《定向钻井技术》PPT课件

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。
• 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。
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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
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(一) 丛式井平台设计
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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。
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丛式井设计资料
• 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。
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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。
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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。
井身结构等因素合理的选择造斜点深 度。
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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。
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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。
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
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。
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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
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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。
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。
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防碰措施(续)
2 、预测碰撞危险。有的定向井工程师，习惯
• 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。
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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
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如何防止新井眼的产生呢？
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感谢下 载
岩屑含有铁屑。 • 邻井套管有撞击声。
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(四) 防新井眼技术
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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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Landmark软件提示
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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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故。碰撞套管的事故在一般情况下是可以预防的。Leabharlann Baidu
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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。
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碰撞危险大的井处理措施
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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 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。
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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。
1、引起重视，遇到下钻遇阻情况，必须由钻井监督和定向井 工程师进行解决。
2、滑动井段下钻遇阻，切忌随意开泵划眼。 2.1 将钻具提离遇阻点10米左右，将钻具转动90度，快速下
放钻具；如果通不过，反复旋转90试下放。 2.2 提离遇阻点10米左右，开泵循环出工具面，将马达高边
调到井眼高边(滑动时的工具面角度)，停泵下放钻具试通 过，通过后倒划眼修整井眼。 2.3 将钻具提离遇阻点，开泵低排量、低转速划眼，钻压要 小于本井段钻进钻压，划眼速度高于钻进时机械钻速的3倍 以上。通过后提高排量倒划眼。
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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。
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直井段实际轨迹投影图
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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。
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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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3X4结构的丛式井平台
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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
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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。
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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
实测轨迹线
F9井 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。 ➢软件计算误差等。
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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。
• 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。
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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。
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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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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、