大位移井钻井技术
大位移钻井技术
大位移钻井技术一、大位移井钻井技术综述：随着定向井、水平井钻井技术的发展，出现了大位移井，大位移井的定义一般是指井的位移与井的垂深之比等于或大于2的定向井，也有指测深与垂深之比的。
大位移井具有很长的大斜度稳斜段，大斜度稳斜角称稳斜航角，稳航角大与60度。
由于多种类型的油气藏需要，从不变方位角的大位移井又发展了变方位角的大位移井，这种井称为多目标三维大位移井。
1、大位移井的用途：1）用大位移井开发海上油气田，大量节省费用。
2）近海岸的近海油田，可钻大位移井进行勘探、开发。
3）不同类型的油气田钻大位移井可提高经济效益。
4）使用大位移井可以带替复杂的海底井口开发油气田，接省投资。
5）些油气藏在环保要求的地区，钻井困难。
利用大位移井可以在环保要求不太高的地区钻井，以满足环保要求。
2、大位移井关键技术：1）扭矩与阻力 2）柱设计3）稳定 4)眼净化 5）管需要考虑的问题二大位移近水平井的特点：随着水平井钻井技术在国内的开展，水平井轨迹控制工艺技术也日益提高；大位移近水平井如何准确命中目的层的靶窗，如何控制靶前位移的大小与方位，是大位移近水平井设计和施工技术的关键。
1．大位移近水平井目的层的特点与常规中半径水平井相比，大位移近水平井具有高难度、高投入、高风险的特点，但是一口成功的大位移近水平井，能实现远距离的开发目的，既节约投资，又能获得好的效益。
大位移近水平井开发的区块具有以下特点：(1)断区块组合油藏；(2)探区边界油藏。
２．大位移近水平井的钻井难点(1)区块复杂，着陆控制、稳斜段长控制难度大；(2)对钻井装备、钻井液设备要求高；(3)钻具、监测工具、仪器等针对性强，技术含量高；(4)要求钻井液有很强的润滑性、悬浮能力和携砂能力，并能保持井眼稳定；(5)对防喷、防漏和保护油气层、固井质量、完井技术的要求高；(6)井下恶劣条件与随钻测量仪器和动力钻具使用的矛盾十分突出；(7)井眼轨道的预测、控制难度大，需要有高质量的应用软件和高素质的工程技术人员。
第十章 大位移井技术
第十章大位移井技术第一节大位移井意义及挑战一．大位移井定义大位移井即水平位移与垂深之比大于或等于2的，或者水平位移超过3000m的井。
但在深水井中概念稍许变化，称为深水大位移井，但其水垂比不能沿用常规大位移井大于或等于2的概念。
二．大位移井的历史目前世界记录是BP公司在Wytch农场钻的M16井：总井深=11，277m，水平位移=10，727m，TVD=1636m，水垂比=6.55；海上水平位移最大记录：澳大利亚的Goodwyn A18井：水平位移=8，306m，总井深=9，277m；国内西江24-3-A14井总井深=9，238m，TVD=2，985m，水平位移=8，062.7m，水垂比=2.7。
三．大位移井的主要作用1）水平位移大，能较大范围控制含油面积，开发相同面积的油田可以大量减少海上钻井平台的数量；2）省建人工岛和固定平台的费用；3）大位移井勘探开发近海油田，距海岸10km左右近海油田，均可从陆地用大位移井勘探开发；4）用大位移井代替海底井，不用海底设备，节省大量投资；四．钻大位移井的技术挑战1）井眼清洁；2）高摩阻扭矩，需要高抗扭抗拉和耐压钻杆；3）大斜度长裸眼稳斜段，套管的安全顺利下入；4）平台设备能力配套与常规井差别，常规超深井考虑钻机的动力和提升载荷能力，而大位移井侧重考虑水力和顶驱输送扭矩能力；5）井斜大，裸眼段长，井眼侵泡周期时间长，影响井壁稳定性；6）普通井的经验很多不适合大位移井，大位移井一旦出现失误，惩罚比普通井严重；7）储层埋藏深度不确定性和仪器精度误差对钻井轨迹调整影响；8）钻杆伸缩性大，在接近完钻深度只能单根钻，对复杂情况处理活动空间小。
第二节大位移井井眼清洁井眼清洁在大位移井中是个很关键的因素，制约大位移井延伸能力。
斜井清洁跟直井区别很大，至少需要比直井很长的循环周时间，而且在程序方法处理上也大大不同，随着井斜的增加，井眼清洁难度加大，岩屑上返更加困难，需要循环时间更长。
大位移井钻井技术
危害：钻速降低，钻头寿命降低，钻柱的强度安全系数降 低，钻进能力降低；粘滑振动还会激发起钻柱的其他振动， 特别是横向振动，危害也很大。
解决办法：采用旋转回馈系统，也称为软扭矩系统。 国外已经有产品，是荷兰人研究的。 我国应早研究解决。石油大学已经在理论上和原理上 进行了大量工作，下步研究需要协作。
2.2 测量与轨迹控制问题
随钻测斜，是准确控制井眼轨迹的前提条件。大位移井更 不能用电缆测量，MWD已经成为常规方法 。 随钻测井，是准确控制井眼进入预定的目标层的前提条件。 在大位移井中，LWD(FEWD)也应该成为常规方法 。 由于井很深，不宜频繁起钻更换钻具组合。还要有能在井 下及时变更组合性能的手段。初期用遥控可变径扶正器， 目前使用旋转导向钻井系统。一套钻具组合下去，可完成 增斜、稳斜、降斜、扭方位等各种轨迹控制要求。
XJ24-3-A14井轨道设计
（2）XJ24-3-A14井泥浆降摩阻摩扭技术
① 采用了低毒油基泥浆（商品名称：VersaClean）
提高油水比：试验表明，90：10的油水比与62：38的油水 比进行比较，前者比后者摩阻降低50%。 实际应用：在12-1/4“井眼，油水比为75：25；在81/2“井眼，油水比为85：15。 使用塑料小球：据试验，可降低摩阻摩扭15%。 从井深7248m开始用，井深超过9000m后，每钻一个 立柱，加入塑料小球约123公斤。
实现钻杆接头的应力平衡
在旋转条件下，随着井斜角的增大，钻柱的拉力 将减小，而扭矩将增大。
实现钻杆接头的应力平衡
以NC-50 (411×410)接头为例，公接头内径为43/4“时
若上扣扭矩为30千
磅英尺，则承拉能 力为200千磅；
若上扣扭矩为25千
大位移井钻井技术
① 工程设计人员先根据油藏地质部门提供的基本 数据计算出靶点数据，然后根据地质及地层情况、 中靶要求、现有设备及工具仪器的能力、可能使 用的钻柱和底部钻具组合特性等，给出造斜点深 度、稳斜角及造斜率等参数的可用范围；
② 对于各种曲线的轨道（圆弧轨道、双圆弧轨 道、悬链线轨道、修正悬链线轨道及恒变增曲率 曲线轨道等），分别改变造斜点深度、稳斜角及 曲线曲率等几个对轨道剖面形状影响较大的参数， 设计出一系列的轨道；
大位移井钻井技术 主讲：都振川
第一章 大位移井定义
及应用现状
一、开题意义及国内外现状
大位移井ERD（Extended Reach Drilling），目前国际上比较认同的 定义是水平位移与垂深之比大于2的 定向井、水平井。
垂 直 井 深
水平位移
大位移井技术起始于20年代,•近年来在世界范 围内得到广泛地应用,•90年代以来，在滩海油气田 开发中显示出巨大的潜力。
目前国际上已基本形成钻大位移井成熟的配 套技术，具体表现在：
1）世界上每年完成的大位移井数量在成倍增加， 且钻井周期越来越短，钻井成本明显降低。
2)控制实钻轨迹的手段更加先进，测量仪器录取数 据也由单一的井身参数向地质参数和油藏特性描述 等多方面发展。
3)研制成钻大位移井的多种井下工具系列。
4）已形成保持井壁稳定和井眼清洁的大位移井泥 浆体系。
主要用于开发海上或浅海滩涂油田
我国有广阔的海岸线和丰富的浅海滩涂油 气藏，仅胜利油田沿海岸长达414公里， 海上和滩海有着丰富的石油资源，已发现 十几个油气田，对于沿岸极浅海域的勘探 开发条件都十分困难，无论是从陆地还是 从海上进行勘探开发，大位移井无疑都是 一种有效的选择方案。钻大位移井可以实 现海油陆采、节省建平台或人工岛的投资。 在该地区钻大位移井一定能带来巨大的经 济效益。
大位移钻井技术
大位移钻井技术近几年来，随着钻井工艺技术及钻井装备、工具、软件等技术的发展，诞生了大位移定向井，它的出现，为海洋平台钻井及在陆上开发滩海油气资源开辟了一条新途径，与其他井型相比，这项技术在油气勘探开发中起到了投资少、见效快和其它钻井方法无法替代的作用。
第一节国内外大位移井发展及技术现状所谓大位移井世界上并无确切的定义，最初认为水平位移超过3000米或水平位移与垂深之比大于1的井即为大位移井，随着钻井及相关技术的发展，目前比较通用的概念是位移于垂深之比大于或等于2的井称为大位移井。
井斜大于或等于86度的大位移井称为大位移水平井。
由于各种原因使得方位发生变化的大位移井，称为三维大位移井。
大位移井始于20年代，随着科学技术和水平井钻井技术的不断发展，80年代大位移井才得到快速发展，九十年代以来，大位移井已经在油气勘探和开发中显示出其巨大的潜力。
美国、挪威、澳大利亚、英国等几个国家先后钻成了一批有代表性的大位移井，位移与垂深之比大多都大于2，有的大于5，并取得了很好的经济效益。
Unocal公司在美国加利福尼压近海Dos Cuadras油田C平台上成功地钻了9口非常浅的水平位移很长的油井。
其中C-29井和C-30井创造了当时的最高纪录。
Ｃ－２９井高峰日产量１１３吨／天，储层内长度９４２米，总垂深层９３米，水平位移１１５６米，位移、垂深比３.９５Ｃ－３０井储层内长度１３４８米，垂深与位移之比达到了５.０５。
英国ＢＰ石油公司和斯伦贝谢公司在北海Wytch Farm油田成功地钻了数口大位移水平井，开创了利用大位移井技术开发整装油田的范例。
其中１９９２年完成的Ｆ１９井水平位移５００１米，总井深５７５７米，水平位移、垂深比创当时欧洲纪录。
ＢＰ石油公司于１９９８年１月在英国南部的Wytch Farm油田完成的Ｍ１１井是目前世界上水平位移最大的大位移井，其水平位移达１０１００米，日产量高达２０，０００b/d 1997年6月，中国海洋石油总公司与美国菲理普石油公司合作在南海东部完成了一口当时世界上水平位移最长的水平井西江24-3-A14井，完钻井深9238米，垂深2985米水平位移8062.7米。
中国近海高水垂比大位移钻井关键技术研究及应用
中国近海高水垂比大位移钻井关键技术研究及应用一、引言中国近海地区的高水垂比大位移钻井是一项关键技术，其应用于海上石油勘探和开发中具有重要的意义。
本文将从技术研究和应用两个方面，探讨中国近海高水垂比大位移钻井的关键技术，并介绍其在实际项目中的应用情况。
二、技术研究2.1高水垂比大位移钻井的定义高水垂比大位移钻井是指在海洋平台上进行的一种特殊钻井方式，其特点是水深较大，井身深度较大，钻进速度要求较高。
这种钻井方式需要克服水下复杂环境和作业条件限制，因此需要研究和发展一系列关键技术。
2.2钻井液体系技术钻井过程中，钻井液的性能和稳定性对保障钻井安全和提高钻进速度起着重要作用。
在高水垂比大位移钻井中，由于水深较大，海洋环境复杂，需选择适合的钻井液体系，保持其性能的稳定性。
本研究对各种钻井液体系进行实验，以选取适合高水垂比大位移钻井的钻井液体系。
2.3钻井中工具技术由于高水垂比大位移钻井存在水深较大和井身深度较大的特点，因此需要研究和开发适用于该环境的钻井工具。
本研究对不同类型的钻井工具进行了评估和选择，并对其进行修改和优化，以适应高水垂比大位移钻井的需求。
三、应用情况3.1某项目案例分析通过对某项目的实际应用进行案例分析，可以更好地了解高水垂比大位移钻井关键技术的应用情况。
该项目选择了适合高水垂比大位移钻井的钻井液体系和钻井工具，在完成钻井过程中取得了良好的效果。
本文对该项目的应用情况进行详细介绍，并分析其效果和优势。
3.2应用前景展望高水垂比大位移钻井技术在中国近海地区具有广阔的应用前景。
随着海上石油勘探和开发的不断深入，对安全、高效的钻井技术的需求也越来越大。
本文对高水垂比大位移钻井技术的应用前景进行了展望，并提出了进一步研究的方向和建议。
结论中国近海高水垂比大位移钻井是一项具有重要意义的技术，在海上石油勘探和开发中起着关键作用。
本文对该技术的关键技术进行了研究，并介绍了在实际应用中的情况。
通过案例分析和应用前景展望，可看出高水垂比大位移钻井技术在中国近海具有巨大的发展潜力。
大位移井
(1). 管柱的摩阻摩扭问题
解决起下钻摩阻问题的方法： –
– –
使用顶部驱动，起下钻时可适当旋转 钻柱，改变摩阻方向(倒划眼时要特别 谨慎)； 改善泥浆的润滑性 优化井眼轨道形状，减小摩阻； » 国外用悬链线轨道或准悬链线； » 提高造斜点，降低造斜率； » 控制稳斜角：αK=ATN(1/μ) ；
桩 314 井
完钻井深：3750米 完钻垂深：2632.44米， 水平位移：2051.55米，
郭斜11井
完钻井深：2432米 完钻垂深：1400米 水平位移：1626.22米 垂深与水平位移之比：1：1.161
垂深与水平位移之比是当时国内最大 的
国外六口大 位移井的技术指 标及钻井情况
四、大位移井的关键技术
大位移井的主要用途是油藏所
在的地球表面上: – 难以建立钻井井场， – 建立井场需要花费很大代价， 从距离很远的已有的陆上钻 井井场或水上钻井平台上向该 油藏钻探井或开发井。
1、大位移井的主要特点：
• 是水平位移大，能较大范围地 一
控制含油面积，开发相同面积的油
田可以大量减少陆地及海上钻井的
平台数量；
可在环境保护要求低的地区用大 位移井开发环境保护要求高的地区的 油气田。
三、大位移井的发展状况
大位移井始于本世纪20年代，由于 当时的技术限制，大位移井钻井技 术发展缓慢。进入80年代后半期， 随着相应的科学技术和其它钻井技 术的发展，如水平井、超深井钻井 技术等，大位移井钻井技术才迅速 发展起来。
XJ24-3-a14井对
套管磨损问题的解决
特别在弯曲井段，钻柱以
很大的正压力作用于套管 壁，在旋转时引起套管磨 损。 采用了“非旋转钻杆保护 器 ” （ NRDPP – NonRotating Drill Pipe Protector）。在套管保护 段，每根钻杆单根加一个。 这样在NRDPP与套管之间是 不旋转的，代之以NRDPP与 钻杆之间的旋转。 未使用NRDPP时，泥浆出口捞出大量铁屑，而且逐日增加。
大位移钻井技术
油公司的位 置 现已开发的 油田共有四 个：流花； 陆丰；惠州； 西江。
XJ24-3-A14井的目的和意义
XJ24-3-A14井的目的和意义
三 个 区 块 ：
XJ24-3 ， XJ30-2 ， XJ24-1 。前两 个是主力区块。 两个钻采平台， 每个平台可钻 井 分 别 为 30 口 和28口井 。生 产出来的油， 通过输油管线， 送到“南海开 拓号”油轮上。
三. 大位移井的基本问题
1. 管柱的摩阻摩扭问题
实现钻杆接
头的应力平 衡： – 在旋转条 件下，随 着井斜角 的增大， 钻柱的拉 力将减小， 而扭矩将 增大。
三. 大位移井的基本问题
1. 管柱的摩阻摩扭问题
实现钻杆接头的应力
平衡： – 以NC-50 (411×410) 接头为例，当公接 头内径为4-3/4“时， – 若上扣扭矩为30千 磅英尺，则承拉能 力为200千磅； – 若上扣扭矩为25千 磅英尺，则承拉能 力为450千磅；
量精度需用高精度的陀螺系统 进行校核。 采用的是“双轴速率陀螺”， 比普通单轴自由陀螺仪的精度 高5～10倍。 双轴速率陀螺，测井斜的误差 是0.05°，测方位的误差是 0.1°，长度测量误差是0.17％。 而且这种仪器的测量速度很快。
XJ24-3-a14井对
套管下入问题的解决
第二项技术是：套管漂浮技术。一个漂浮接箍可使一段套管中
空。从而减小对井壁的正压力。
XJ24-3-a14井对
套管下入问题的解决
套管漂浮接箍的工作原理：a. 漂浮状态，隔开上下；b. 压力剪断
上销钉，打开循环孔；c. 剪断下销钉，下行碰压。
三. 大位移井的基本问题
三. 大位移井的基本问题
大位移井的关键技术概述
大位移井的关键技术概述摘要：大位移井的施工涉及到多方面钻井技术，需要综合定向井、水平井、深井技术，除此之外由于多目标三维大位移井技术难度大、各方面要求均较高，其突出特点表现为井斜角较大、水平段较长，由此也会带来众多问题。
大位移井涉及到的重要技术有井身剖面设计、井眼轨迹控制、钻具设计、减少摩擦阻力及扭矩等。
为了进一步提高大位移井钻井技术，我们就必须解决好这些问题。
关键词：大位移井；关键技术；井深结构；井眼轨迹；钻柱；摩擦阻力1、引言大位移井顾名思义就是具有较大水平位移量的钻井设计，并且该类钻井往往同时具有高井斜稳斜井段长的特点。
通常情况下大位移井的水平位移量与垂深比大于2，可进一步细分为大位移水平井、特大位移井和三维大位移井。
大位移水平井的井斜要大于86°，特大位移井的水平位移量与垂深比大于3，三维大位移井是指为了满足地质上的特殊要求而在钻进过程中转变方位的钻井。
大位移井具有较高的经济效益，尤其是面对海上油气田的开采，大位移井在现阶段应用越来越为广泛。
例如英国的Watch farm油田用在岸上设计大位移井的开采方式取代人工造岛，节省了超过1.5亿美元的钻井费用，并且产量比直井更高，经济效果十分显著；挪威北海Sleipneer油田在开发阶段同样采用大位移井技术取代传统的直井设计，取得了巨大的经济效益。
但大位移井在钻进过程中具有较大的井斜、较长的水平段以及较大的摩阻，钻进过程中发生工程事故的比率较高，因而对于钻井工艺具有较大的要求。
对大位移井的关键技术进行充分分析有利于提高钻井效果、降低工程事故发生的概率。
2、大位移井的关键技术大位移井设计是一项多种钻井工艺配合的复杂的技术，具有难度大、工艺要求高的特点，体现了当今钻井技术的最高工艺。
在大位移井设计过程中需要重点对井身剖面设计、井眼轨迹控制、钻具设计、减少摩擦阻力及扭矩等方面进行控制。
2.1井身结构设计大位移井井身剖面结构设计过程中应着重注意以下几点：尽量增大大位移井的延伸长度、有效做到降低扭矩和摩阻、降低套管磨损程度、提高管具的下入性能。
大位移井钻井技术要点
分析岩石物理性质
测试并分析岩石的密度、 孔隙度、渗透率等物性参 数，为钻井工程提供基础 数据。
评价岩石可钻性
根据岩石硬度、研磨性等 特性，评价不同地层的可 钻性，为钻头选型提供依 据。
储层类型划分及含油气性评价
划分储层类型
根据岩性、物性、电性等资料，划分储层类型，如孔隙型、裂缝 型等。
评价储层含油气性
预测控制策略
建立井眼轨迹预测模型，提前预测和调整井眼轨迹，减少纠偏工作 量。
钻具组合优化
根据地层特点和钻井需求，优化钻具组合，提高钻井效率和轨迹控制 精度。
定向钻井技术应用
定向井技术
利用井下动力钻具和随钻测量仪器，实现井眼轨迹的精确控制。
水平井技术
通过造斜井段和水平井段的精确控制，实现储层的有效钻遇和高效 开发。
存在问题分析
复杂地质条件下的大 位移井钻井技术仍有 待进一步研究和提高 。
大位移井钻井过程中 产生的废弃物处理和 环境保护问题仍需关 注。
部分专用工具和设备 存在性能不稳定、寿 命短等问题，需要改 进和优化。
未来发展趋势预测
01
02
03
04
随着深海、深地等资源的开发 ，大位移井钻井技术将得到更
广泛的应用和发展。
轨迹控制难点分析
地层不确定性
地层倾角、岩性变化等地质因素导致井眼轨迹难 以预测和控制。
钻具组合复杂性
钻具组合的刚性和稳定性对井眼轨迹有显著影响 ，需合理选择和搭配。
钻井参数影响
钻压、转速等钻井参数的选择和调整直接影响井 眼轨迹的形成。
轨迹控制策略制定
地质导向钻井
根据地质目标和实钻数据，实时调整井眼轨迹，确保中靶率和储层 钻遇率。
大位移井
（ 4） 对于环境敏感的地区 ， 可以考虑采用大位 ） 对于环境敏感的地区， 移井技术，在环保要求相对不太高的地区钻井， 移井技术，在环保要求相对不太高的地区钻井， 以满足环保要求。 以满足环保要求。 推动大位移井向前发展的主要动力来自于高效 开发边际油田。以挪威的北海和英国的Wytch 开发边际油田。以挪威的北海和英国的 Farm油田为例，比较在边际油田上建平台或 油田为例， 油田为例 人工岛和利用大位移井技术两种开发方式， 人工岛和利用大位移井技术两种开发方式，可 以发现采用大位移钻井技术可以大大降低开发 成本（见表1-1）。 成本（见表 ）。
START OF HORIZ. 1957 m TVDRT TARGET (200 m x 200 m) +/- 1.5 m TVD
稳斜角80° 稳斜角80°。
+/- 3 m TVD
END OF 400 m HORIZONTAL AT 2967 MDRT
• 所谓大位移井（ERD），就是在原定向 所谓大位移井（ ），就是在原定向 ）， 井的基础上， 井的基础上，把井眼进一步向外延伸的 井。大位移井通常定义为水平位移与垂 直深度之比大于2.0以上的井 以上的井。 直深度之比大于 以上的井。
世界大位移井前4名排序 表1-3 世界大位移井前 名排序
名 次 垂深 水平位 测量深 移（m） 度（m） （ m ） 位 移 / 垂深比 作业者 井名 地 区
1
10114
10656
1650
6.13
BP
M-11
英 国 Wytch Farm 中国南海西江
2
8063
9238
2986
2.7
Phillips
大位移井的概念形成于20世纪 年代， 当时 大位移井的概念形成于 世纪20年代 ， 世纪 年代 是出于经济上的考虑想在美国加州享延顿海滩 从陆上钻大位移井开发海上油气田。 从陆上钻大位移井开发海上油气田。1984年， 年 澳大利亚巴斯A16井 ， 测量深度 井 测量深度5533m， 水平 澳大利亚巴斯 ， 位移4597m ， 这在当时水平位移是最大的 。 位移 1980年代末，随着水平井钻井技术的发展，包 年代末，随着水平井钻井技术的发展， 年代末 括 随 钻 测 量 技 术 （ MWD ） 、 井 下 动 力 钻 具 （PDM）、钻井液的润滑技术等日趋成熟，极 ） 钻井液的润滑技术等日趋成熟， 大地促进了大位移井钻井完井技术的发展。 大地促进了大位移井钻井完井技术的发展。
大位移井技术
大位移井钻井技术(一)90年代以来，国内外大位移井钻井技术的发展方向和趋势大位移井钻井技术代表了当今世界钻井技术的一个高峰，是一项综合性很强的技术。
近几年大位移井钻井技术的进展表现在：现代高新钻井技术(随钻测井技术LWD、旋转导向钻井系统SRD、随钻环空压力预测PWD等)在大位移井中的集成应用；三维多目标大位移井的出现；水平位移10000m超大位移井的钻成等方面。
大位移钻井的关键技术(1994年SPE69届年会)有：扭矩／摩阻；钻柱设计；井壁稳定；井眼净化；泥浆和固控；套管作业；定向钻井优化；测量；钻柱振动及钻机设备。
随着近4年大位移井的实施，大位移井钻井研究的重点和难点主要集中在以下几个方面：轨道设计；定向控制；水力学与井眼净化；套管漂浮技术。
90年代以来，为了使大位移井的水平位移逐渐延伸，国外钻井服务公司对计算软件和钻井工具进行了充分研究，先后开发研制了用于设计计算的剖面设计软件、摩阻／扭矩计算软件、水力参数计算软件、固井计算软件及导向马达、MWD、LWD、可控变径稳定器、漂浮下套管工具、非旋转钻杆保护器、水力加压器等钻井工具，使大位移钻井技术有了突飞猛进的发展，将水平位移从4000m 延伸到了10000m以上，持续不断地创出新的世界纪录(见表2-1)。
1999年钻成目前世界上位移最大的大位移井一M16井，水平位移为10728m，测量深度11287m。
图2-1为M16井井眼轨迹。
大位移井技术主要用于以较少的平台开发海上油气田和从陆上开发近海油气田，主要用在北海、英国WatchFarm油田和美国加州近海。
表2-1世界上排名前10位的大位移井国内常规定向井钻井技术已经成熟，目前已初步具备钻位移为3000m大位移定向井的技术能力。
近几年，国内也开始研制开发大位移井专用工具，如降扭工具、下套管工具等。
海洋石油钻井公司的大位移井钻井技术走在最前列，其大位移井工具主要以引进为主。
由于地面条件复杂及油藏构造的要求，大港油田钻定向井的数量居全国各油田之首，定向井技术水平亦居国内领先地位(见表2-2)，并创造了多项国内领先指标。
大位移钻井技术
3、大位移井的关键技术
3.4井壁稳定
研究井壁稳定的目的：计算钻大位移井所在区块的三条压
力剖面，为设计合理的钻井液密度提供理论依据。
此外还要寻求井壁稳定的钻井方向，研究不同井斜和方位
下井眼不稳定的风险。
影响大位移井井壁不稳定的因素
（1）泥浆密度范围小
Sv
Sv
（2）当量循环密度高
（3）抽吸压力和激动压力 （4）时间关系 （5）化学反应
大位移井的关键技术 1/ 摩阻扭矩 2/ 钻柱设计 3/ 轨道设计 4/ 井壁稳定 5/ 井眼清洗 6/ 固井完井
7/ 轨迹控制
3、大位移井的关键技术
3.1管柱摩阻和扭矩
摩阻扭矩分析是大位移井轨迹优化和钻柱优化的基础，同 时又是制约大位移井所能钻达水平位移极限的重要因素。
减少摩阻扭矩的途径包括： 1）优选井身剖面 2）增加钻井液的润滑性 3）使用减摩工具 4）使用旋转导向钻井系统
钻柱设计应考虑的因素 （1）尽量减小压差卡钻的可能性； （2）使用螺旋钻铤和螺旋扶正器； （3）尽量减少丝扣连接的数量； （4）采用井下可调稳定器； （5）减少在大斜度井段的加重钻杆； （6）选用高强度钻杆； （7）加压时尽量不使钻杆发生弯曲。
3、大位移井的关键技术
3.3轨道设计 轨道设计的原则：要求对所有参数进行优化，尽量降低井
3、大位移井的关键技术
3.7轨迹控制 在轨迹控制上旋转导向工具省时省力，且适合高转速，整
个钻井过程全为旋转钻进，钻井进尺快。
大位移井井眼轨迹控制技术的 最优方案应是：
小位移井段 “滑动导向钻具组合连续导向”
大位移井段 “旋转导向工具连续导向”的结合
大位移钻井技术
谢谢
垂
深
超级大位移井固井技术
超级大位移井固井技术现状一、国内目前超级大位移井基本情况中国南海东部石油公司与美国的PHILIPS和PECTEN石油公司合作钻成三口水平位移大于8000m的大位移井。
西江24—3—A14井, 创造了多项当时的世界先进指标, 水平位移8063m, 水平位移与垂深比为2.7, 垂直深度2986m, 测量深度9238m。
在固井技术方面, 主要采用的技术有:1.套管漂浮下入技术对于大位移井, 为了减少套管下入的摩阻力, 在下套管作业时采用漂浮接箍。
将下部一段套管掏空, 使套管在大斜度井眼中底边不会紧贴井壁。
使下套管的磨擦力大大降低, 有利于套管顺利下到预定位置。
从南海东部三口井95/8’’的实施情况来看, 有两口井成功, 有一口井失败, 说明这一技术固然好, 但存在一定风险, 特别是下套管中途遇阻后, 不能实现循环洗井, 可见该项技术有一定局限性, 需要我们进一步探索新的方法和技术。
2.漂珠固井技术漂浮固井技术就是利用比泥浆密度轻的水或柴油作为部份顶替液, 使下部套管在注入水泥浆后在浮力作用下, 保持一定居中的技术, 虽然没有详细介绍该项技术, 但在海上作业实施起来有一定难度。
3.采用了旋转尾管悬挂器固井技术利用旋转套管的办法达到清洗井内滞留岩屑或泥浆从而提高固井质量的目的。
4.套管居中技术为了保证固井质量, 套管居中是需首先考虑的问题, 南海东部A18井95/8’’套管扶正器使用情况: 5050-1506m两根加一只螺旋扶正器；1506-500m每根加一个螺旋扶正器。
500—井口, 每三根一只滚动扶正器。
从扶正器的使用量来讲较大。
5.井眼清洁技术井眼规则、干净, 尽可能携带出岩屑也是保持固井质量的另一个重要因素, 他们采用的技术有:①采用油基钻井液, 利用油基钻井液具有润滑性、低失水、稳定性强, 有较高粘度和切力等优点, 尽可能携带出岩屑, 形成优质泥饼, 规则井眼, 为固井提供一个较好的环境。
②钻进时排量高于保持环空岩屑悬浮状态的环空钻井液上返速度对应的排量要求。
大位移井钻井井眼轨迹控制对策探析
大位移井钻井井眼轨迹控制对策探析引言随着油气资源的逐渐枯竭，勘探与开发的难度也在逐渐增加。
在油田开发中，大位移井钻井技术已经逐渐成为了发展的趋势。
大位移井钻井是指通过在同一块地面上较小的井底面上进行多次钻井，形成多条井眼，以达到提高地理油田勘探开发效率、增加油气生产量的目的。
大位移井钻井井眼轨迹控制一直是制约大位移井钻井技术应用和发展的难题。
本文将对大位移井钻井井眼轨迹控制对策进行深入探讨。
1. 高难度地质条件由于大位移井钻井井眼轨迹控制的需要在同一地面上进行多次钻井，这就要求在同一油藏内形成不同位置的多条井眼。
往往需要面对复杂的地质条件，如不同的地层构造、地层岩性、地层风险等。
这些地质条件对井眼轨迹控制提出了非常高的要求。
2. 钻井技术限制传统的钻井技术在大位移井钻井井眼轨迹控制上存在一定的限制。
传统的钻井技术通常只能实现直井或轻度斜井的钻井目标，难以满足大位移井钻井井眼轨迹控制的要求。
3. 井下工作环境复杂大位移井钻井井眼轨迹控制需要在地下进行多次定向钻井，这就要求井下工作环境非常复杂。
井下的高温高压、地层条件的不断变化、设备的稳定性等都对井眼轨迹控制提出了挑战。
1. 应用先进的钻井技术针对大位移井钻井井眼轨迹控制的难点，可以采用一些先进的钻井技术，如水平井钻井技术、定向井钻井技术、超深井钻井技术等，以满足多井眼井眼轨迹控制的需求。
通过采用MWD/LWD、井下导向、电缆加密、钻头成像等现代化钻井工艺技术，可以提高大位移井钻井井眼轨迹控制的精度和可靠性。
2. 优化井眼轨迹设计应根据具体的地质情况和勘探开发目标，合理设计大位移井钻井井眼轨迹。
可以采用国际先进的定向井钻井软件进行建模和仿真，优化井眼轨迹设计，以实现在同一油藏内形成不同位置的多条井眼的目标。
3. 加强现场管理和监控在大位移井钻井井眼轨迹控制过程中，加强现场管理和监控是非常重要的。
必须加强现场监督，确保每一次钻井作业都是按照预定的井眼轨迹进行，及时调整井下设备和工艺参数，以保证井眼轨迹的准确性和稳定性。
大位移井钻井技术
造斜点
水平位移/垂深 2 水平位移/垂深≥2
垂
深
水ห้องสมุดไป่ตู้位移
目 录
第二部分
大位移井的特点及用途
大位移井的特点及用途
1、大位移井的主要特点 一是水平位移大 能较大范围地控制含油面积， 水平位移大， 一是水平位移大，能较大范围地控制含油面积，开发相同面积的 油田可以大量减少陆地及海上钻井的平台数量； 油田可以大量减少陆地及海上钻井的平台数量； 钻穿油层的井段长， 二是钻穿油层的井段长 可以使油藏的泄油面积增大， 二是钻穿油层的井段长，可以使油藏的泄油面积增大，可以大幅 度提高单井产量。 度提高单井产量。 2、大位移井的用途 用大位移井开发海上油气田从钻井平台上钻大位移井， A 、用大位移井开发海上油气田从钻井平台上钻大位移井，可减少布 井数量，减少井投资。 井数量，减少井投资。 B、用大位移井开发近海 油气田 以前开发近海油气田要求建人工岛或固定式钻井平台， 以前开发近海油气田要求建人工岛或固定式钻井平台，现在 凡距海岸10公里左右油气田均可从陆地钻大位移井进行开发。 10公里左右油气田均可从陆地钻大位移井进行开发 凡距海岸10公里左右油气田均可从陆地钻大位移井进行开发。
大位移井的发展状况
大位移井始于上世纪20年代， 大位移井始于上世纪20年代，由于当时的技术限制大位移井钻井技术发 20年代 展缓慢。进入80年代后半期， 80年代后半期 展缓慢。进入80年代后半期，随着相应的科学技术和其它钻井技术 的发展，如水平井、超深井钻井技术等， 的发展，如水平井、超深井钻井技术等，大位移井钻井技术才迅速 发展起来。 发展起来。 98年的记录 年的记录） 国外情况 （98年的记录） 1）垂深与水平位移之比最大的是C-30定向井，水平位移为1485米， 垂深与水平位移之比最大的是C 30定向井，水平位移为1485米 定向井 1485 总垂深为294米，垂深与水平位移之比达1：5.05。 总垂深为294米 垂深与水平位移之比达1 5.05。 294 水平位移最大的井M 11井 水平位移10114 10114米 2）水平位移最大的井M-11井，水平位移10114米。 1999年 1999年 英国北海的M 16SPZ井 其水平位移达到10728 平垂比大6.7. 10728米 英国北海的M-16SPZ井，其水平位移达到10728米,平垂比大6.7. 全井井深世界第二(世界最深油气井) 11278米 钻井及固井， 全井井深世界第二(世界最深油气井)，11278米；钻井及固井，共 123天 123天。
大位移水平井钻井技术难点及策略
大位移水平井钻井技术难点及策略摘要：油气资源是我国社会经济发展过程中非常重要的能源。
目前，我国很多油气田的开采都已经到了后期开发阶段，石油开采量很低，开采难度较大，开采效率不高，从而影响石油开采水平的提高。
大位移水平井钻井技术是推动石油产量提升的重要方式或者途径，其对我国油气资源的开采非常有利。
在应用大位移水平井钻井技术时，影响其钻井效果的因素有很多，且在该技术应用过程中也会遇到很多的难点或者问题，加强对大位移水平井钻井技术难点的分析与策略的创新，对促进我国原油行业的快速发展非常有利。
基于此，本篇文章对大位移水平井钻井技术难点及策略进行研究，以供参考。
关键词：大位移水平井；钻井技术；难点；策略引言在大位移水平井钻井工作开展过程中容易出现很多技术难点或者问题，如井眼轨迹的控制难度较高、钻具的断裂程度较高、井下安全事故、坍塌事故等的频发，这些都是大位移水平井在钻井工作中遇到的实际技术难题。
为了能够解决这些技术问题，从控制井眼轨迹、强化钻井泥浆质量、优化钻具摩阻扭矩大等问题，促进大位移水平井钻井水平与效率的更好提高。
1大位移水平井钻井介绍大位移水平井钻施工难度大，在轨迹控制、井眼清洁、降摩减阻、单控储量大、泄油面积广及生产差压小等特点，已成为油气田高收收率和经济效益重要支柱，如今水平井钻井技术已日臻完善，但在水平井钻井方面仍存在技术难点，需要开展技术攻关研究。
2大位移水平井钻井技术难1）坍塌率较高。
应用大位移水平井钻井技术来进行钻井作业时，必须在地层中开展定向造斜作业，而这种作业容易破坏地层的土壤结构，进而诱发坍塌问题或者事故。
我国很多油气资源开采区块的土壤都比较疏松，在疏松区块的坍塌率较高。
坍塌的范围较小会直接影响钻井作业效率，如果坍塌的范围较大，那么可能会直接诱发安全事故，导致钻井作业无法正常开展与进行。
2）频发的井下事故。
岩屑床在大位移水平井钻井作业中的作用与影响很大，其会影响钻速，使钻速降低。
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② 用大位移井开发近海油气田
以前开发近海油气田要建人工岛或固 定式钻井平台。
现在凡距海岸10公里左右油气田均可 从陆地钻大位移井进行开发，不需要 复杂的海底井和海底集输管线。 海油陆探
海油陆采
在5公里的潮汐和滩涂地带，用修海堤或海上修公路建人 工岛等方法开发。 缺点
修堤、筑路、建人工岛费用高 建造海底管线、铺设电缆施工困难且费用高
13-3/8"/MD:1104.38m
井底垂深：2845.49m
井底位移：4128.55m
-1500
水平段长：602m
-2000
ROB1:3º /30m
STP/MD:3455m
HA:64.9º ROB2:3º /30m INC:90º HSL:602m 4500
TD:5387m
-2500
9-5/8"/MD:3607.16m 7"/MD:4359;hanger:3490m
旋转导向钻井系统，8-1/2″钻头打到底。 钻井及固井，共123天。
世界上水平位移超万米的大位移水平井
序 位 移 测 深 垂深 号 (m) (m) (m) 1 2 3 国家与油田 井号 M-11spy CN-1 M-16spz 完井周期 (d) 173 128 123
10114 10685 1605 英国，威奇法姆 10585 11184 1657 阿根廷，火地岛 10728 11278 1637 英国，威奇法姆
大位移井技术
大位移井主要用于海上油田开发和海油陆采。目前已钻成600多口大
位移井，水平位移超过10000m的井3口，最大水平垂深比达到6.55。
大位移延伸井世界最高水平纪录
BP公司于1999年在英国北海完成的M-16SPZ井，水平位移 10728m，平垂比大于6.6，是目前世界上水平位移最大、水 平位移垂深比最大的一口井。
后期维护不方便且投资巨大
5公里
4、大位移井的用途
③ 开发不同类型的油气田
几个互不连通的小断块油气田；几个油气田不在同一深度，方位也不 一样；可采用多目标三维大位移井开发。
④ 保护环境
可在环保要求低的地区用大位移井开发环保要求高的地区的油气田。
4、大位移井的发展状况
大位移井始于上世纪20年代，80年代随着地质导向系统、高效 钻井工具等一系列先进技术的开发和应用，得到了迅速发展。
垂 深
水平位移
2、大位移井的两个主要特点
水平位移大，能较大范围地控制含油面积，开发 相同面积的油田可以大量减少陆地及海上钻井的
平台数量。
钻穿油层的井段长，可以使油藏的泄油面积增大
，可以大幅度提高单井产量。
3、大位移井的用途
① 用大位移井开发海上油气田
从钻井平台上钻大位移井，可减少布井 数量，减少井投资。
大位移井钻井技术
主要内容
一、大位移井技术概述
二、大位移井的关键技术
三、大位移井应用实例
一、大位移井技术概述
1、大位移井的基本概念 2、大位移井的两个基本特点 3、大位移井的用途 4、大位移井的发展状况
一、大位移井技术概述
1、大位移井的基本概念 也称为延伸井（Extended reach well) ，或大位移延伸 井，是在定向井、水平井和深井钻井技术的基础上发展 起来的一种新型钻井技术，集中了定向井、水平井和超 深井的所有技术难点。
西江24-3-A14井：
上平台
完钻井深9238m， 垂深2985m， 位移 8062.7m ， 位垂比2.7。
一次性投资2300万 美元，节约了1400 万美元。
西江24-1边 际油田
大港油田大位移井情况
2000年：港深69-1井，完钻井深5464m，垂深4318m，水平 位移3118m； 2006年1月：张海502FH分支水平井，完钻井深5387m，垂 深2845.49m，位移4128.55m，水平段长602m，创造了国内 陆上水平位移4128.56m的新纪录。 2007年11月：庄海8Ng-H3井，完钻井深3980m，垂深 1270.69m，位移3304.97m，位垂比2.6，水平段长498m， 创造了国内陆上位垂比最大新纪录。
国内大位移井情况
1997年6月，南海东部公司与菲利浦斯公司合作钻成西江243-A14井等6口大位移井，完钻井深8610~9238m，垂深 2819.31~2985m，水平位移7512~8063m，垂位比2.70~2.82， 平均造斜率1.92°~2.48°/30m，钻井周期59~117d。
西江24-3海
年份 1990 1991 1993 1994 1995 1997 1998 1999 地区井号 挪威北海 33/9C-10 挪威北海 33/9C-3 挪威北海 33/9C-2 挪威北海 30/6C-26A 英国 Wytch Farm M5 中国南海西江 24-3-A14 英国 Wytch Farm M11 英国 Wytch Farm M16 水 平 位 测量深度 位移/垂 垂深(m) 作业者 移（m）(m) 深比 5006 6086 7290 7853 8035 8063 10114 10728 6200 7250 8716 9327 8715 9238 10656 11278 2698 2696 2788 2760 1607 2986 1650 1638 1.86 2.26 2.6 2.85 5 2.7 6.13 6.55 Statoil Statoil Statoil Statoil BP Phillips BP BP
什么是大位移井？
大位移井是指水平位移与垂深之比不小于 2.0的井；特大位移井是 指水平位移与垂深之比大于3.0的井。
也有学者把位移大于3000m的井定义为大位移井。
由于我国国内装备和配套工艺及工具限制，目前把水平位移与垂 深之比不足2倍但水平位移较大的井统称为大位移井。
造斜点
悬链线
水平位移/垂深≥2
张海502FH井
0
第一阶段轨迹描述
-500
20"/MD:154.38m
大位移水平井（第二钻井阶段）： 完钻时间：2006年1月30日16：30 完钻井深：5387m
KOP：250m
ROB：2.4º /30m
INC : 53.23º TD:4360m 第二阶段轨迹描述 STP：3454.5m
-1000