《定向钻井技术》PPT课件
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第5节 定向钻井.ppt
PowerDrive
• 结构：
– 下部偏置部分：在旋转过程中始终给钻头一个侧向力；
– 中部控制部分：始终控制侧向力的方向；
– 上部MWD部分：测量信息及传输；
• 关键是控制总成内的不转动的部分，具有一个称作“惯性平台”的部分，实 际上是由井下计算机控制的“电子液压伺服系统”，可以保证控制轴不受整 个钻柱转动的影响。控制轴可以给定偏置部分一个轨迹控制所需要的导向方 位角。
1 定向井的作用与定义 •
③ 定向井的类型
分支井（multilateral wells ）：同一井口设计有 两个或两个以上井底的井。
1 定向井的作用与定义
③ 定向井的类型
大位移井（extended reach
•
水平井（horizontal well）：井眼进 • 入目的层时井斜角接近、等于或大 于90并在目的层中延伸一定长度的 定向井 。
第五节 定向钻井
1 定向井的作用与定义 2 定向造斜与轨迹控制
1 定向井的作用与定义
① 定向井的概念
A 井口
•
定向井(directional well)：设计的目标 点与井口不在同一
轨道 轨迹
铅垂线上的井。
目标点
② 定向井的作用
地面环境条件的限制： 当地面上是高山，湖泊，沼泽， 河流，沟壑，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
1 定向井的作用与定义
③ 定向井的类型
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
除了根据井的形状来对定向井进行 分类外，有时也根据钻定向井的目 的和特殊要求对定向井进行分类：
– 救援井（relief well）：为抢救 井喷失控、着火油气井，在其 一定安全距离位置设计、施工 与事故井连通，达到控制井喷 目的的井。
定向井钻井技术ppt课件
直井段
s
水平位移
二、定向钻井
3、设计书内容还包括： ａ、丛式井应提供井组排序方案及井组图；
ｂ、提出定向井分段施工技术，并附造斜点至井底 间距为30米的设计井身轨道二维剖面数据和 设计井身投影图；
ｄ、提出各设计井段的钻具组合及施工参数要求， 以及使用井下工具的规格、型号及数量；
ｅ、提出井身轨迹测量方案； ｇ、提出井身质量要求；
ｈ、对于需要绕障的井，应提出绕障施工原则及方 案；
ｉ、列出定向井钻井安全技术措施；
二、定向钻井
4、若是丛式井组，应首先做出井组整体设计； ａ、井组安排应考虑道路的优化井眼轨迹的需要，
多靶井应考虑靶前位置对施工的要求。在此前 提下，按井组钻井进尺最少和地形的可能来确 定井组地理位置； ｂ、应尽量避免井组中各井眼轨迹在空间交叉； ｃ、井组中各井的水平位移应综合考虑，长短结合， 以便于错开造斜点； ｄ、井口可根据地形条件及钻机的移动性能等情况 布置成直线型、矩形，急于投产的油井，可布 置成L形； ｅ、井组中各井的表层套管下深应错开20米以上；
二、定向钻井
㈢定向井工艺 1、井眼轨迹的控制 1）直井段钻进过程中按设计要求认真作好测斜 工作，监测井眼轨迹，严格作好防碰工作，并 控制直井段最大井斜符合设计要求。特别要作 好1：100的防碰图，做好随钻分析，异常情况分 析记录判断，搞好全员防碰工作。 2）、造斜段：造斜点的选择应考虑以下因素： ａ、设计造斜点，ｂ、直井段以发生的轨迹偏移 ｃ、有利于防碰，ｄ、下步计划实施的增斜方式
一、专业名词
7、井底水平位移：它是指井口与井底两点在水 平面上投影的连线长度，又称闭合距，单位为m。 8、视平移：水平位移在设计方位线上的投影长 度。
N
Ap
《钻井定向钻井》课件
定向钻井的施工过程
钻孔定位
按照施工计划，使用测 量仪器确定钻孔位置和
角度。
钻孔开钻
启动钻机，开始钻孔作 业。
定向钻进
根据需要，使用定向钻 头进行定向钻进，调整
钻孔角度。
钻孔扩孔
钻孔完成后，对钻孔进 行扩孔处理，以便于后 续的管道敷设或其它施
工。
定向钻井的施工监测与控制
监测
01
实时监测钻孔的位置、角度、深度等参数，确保钻孔按照预定
测量技术
阐述各种测量技术在定向 钻井中的应用，如空间定 位技术、重力测量、磁力 测量等。
测量数据处理
讲解如何对测量数据进行 处理和分析，以确保定向 钻井的准确性和精度。
定向钻井的泥浆系统
泥浆组成
介绍泥浆的组成成分，如 水、粘土、化学添加剂等 ，以及它们在定向钻井中 的作用。
泥浆性能
阐述泥浆的重要性能指标 ，如密度、粘度、切力等 ，以及如何调整这些指标 以满足定向钻井的需求。
06
定向钻井的未来发展
定向钻井技术的发展趋势
智能化
随着人工智能和大数据技术的应用，定向钻井技术将更加智能化， 实现自动化决策和远程控制。
高效化
提高钻井效率和降低成本是定向钻井技术的重要发展趋势，通过优 化钻井参数、采用新型钻井液和钻具等手段实现高效钻井。
环保化
随着环保意识的提高，定向钻井技术将更加注重环保，采用清洁能源 和减少废弃物排放，实现绿色钻井。
在城市基础设施建设中，定向钻井技术可 以用于穿越建筑物、公路、铁路等障碍物 ，进行管道敷设、线路安装等作业。
02
定向钻井技术
定向钻井的原理
定向钻井的原理是通过测量地球磁场、重力场、地热场等自 然场，以及利用钻孔内的测量仪器测量钻孔内的方向和位置 参数，从而确定钻孔的轨迹和深度。
《定向井的基础知识》课件
定向井的钻井液
定向井钻井液是定向井钻井过程中的循环介质，它能够起到冷却、润滑、携带岩 屑等作用，同时对钻头和井壁起到保护作用。
定向井钻井液通常由水、油、化学添加剂等组成，具有较低的摩擦系数、良好的 携岩能力和防塌性能等特点。
定向井的钻井工具
定向井钻井工具包括弯接头、无磁钻铤、稳定器等，它们能 够协助定向井钻头实现钻进过程中的定向控制。
安全性原则
轨道设计应确保钻井施工的安 全，避免因设计不当导致的井 眼坍塌、卡钻等事故。
环保原则
轨道设计应尽量减少对环境的 破坏，合理利用资源，保护生
态环境。
定向井轨道设计的参数
01
02
03
04
井口坐标
井口位置的经度、纬度、高程 等参数。
井底坐标
井底位置的经度、纬度、深度 等参数。
井眼轨迹
包括井眼的起点、终点、方向 、倾斜角、弯曲度等参数。
பைடு நூலகம் THANKS
感谢观看
随着技术的不断进步和应用领域的拓展，定向井技术 将不断向智能化、高效化和环保化方向发展。
01
03
定向井技术将更加注重环保和可持续发展，采用更加 环保的钻井技术和材料，减少对环境的负面影响，为
油气产业的可持续发展做出贡献。
04
定向井技术将与人工智能、大数据等先进技术相结合 ，实现更加智能化和自动化的钻井过程，提高钻井效 率和安全性。
ABCD
测斜施工
在钻孔施工过程中，定期进行测斜施工，了解钻 孔的角度变化情况。
纠偏施工
在进行纠偏措施后，进行纠偏施工，对钻孔进行 修正，使其符合设计要求。
定向井的完井施工
完井施工准备
完成钻孔施工后，进行完井施工准备， 包括设备撤离、场地清理等工作。
石油钻井行业定向井技术课件
井斜角的变化范围：0～180°
一、定向井基础知识
(3) 方位角φ ： 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。 井斜方位角增量Δ φ ： 上下测点的井斜方位角之差。 Δ φ ＝φ B－φ A 方位角的变化范围：0～360° （4）靶心距：在靶区平面上，实钻井眼轨迹与目标点之间的距离， 称为靶心距。 （5）全角变化率：“狗腿严重度”，“井眼曲率”都是相同的意 义。指的是在单位井段内前进的方向在三维空间内的角度变化。 单 位为：°／30m、 °／25m 、 °／100m 。
特点：
难度较三段制剖面大，主要原因是 有降斜段。降斜段会增大扭矩、摩阻 （如小水平位移深定向井采用三段式 剖面轨迹难控制）。
一、定向井基础知识
2、三维定向井剖面
三维定向井剖面指在设计的井身剖 面上既有井斜角的变化又有方位角的 变化。 常用于在地面井口位置与设计目 标点之间的铅垂平面内，存在井眼难 以通过的障碍物（如：已钻的井眼、 盐丘等），设计井需要绕过障碍钻达 目标点。 三维绕障设计 纠偏三维设计
一、定向井基础知识
2. 投影图示法
垂直投影图 轨迹在设计方位 线所在的铅垂面上 的投影。 原点：井口 横坐标：视平移 V 纵坐标：垂深 D 缺点：垂直投影图不能真实地反映井深L、 井斜角α和水平位移S 等轨迹参数。 + 水平投影图 轨迹在水平面 上的投影。 原点：井口
坐标轴：N、E
一、定向井基础知识
一、定向井基础知识
（6）造斜率：表示了造斜工具的造斜能力。其值等于用该造斜工 具所钻出的井段的井眼曲率。
（7）水平位移：井眼轴线上任一点，与井口铅直线的距离，称为 该点水平位移，也称该点的闭合距。
（8）视位移：水平位移在设计方位线上投影长度，称为视位移。
定向钻井教程 ppt课件
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8.2 井身剖面设计
8.2.1 设计原则
１、利用地层自然造斜规律 ２、利于钻井、采油、修井工作 ３、剖面简单 ４、造斜井段地层稳定 ５、井眼曲率变化均匀
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8面
整个井眼轨迹由直线和圆弧组成
２、特殊井身剖面
井眼轨迹由直线、圆弧和其他平面 曲线（悬链线、抛物线?...)组成
2
2
Ni Ei
７、闭合方位角： E PPTa课r件ctg Ei / Ni 28
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平均角法计算公式
１、平均井斜角： vi i i1 / 2
２、平均方位角： vi i i1 / 2
３、垂直位移： Hi Li cos vi
A
Ａ点井斜角 A
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9
井斜变化率的概念 Ｏ
井斜变化率Ｋ ：单位井段的井斜变化
A
K
B
Ｌ
A
Ｌ
B
A
A Ｂ
Ｂ
PPT课件
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方位变化率的概念
Ｎ
fA
fB
Ｂ
Ａ Ｏ
Ｅ
K
Ｌ
B
A
Ｌ
B
A
方位变化率Ｋf ：单位PPT井课件段的方位变化
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水平位移：井身轨迹某点与井口位置的水平距离
３、北位移：Ni Li (sin i cos i sin i1 cos i1 ) / 2
４、东位移：Ei Li(sin i sin i sin i1 sin i1) / 2
５、井底垂深：HE Hi
定向井水平井钻井完井工艺技术进展课件(PPT 161页)
定向井、水平井 钻井完井工艺技术进展
长庆油田公司油气工艺研究院 二○○九年六月
中国石油长庆油田分公司 Petrochina changqing oilfield company
提纲
定向井及水平井钻井、完井基础知识 定向井基础知识 水平井基础知识 完井基础知识
钻井井控要求 钻井、完井工艺技术新进展
中国石油长庆油田分公司 Petrochina changqing oilfield company
三、定向井井眼轨迹基本概念
造斜点(Kick off point):在定向井 中开始定向造斜的位置叫造斜点。通 常以开始定向造斜的井深来表示，其 测量单位为米。
造斜率：造斜率表示了造斜工具的 造斜能力，其值等于用该造斜工具所 钻出的井段的井眼曲率。
三、定向井井眼轨迹基本概念
（一）、定向井的基本要素 测深 ：井口至测点处的井眼实际长
，单位是米；Measured depth（MD)
井斜角 ：测点处井眼方向线（切线
，指前）与重力 线间的夹角，度。
N
Inclination（Inc ）.
OO
方位角：测点处正北方向至井眼方 向线在水平面投影线间夹角，度
azimuth
中国石油长庆油田分公司 Petrochina changqing oilfield company
三、定向井井眼轨迹基本概念
（一）、定向井的基本要素
N
OO
井斜变化率：井斜角对井深的变化率，度 /30米；(build rate,drop rate) 方位变化率：方位角对井深的变化率，度 /30米；walk rate
四、定向井轨迹设计
（五）、井身剖面类型的选择
3、直-增-稳-降-稳五段制剖面
长庆油田公司油气工艺研究院 二○○九年六月
中国石油长庆油田分公司 Petrochina changqing oilfield company
提纲
定向井及水平井钻井、完井基础知识 定向井基础知识 水平井基础知识 完井基础知识
钻井井控要求 钻井、完井工艺技术新进展
中国石油长庆油田分公司 Petrochina changqing oilfield company
三、定向井井眼轨迹基本概念
造斜点(Kick off point):在定向井 中开始定向造斜的位置叫造斜点。通 常以开始定向造斜的井深来表示，其 测量单位为米。
造斜率：造斜率表示了造斜工具的 造斜能力，其值等于用该造斜工具所 钻出的井段的井眼曲率。
三、定向井井眼轨迹基本概念
（一）、定向井的基本要素 测深 ：井口至测点处的井眼实际长
，单位是米；Measured depth（MD)
井斜角 ：测点处井眼方向线（切线
，指前）与重力 线间的夹角，度。
N
Inclination（Inc ）.
OO
方位角：测点处正北方向至井眼方 向线在水平面投影线间夹角，度
azimuth
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三、定向井井眼轨迹基本概念
（一）、定向井的基本要素
N
OO
井斜变化率：井斜角对井深的变化率，度 /30米；(build rate,drop rate) 方位变化率：方位角对井深的变化率，度 /30米；walk rate
四、定向井轨迹设计
（五）、井身剖面类型的选择
3、直-增-稳-降-稳五段制剖面
第七章-定向钻进技术ppt课件
（a）障碍物界外施工 （b）山高坡陡移位开钻 （c）充分利用海上平台
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5
（二）由于地质条件要求而使用定向钻进
（d）勘探陡 倾斜矿体
（e）避免多次 穿过复杂岩层
（f）强造斜岩 层将斜就斜
（g）矿层与围岩 产状不一，必须 人工造斜
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6
(三)由于工程技术需要而使用定向钻探 1．补取岩矿芯； 2．绕过孔内事故孔段或地下坑道及老窿； 3．打多孔底孔，增加矿芯量，出水量，出油量，地下爆破
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工作原理：
在孔内放置钻具并定向后，施加 压力，转动件Ⅰ上部沿花键8下移， 压力通过上凸肩11传给弹簧10和 外壳9，因此滑快4顶向孔壁，再 继续加压时，楔体3连同钻头1向 滑快移动的反方向偏移，锁紧齿 12脱开锁紧圈，之后就可回转钻 具，此时轴向压力仍然传给外壳， 滑块4和滚柱5切人孔壁岩石内， 并防止外壳转动，使偏斜力保持
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结构：
Ⅰ部件包括可伸缩杆7， 带有花 键8和上下出凸肩11和2，后者坐 于滚动轴承上。杆7带有锁紧齿 12及复位弹簧10，最下部接钻头 1。
Ⅱ部件包括带有锁紧齿的外壳 9，内装若干轴承，其下部有45 °斜面的两个楔体6和3，二者间 通过T形槽与滑快4连接，其上安 置滚柱5。
编辑版pppt
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4.螺杆钻 优点：结构简单、易损件少、工作可靠、维修方便；
转速与流量成正比，扭矩与泵压成正比，可获得小 转速大扭矩；
长度短，可做成弯外管型，有利于定向钻进。
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YL-54螺杆钻: 旁通阀1，螺杆马达2，万向节3等组成。 旁通阀的工作原理：
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定向井钻井技术直井段防斜打直ppt
定向钻井技术
直井(段)防斜打直
1
第一节
井斜的危害：
直井(段)防斜技术
1、在地质勘探方面：造成地质资料失真；打乱合理的地下井网 和开发方案。 2、在钻井施工方面：恶化钻柱工作条件；易造成井壁坍塌和卡 钻；易造成固井下套管困难和注水泥窜槽；纠斜侧钻增加成本。 3、在开发采油方面：影响分层开采；影响修井工作；影响采收
解：根据给定条件，可求得：
J =（dco4-dci4）/64 = 0.48×10-4 m4 ,
qm =1.6（1-d/ s）= 1.34 kN/m ,
c =（dh-ds）/2 = 0.0005 m
Lp = [(16C· E· J)/(Qm· sinα)]0.25 = 5.789 m 。
14
15
基本原理：
增大下部钻具组合的尺寸和刚度，近似“填满井眼”，防 止钻柱弯曲和倾斜。 方法：在下部钻具适当位置上安装3～4个扶正器。 扶正器尺寸：Δd=dh-ds=1.0 ～1.6 mm
10
常扶正器：抵抗侧向力，防止侧向切削和不对称切削。 中扶正器：保证中扶正器与钻头之间的钻柱不发生弯曲。其安
J
α--允许的最大井斜角，(°)
。
13
例题： 已知钻头直径 216mm ，扶正器直径 215mm ，钻铤钢材 的 杨 氏 模 量 为 2.0594×108kN/m2 ， 钻 铤 外 径 178mm ， 内 径 71.4mm ，钻井液密度 1.25 g/cm3 ，钻铤线重 1.6 kN/m ，允 许的最大井斜角3°，求中扶距钻头的最优长度。
3
4
2.地层可钻性的纵向变化 地层倾斜且软硬交错，钻头偏向垂直地层层面方向。
软地层
硬地层
硬地层
软地层
直井(段)防斜打直
1
第一节
井斜的危害：
直井(段)防斜技术
1、在地质勘探方面：造成地质资料失真；打乱合理的地下井网 和开发方案。 2、在钻井施工方面：恶化钻柱工作条件；易造成井壁坍塌和卡 钻；易造成固井下套管困难和注水泥窜槽；纠斜侧钻增加成本。 3、在开发采油方面：影响分层开采；影响修井工作；影响采收
解：根据给定条件，可求得：
J =（dco4-dci4）/64 = 0.48×10-4 m4 ,
qm =1.6（1-d/ s）= 1.34 kN/m ,
c =（dh-ds）/2 = 0.0005 m
Lp = [(16C· E· J)/(Qm· sinα)]0.25 = 5.789 m 。
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基本原理：
增大下部钻具组合的尺寸和刚度，近似“填满井眼”，防 止钻柱弯曲和倾斜。 方法：在下部钻具适当位置上安装3～4个扶正器。 扶正器尺寸：Δd=dh-ds=1.0 ～1.6 mm
10
常扶正器：抵抗侧向力，防止侧向切削和不对称切削。 中扶正器：保证中扶正器与钻头之间的钻柱不发生弯曲。其安
J
α--允许的最大井斜角，(°)
。
13
例题： 已知钻头直径 216mm ，扶正器直径 215mm ，钻铤钢材 的 杨 氏 模 量 为 2.0594×108kN/m2 ， 钻 铤 外 径 178mm ， 内 径 71.4mm ，钻井液密度 1.25 g/cm3 ，钻铤线重 1.6 kN/m ，允 许的最大井斜角3°，求中扶距钻头的最优长度。
3
4
2.地层可钻性的纵向变化 地层倾斜且软硬交错，钻头偏向垂直地层层面方向。
软地层
硬地层
硬地层
软地层
《定向钻井技术》课件
标准化和规范化
定向钻井技术将逐渐建立和完善相关 标准和规范，促进技术的规范化和标 准化发展。
06
定向钻井技术的应用实例
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
油气田定向钻井实例
总结词
油气田定向钻井技术是定向钻井技术应用的重要领域，通过 定向钻井技术，可以高效开发油气资源，提高采收率。
详细描述
定向钻井技术在地热能开发中应用广泛，主要用于地热井的钻进。通过精确控 制钻头方向和轨迹，实现地热资源的有效开发，同时减少对周围环境的破坏和 污染。
其他领域定向钻井实例
总结词
除了油气田和地热能开发领域，定向钻井技术还广泛应用于其他领域，如水井、桩基孔、地下管道等 。
详细描述
在水井钻进中，定向钻井技术可以控制钻头方向和轨迹，实现水资源的有效开发。在桩基孔钻进中， 定向钻井技术可以提高桩基的稳定性和承载能力。在地下管道建设中，定向钻井技术可以实现管道的 精确铺设和连接。
详细描述
定向钻井技术在油气田开发中应用广泛，主要用于水平井、 大斜度井和对接井的钻井。通过精确控制钻头方向和轨迹， 实现水平段或斜度较大的井段的高效钻进，从而增加油藏暴 露面积，提高采收率。
地热能开发定向钻井实例
总结词
地热能开发定向钻井技术是利用地热资源的重要手段，通过定向钻井技术，可 以高效开发地热资源，减少环境污染。
定向钻井的测量仪器
01
测量仪器是定向钻井中用于监测和记录钻孔信息的 设备。
02
它能够实时监测钻头的位置、方向、深度等信息， 为施工人员提供准确的钻孔数据。
03
测量仪器的精度和可靠性对定向钻井的精度和效率 具有重要影响。
04
石油钻井定向井基础知识讲座PPT课件
第37页/共43页
五、今后发展方向
压力传感器/ 译码装置
旋转导向系统
信号通过立管 向井内系统传 输
地面计算 机 地面控制闭环系 统
旁通启动系统
第38页/共43页
五、今后发展方向
➢PowerDrive系统及其指令设置
第39页/共43页
五、今后发展方向
➢旋转导向钻井系统
可变径稳定 器
滑动导向控制
旋转导向控制
（二）水平井应用实例
黄盐平1井是江汉油田首口设计施工的采卤连通水平井， 准确命中B靶与王东12-13井直接连通。完钻井深2358m，水平 段长198m，实钻垂深与设计相差0.3m，A点靶心距1.14m，B点 钻入王东12-13井半径为3m的溶腔中，实现了不用压裂，两井 直接连通的目的。
第31页/共43页
第34页/共43页
四、现场工艺技术
黄盐平1井井眼轨迹图
第35页/共43页
内容
一、定向井、水平井国内外发展现状 二、基本技术术语 三、常用工具、仪器 四、现场工艺技术 五、今后发展方向
第36页/共43页
五、今后发展方向
旋转导向钻井技术
定向井钻井工具最重要的发展趋势之一就是用 旋转导向钻井系统(Steerble Rotary Drilling System)取代常规转盘钻井系统。目前，国外定向 井钻井轨迹已从单纯通过起下钻更换下部钻具组合 来改变方位和井斜的阶段,进入到利用电、液或泥 浆脉冲信号从地面随时改变方位和井斜的阶段,使 定向井、水平井进入了真正的导向钻井方式。
第33页/共43页
四、现场工艺技术
3、水平段 水平段从A点到B点，靶框为逐渐变小的楔形靶，
且全部在纯盐岩层中钻进，由于B点垂深只下移 0.3m ，基本是平直的，从A点开始下入1°单弯+欠尺 寸稳定器，通过复合钻进，保持稳斜效果，使井斜控 制 在 88.5° ～ 90 ° ， 对 准 靶 心 钻 进 。 复 合 钻 进 到 2358m ， 钻 时 由 8min/m ， 突 然 下 降 到 2min/m ， 泵 压 由 16MPa降到14MPa，钻具放空，证实已钻入王东12-13井 的溶腔中。
五、今后发展方向
压力传感器/ 译码装置
旋转导向系统
信号通过立管 向井内系统传 输
地面计算 机 地面控制闭环系 统
旁通启动系统
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五、今后发展方向
➢PowerDrive系统及其指令设置
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五、今后发展方向
➢旋转导向钻井系统
可变径稳定 器
滑动导向控制
旋转导向控制
（二）水平井应用实例
黄盐平1井是江汉油田首口设计施工的采卤连通水平井， 准确命中B靶与王东12-13井直接连通。完钻井深2358m，水平 段长198m，实钻垂深与设计相差0.3m，A点靶心距1.14m，B点 钻入王东12-13井半径为3m的溶腔中，实现了不用压裂，两井 直接连通的目的。
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四、现场工艺技术
黄盐平1井井眼轨迹图
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内容
一、定向井、水平井国内外发展现状 二、基本技术术语 三、常用工具、仪器 四、现场工艺技术 五、今后发展方向
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五、今后发展方向
旋转导向钻井技术
定向井钻井工具最重要的发展趋势之一就是用 旋转导向钻井系统(Steerble Rotary Drilling System)取代常规转盘钻井系统。目前，国外定向 井钻井轨迹已从单纯通过起下钻更换下部钻具组合 来改变方位和井斜的阶段,进入到利用电、液或泥 浆脉冲信号从地面随时改变方位和井斜的阶段,使 定向井、水平井进入了真正的导向钻井方式。
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四、现场工艺技术
3、水平段 水平段从A点到B点，靶框为逐渐变小的楔形靶，
且全部在纯盐岩层中钻进，由于B点垂深只下移 0.3m ，基本是平直的，从A点开始下入1°单弯+欠尺 寸稳定器，通过复合钻进，保持稳斜效果，使井斜控 制 在 88.5° ～ 90 ° ， 对 准 靶 心 钻 进 。 复 合 钻 进 到 2358m ， 钻 时 由 8min/m ， 突 然 下 降 到 2min/m ， 泵 压 由 16MPa降到14MPa，钻具放空，证实已钻入王东12-13井 的溶腔中。
《定向钻井技术》PPT课件
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
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
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
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
(三) 井眼防碰技术
我们必须做得更好
精心做好每件事
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
此图属于侧钻井
第一个井眼黄色线 第二个井眼黑色线 第三个井眼红色线 第四个井眼兰色线
我们必须做得更好
精心做好每件事
此图属于水平分支井
分支井眼 主井眼
我们必须做得更好
精心做好每件事
此图属于新井眼
兰色线为老井眼
我们必须做得更好
绿色线为新井眼
精心做好每件事
如何防止新井眼的产生呢？
我们必须做得更好
精心做好每件事
Landmark软件提示
我们必须做得更好
精心做好每件事
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
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
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
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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
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
此图属于侧钻井
第一个井眼黄色线 第二个井眼黑色线 第三个井眼红色线 第四个井眼兰色线
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此图属于水平分支井
分支井眼 主井眼
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此图属于新井眼
兰色线为老井眼
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绿色线为新井眼
精心做好每件事
如何防止新井眼的产生呢？
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精心做好每件事
Landmark软件提示
《定向钻进》PPT课件
绪论
一、定向钻井的开展情况
我国定向钻进始于五十年代。
1956年，玉门油田钻成第一口定向井； 60年代，四川油田采用多种型式涡轮钻定向钻进试验； 70年代，海洋定向钻进迅速开展，渤海油田打丛式井， 一个平台施工多达12口定向井。
绪论
一、定向钻井的开展情况
国内固体矿产勘探方面
1956年，江西德兴铅锌矿施工一批初级定向孔；
80年代，为准确控制定向井井身轨迹，提高中靶精度， 随钻测量技术〔Measurement While Drilling〕出现， 并广泛应用。由于电子计算机广泛应用，出现计算机 辅助钻进〔Computer Aids Drilling〕。
绪论
一、定向钻井的开展情况
固体矿产定向钻进 50年代，美国才使用造斜楔whipstock； 60年代，前苏联成功研制各类型连续造斜器。
绪论
二、定向钻进的特点
3、定向钻进存在问题
〔1〕造斜时间长增加工序； 〔2〕降低钻进速度； 〔3〕增加钻杆柱磨损，钻杆柱易折断； 〔4〕造斜费用高； 〔5〕增加管理难度。
绪论
三、定向钻进的使用范围
1、地表条件要求
〔1〕勘探埋藏在湖泊、沼泽、城镇、大型建筑物下部物体； 〔2〕海上进展钻探，充分利用平台；
钻孔轴线各点的顶角、方位角、孔深 见矿点〔靶点〕的垂深和水平位移 曲线段的曲率和弯曲强度
钻孔轴线的遇层角
第一章 定向钻孔轨迹设计
第一节 定向钻孔的空间要素
一、空间要素
1、根本要素 定向钻孔轴线各点的顶角、方位角和孔深称为根本要素。
设计轨迹
直线 曲线 直线+曲线
平面型 空间型
绪论
二、定向钻进的特点
1、定向钻进定义 采用一定的技术手段，按照一定的设计轨迹， 到达预定的钻探目标，叫定向钻进。
《钻井定向钻井》课件
按控制技术
• 磁定向钻井 • 测斜定向钻井 • 惯性定向钻井
定向钻井的应用场景
1
海上油气钻井
定向钻井技术在海上油气钻井中广泛应用，实现了多井同台、高效开发。
2
复杂地质条件
定向钻井技术使得在地下复杂地质条件下的油气勘探和开采更加可行。
3
高效石油开发
定向钻井可以提高石油开采效率，降低成本，实现更加可持续的石油资源开发。
《钻井定向钻井》PPT课 件
定向钻井是一种钻井技术，通过调整钻井井眼的方向和位置，使其沿指定路 径钻进地下。
什么是定向钻井？
1 技术概述
定向钻井是指改变钻井井眼方向，将钻井井眼定向到斜井、水平井和方向井。
2 应用领域
广泛应用于油气勘探开发、地热能利用、水资源开发等领域。
定向钻井的历史和背景
发展起源
定向钻井的工程设计流程
井眼轨迹设计
根据油气田勘探开发需求，设计 井眼的路径和方向。
钻井井具选择
选择适合井眼轨迹要求的钻具， 包括钻头、钻杆等。
实时数据采集
使用测斜仪等工具采集井下数据， 并通过实时传输进行监测。
定向钻井的技术方法和工具
1 磁定向钻井
通过磁场感应设备测量地 磁场的变化，确定钻头在 空间中的方向。
பைடு நூலகம்
环保节能
利用定向钻井技术减少垂直井 的钻井数量和环境污染。
2 惯性定向钻井
通过加速度计和陀螺仪等 惯性测量装置，测量井眼 的方向和位置。
3 测斜定向钻井
利用测斜仪测量井眼的倾 角和方位角，确定井眼的 方向和位置。
定向钻井的发展趋势与前景
自动化
定向钻井技术将更加自动化， 提高精确度和施工效率。
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我们必须做得更好
精心做好每件事
误差不是人为能够控制的，它直接 影响到防碰扫描距离，及安全系数。平台 设计中已考虑了一些防碰问题，如造斜点 错开50米、避免井眼交叉、绕障设计、钻 井顺序等，但是，只考虑这些是远远不够 的。在实际作业中，还有好多人为控制上 的误差和技术上不能达到的因素。如隔水 导管是不可能打直的、防斜打直的直井段 也不是直的。
将表层轨迹的最后一个点的数据，直接推测到造
斜点，进行防碰扫描，扫描结果没有碰撞危险，
放松了井眼轨迹的控制，这种做法是不可取的。
新钻进井段没有测斜数据，有可能向临井靠近。
造斜结束前的井段，每一口井都要认真的监测。
翻阅国内钻穿套管的案例，所有事故都是在感觉
钻进安全的情况下发生的。预测有碰撞危险的井，
采取了周密、合理的防碰措施，没有发生一起事
精心做好每件事
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
F9井与14井防碰绕障图
实测轨迹线
F9井 14井
设计轨迹线
我们必须做得更好
精心做好每件事
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。 ➢软件计算误差等。
故。碰撞套管的事故在一般情况下是可以预防的。
我们必须做得更好
精心做好每件事
碰撞事故案例总结
• 钻井顺序的改变。没有执行丛式井钻井原 则。
• 表层轨迹没有数据。没有进行防碰扫描。 • 对防碰安全问题没有引起足够的重视，缺
乏防碰危险的意识。 • 没有彻底实行防碰措施。
我们必须做得更好
精心做好每件事
碰撞危险大的井处理措施
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精心做好每件事
(一) 丛式井平台设计
我们必须做得更好
精心做好每件事
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
丛式井设计资料
岩屑含有铁屑。 • 邻井套管有撞击声。
我们必须做得更好
精心做好每件事
(四) 防新井眼技术
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精心做好每件事
新井眼说明
新井眼俗称“裤衩”井，它主要 出现在井眼曲率变化大或井眼垮塌的井段， 下钻遇阻通过划眼人为的划出一个无目的 脱离原井眼的新井眼的事故井称为“裤衩” 井。下面的图形不属于“裤衩”井，造成 的原因是井下复杂，填井侧钻。
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精心做好每件事
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。
我们必须做得更好
精心做好每件事
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
3X4结构的丛式井平台
我们必须做得更好
精心做好每件事
渤海某个丛式井平台靶点位置
渤海某个丛式井平台水平投影图
设计完的槽口图
(二) 浅层造斜技术
我们必须做得更好
精心做好每件事
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。
• 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。
我们必须做得更好
精心做好每件事
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
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。 • 造斜点深度的选择。根据位移、井斜、
• 旋转钻进碰撞套管时，钻压升高，机械钻 速降低，扭矩变化大。旋转钻进判断是否 碰撞套管是比较容易的。有时候，技术部 要求先钻腰部的原则使套管碰撞几率提高， 就是这个原因。
我们必须做得更好
精心做好每件事
腰部井位
钻进时碰撞套管的现象(续)
• MWD测斜时Btotal值超出正常值。 • 返出的岩屑水泥含量高，非常严重时
• 岩屑描述。分析岩屑中水泥的含量， 含量低，说明已逐渐脱离危险井段； 含量高说明防碰的危险还没有解除。
• 在危险井段，不能在同一点长时间循 环，避免产生大肚子和磨套管现象。
我们必须做得更好
精心做好每件事
钻进时碰撞套管的现象
• 滑动钻进碰撞套管时，在恒定钻压情况下， 钻压升高，机械钻速降低，钻时越来越慢， 钻压有增无减。遇到这种情况要立即关泵 并提离井底5米以上，等待公司意见。
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2X2、 4X4发展到5X7、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
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 打桩机打入的，控制井斜的垂直度是很困难的， 但在施工中要制定标准，按照标准执行。
• 直井段的防斜打直。一味的追求进尺，忽略了 防碰安全的重要性，这种做法是很危险的。
• 人为因素。一两个平台没有发生事故，就认为 存在的问题可以忽视了，该采取的措施也不执 行了，侥幸心理严重。
防碰措施
误差是客观存在的，不可改变的因素。 要避免套管碰撞，就要按照目前掌握的 技术，制定出详细的措施：
1、直井段尽量吊直。利用大钟摆钻具， 轻压吊打，在直井段不可追求机械钻速， 特别是夹层段。钻完后要测多点和陀螺， 把数据输入计算机进行防碰扫描。
我们必须做得更好
精心做好每件事
防碰措施(续)
2 、预测碰撞危险。有的定向井工程师，习惯
• 采用牙轮钻头钻进。利用牙轮钻头与 PDC钻头不同的切削原理，防止钻头对 套管的破坏。
• 控制造斜率。对于外排井采用较大的马 达弯角，提高造斜率，尽快脱离平台； 对于内排井，不需要高造斜率，控制的 重点是脱离危险的方向。
我们必须做得更好
精心做好每件事
碰撞危险大的井处理措施(续)
• 控制钻压和排量，造斜钻进时要保持 恒定钻压和排量，密切注意指重表的 变化、钻速的快慢。
我们必须做得更好
精心做好每件事
Landmark软件提示
我们必须做得更好
精心做好每件事
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
我们必须做得更好
精心做好每件事
结论
前面介绍了一些高密度丛式井设计、 施工常常遇到的问题和处理方法。密集 型丛式井设计、施工是一个严密的系统 工程，对整个平台的作业中起着举足轻 重的影响，一个环节处理不当，就会造 成事故，解决得当就会带来上千万的经 济效益。消除施工中一些重大的潜在事 故，是定向井工作者的责任。健康、环 保、安全、优快、低耗永远是我们永久 追求的目标。
我们必须做得更好
精心做好每件事
偏斜数据计算
仔细看看上面一组数据，井斜0.3度位移 1.18米，平台槽口距只有1.7，如果整个平台 中每口井直井段，井斜全部控制在0.5度之内， 各井套管之间的位置，是否和设计一样的规矩。
我们必须做得更好
精心做好每件事
直井段实际轨迹投影图
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
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
Hale Waihona Puke 精心做好每件事(三) 井眼防碰技术
我们必须做得更好
精心做好每件事
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。