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威德福定向钻井技术

定向井(水平井)钻井技术概述

第一章定向井（水平井)钻井技术概述第一节定向井、水平井的基本概念 1．定向井丛式井发展简史定向井钻井被(英)Ｔ.A．英格利期定义为:“使井筒按特定方向偏斜，钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为,定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井，虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。定向井首先是从美国发展起来的,在十九世纪后期,美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题,认为钻出来的井必定是铅垂的,但通过后来的井筒测试发现,那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离,在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交，然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。目前最深的定向井由BP勘探公司钻成,井深达1０,654米; 水平位移最大的定向井是BＰ勘探公司于己于199７年在英国北海的Ｒｙtｃh Ｆａｒｍ油田钻成的M1１井,水平位移高达１，011４米。垂深水平位移比最高的是Sｔatoｉl公司钻成的的33/9—Ｃ2达到了１：3.1４；丛式井口数最多，海上平台:9６口;人工岛:170口; 我国定向井钻井技术发展情况我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步，首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—１5井和磨三井,其中磨三井总井深16８5米，垂直井深表遗憾350米，水平位移4４4.2米，最大井斜9２°，水平段长１60米；7０年代扩大实验,推广定向井钻井技术;80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JＦ128井,井深达到70００米，垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井,水平位移最大的大位移井是大港定向井公司完成的井，水平位移达到2666米，最大的丛式井组是胜利石油管理局的河50丛式井组,该丛式井组长３８4米,宽１1５米,该丛式井平台共有钻定向井４2口。 2．定向井的分类按定向井的用途分类可以分为以下几种类型：普通定向井多目标定向井定向井丛式定向井救援定向井水平井

定向钻井技术交流

定向钻井技术在阜康煤层气示范工程中的应用新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队 2014年11月20日

定向钻井技术在阜康煤层气示范工程中的应用刘蒙蒙（新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队）摘要探讨和总结定向技术在新疆阜康白杨河矿区煤层气开发利用先导性示范工程钻井工程中的应用，介绍定向设计，定向仪器工作原理及使用。由于地理条件、排采地面工程、节约成本、增加采收率的需要，示范工程大部分井设计为丛式井，也有两口L型井和一口U型对接井，加上地层倾角大地层造斜严重，所以为了达到设计要求必须引进定向钻井技术。本文主要从井眼轨迹设计、定向仪器、定向工艺、定向实例四方面进行介绍。关键词：定向技术、钻井工程、定向仪器阜康煤层气示范工程项目由156队承担施工，其中定向钻井由156队工程技术科参与施工3口，独立施工1口。156队工程技术科已培养出学习和应用掌握定向钻井的技术人员，具有基本的定向设计、定向施工、定向验收能力。 1 定向井眼轨迹设计定向井眼轨迹的设计涉及的因素很多。为满足地质及生产的要求，设计需要选择合适的造斜点、造斜强度、最大井斜角、稳斜段长度；为了同井台以及相邻井台各井之间的防碰，需要选择合理的大门方向和做防碰设计。此外，造斜强度的选择要考虑钻具及套管的强度、摩阻。造斜点的选择必须深于表层套管一倍仪器另长的深度。根据造斜强度选择合理的钻具组合、不同弯度的螺杆钻具。最大井斜角过小稳斜段方位不易控制，最大井斜角过大对钻进、下套管、排采不利，同时增加造斜段工作量。 1.1 示范区井型简介示范工程设计的丛式井、L型井以及U型对接井图1-1 示范工程三段式、五段式、U型井轨迹示意图

定向井技术(入门基本概念)

定向井技术（部分）编制：李光远编制日期：2002年9月9日注：内部资料为企业秘密，任何人不得相互传阅或外借泄露！！！

一、定向井基本术语解释 1）井眼曲率：指在单位井段内井眼前进的方向在三维空间内的角度变化。它既包含了井斜角的变化又包含着方位角的变化，与“全角变化率”、“狗腿度严重度”都是相同含义。 K= v a SIN l l a 2*22 ?? ? ????Φ+??? ???? 式中：均值相邻两点间井斜角的平际长度相邻两测点间井段的实的增量相邻两测点的增量相邻两测点----?--?Φ--?v a l a 方位角井斜角 2）井斜角、方位角和井深称为定向井的基本要素，合称“三要素”。 3）αA ：A 点的井斜角，即A 点的重力线与该点的井眼前进方向线的夹角。单位为“度”； 4）ΦA ：A 点的井斜方位角，亦简称“方位角”，即从正北方向线开始，顺时针旋转到该点井眼前进方向线的夹角。单位为“度”； 5）S B ’：B ’点的水平位移，即井口到B ’点在水平投影上的直线距离，也称“闭合距”。单位为“米”； 6）ΦS ：闭合距的方位角，也称“闭合方位角”。单位为“度”； 7）L A ：A 点的井深，也称“斜深”或“测深”，即从井口到A 点实际长度。单位为“米”； 8）H A ：A 点的垂深，即L A 在H 轴上的投影。 H A 也是A 点的H 坐标值。同样，A 点在NS 轴和EW 轴上的投影，也可得到A 点的N 和E 坐标值。 9）磁偏角：某地区的磁北极与地球磁北极读数的差异； 10）造斜点：在定向钻井中，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； 11）目标点：设计规定的、必须钻达的地层位置，称为目标点； 12）高边：定向井的井底是个呈倾斜状态的圆平面，称为井底圆。井底圆上的最高点称为高边。从井底圆心至高边之间的连线所指的方向，称为井底高边方向。高边方向上水平投影的方位称高边方位，即井底方位； 13）工具面：造斜工具面的简称。即在造斜钻具组合中，由弯曲工具的两个轴线所决定的那个平面； 14）工具面角：工具面角有两种表示方法： A 、高边基准工具面角，简称高边工具角，即高边方向线为始边，顺时针转到工具

定向技术样本

应用定向钻井技术挖掘老君庙油田剩余油潜力采油厂地质所二○○二年元月一、概述

老君庙油田自1939年发现并投入开发, 至今已有62年的开发历史, 注水开发46年, 当前已处入低产后期开发阶段。随着注采井网的不断完善, 油田开采对象越来越复杂, 剩余油分布及潜力越来越少, 使得老油田”控水稳油”的难度越来越大; 根据油田数值模拟成果, 剩余油主要分布在构造复杂区、异常高压区、建筑物阻挡区等区域内, 为此应用定向钻井技术对老油田后期开发显得尤为重要。老君庙油田于1955年钻成中国第一口定向井C205井, 由于受诸多因素的制约, 近四十年来, 定向钻井技术处于停滞状态。直到1994年, 为了使老君庙油田原油保持稳产, 提高老油田的开发水平, 选择在潜能较大的老君庙油田剩余油富集区块部署定向井, 并在J259井上应用获得成功。随后在老君庙油田不同区域部署定向井, 经过钻井地质特征研究, 大规模推广针对本油田的定向钻井技术, 到相继钻成25口定向井, 获得了较好的效果。实践证明, 定向钻井技术是老君庙油田挖潜剩余油的一条有利途径。二、老君庙油田钻井地质特征老君庙油田由于开采时间长、注水较多、地层压力异常、复杂, 钻井过程中喷、漏、垮、塌、缩径并存, 给定向钻井施工带来许多困难。具体表现在: 1、地层压力高。油藏经过长期注水, 地层压力不断上升, 最高压力达30 MPa, 且剖面上压力分布极不均匀, 初期的定向钻井施工具有摸索性, 难度大。25口定向井中有22口钻井液密度在1.70-2.00g/cm3之间, 其中最高为2.24 g/cm3, 既是这样, 部分井在钻探中还不能平衡地层压力, 存在井喷现象。 2、各油藏间压力悬殊。老君庙油田剖面上开采的油层有上油层K、中油层L 和下油层M。油藏跨度不大, 但K、 L、 M层压力相差较大, L层多为高压, M层相对低压, 钻井中上喷下漏。特别L3层由于渗透性好、过去注水量偏大, 许多区块形成异常高压区及水洗带, 钻穿L3, 易发生井喷。为维持平衡钻进, 需提高钻井液密度, 加重材料耗量大。由于油藏剖面上L、 M 油藏地层压力悬殊, 高密度钻井液钻井时井漏频繁发生, 高压区14口定向井中有6口井漏, 占43％。 3、 BC层易垮塌缩径。由于油藏长期注水, 使BC层泥岩水化膨胀。钻开BC 层时加上钻井液的浸泡, 造成地层垮塌、缩径和泥岩蠕动等复杂情况。蠕动泥岩

定向井钻井工程师技术等级晋升标准

定向井钻井工程师技术等级晋升标准四级工程师 1专业理论知识 1.1了解钻井工艺的主要环节（如钻进、下套管、注水泥、电测等）及其实现方法； 1.2能看懂定向井工程设计书内容； 1.3熟知各种常规钻具和套管的技术规范和机型； 1.4了解钻井设计的基本原则、设计程序、设计内容； 1.5掌握井眼轨迹计算参数和计算方法； 1.6掌握定向井专用工具的工作原理及其技术规范； 1.7掌握单点、电子多点、地面记录陀螺的工作原理和技术规范； 1.8掌握井下动力钻具的工作原理、内部结构和技术规范； 1.9了解海洋钻井平台主要设备及其技术性能规范； 1.10了解海洋钻井平台主要仪器、仪表的用途及其技术性能； 1.11掌握海洋常用的钻井工具及其技术规范； 1.12了解钻井取芯基本原理； 1.13了解海洋钻井作业的基本安全常识。 2操作知识 2.1掌握单点、电子多点和地面记录陀螺操作技能，能独立地进行井眼轨迹参数测量和计算； 2.2会正确选用定向井专用工具，并能正确组合； 2.3会正确选用动力钻具，掌握其正确操作要领； 2.4能正确判断钻井指重表、泵压表、扭矩表、流量表，并根据以上仪表读数判断井下情况（如钻压、遇卡、遇阻等）； 2.5会正确选用配合接头及其上扣扭矩； 2.6能正确选用各种钻井工具，并掌握其操作要领； 2.7会看懂较复杂的钻井工具装配图，并能绘制简单零配件的机加工图； 2.8会记录钻井班报表、日报表以及定向井测量数据记录； 2.9能进行日常定向井专业英语交流； 2.10能识别各种型号取芯工具、取芯钻头基本类型和应用范围、性能参数，以及组装、保

养取芯工具的技能。 2.11油田常用单位（英制）和公制单位熟练换算； 2.12能用英语进行作业技术交流。

定向井钻井参数设计

定向井钻井参数设计刘嘉中石油胜利石油工程有限公司钻井技术公司摘要：科技的发展，人口的剧增，造成了对能源的巨度消耗。这迫使人类去寻找更多的能源来满足这样的消耗，而石油便是其中之一。在脚下的土地中，蕴含着大量的石油能源需要去勘探，这边需要有先进的开采技术，若是因开采方式的不当而造成对能源的大量浪费，便是得不偿失了。一、定向井钻井技术概述定向井技术是当今世界石油勘探开发领域最先进的技术之一，也是如今使用的越来越频繁的技术。采用定向井技术开采石油，不仅可以在地下环境条件的严格限制下经济而有效的开发石油资源，在大幅度提高油气产量的同时，又不会对自然环境造成污染，是一项具有显著的经济效益的技术手段。 1.定向井：定向钻井是使井眼沿盂县设计的井眼轴线（井眼轨迹）钻达预定目标的钻井过程。 2.定向井的分类：按照井型的不同，可将定向井分为常规定向井（即最大井斜角在60°以内的定向井）、大斜度定向井（最大井斜角在60°到90°之间，也成为大斜度井）、水平井（最大井斜角保持在90°左右的定向井）、分支井、联通井。二、定向井的设备介绍 1.泥浆马达：以泥浆作为动力的一种螺杆状的井下动力钻具，主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴总成、驱动轴总成和放掉总成等部分组成。 2.扶正器：在钻井过程中起支点作用，通过改变其在下部钻具中的位置可以改变钻具的受力状态，从而达到控制井眼轨迹的目的。 3.非磁钻铤：在钻具组合中使用非磁钻铤可以有效的放置由于钻具本身所带来的磁干扰，减少测量过程中的误差，使测量结果真实、有效。 4.浮阀：一个用来防止泥浆倒流损害井下工具及防止钻头水眼被堵的工具。 5.定向接头：为定向仪器提供稳定性的工具，便于准确了解马达等井眼下工具的方向，从而能够为下不作业的顺利进行提供保障。三、定向井参数设计：

第一章定向井(水平井)钻井技术概述

第一章定向井（水平井)钻井技术概述定向井、水平井的基本概念定向井丛式井发展简史定向井钻井被（英）Ｔ．A．英格利期定义为:“使井筒按特定方向偏斜,钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为，定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井,虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。定向井首先是从美国发展起来的，在十九世纪后期,美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题，认为钻出来的井必定是铅垂的,但通过后来的井筒测试发现，那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。第一口救援井是1９34年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离，在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交,然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。目前最深的定向井由ＢP勘探公司钻成,井深达10,65４米；水平位移最大的定向井是BP勘探公司于己于１99７年在英国北海的ＲyｔｃｈＦarm 油田钻成的M11井,水平位移高达1，0１１4米。垂深水平位移比最高的是Statoｉl公司钻成的的33/９—C２达到了１:3．14；丛式井口数最多，海上平台:９6口；人工岛:17０口; 我国定向井钻井技术发展情况我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步,首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—１5井和磨三井,其中磨三井总井深1685米,垂直井深表遗憾３5０米，水平位移444.2米,最大井斜92°，水平段长160米；70年代扩大实验，推广定向井钻井技术;80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JF１28井，井深达到7000米，垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井，水平

定向钻井技术高效开采煤层气(新编版)

( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改定向钻井技术高效开采煤层气 (新编版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

定向钻井技术高效开采煤层气(新编版) 煤层气，又称煤层甲烷，俗称瓦斯，人们对它爱恨交加。爱的是它是一种清洁能源，有很大的利用价值；恨的是它是矿难的原因之一。因此，安全有效地采集煤层气可谓是一举两得的好事。近些年，部分国家开始用定向钻井技术开采煤层气，取得了良好效果。定向钻井，简单说就是让向地下竖着打的井拐个弯，再顺着煤层的方向横着打井。定向钻井采集煤层气的原理同传统方法一样，即通过抽水减压，逼出煤层气，再进行采集。但两者的区别在于，传统方法只用竖井穿到煤层采集，而横向井顺着煤层的走势大大增加了采气的面积，因而提高了效率。定向钻井通常在石油和天然气开发中使用较多，但近些年煤炭行业也越来越多地将这项技术用于矿山开采前的瓦斯抽放、排水、矿井探查等方面。在煤炭领域使用这一技术的主要有美国、澳大利亚、欧洲、南非等国家和地区，而利用这一技术采集、利用煤层气的国家以美国和澳大利亚等国为主。

澳大利亚目前有17个煤矿用定向钻井技术排放井内瓦斯，以确保安全生产。而悉尼的一家公司在2000年成功地利用这一技术在地下600米深处开出了一口商业用煤层气井。美国的一些煤矿企业为了矿井安全和开采煤层气也热衷采用定向钻井技术。在2000年，美国10％的煤层气井都采用了这项技术。由于这项技术的逐步开发，部分美国和澳大利亚企业的煤层气产量都得到了提高。资料显示，定向钻井的纵向深度一般在600～1200米，横向煤层钻井长度可达到400米。据美国某钻探公司的个例统计，采用横井采气比传统的单一竖井采气的初期产量可高出10倍，气井的生产寿命也会增加。根据对某些项目的估算，运用定向钻井法商业采集煤层气的内部回报率为15～18％，明显高于传统竖井采集法约3％的内部回报率。云博创意设计 MzYunBo Creative Design Co., Ltd.

定向井和水平井钻井技术

定向井和水平井钻井技术(2008-11-19 08:53:54) 标签：稳斜增斜率钻具钻铤井斜角我国海洋杂谈第三节井眼轨迹控制技术井眼轨迹控制的内容包括：优化钻具组合、优选钻井参数、采用先进的井下工具和仪器、利用计算机进行井眼轨迹的检测预测、利用地层的方位漂移规律、避免井下复杂情况等等。轨迹控制贯穿钻井作业的全过程，它是使实钻井眼沿着设计轨道钻达靶区的综合性技术，也是定向井施工中的关键技术之一。井眼轨迹控制技术按照定向井的工艺过程，可分为直井段、造斜段、增斜段、稳斜段、降斜段和扭方位井段等控制技术，其中直井段的控制技术见第七章第四节。一．定向选斜井段初始造斜方法有五类，即井下马达和弯接头定向、喷射法、造斜器法、弯曲导管定向、倾斜钻机定向。目前，我国海洋定向井一般采用第一种方式，常用造斜钻具组合为：钻头十井下马达十弯接头十非磁钻铤十普通钻铤（0～30米）十挠性接头十震击器十加重钻杆。这种造斜钻具组合是利用弯接头使下部钻具产生一个弹性力矩，迫使井下动力钻具驱动钻头侧向切削，使钻出的新井眼偏离原井眼轴线，达到定向造斜或扭方位的目的。造斜钻具的造斜能力主要与弯接头的弯角和动力钻具的长度有关。弯接头的弯角越大，动力钻具长度越短，造斜率也越高。弯接头的弯角应根据井眼大小、井下动力钻具的规格和要求造斜率的大小选择。现场常用弯接头的弯角为1.5～2.25度，一般不大于2.5度。弯接头在不同条件下的造斜率见第四节。造斜钻具组合使用的井下动力钻具型号应根据造斜井段或扭方位井段的井深选择。使用井段在2000米以内，一般采用涡轮钻具或普通螺杆钻具，深层走向造斜或扭方位应使用耐高温的多头螺杆钻具。造斜钻具组合、钻井参数和钻头水眼应根据厂家推荐的钻井参数设计。由于井下动力钻具的转速高，要求的钻压小［一般为29.4～78.4千牛（3～8吨）］，因此，使用的钻头不宜采用密封轴承钻头，尤其是在浅层，可钻性好的软地层应使用铣齿滚动轴承钻头或合适的PDC钻头。根据测斜仪器的种类不同，分为四种定向方式： 1．单点定向此方法只适用造斜点较浅的情况，通常井深小于1000米。因为造斜点较深时，反扭角很难控制，且定向时间较长。施工过程如下：（l）下入定向造斜钻具至造斜点位置（注意：井下马达必须按厂家要求进行地面试验）。（2）单点测斜，测量造斜位置的井斜角，方位角，弯接头工具面；（3）在测斜照相的同时，对方钻杆和钻杆进行打印，并把井口钻杆的印痕投到转盘面的外缘上，作为基准点；（4）调整工具面（调整后的工具面是：设计方位角十反扭角）。锁住转盘、开泵钻进；（5）定向钻进。每钻进2～4个单根进行一次单点测斜，根据测量的井斜角和方位角及时修正反扭矩的误差，并调整工具面；（6）当井斜角达到8～10度和方位合适时，起钻换增斜钻具，用转盘钻进。在单点定向作业中要注意：

钻井工具全资料

微台阶尾管悬挂器这种悬挂器是由微台阶形式将尾管柱悬挂于上层套管中的尾管座台阶上。该工具分为碰压式和非碰压式两种。微台阶尾管悬挂器靠尾管座和尾管挂的微台阶将尾管悬挂于上层套管上。这种尾管悬挂器悬挂成功率达100 %。与其它尾管悬挂器相比有如下特点： 1、性能可靠，悬挂力大； 2、结构简单，重量轻，价格便宜； 3、使用碰压式尾管悬挂器能控制尾管外返上的水泥高度，保证固井质量； 4、管外环空过水面积大，施工泵压低，可避免堵憋漏现象； 5、操作方便。微台阶尾管悬挂器型号主要参数

FFJT型浮阀接头浮阀接头是石油钻井必备工具之一。浮阀接头连接在钻头上部，接头内浮阀总成紧靠钻头连接螺纹，也可连接在钻柱需要的地方。其主要功能是：防止接单根时泥浆带入钻屑、泥沙倒灌，堵塞钻头水眼；当发生井喷、井涌时，浮阀总成阀盖自动将水眼关闭，防止了管柱内井喷事故的发生。结构：浮阀接头主要由接头体、浮阀总成二大部分组成，具体结构参见浮阀接头结构示意图。浮阀总成有板式浮阀和箭型浮阀二种，结构见示意图。浮阀接头及浮阀总成技术参数（API）

超级震击器 CSJ型超级震击器是八十年代推出的一种先进的打捞震击工具。该工具应用了液压和机械原理，采用了先进的工艺技术，集中了各类打捞震击工具的优点，它结构紧凑，性能稳定，便于调节(其震击力可由上提拉力的大小自由调节)，使用方便，安全可靠。它是石油、地质勘探钻井工程中新型的向上震击工具。规格系列及性能参数

77/8 X7” IA型尾管悬挂器液压式尾管悬挂器是固井过程通过液压传动的卡瓦实现悬挂尾管的固井工具，悬挂尾管可靠，节省套管，经济效益显著。悬挂器主体主要零件有回接筒、反扣接头、密圭寸套、7”短节、锥体、卡瓦、固定环、长推杆、短推杆、弹簧、剪销I、环形活塞和液缸主体等组成。悬挂器主体附件有球座短节、空心胶塞、5”钻杆胶塞。主要特点： 1、采用液压推动卡瓦悬挂，下井时无摩损，座卡瓦可靠； 2、增加了浮动螺套，花键轴，弹子盘和弹簧等；倒扣时易找中和点，上扣也较容易； 3、增设了回接筒，必要时可回接套管； 4、采用双排卡瓦，增加了悬挂能力和流通面积； 5、中心管采用密封套密封，简单可靠。规格、尺寸

钻井过程(图文并茂)a

https://www.docsj.com/doc/2e7595844.html,
https://www.docsj.com/doc/2e7595844.html,
钻井分直井和定向井。定向井可分为：普通定向井、大斜度井、丛式井、多底井、斜直井、水平井等。普通定向井：在一个井场内仅有一口最大井斜角小于 60°的定向井。大斜度井：在一个井场内仅有一口最大井斜角在 60°～86°范围内的定向井。丛式井：在一个井场内有计划地钻出的两口或两口以上的定向井组，其中可含一口直井。多底井：一个井口下面有两个或两个以上井底的定向井。斜直井:用倾斜钻机或倾斜井架完成的，自井口开始井眼轨道一直是一段斜直井段的定向井。动画 3-1
一、钻井过程
1、准备工作定井位：地质师根据地质上或生产上的需要确定井身轴线或井底的位置。修公路：主要保障能通行重车，有的满载车总重可达 39～40 吨或更多。平井场：在井口周围平整出一块场地以供施工之用。井场面积因钻机而异，大型钻机约需 120×90m2，中型钻机可为 100×60m2。打基础：为了保证施工过程中各设备不因下陷不均匀而歪斜，要打基础。小些的基础用预制件，大的基础则在现场用混凝土浇灌。安装：立井架，安装钻井设备。 2、钻进当前世界各地普遍使用的打井方法是旋转钻井法，此法始于 1900 年。钻进：钻进直接破碎岩石的工具叫钻头。钻进时用足够的压力把钻头压到井底岩石上，使钻头的刃部吃入岩石中。钻头上边接钻柱，用钻柱带动钻头旋转以破碎并底岩石广井就会逐渐加深。加到钻头上的压力叫钻压，是靠钻柱在洗井液中的重量(即减去浮力后的重量)的一部分产生的。钻柱把地面的动力传给钻头，所以，钻柱是从地面一直延伸到井底的，井有多深，钻柱就有多长。随着井的加深，钻柱重量将逐渐加大，以致于将超过钻压的需要。过大的钻压将会引起钻头、钻柱、设备的损坏，所以必需将大于钻压的那部分钻柱重量吊悬起来，不使作用到钻头上。钻柱在洗井液中的重量称为悬重，大于钻压需要而吊悬起来的那部分重量称为钻重。亦即钻压=悬重一钻重。井加深的快慢，即钻进的速度，用机械钻速或钻时表示。机械钻速是每小时破碎井底岩石的米数，即每小时进尺数。钻时是每进尺 1m 所需时间，以分钟表示。此二者互成倒数。洗井：井底岩石被钻头破碎以后形成小的碎块，称为岩屑。岩屑积多了会妨碍钻头钻切新的井底，引起机械钻速下降。所以必需在岩屑形成以后及时地把它们从井底上清除掉，并携出地面，这就是洗井。洗井用洗井液进行。洗井液可以是水、油等液体或空气、天然气等气体。当前用得最多的是水基泥浆，即粘土分散于水中所形成的悬浮液。也有人称洗井液为钻井液，但多数人则把各种洗井液统称之为泥浆。钻柱是中空的管柱，把洗井液经钻柱内孔柱入井中，从钻头水眼中流出而冲向井底，将岩屑冲离井底，岩屑随同洗井液一同进入井眼与钻柱之间的环形空间，向地面返升，一直返出地面，见图 3-1。岩屑在地面上从洗井液中分离出来井被清除掉，不含岩屑的洗井液再度被注入井内，重复使用。洗井液为气体时则不再回收。

第三章---定向井主要钻井工具介绍

第三章定向井主要钻井工具介绍 3.1 泥浆马达介绍泥浆马达由：驱动头、轴承总成、万向接头、转子、定子和旁通阀组成。其马达部分由定子和转子组成，泵入钻具的钻井液流经马达推动转子转动后再流经钻头，转子的旋转力传递给钻头带动钻头旋转。图3-1，井下马达的主要部件。图3-1井下马达的主要部件下面以纳维钻具为例分别介绍泥浆马达的各主要部件： 3.1.1旁通阀旁通阀是为了使循环液绕过马达，因此，下钻时可让循环液灌入钻柱；起钻或接钻杆时可让管内液体泻出。当无循环或低泵量循环时，弹簧使活塞处于上部位置，此时，孔道开启，泥浆可流入钻柱或自钻柱流出。活塞的动作取决于排量，相当于推荐最大排量的30%时活塞被下推座于活塞座上，于是孔道被封闭，钻井液径直流经马达如果停泵，弹簧再将活塞顶回到原来上部位置，孔道又被开启。图3-2 旁通阀示意图

3.1.2 多级马达目前各类井下马达多为容积式马达，基本由以下两部分组成： ①具有螺旋形内腔的橡胶硫化定子。 ②螺旋形的钢转子，其表面镀有硬度材料以减少磨损并防止腐蚀。在定子橡胶和转子抗磨及抗腐蚀金属表面间是连续密封的，所以当泥浆经马达时转子就转动(如图3-3所示)。图3-3 容积式马达转子和定子剖视图这种马达最大优点是： ①钻井扭矩直接和马达产生的压降成正比。 ②转子的转速只取决于排量，不受扭矩的影响，因此，当进行钻井作业时，在钻台上就可以确定并控制转速和扭矩。 3.1.3 万向轴转子下端和万向轴总成相连,万向轴可把转子的非同心转动转变为驱动接头的同心转动。万向轴总成由两个万向接头组成，每个万向接头均以抗油强力橡胶套密封并充满黄油，橡胶套密封的作用旨在使万向接头不受泥浆污染。 3.1.4 轴承总成和驱动接头用轴承支撑的驱动接头将马达的转动和扭矩传给钻头。约有2%的泥浆排量通过并润滑轴承，绝大部分钻井泥浆经径向轴承上面的水槽进入驱动轴并经钻头流出。 3.1.5 泥浆马达的类型目前大多数泥浆马达都是按螺杆原理工作。根据定子和转子的螺旋角和凸瓣数(头数)决定其扭矩和转速。根据转子/定子头数关系的不同，可分为低转速高扭矩马达和高转速低扭矩以及中转速中扭矩马达。如1/2转子和定子关系的马达是高转低矩马达，而7/8头关系的马达是低转速高扭矩马达。一般来说，转度低的马达对钻头磨损小，岩屑颗粒较大；而高度低扭矩马达，对钻头磨损较严重，切削的岩屑细。由于水平钻进的发展，泥浆马达的结构有了许多改进，以满足水平钻井的要求。如泥浆马达的壳体做成弯角形式，甚至不止一个弯角，这相当于把造斜时马达上方的弯接头下移到马达本身壳体上。根据弯角搭配可分为：单弯、同向双弯、异向双弯角马达，这些马达往往还配扶

定向钻井技术中的常见问题及对策分析

定向钻井技术中的常见问题及对策分析发表时间：2019-11-25T13:45:38.153Z 来源：《基层建设》2019年第24期作者：宋斌[导读] 摘要：社会在发展，时代在进步，作为国家经济发展的重要内容，对于实力雄厚，规模效益强大的煤炭地勘单位的产业发展而言，如何响应国家号召，实现经济发展转型、产业结构调整，充分利用新的地质勘查技术提升市场竞争力，成为新一代地质人研究的重点。四川盐业地质钻井大队四川省自贡市 643000 摘要：社会在发展，时代在进步，作为国家经济发展的重要内容，对于实力雄厚，规模效益强大的煤炭地勘单位的产业发展而言，如何响应国家号召，实现经济发展转型、产业结构调整，充分利用新的地质勘查技术提升市场竞争力，成为新一代地质人研究的重点。定向技术是21世纪应用于钻探施工中的新技术，该技术的应用大大拓展了钻探工程的应用领域，为传统的地勘单位的产业发展转型布局带来了契机。关键词：定向钻井技术；定向仪器；井斜 1定向技术及水平井施工的经济意义 1.1大大节约了钻机设备转运及物流成本传统勘探直井只能做到一台钻机只打一口井，为了实现不同且多样化的地质勘探施工目的，整个施工项目不得不上多台钻机同时施工，需要投入大量的人力、物力、财力，工程管理难度和施工成本大大增加。在没有多台钻探设备和熟练施工人员的情况之下，一个钻井完孔验收之后，其井队设备人员需要在较短的时间内转移至新井的打钻之处。时间紧任务重，设备转运成本大大增加，在井队钻探设备转运过程中容易诱发安全事故。转运设备的物流成本高昂。而定向技术应用于钻探领域后可以通过打出主井下完套管后，再打出不同的分支精准地打到目标层位，实现一口垂直主井多个分支水平井的辐射状态，用一口主井和多条水平井的施工设计方案，完成甲方规定的勘探目的和任务。免去了多台钻机多个井队同时施工，工程管理难度大的尴尬局面。同时也免去了钻探设备搬运的高昂耗费。实现了资源的优化配置，促进了产业的有效集中。 1.2定向钻井技术应用降低了清赔费用传统地勘企业利润低、效率低的另一个主要因素是，井队和钻探设备进场时需要和施工当地的市、县、乡镇政府协调和当地村民协调好清赔问题，以达到最小程度地破坏耕地，使得当地农民损失最小化，施工井队利润最大化。首先不同的施工场地可能分布在不同的市、县、乡镇辖区，一个工程可能需要和多个市、县、乡镇协调，协调难度加大，其次按照正常程序走，需要政府的逐级审批，往往从地质合同的签订到进场施工需要长期的沟通协调时间，耽误了施工的黄金周期。施工过程中主要负责人员还会被大量当地居民引发的清赔事件所困扰，难以一门心思地投入到工程技术管理中去。定向钻井技术的应用很好地解决这一问题。可以实现一口垂直主井多个分支水平井的辐射状态，用一口主井和多条水平井的施工设计方案，完成甲方规定的勘探目的和任务。这样只要谈好一个井队场地的清赔问题就可以完成过去多个场地井队同时钻进完成的地质任务和其他勘探目的。 2石油定向钻井技术存在问题分析 2.1定向仪器的问题在定向钻进施工过程中，定向仪是一种非常重要的设备，在定向钻进中起着非常重要的作用。定向仪一旦出现误差，将导致测量精度的偏差，不仅会造成定向钻井安全事故，还会造成定向钻井失败，使钻井施工无法达到实际目的。正确使用定向井测量仪器，可以大大提高定向多钻施工的实际效果，对定向钻井施工形成良好的指导作用。如果定向仪使用不当，或者在实际使用过程中出现误差，定向钻井和生产方法将无法顺利实施，测量结果的误差也将导致油田的生产和生产效果明显下降。在实际操作过程中，如果由于仪器本身的问题，在进入仪器的钥匙时出现问题，钻井施工的定向精度将得不到保证。 2.2定向井问题 2.2.1定向井轨迹控制轨迹控制是定向钻井技术具体实施过程中最重要的环节。轨迹控制是在定向钻井施工过程中，严格按照井眼轨迹设计方案进行施工控制的一种技术。轨迹控制是一项综合性技术，必须贯穿于定向钻施工的全过程。但在实际的定向钻井施工过程中，往往会出现井眼轨迹偏差，无法达到最佳轨迹效果，导致钻井施工中存在不安全因素，进一步增加了施工成本。 2.2.2定向井钻井井斜问题在定向井直井段施工过程中，井斜问题一直是困扰定向井施工的一个难题，因为一旦定向井直井段发生井斜问题，将影响后期定向井施工。这不仅体现在施工效率上，也体现在钻井施工的安全性上，甚至体现在井的充填和再钻井的风险上。因此，有必要在定向井垂直段钻井施工中加强对井斜的理论分析。 3解决定向钻井技术问题的对策 3.1规范使用仪器在定向钻进技术的实际应用过程中，必须合理使用定向仪器等工具。这样可以进一步提高整个油田的勘探开发效率。在定向仪的实际使用中，有关技术人员必须有科学的态度，不断提高实际操作的规范性，避免钻井施工中人为因素造成的失误。因此，在钻井企业的日常作业过程中，必须加强对相关技术人员的培训，使相关人员充分掌握定向仪等钻井设备的正确使用。只有进一步加强定向仪的规范化使用，才能有效解决仪器在实际使用过程中出现故障、仪器设备设置不关键等问题，有效提高钻井施工效率。在实际施工中，首先要充分保证定向仪的正常设置键和对角线差的测量精度。如果定向仪的按键设置或角度差发生偏差，定向钻井作业可能失败。其次，合理设计泥浆性能，以满足定向钻井施工的实际需要。合理应用固控设备，在钻具水孔内安装泥浆滤网，可以有效控制钻井施工过程中固体颗粒的含量。最后，在实际钻井施工过程中，要严格控制钻井速度，严格按照相关技术要求实施短扬程，以充分保证井壁的平整度，最大限度地减小钻井施工过程中的阻力。为以后的施工打下坚实的基础。 3.2合理设计井眼轨迹在进行井眼轨迹设计的过程中，要充分结合不同地层实际钻井过程中的差异性进行井眼轨迹的合理设计。利用精确的计算方式来提出多个备选方案，然后将地质设计、地震剖面资料等进行合理的利用，这样就能最大程度保证井眼轨迹圆滑的情况下，设计出实现难度最小的设计方案。

国内外深井、超深井井下工具简介

国内外深井、超深井井下工具简介按照我们国家对深井、超深井的界定，深井是指井深大于4500m 的井，超深井是指井深6000m以上的井。迄今，世界上最深的井为前苏联的SC-3井，井深12869m。目前，美国深井、超深井的钻井水平大致为：5000m的井完井周期3个月，6000m的井完井周期6个月，7000m的井完井周期12个月。深井、超深井对钻井的方方面面都是一个极为严峻的挑战，其关键技术包括：先进的地震技术以及对地震资料的准确判读与分析；对邻井钻井资料的全面采集、处理和利用；功率、功能强大且易于控制的钻机设备；先进的数据采集、分析系统和先进的用于不同目的的井下工具；科学合理的钻井设计；成熟的钻井工艺技术；高温高压泥浆体系；科学、强化的生产技术管理等。随着世界范围内深井、超深井钻井数量与钻井难度的逐年递增，国内外各大石油公司近几年先后开发研制出了用于深井、超深井防斜打直、提高钻速、井眼轨迹和井下参数测量与控制、井眼扩大规整、刚体膨胀管补救、深井扩孔等先进的井下工具，现一一简单介绍如下： 1、井下动力钻具---用于提高机械钻速 ●国产螺杆钻具耐温低，仅能用于上部井段； ●BakerHughes INTEQ的高速螺杆钻具采用新的橡胶定子制造工艺，耐温190℃，且转速与排量成正比，输出功率是涡轮钻具的两倍多； ●俄罗斯的带齿轮减速箱新型涡轮钻具耐温可达250℃∽

300℃； ●美国Manurer公司为钻高温地热井研制的齿轮减速涡轮钻具成功钻成了温度高达316℃的地热井； 2、旋冲钻井工具---用于提高机械钻速 ●国内：厂家众多，成熟较少，究其原因，主要有三：一是寿命短，二是无匹配之钻头，三是无深部极硬之地层，故效果不明显。现场应用最好当属江苏东海的科钻1井，但该井具以下特点：连续取心，工具一次下井工作时间短；钻头为孕镶式天然金刚石取心钻头，抗冲击能力强；地层为非沉质岩地层，硬度高、可钻性差、研磨性强，故应用效果明显； ●国外有适合于地层、同时也适合于工具的专用钻头，如图1。图1 旋冲钻井工具专用钻头但国外应用情况不清。 3、偏轴接头（短节）、弯轴接头（短节）、偏重钻铤等----用于防斜

《钻井工程理论与技术》试题

《钻井工程》综合复习资料一、判断题 1．钻速方程中的门限钻压是钻进中限制的最大钻压。（ F ）2．水力参数优选的观点认为，所采用的泥浆排量越大，越有利于井底清洗。（ F ）3．用磁性测斜仪测得某点方位角为349.5°，已知该地区为西磁偏角，大小为10. 5°，则该点的真方位角为339°。（ T ）4．定向井垂直剖面图上的纵坐标是垂深，横坐标是水平长度。（ T ）5．气侵关井后，井口压力不断上升,说明地层孔隙压力在不断升高。（ F ）6．压差卡钻的特点是钻具无法活动但开泵循环正常。（ T ）7．钻遇异常高压地层时，声波时差值增大，dc指数值也增大。（ F ）8．正常压力地层，声波时差随井深的增加而增加。（ F ）9．在深海区域，沉积岩的平均上覆岩层压力梯度值远小于0.0227MPa/m。（ T ）10．按照受力性质不同岩石的强度分为抗压、抗剪、抗弯和抗拉强度，其中抗剪强度最小。（ F ）11．试验测得某岩石的塑性系数为K=1，则该岩石属于塑脆性岩石。（ F ）12．PDC钻头属于金刚石钻头，但是一种切削型钻头。（ T ）13．某牙轮钻头的轴承结构分为滚动轴承结构和滑动轴承结构，其中滚动轴承结构的承受载荷较大。（ F ）14．施加在钻头的钻压是依靠全部钻铤的重量。（ F ）15．正常压力地层，地层压力梯度随井深的增加而增加。（ F ）16．一般地讲，岩石随着埋藏深度的增大，其强度增大，塑性减小。（ F ）17．试验测得某岩石的塑性系数为K=1，则该岩石属于脆性岩石。（ T ）18．PDC钻头布齿密度越高，平均钻头寿命越长，但平均钻进速度越低。（ T ）19．钻头压降主要用来克服喷嘴与钻井液之间的流动阻力。（ F ）20．增大钻杆柱内径是提高钻头水功率的有效途径之一。（ T ）21．测段的井斜角越大，其井眼曲率也就越大。（ F ）22．在正常压力层段，声波时差随井深的增加呈逐渐减小的趋势。（ T ）23．在二维定向井设计轨道上，某点的水平位移和水平投影长度是相等的。（ T ）24．井斜角越大，井眼曲率也就越大。（ F ）25．在轴向拉力的作用下，套管的抗挤强度增大。（ F ）26．射孔完井是使用最多的完井方式。（ T ）27．控制钻井液滤失量的最好方法是减小压差。（ T ）28．随着围压的增加，地层的强度增加、脆性也增加。（ F ）二、名词解释 1、上覆岩层压力：覆盖在该层以上的岩石基质和孔隙内流体的总重力所造成的压力。 2、地层压力：地层孔隙内流体所具有的压力，也称为地层孔隙压力。 3．窜槽：由于各种原因造成注水泥井段的钻井液没有被完全替净，造成该段有未被水泥封固的现象。 4、固井：在已经打好的井眼内下入套管，并在套管与井壁之间注水泥进行封固的工作。

定向井工艺技术(最新)

定向井工艺技术管理指导 1 目的为了规范定向井工艺技术管理，能够在关键井施工过程中,每一个环节达到可能安全、可控状态，有足够的调节空间，根据以往出现的问题，特制定本工艺指导。 2 本指导规定了定向井工艺技术管理的职责、内容和要求，适用于定向井、水平井工艺技术的管理，本工艺指导并不全面，只是对于定向容易疏忽的步骤做出警示。 3 工艺技术管理指导内容一钻前准备与技术交底 A施工前准备：施工设计（在接到钻井设计与地质设计的情况下还应该考虑的问题）基本数据录取： 1一开井，井口坐标及修正后的井口坐标，老井眼侧钻井井口坐标及陀螺数据测量；海拔高度及复测海拔；靶点海拔跟进修正；靶点数据，补心高度的加入。 2根据钻井设计，录取的修正后的基本数据，重新对设计井身轨迹做剖面设计，校正井深、井斜、方位、垂深、南北、东西、位移、狗腿度、造斜率等与设计的差值，做到正确无误。 3做好新的施工设计预案，直井段测斜完，根据位移重新做轨迹设计，位移较大，方位偏差大的井，钻进中，及时调整方位到设计方位，控制好造斜率；修正好的设计轨迹要上报，认证。 4 做好临井防碰设计，实钻预案；中途设计更改，要有书面认证，签字。 B技术交底 1)常规井由项目部安排施工组工程负责人和仪器负责人按照“井施工方案”进行现场技术交底； 2)重点井由工程部联合项目部会同监督与施工组工程负责人和仪器负责人按照“井施工方案”进行现场技术交底；

3)特殊工艺井由技术总监组织按照“井施工方案”进行现场技术交底； 4)技术交底的内容应包括： a)定向井设计内容，复杂情况描述，应急措施。b)根据同地区邻井资料提出井眼轨迹控制的可能出现的复杂情况；c)明确钻井队配合施工须提供的地面条件、井下环境和参数要求。d）对钻井液、钻具、设备、基本条件的标准要求。二钻具检查与准备 A钻头选型、尺寸、新旧程度，钻铤尺寸、内外径、数量，加重钻杆尺寸，数量，螺旋扶正器备用情况，根据钻进井段，进尺情况，地层结构，岩性以及轨迹选择适合的钻头。 B螺杆钻具、生产厂家，弯壳体记号，新旧程度、弯曲度数标记、连接扣型，外径尺寸，扶正器外径，（注意，钻头尺寸与扶正器的外径尺寸，关系到造斜率的大小） C无磁钻铤或无磁承压钻杆，外径，内径，扣型，有无损坏，弯曲，端面密封，包括含磁测试。 D仪器及附件，1单流阀扣型，安全程度、数量，端面密封，2悬挂短节扣型及变扣、数量，端面密封。 E钻具使用要求: 1定向井专用钻具上、下钻台施工人员必须在现场指导井队工人操作，避免钻具损坏；2钻具连接，定向井专用钻具间的丝扣连接、定向井专用钻具与钻井钻具间的丝扣连接,施工人员必须在现场按推荐的扭矩参数上紧；三仪器下井准备、测试 A仪器安装 1地面安装：扶正器尺寸与无磁内径相吻合，无破损；O型密封圈检查磨损情况，抗压外筒、couplin 壁厚、丝扣端磨损检测，尾椎端检测。所有扣端必须打紧，并逐一检查。脉冲器工作正常，测试。 2连接仪器角差丈量，两个人同时丈量并记录，做好正转反转笔记或图示。3仪器下井安装，上钻