施工中,根据测量数据及时作出实钻轨迹图,与设计轨道进行对比,指导井眼轨迹控制。
6.2.1.5 根据造斜率的大小、地层造斜难易程度选用合适的弯外壳体井下马达,实钻井眼曲率应满足设计要求。
6.2.1.6 钻井参数和技术措施符合SY 5547 的相关规定。
6.2.2 钻具组合6.2.2.1 无磁钻铤的长度,根据SY/T 5619 的相关规定进行选择。
6.2.2.2 采用有线测量方式时选用钻具组合:钻头+弯外壳体井下马达+定向接头+无磁钻铤+钻铤+加重钻杆(300~450)+钻杆6.2.2.3 采用无线随钻测斜(MWD)方式时选用钻具组合:钻头+弯外壳体井下马达+无磁钻铤+MWD无磁短节+钻铤+加重钻杆(300~450)+钻杆6.2.2.4 特殊情况的钻具组合要根据现场的实际情况修改。
6.3 广义调整井段6.3.1 要点6.3.1.1 根据造斜率的大小确定近钻头稳定器和钻柱稳定器之间的无磁钻铤的直径和长度。
6.3.1.2 根据钻头尺寸和导向钻具特性确定钻井参数。
6.3.1.3 测斜间距不超过30m,特殊情况加密监测。
6.3.1.4 同6.2.1.46.3.1.5 当发现钻具组合不能满足轨迹控制要求时应及时起出调整。
6.3.2 钻具组合6.3.2.1 转盘钻具组合:a)采用有线测量方式时:钻头+近钻头稳定器+无磁钻铤+钻柱稳定器+钻铤+随钻振击器+加重钻杆(300~450m)+钻杆b)采用无线随钻测斜仪时:钻头+近钻头稳定器+无磁钻铤+MWD无磁短节+钻柱稳定器+钻铤+随钻振击器+加重钻杆(300~450m)+钻杆6.3.2.2导向钻具组合:钻头+反向双弯外壳井下马达+稳定器+无磁钻铤+MWD无磁短节+钻铤+随钻振击器+加重钻杆(300~450m)+钻杆6.3.2.3特殊情况的钻具组合同6.2.2.4。
6.4靶前增斜井段6.4.1要点6.4.1.1根据调整井段测量和中靶预测结果,造斜难易程度合理选用弯外壳体井下马达。
6.4.1.2根据中靶预测结果,调整工具面,达到中靶要求。
6.4.2钻具组合6.4.2.1采用有线测量方式时选用钻具组合:钻头+弯外壳体井下马达+定向接头+无磁钻铤+斜台肩钻杆+加重钻杆(300~450m)+钻杆6.4.2.2采用无线随钻测斜(MWD)方式时选用钻具组合:钻头+弯外壳体井下马达+无磁钻铤+MWD无磁短节+斜台肩钻杆+加重钻杆(300~450M)+钻杆6.4.2.3特殊情况的钻具组合同6.2.2.4。
6.5水平井段6.5.1要点6.5.1.1采用倒装钻具组合。
加重钻杆(或钻铤)以下的斜台肩钻杆的长度等于或大于45°井斜以下井段和准备钻进井段之和。
6.5.1.2同6.3.1.2~6.3.1.5。
6.5.2钻具组合6.5.2.1转盘钻采用有线测量方式时选用钻具组合:钻头+近钻头稳定器+无磁钻铤+钻柱稳定器+无磁承压钻杆+斜台肩钻杆+加重钻杆(300~450m)+随钻振击器+钻杆6.5.2.2转盘钻采用无线随钻测量(MWD)方式时选用钻具组合:钻头+近钻头稳定器+无磁钻铤+MWD无磁短节+钻柱稳定器+无磁承压钻杆+斜台肩钻杆+加重钻杆(300~450m)+随钻振击器+钻杆6.5.2.3导向钻具组合:钻头+反向双弯外壳体井下马达+无磁钻铤+MWD无磁短节+无磁承压钻杆+斜台肩钻杆+加重钻杆(300~450m)+随钻振击器+钻杆6.5.2.4特殊情况的钻具组合同6.2.2.4。
7 相关安全措施相关安全钻井措施除符合SY5272的规定外,还应满足以下各条要求:7.1注意保护井壁,除正常钻进外尽可能不转动钻具,活动钻具应以大幅度上提下放为主。
7.2采用短起下钻和分段循环的办法清除岩屑床。
7.3弯外壳体井下马达下井必须双钳紧扣,控制下放速度,防止突然遇阻。
不允许用动力钻具划眼。
7.4带弯外壳体井下马达动力钻具起钻不能用转盘卸扣。
7.5钻井液要有良好的润滑性,抑制性和携砂性,泥饼的摩擦系数小于0.1,含沙量底于0.5%,低密度固相含量小于12%,钻井液塑性粘度和动切力的比值不少于2:1。
8资料8.1资料采集:a)原始测斜数据(包括单点测斜仪,多点测斜仪,随钻测斜仪,陀螺仪测量数据);b)不同井段的钻具组合和钻进参数;c)中靶精度数据;d)中靶预测分析资料;e)钻井液性能原始记录;f)轨迹控制工作日志。
8.2轨迹计算的数据录取,计算方法及绘图要求符合SY/T5435的规定。
8.3轨迹控制完井技术报告,包括:a)钻具效能分析;b)钻头使用分析和地层对轨迹控制影响的规律分析;c)本井轨迹控制的经验和建议。
附录A(标准的附录)长半径水平井专用钻具表A1长半径水平井专用钻具序号名称数量1 直井下马达1个2 无磁钻铤2根3 近钻头稳定器2个4 钻柱稳定器3个5 3m短无磁钻铤2根6 加重钻杆300~450m7 1°~3°定向弯接头各1个附录B(标准的附录)中半径水平井专用钻具表B1中半径水平井专用钻具序号名称数量1 单弯井下马达2个2同向双弯井下马达2个3 反向双弯井下马达2个4 无磁承压钻杆3根5 无磁钻铤2根6 近钻头稳定器2个7 钻柱稳定器3个8 3m短无磁钻铤2根9 加重钻杆300~450m10 定向接头1个SY/T6333-1997 水平井钻井工艺及井身质量要求Horizontal drilling technology and its quality control requirements1 范围本标准规定了水平井钻井设计、钻前工程、钻井设备、测量仪器、专用管具、测量数据及井身质量的要求。
本标准使用于长、中半径水平的施工。
2引用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时,所示版本均为有效。
所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
SY/T5088-93评定井身质量的项目和计算方法SY/T5272-91常规钻进安全技术规程SY/T5322-88套管柱强度设计推荐方法SY/T5333-1996钻井工程设计格式SY/T5375-1995旋转钻井设备选用方法SY/T5416-1997随钻测斜仪测量规程SY/T5431-1996井身结构设计方法SY/T5466-1997钻前工程技术条件SY/T5472-92电子陀螺测斜仪测量规程SY/T5526-92石油钻机的安装操作和维护SY/T6090-94水平井二维轨道设计方法3定义本标准采用下列定义。
3.1靶体target structure设计水平段轨道允许误差范围所限定的几何空间。
3.2靶窗entry window of the target水平井靶体的前端面。
3.3靶底exit window of the target水平井靶体的后端面。
3.4入靶点target-in point水平井设计轨道或实钻轨迹与靶窗的交点。
3.5终止点end point水平井设计轨道或实钻轨迹与靶底的交点。
4钻井设计4.1地质设计水平井地质设计除符合SY/T5333的相关规定外,还应提供:a)油藏工程设计;b)设计水平段各目标点的纵坐标、横坐标和垂直深度及靶体的类型和尺寸;c)设计井井口的磁偏角、磁倾角和磁场强度。
4.2工程设计水平井工程设计除符合SY5322、SY/T5333、SY/T5431、SY/T6090的相关规定外,还应包括:a)分段钻具组合及施工参数;b)钻柱的摩阻分析、强度校核和稳定性分析;c)专用管具的规格、型号及数量;d)测量方案;e)丛式水平井还要求整体设计;f)钻井液的特殊要求;g)水泥浆的特殊要求;h)套管串结构的特殊要求。