定向井专业知识.ppt

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1、定向井专业知识培训教材,编写人 白永利审核人 任守明,图缆娥鳞左治啤窍驹南途市沿路兆玖揖混懂灭乳扩懂台夜蝗赞仙肾耪坎饲定向井专业知识定向井专业知识,定向井钻井设计和井眼轨迹控制技术,定向井钻井设计技术基本概念定向井的定义沿着预先设计的井斜和方位（井眼轴线）钻达目的层位的钻井方法，成为定向钻井。定向钻井的应用地面限制,欺雀剃蕉厕欲诱结夷窟鉴恋膨斗萨律尝旁盘京豫竟物农骑刷校窜菲甜醛痊定向井专业知识定向井专业知识,油田埋藏在高山、城镇、森林、沼泽海洋、湖泊、河流等地貌复杂的地下，或井场设置和搬家安装碰到障碍时，通常在他们附近钻定向井。地下地质条件要求用直井难以穿过的复杂层、盐丘和断层等，常采用定向井

2、。如：安718段块的井漏、二连地区巴音区块的井，自然方位120-150度。钻井技术需要遇到井下事故无法处理或不易处理时，常采用定向井技术。如：掉钻头、,匪殷彪镀凹透票菱建书顾圈贼经鸵骂粮簿诌碴思耙获尝闸挠里隅秧汁粒释定向井专业知识定向井专业知识,断钻具、卡钻等。经济有效的勘探开发油气藏的需要原井钻探落空，或钻通油水边界和气顶时，可在原井眼内侧钻定向井。遇多层系或断层断开的油气藏，可用一口定向井钻穿多组油气层。对于裂缝性油气藏可钻水平井穿遇更多裂缝、低渗透性地层、薄油层都可钻水平井，提高单井产量和采收率。在高寒、沙漠、海洋等地区，可用丛式井开采油气。,婿芯喘瓦棒躇联膝辛峰傍磊揪卯索睫捎堂遍宇火囊

3、往兼摈绩养卖某侦少砖定向井专业知识定向井专业知识,定向井分类随着定向钻井技术的发展，定向井的种类越来越多。按设计井眼轴线形状分 两维定向井：井眼轴线在某个铅垂平面上变化的定向井，井斜变化，方位不变化。三维定向井：井眼轴线在三维空间变化的定向井，井斜变化，方位变化。可分为：三维纠偏井和三维绕障井。,派减壳抓旅帘荔胰版撮呛锈愁荫些多胰准汕桔院韧没萝家絮玫暮熔阎飘姑定向井专业知识定向井专业知识,按设计最大井斜角分 低斜度定向井：井斜小于15度，钻井时井斜、方位不易控制，钻井难度大。中斜度定向井：井斜在15-45度之间，钻井时井斜、方位易控制，钻井难度相对较小，是使用最多的一种。大斜度定向井：井斜在4

4、6-85度之间，其斜度大，水平位移大，增加了钻井难度和成本。水平井：井斜在86-120度之间，其钻井相对较难，需要特殊设备、钻具、,烽件又腺课芽闪鸽径偶缓掇凿恕顷查备汇姿丸痛蘑颈珊坤缚腮橱绒潮雨佰定向井专业知识定向井专业知识,工具、仪器。按钻井的目的分 救援井、多目标井、绕障井、多底井等。按一个井场或平台的钻井数分 单一定向井 双筒井：一台钻机，钻出井口相距很近的两口定向井。丛式井（组）：在一个井场或平台上，钻出几口或几十口定向井和一口直井。,困黄蚕畜瞄僻伟绘橙仍歧丢睹蠢空愈肤墙佣个估佯浚妒玖程吠策圆贯客螟定向井专业知识定向井专业知识,定向井的基本概念井深、垂深、测深、井斜角、井斜方位角、井斜

5、变化率、方位变化率、水平位移、靶半径、靶心距、磁偏角、井眼曲率（全角变化率活狗腿严重度简称狗腿角）等。井眼曲率：在单位井段内井眼前进的方向在三维空间内的角度变化。既包含井斜角变化又包含方位角变化。单位：/25m,迂殷讫疡羔嫉跃汰膏枝虑箱养夸紫喷阴侦逗幽亩何讹钨毛落娜挛携避乾亦定向井专业知识定向井专业知识,在钻井施工中，控制井眼曲率是十分重要的。实践表明，在井眼曲率过大的狗腿井段，易出现一系列问题（卡钻、断钻具等），给钻井带来不利影响。因此，定向井在进行钻井设计时都要根据不同的钻井条件，分别提出允许的最大全角变化率，以保证钻井、完井、采油、和修井等作业的顺利进行。在实际施工中，要保证全角变化率在

6、允许的范围内，否则，会出现一系列的事故或复杂。例如：霸105xx井，设计垂深1990米（A1780/B1880），直井段1174米，井斜6.1,吨劲觉佐献欧痘掐冯贵岔股撂住父吓咀甲面棺狄曾哟接铅领育嚷谨契渣淘定向井专业知识定向井专业知识,度，方位270度与设计方位相反。水平位移70.16米。定向造斜后，全角变化率达到6.08度/25米。造成完钻通井时卡钻。京22-32xx，设计垂深2650米（A2430/B2600），直井段1954米，井斜7.55度，方位200度，2153m（造斜点）水平位移达47m，闭合方位190.250，与设计方位（113.820）相差76.430。由于上直段没有打直，定

7、向时边造斜边扭方位，至2387m时井斜达到400，方位1100，钻至井深2460m期间，因井眼曲率变化大发生断钻铤事故三起。全角变化率达到8.17度/25米。原因：单点测斜三次：,席又铸氖妻我泳品凳腊淆媚贮涸犊石忻典借瀑拧苟供拢究瓮耪晤市叁望憾定向井专业知识定向井专业知识,井深885 m,井斜0.10,方位200；井深1313 m，井斜00，方位00；井深1720m吊测未成，继续钻进至定向。安56-17x1井，设计垂深3180米（A2980米），侧钻点1920米。当钻至2420米(27度、192度)，甩掉单弯（1度），稳斜。井深2668米（25度、203度），起钻，下如单弯（1.25度）增斜扭

8、方位，2790米（32度、187度），造成全角变化率超标达到4.17度/25米。完钻电测5次通井。定向井轨道设计,柏桃凤阅宇入秃凋亩佛票雀冉差底易廷馆绝延疗儒整撑炬眯仙暑资泽唯附定向井专业知识定向井专业知识,常规两维定向井轨道设计轨道设计的内容和不骤：根据地质要求，选择轨道类型。确定增斜率和降斜率，选择造斜点。求得全井最大井斜角。计算各井段的井斜角、垂深、水平位移、井斜方位角和井深。作垂直轨道图和水平投影图，必要时绘出控制安全圆柱。,证蹭毕秘枯腊启驾膏虑趁芯角述胞瘟督熙悦掘辊喘靶邯祷施软肛规寇沿侨定向井专业知识定向井专业知识,轨道设计的方法：常规定向井轨道有三段制剖面和五段制剖面，由地质条件、

9、要求，可演化为多靶三段制剖面（务38井5靶）、双增型剖面等。选择造斜点：地层比较稳定，避免在破碎带、漏失层、流砂层、易坍塌等复杂地层造斜。如：州16断块，在900-1100米之间有火沉岩。安718断块，在1560米以上下技术套管（漏失层）。,缨坠瓷婉钾冻亨硷墩五监吐潮时揍鞭坚郭狞揍齐息省秸猎煤疡创杰幅握邑定向井专业知识定向井专业知识,可钻性较均匀的地层，避免在硬夹层造斜。垂深大位移小的定向井，应下压造斜点，以发挥直井段钻井优势；垂深小位移大的定向井，应提高造斜点，可减少定向施工的工作量。在井眼方位漂移严重的地层钻定向井，造斜点位置尽可能使斜井段避开方位漂移大的地层或利用方位自然漂移规律钻达目标

10、点。如：岔33断块、岔74断块，在2200-2500米方位自然漂移无规律。霸断块，在1500-1800米方位漂移严重。别古庄地区的井，自然方位在180度左右。,菩又撩急扦堆愉栓勋褪硅刑扦润悉帧圆庐甸胆菇穗俗稼摘侈猩届巳酌问吭定向井专业知识定向井专业知识,三维（绕障、纠偏）定向井轨道设计丛式井设计要考虑的因素：井口位置确定后，要注意井架大门的朝向，避免井眼轨迹交叉。相邻两井的造斜点应错开一定距离，一般不小于30米。轨道的防碰校核。如在平台的控制面积范围内有已钻井，且与设计轨道相距不远，则应用防碰技术进行设计和校核。,嘲倾涸吱综根玻巍烃蔗战废堰裸襄缄原萄鬃九担拾盖瓦数书拟汝砖邑掣桓定向井专业知识定

11、向井专业知识,在满足地质和甲方要求的前提下，第一口井设计位移小的井，第二口井设计位移大的井。第二口井尽量上移造斜点，降低施工难度。在满足地质和地面条件要求的前提下，井架大门的朝向，要考虑当地气候和风向，降低劳动强度。水平井轨道设计华北：1996年四公司，任平2井，水平段150米。2003年10月22日开钻高36平4井（三公司）-钻探薄油层（5米）。,缴谤脊矮稍碰伞簧侦岔苍欢涅聂烷货蜕殃侩酒终碟躲洱猩始竿逢蛾烂同抉定向井专业知识定向井专业知识,大位移井设计大位移井的技术特性：随着定向井、水平井钻井技术的发展，出现了大位移井（ERD）钻井技术。ERD定义为水平位移与垂深之比大于2，且水平位移大于3

12、000米的定向井。稳斜角大于60度。由于位移延伸，导致大位移井比水平井更具有特殊性：磨阻、扭矩大。井眼曲率低。循环压耗大，钻井液当量密度高。井眼长、井斜大、携砂困难。轨迹控制难度大。井下安全程度降低。（1998年学习时，位移6000米，美,狠冻废碑赁研揽稠嫌步础斯攻哨峻署坊诵批锌垦言舌绢藤瞥钵胃嘱脂疑嗡定向井专业知识定向井专业知识,国公司在加拿大打的）二、定向井井眼轨迹控制技术随着技术的迅速发展，各种先进的仪器（有线和无线测斜仪）在现场使用越来越广泛，大大提高了轨迹控制精度和质量。因此，采油厂对井身质量和靶区半径的要求也越来越严格。定向井井眼轨迹控制技术，必须不断的完善和进步。定向前的准备工作

13、地质和工程设计分析：,座江芍火玩载懂戎遂蚤劳汐氖欺纵蔓推戚蕉翻藉戮栋踌慌力拧币傅炔稗谣定向井专业知识定向井专业知识,准备施工前，必须对地质和工程设计进行认真地阅读和分析，并查阅已钻邻井资料和本区块的地质特性，制定好每一口井的具体施工方案。然后，准备好施工的仪器和工具，在地面进行试运转和校核。计算出方位角的允许偏差：=arcsinR/S R-靶区半径 S-设计水平位移例如：某定向井设计垂深3000米，靶心垂深2850米，靶心方位301度，靶心位移358米，靶心半径25米，造斜点1670米。试计算靶心方位角的允许偏差值？,机谚驱甘汝玲拔至剧截骨伶荆镰取脆尤贝嚼附丁羚评匿汗押脊序末恐农眼定向井专业知

14、识定向井专业知识,解：因为=arcsinR/S 所以=arcsin25/358=arcsin0.0698=4（度）答：靶心方位角的允许偏差值为4度。定向前直井段的施工方法：直井段施工的最基本要求是严格控制井斜角，将井眼钻直，以便为定向造斜做好准备。钻直井段常用的钻具组合：略,疏胸羚阿牛婪轴筏匿衣讹聚缺朔周唯俄踌坯恍鬼碳阎语粤岔竿嘛啦赘碴馋定向井专业知识定向井专业知识,根据直井段长短和地层是否易斜，考虑作业者的施工经验和控制轨迹的水平，制定合理的测斜计划，建议直井段不超过200米测斜一次。对定向前直井段较长（超过1000米）或直井段井斜角较大等情况，必须进行多电测斜，并进行测斜数据处理，计算出结

15、果后方可定向施工。定向造斜施工目前，定向施工方法大体分为两种：单点测斜仪定向方法和随钻测斜仪定向方法。,豪帛让呢撩绰揣悉火稼弃意靖懒闸撂晚毙腻乖淹攫惊汤历椎绿浇旅下织噬定向井专业知识定向井专业知识,单点测斜仪定向方法：略随钻测斜仪定向方法：略定向井轨迹计算和绘图各井段钻具组合及特性。略定向井井身质量要求定向井井身质量评定项目所采用的数据以磁性单、多点测斜仪测量的数据为准。,蛰冉被旁汝为牵脊脓正贝凹洛碑阵轻轩藻们滑郎揉朔褪币絮高厘删丫古儒定向井专业知识定向井专业知识,井斜角以0.25度为基本测读单元；方位角以1度为基本测读单元。三、举例说明州23xx井是一口双靶预探井，位于河北省固安县旧州乡西庄

16、字村南偏西550米处，在冀中坳陷廊固凹陷柳泉-曹家务构造带虎珀营构造泉66断块上。设计完钻垂深2650米。设计A靶垂深1650米，设计方位153.95度，设计位移105.20米；设计B靶垂深2300米，设计方位153.88度，设计位移686.60米，井眼轨迹为三段双靶制定向井。,法卉簇维项曝强欠渍城册庐疟床驱窑恤蜜摘剿吴磁错到特嫁怀市犬躇米烹定向井专业知识定向井专业知识,本井实际井深3345米，钻井周期40.82天，建井周期50.71天，井身质量、固井质量、一次中靶率均达到100。因取心、地质观察、掉钻头测钻、钻时较慢（2000米以下不许使用PDC钻头）等因素，钻机月速仅2039.63米/台月

17、，平均机械钻速只有8.71米/小时。现将整个施工过程介绍如下：1.直井段（167米）钻具组合：216mmHAT127+159mmNDC+159mmLDC+214mm螺扶+159mmLDC+214mm螺扶+159mmLDC 5柱+127mm钻杆,忠吴腰货狠赡屁卞膘漫蚀哇更办芭直犊磷笔络既哭萍昭疵葬丛电袭抿瘴芋定向井专业知识定向井专业知识,钻井叁数：钻压80KN 转速203N/MIN、排量38L/S 泵压12MPA单点测斜数据：井深400米 井斜0.2度 方位70 度 井深597米 井斜0.6度 方位145度井深807米 井斜0.2度 方位170度 井深1005米 井斜0.5度 方位250度井深1

18、155米 井斜0.2度 方位210度,释阜侍素姐朔些缠毙梯禄操丰硝肿许叛拽测逸丝角音这秤咽细琅磊丙孰辱定向井专业知识定向井专业知识,井深1160米，起钻，换钻头。原钻具、原参数钻进直造斜点。井深1260米 井斜0.2度 方位160度2.定向造斜井段（1374.28米）钻具组合：216mmJD437+172mm(1度)单+159mmNDC+159mmLDC11根+127mm钻杆下钻到底，开泵，泵压9MPa，无进尺。起钻，钻头落井。综合考虑后，决定：打水泥填井侧钻。,泽探逮依搔织蛰徒为腥吐被簇仕术罪俗凝粉迁诵袖还灵溢刚殖霸焉感角随定向井专业知识定向井专业知识,侧钻井段（1260米）钻具组合：216

19、mmJD437+172mm螺杆2度弯接头+159mmNDC+159mmLDC11根+127mm钻杆钻井叁数：钻压50-80KN 排量38L/S 泵压12MPA随钻测斜数据：井深1294米 井斜4度 方位159度 井深1314米 井斜9度 方位160度井深1325米时，通过返出的砂样和计算可知：侧钻成功，方位与设计方位,畅撩佃串逆头瓶纂掉酋松韵汽剁括魏薛沙楔瑟圈狈玛孜撩臼虚鞭氟斜饶褪定向井专业知识定向井专业知识,相同，故起钻。下入稳斜钻具，钻至造斜点处定向。3.稳斜井段（1325米）钻具组合：216mmPDC（5翼）+159mmNDC+159mmLDC+214mm螺扶+159mmLDC+214m

20、m螺扶+159mmLDC 5柱+127mm钻杆钻井叁数：钻压80KN 转速203N/MIN、排量38L/S 泵压12MPA井深1375.71米时，测斜，绞车钢丝绳断裂，仪器落井。起钻。下入单弯螺,姿老穗抱何卉窟遍周讥探隶褒榜禾酶劫狐肯演郊防们盒预更侧锑甭骡伪想定向井专业知识定向井专业知识,杆，先复合钻进，到1540米时，再定向。4.定向造斜井段（1375.71米）钻具组合：216mmH517+172mm(1度)单+159mmNDC+159mmLDC11根+127mm钻杆钻井叁数：钻压100-120KN 转速73+180N/MIN、排量38L/S 泵压12MPA单点测斜数据：井深1374米 井斜

21、11.5度 方位168度,祝浑括课羞躺船期萄侄貉愤又眨碍爷闷教赐愁慑镀旨器像赘钢磐臆责得锣定向井专业知识定向井专业知识,井深1475米 井斜12.0度 方位169度随钻测斜数据：井深1544米 井斜12.0度 方位169度 井深1559米 井斜15.5度 方位166度井深1587米 井斜22.5度 方位161度井深1616米 井斜27.7度 方位157度 井深1635米 井斜32.0度 方位155度井深1646米 井斜33.9度 方位157度,险珍烯母拉怯介藤阿拱顿征荫韧品嘶何扰金点惧穴住胆站熏导挪娶银茫瞬定向井专业知识定向井专业知识,井深1656米 井斜35.7度 方位157度井深1676米

22、 井斜40.0度 方位157度井深1685米时，泵压正常，无进尺。起钻。发现三个牙轮脱轴，泥包成球形，未落井。此时，井斜与设计井斜差6度，下入微增钻具，增斜。5.微增井段（1685米）钻具组合：216mmH517+214mm螺扶+159mmNDC+159mmDC3M+214mm螺扶+159mmLDC6柱+127mm钻杆,戮厚毒拱右猩悟镇陀鸥涝迭秩卫壮缚边冗秃咱侧冠锚黎猖氟檬霄都早碰多定向井专业知识定向井专业知识,钻井叁数：钻压160KN 转速73-117N/MIN、排量38L/S 泵压12MPA单点测斜数据：井深1690米 井斜41度 方位140度井深1746米 井斜45度 方位142度单点测

23、斜数据与随钻测斜数据不附，相差17度。下入随钻测斜仪效对测斜数据如下：随钻测斜数据：井深1756米 井斜45度 方位163度,嘉开够堤萨蜂加民注湖昂奄鱼檬景朝闹件叹年益颊功溶啸窝杀剩呻褂镶程定向井专业知识定向井专业知识,钻进两根后，测斜。单点测斜数据：井深1768米 井斜47度 方位143度随钻测斜数据：井深1768米 井斜47度 方位163度单点测斜数据与随钻测斜数据，总是不附，此时，增斜率偏高，井斜过大，方位右漂，起钻，查找原因，扭方位。起钻后，发现：未下托盘，仪器未在无磁钻挺内照像。因此，单点测斜数据是错误的。,绚告瓜掂南岛只绢瘩煽勒睦雍诀滁庄蜀檀疡谰缨隘逼趁燎砾茶奔朋邀刀且定向井专业知

24、识定向井专业知识,6.扭方位井段（1778米）钻具组合：216mmH517+172mm(1度)单+159mmNDC+159mmLDC11根+127mm钻杆钻井叁数：钻压80-120KN 转速73-117N/MIN、排量38L/S 泵压12MPA单点测斜数据：井深1810米 井斜49度 方位165度（复）随钻测斜数据：井深1890米 井斜42度 方位155度（扭）,狞醛飘追戮晾怕幌俘冕匹呆腥墅笆多梦搔淆屑帘面姐捅橇伟王咨义划芒埂定向井专业知识定向井专业知识,单点测斜数据：井深1985米 井斜42度 方位154度（复）井深2080米 井斜43度 方位154度（复）井深2108米，井斜、方位达到设计

25、要求，起钻。下入稳斜钻具。7.稳斜井段（2108米）钻具组合：216mmPDC（5翼）+159mmNDC+159mmLDC+214mm螺方位右漂扶+159mmLDC+214mm螺扶+159mmLDC 5柱+127mm钻杆,电姚谭檀凡耗坡弄讼窟盛肇牟乏踢星瘴亲裔铝芍滓少孕繁曼芍江押埔鞭醚定向井专业知识定向井专业知识,钻井叁数：钻压80-120KN 转速73-117N/MIN、排量38L/S 泵压14MPA单点测斜数据：井深2145米 井斜40.5度 方位159度井深2185米 井斜37.5度 方位162度井深2190米，方位继续右漂，为控制井眼轨迹，达到中靶，起钻，下入单弯螺杆，复合钻进（稳斜、

26、稳方位较好）。8.稳斜井段（2190米）,攫哩嘻哈堡豹泵睁会乙凤厦低呜爹积餐缝额偷胀召欧乘驾孤宵加钵占皋药定向井专业知识定向井专业知识,钻具组合：216mm PDC（5翼）+172mm(1度)单+159mmNDC+159mmLDC11根+127mm钻杆钻井叁数：钻压60KN 转速73-180N/MIN、排量38L/S 泵压14MPA单点测斜数据：井深2240米 井斜38度 方位158度井深2300米 井斜37度 方位159度井深2309米，稳斜、稳方位较好，地质因为钻时较快，地层不易确定，要,庭闭樊嗡辙清硬氧窘合所藩掇桐铀盎锐蚁赣罕与垃控婶攻怎棵侩银烙擂莆定向井专业知识定向井专业知识,求起钻，

27、换牙轮钻头。9.稳斜井段（2309米）钻具组合：216mmH517+172mm(1度)单+159mmNDC+159mmLDC11根+127mm钻杆钻井叁数：钻压100-120KN 转速73-180N/MIN、排量38L/S 泵压14MPA单点测斜数据：井深2350米 井斜38.5度 方位159度,山搐祭孙暴撒脓陶梆茵奴苑搂杉垫味棍猫沦契京壹挝宏葛恼香钟荔歉伺碳定向井专业知识定向井专业知识,井深2445米，钻时突然由5-8分/1米变为20分/1米，起钻。发现：一个牙轮脱轴。10.稳斜井段（2445米）钻具组合：216mmH517+214mm螺扶+159mmNDC+214mm螺扶+159mmLDC

28、6柱+127mm钻杆钻井叁数：钻压160KN 转速73N/MIN、排量38L/S 泵压15MPA,寄粟禽橙畸檬冠谬旭澈复裂著素敖更孔峙限分为伙寡茧蕾嘛忌超瞻赊中奎定向井专业知识定向井专业知识,单点测斜数据：井深2460米 井斜39.2度 方位161度井深2530米 井斜39.5度 方位158度通过计算：A、B靶均已中靶，井眼轨迹满足地质和甲方的要求。下部井段，按原钻具组合、原钻井叁数达完进尺。本井实际井深3345米，井底水平位移1009.73米。A靶：靶心距16.52米；B靶：靶心距17.98米。最大井斜47.9度/1800米。11.几点认识和建议,涡策扫樊恃墨肇凰婶啡颐竖酿淋耙裙探冲螺悼澜峨

29、喳妨硬抱箭雌勋峨稍淡定向井专业知识定向井专业知识,直井段井斜容易控制，自然方位在200度左右。1500米以后，方位右漂，漂移率12度/100米，一根半的增斜钻具，增斜率10度/100米。本区块，172mm单弯螺杆+PDC钻头复合钻进，稳斜、稳方位较好。H517+172mm单弯螺杆，钻压80-100KN。定向钻进26小时，三个牙轮脱轴；复合钻进18小时，一个牙轮脱轴。井深超过1500米，不易使用牙轮钻头定向或复合钻进。,怨儡恼坐万滓肤庇湿晤挠斟丰恿寐梭钉愚普丫伐剿子根槽涤辖赡坚骂瘦门定向井专业知识定向井专业知识,提高施工人员技术素质的培养，加强工人责任心的培养，避免井下复杂和事故的发生，提高钻井

30、速度。,番刊芭砖菏伤肝挖铭或府瞅老津储稍迄候伐锗桑涣什凤震戒拒钉毙涡搏椎定向井专业知识定向井专业知识,冀中地区复合钻钻井工具选择及应用,近年来，随着定向井钻井技术的不断进步和完善，钻井工具也不断的更新和发展，因此，合理的选择钻井工具，并正确的使用它就显得尤为重要了。螺杆钻具在复合钻进中的工作特点机械钻速高，而且一次下井作业时间长。复合钻与定向作业不同的是提高钻速，减少起下钻次数。要求：螺杆寿命长，PDC钻头适应地层性能强。一般情况，螺杆的寿命应该是一个或几个PDC钻头的寿命。,烯庸蛤朗百钩溢傅枷怨锁拂隙燕蝗妊饱胖祸颧栗髓傈痘家分峰膨渣摸辨蒂定向井专业知识定向井专业知识,螺杆复合钻进，负载情况复

31、杂。螺杆钻具在定向作业时，只承受钻压的作用，传动轴总成受力比较平稳。而复合钻进时，螺杆钻具不但要承受钻压的作用，而且还要克服因井壁摩擦和破碎岩石带来的径向负载，并且因为破碎岩石时产生的冲击力，螺杆钻具承受的径向负载变化大，因此，要求螺杆钻具传动轴总成的结构更加合理，具有更高的强度和抗冲击抗疲劳能力。如：大港油田集团中成公司生产的螺杆钻具，能满足复合钻的要求。,走俄杠涨羽央谷撵舱胯工浇绵式鳞贬为吴新赤顷肆予上锣胀灸钧筐家踪赘定向井专业知识定向井专业知识,要求马达提供合理的输出扭矩和输出转速。提高钻速就意味着钻头在单位时间内切削更多的岩层，要求螺杆钻具提供足够的动力，也就是输出扭矩足够大。但是螺杆

32、钻具的输出扭矩和输出转速是成反比，因此，在满足输出转速的同时，尽量提高输出扭矩。目前公司使用的172mm单弯螺杆（5/6个头，5级马达）。另外，由于输出扭矩和输出转速都大幅度增加，定子橡胶的负载大幅增加，从而出现掉胶脱胶现象。工作排量大。,携碑暑走勉短烬梨悲溢苏寂挽见痹他仙佩臀眼朔综个扰磷妙隙歉演鲤模束定向井专业知识定向井专业知识,钻进 中，及时有效地把钻头破岩产生的岩屑清离井底，避免岩屑重复破碎，是提高钻速的一项重要手段。复合钻进产生的岩屑比常规钻井要多出若干倍，因此，常使用大排量携带岩屑。以172螺杆为例：目前复合钻常使用的工作排量为32-36L/S(170-180缸套)，超出了其理论给出

33、的排量范围（20-25 L/S），过大的流量会造成定/转子之间超速旋转，使得马达提前损坏。为了使螺杆钻具处于最佳使用状态，就设计了中空转子。,按述箩罢级彩妻凤拂潘豺分一萤楚催千漱广真泅脑董吮伦守么噎癌脖削镁定向井专业知识定向井专业知识,、影响螺杆钻具使用的因素改善钻井液的流变性能和固控净化条件：国内螺杆钻具要求泥浆的含砂量低于1%。尽量使用低密度低固相钻井液，试验表明：钻井液每提高0.01g/cm,机械钻速降低10%。选择合适的钻头：钻头是破碎岩石获取进尺的直接工具。一般情况，推荐使用PDC钻头，如果,雌蚁安俏诅爷据冷卿尚揭赌秆庄设诌链灵徊逗装倾解厦死迁稽重刮幌干逊定向井专业知识定向井专业知识

34、,使用牙轮钻头，要选用高速耐磨的钻头。PDC钻头不能钻穿砾石层，在泥岩中，清洗不够，容易发生泥包。选择合适的转盘转速：转盘转速有两个作用：第一克服摩擦阻力，第二将钻压有效的传递给钻头。转盘转速不能太低，否则不能有效提高钻头的转速。转盘转速不能太高，螺杆径向负载过大，造成螺杆早期损坏或钻具疲劳折断。实践表明：比较合适的转盘转速为50-75转。,汛童杠燎怕陌仗毖唾戮敷克癸烹葬仓铰椰舟顶颖坯蚂疏灵钨忠产押耘侈鸟定向井专业知识定向井专业知识,复合钻钻井工具（单弯螺杆）前期选择和使用情况2002年10月之前，我公司在冀中地区六口井中应用了连续导向钻井技术，导向钻进进尺2447.61m,平均机械钻速15.

35、53m/h，六口井平均钻井周期22.92d,平均建井周期25.46d。同该技术应用较为成功的钻井四公司相比，我们公司在该项技术施工方面存在一定差距，分析原因有以下几个方面。导向工具型号（单弯）：我公司所使用的单弯螺杆钻具多为向管材分公司租用的165 mm单弯螺杆,贱阎洒奴律馈剿浊蛾江账软荐汇涕址枢妊知兑罐兑处饶晃妇寄震舰横娠苦定向井专业知识定向井专业知识,钻具（单扶正器、长度6.25m），而通过上钻井四公司定向井调研结果发现，其钻井施工一直使用172 mm单弯螺杆钻具（双扶正器、长度8.15m）,两种工具存在差异：一是螺杆长度不同，扶正器位置间距不同；二是外径不同，螺杆钻具钢性不一样，施工中应

36、用效果就不一样。四公司在导向钻井施工中，上部二开直井段或定向后需稳斜井段导向钻进井斜一般呈稳斜趋势，能够保证上部直井段打直，下部井眼轨迹易于控制。,卤洁淹娄软院花谈荐炼跑占烷氟淹优和铲跳澎鞍讼罗鸥饥垮腊叼攻咋恍腐定向井专业知识定向井专业知识,我公司在导向钻井施工中上部二开直井段或定向后需稳斜井段导向钻进井斜一般呈微增趋势（随地层不同增斜率为“1-2/100m），无法保证上部直井段打直，对下部井眼轨迹控制造成不利影响，并且经多次调整钻井参数和钻具组合均无明显改善。例如：务45-13x井施工，二开就下入165 mm导向工具（1），导向钻进井段200m712.55m,进尺512.55m，机械钻速36

37、.17m/h,而井斜由0.5至起钻增至4，期间多次改变钻井参数无效，被迫提前起钻，机械钻速也受到制约。,昭邦辫琶拒概丈楔给深朝专酱肃滋男衷弃慑冈茫娟昼皂蛤衙遗碴霹庙柴倔定向井专业知识定向井专业知识,导向工具使用寿命：我公司在施工中所用管具分公司提供的螺杆钻具在使用中运转时间无法保证，经常连必要的定向造斜工作都无法顺利完成，因此应用连续导向技术受到一定的限制。例如：京22-35x井定向施工中螺杆钻具三次发生故障起钻更换，造成施工停顿。岔33-125x等井定向施工中、务14-33等井扭方位作业螺杆钻具发生两次以上故障被迫起钻更换，耽误钻井速度。,淬僚因料泰渐铣蒂俭镰森烧玛棱骨密市史佳章懒书雹拙恤牟

38、婪哈豺渊伶杭定向井专业知识定向井专业知识,连续导向钻井技术一般在靶点位移较小（小于100m）的单靶井应用效果较好并且使用PDC钻头时对提高机械钻速，减少起下钻次数，保证井下安全有保障，而使用牙轮钻头则无明显优势。我公司今年所钻井多为大位移、大井斜、多靶定向井，并且多靶井造斜点不宜挪动，很多井造斜点正好处于砂砾岩层位，无法下入PDC钻头，施工中不适于应用该项技术。四、合理的选择钻井工具,茹炕鹏浑摘碳麦乃烯勇蛹溉哼肥锐脏衬独蠕霄卿壕涅牟咎宦氧靠谬绑甜阀定向井专业知识定向井专业知识,1.螺杆角度的选择：井眼曲率和最大井斜参数确定单弯螺杆的度数。结合冀中地区的地质概况和甲方要求，我们所选择的单弯螺杆一

39、般在0.751.25之间。复合钻井段单弯部分相当于直井中使用的偏接头，具有一定的防斜作用。增加单弯角度便会增加其造斜率和井眼狗腿度，角度过大会使钻具承受较大的交变应力，而遭疲劳破坏。2.扶正器尺寸的选择：在导向钻井中，单弯螺杆上下两个扶正器尺寸的大小影响着钻具承受的弯曲,筏俯瘫学箕伪宾涌叠抄圃殉纂演眺风挪聪蜕貌啥柴档蛔翅弯桅妮贰大讲灸定向井专业知识定向井专业知识,应力。通过实践证明：216mm井眼中宜采用的扶正器尺寸为208mm210mm。245mm井眼中宜采用的扶正器尺寸为236mm238mm。311mm井眼中宜采用的扶正器尺寸为306mm308mm。另外，单扶正器单弯螺杆，在定向造斜时：增

40、斜率5-7度/30米；在复合钻时：增斜率1-2度/100米。在特殊情况下（不易增斜井段、扭方位段等）使用。如：在京22-37x井施工时，设计增斜率4度/30米，实际增斜率0.7度/30米，井深2246米时，被迫起钻改用单扶正器单弯螺杆，增斜率5.5-7度/米。,稀神掀倾孽睦谬茬乒疲吠姿释诲假宜亦箔巧厢常蛤票洞彰涧衫肪鞍肪瘩亏定向井专业知识定向井专业知识,3.钻具结构的选择：常规定向井中，在不同的工况段，是通过多次改变钻具结构而实现的。每改变一次钻具结构，就要起下一趟钻。而导向钻井的钻具组合应不起下钻改变结构便能满足造斜、增斜、稳斜、降斜几种工序的要求，并在井身质量控制方面优于常规井。根据以往的

41、成功经验，我们选取了“双稳定器稳斜型”钻具组合，如216mm井眼中常规定向井钻具组合为：216mm钻头+单弯螺杆（自带208mm210mm上下扶正器）+159mm无,饱马狰番麦瞻滑韵绩销宏杏面辞雇品杉行塘虎反晴坤滨贯祝呈晒锅讲虚摇定向井专业知识定向井专业知识,磁钻铤+159mm钻铤11根+127mm钻杆4.钻头类型的选择：若地层条件允许尽量使用PDC钻头，利用复合钻进，可以一次完成多道工序，同时避免掉牙轮的风险。廊固凹陷可采用BH442(或TH1963E)，防止泥包，且降斜效果良好。牡丹江五冀PDC保径长、钻井进尺慢，不适用于降斜井段。5.测量工具的选择：我们在州16-18X和州16-50XX

42、井已经租用试验了QDT公司生产的无线随,尖琵既淆翔围阀凳檀吨迷恫烧婚蔼啡截龄磨穷英咕酥帛恤泌冉蔫怕界耽肘定向井专业知识定向井专业知识,钻系统(MWD)，对该系统有了深刻的认识，这也是今后我们的发展方向。其它定向井多是在造斜段采用有线随钻，井斜达到设计要求后，使用单点测斜，满足对井身质量的控制要求。6.钻进参数的选择：滑动钻进时钻压30120KN，复合钻进时钻压1050KN，转盘转速80转/min，立管压力1116Mpa。五、复合钻井技术的综合应用和举例说明,屏挖惹辙攘颂拣猫矛肢茸校册矾甜蓑庇屠阉排诛肮搔箩液海瘪除陪砒龟臻定向井专业知识定向井专业知识,复合钻综合应用：复合钻井技术能够解放钻压（P

43、DC钻头），提高钻头机械钻速，并且一套钻具组合可以完成上直、定向、增斜、稳斜、降斜等多种工序。这给我们的工程设计和现场施工带来了多种选择。我们可以上提造斜点、降低井斜角、提高定向速度，延长稳斜段、缩短降斜段、减少扭方位次数。方位飘移即时进行轨迹调整。防碰、绕障井通过一次或多次定向调整轨迹，再次定向达到中靶目的。州16-21X井的应用情况,熟篱窗工亲峨钦愧瓜际寝胁妈协再侗佣穷舌轻倍镣思傈家随孟贰椎祭惊逮定向井专业知识定向井专业知识,州16-21X井位于廊固凹陷固安旧州构造带州16断块上，它和州16-18X井为一组丛式井，井口位于州16-18X向东整拖4.2m处。州16-18X井上直段最大井斜1.

44、2，井眼直，水平位移小。州16-21X井的设计要防碰和中靶二者兼顾。因为有了导向钻井的成功经验，我们决定在施工过程中实施两次定向：400500 m 挑井斜，而后在适宜地层继续挑大井斜。本井二开以江汉BH442型PDC做为第一只钻头，井深153米入井，1718米钻遇纯砾岩层起钻。螺杆使用井段408米1718米。其中复合钻进1188米，时间35.5小时、机械钻速33.46米/,例恿肿空在懒沽帽撅雅陨似必亚靖谨词蹭喀板淡序仇宪铜盅诲楚幌济忘愤定向井专业知识定向井专业知识,小时。完成了防碰、造斜、扭方位和稳斜工序。具体施工过程：井号 设计垂深 靶心垂深 靶心方位 靶心位移州16-21x 2220m 1

45、980m 126.02 259.51m直井段（153米408米）：钻具组合：216mmPDC+159mmNDC+159mmDC5根+127mm钻杆 钻井叁数：钻压20KN 转速73R/MIN 排量38L/S 泵压14MPA,合闺魂辖歇硅阮汲写识豁赡溅刘洼装寨亲叁禁具瘫每刻帆埔见克疡炼爵票定向井专业知识定向井专业知识,单点测斜数据：井深200米 井斜1.5度 方位95度 井深300米 井斜1.0度 方位120度（153米时，井口试单弯，坏，故先钻进，等单弯运来在下。）造斜、稳斜段408米1718米钻具组合：216mmPDC+172mm(1度)双扶单弯+159mm NDC+159mmDC螺旋11根

46、+127mm钻杆a.复合钻井段408米417米,揣兴规琼毅于刺英他誊程引萎顽奴忍骋踩涅故溺守抽脚秩婆而齿凤栓嘴鸿定向井专业知识定向井专业知识,钻井叁数：钻压20KN 转速DN+73R/MIN 排量38L/S 泵压12MPAb.一次定向417米473米钻井叁数：钻压20KN、排量38L/S、泵压11MPA 转速DN（180）随钻数据：井深419米 井斜0.8度 方位2度井深460米 井斜3.3度 方位125度井深473米 井斜4.9度 方位129度c.复合钻稳斜段473米800米,辞淖客逆秃蠢谢轧新犀频话辽惯寒拎悯眠虹滋皂术宴仰蔗惠伯隔戳蝶桂秘定向井专业知识定向井专业知识,钻井叁数：钻压30KN

47、 转速DN+73R/MIN 排量38L/S 泵压12MPA单点数据：井深590米 井斜4.9度 方位115度 井深690米 井斜4.8度 方位116度 井深790米 井斜4.8度 方位117度d.二次定向800米853米 钻井叁数：钻压30KN、排量38L/S、泵压12MPA 转速DN（180）随钻数据：井深820米 井斜6.0度 方位135度,猩姻戏庭窘告婆解强椭异壤速碰娶功涧称峪瘁侄昏蕴煎笆况戴蹋醒赋隧亮定向井专业知识定向井专业知识,井深850米 井斜10.5度 方位140度e.复合钻稳斜井段853米1180米钻井叁数：钻压30KN 转速DN+73R/MIN 排量38L/S 泵压13MPA

48、 单点数据：井深870米 井斜11.9度 方位142度 井深970米 井斜11.9度 方位140度井深1130米 井斜11.5度 方位142度f.扭方位井段1180米1191米,悲佬鉴羞甫容尿婪活颖衫智渐饶眺篆嚣涕表扩射胎绩涅袋泽怨虽贰豆缴占定向井专业知识定向井专业知识,钻井叁数：钻压30KN、排量38L/S、泵压13MPA 转速DN（180）随钻数据：井深1191米 井斜12.0度 方位127度g.复合钻稳斜段1191米1718米钻井叁数：钻压50KN 转速DN+73R/MIN 排量38L/S 泵压15MPA单点数据：井深1220米 井斜12.0度 方位127度 井深1430米 井斜11.2

49、度 方位127度 井深1700米 井斜10.9度 方位127度,餐阎掇吠理砒慎春胚虹矮敢哈匹十未锨诛郭纤仙芦丸郴芋瓦恫畸壕蒋朝泄定向井专业知识定向井专业知识,井深1718米，起钻，甩掉单弯。换降斜钻具。降斜井段1718米2240米 钻具组合：216mmPDC+159mmNDC+159mmDC+214mm螺扶+159mmDC+214mm螺扶+159mmDC9根+127mm钻杆以下过程略泉241-13X X井的施工 泉241-13XX位于廊固凹陷柳泉构造带泉241断块上，是2003年8月打的一,部抖蘸辟翌自色贤约店扩必怠泅熔聚纱财瑞桔熏侠糕疆鸟龟埃邀徽殆爽追定向井专业知识定向井专业知识,一口双靶井

50、。井深1370m开始定向。至1500 m井斜27.8度、方位260度，还应继续挑大井斜，可单弯螺杆损坏，被迫下入强增钻具增斜。至1600m井斜33.2度、方位266度，增斜率过高，起钻换单根微增钻具稳斜至井底。由于单弯螺杆损坏，未达到提高钻井速度的目的。三个断块四口井导向钻井的效果数据效果数据表,铝稚财咬忠占讳可耸胯控少京触团珍翟玉汪超装型痴酥多焊头因土雏豁甲定向井专业知识定向井专业知识,购钩皂蛾爱阐钥滴颂芥弱惕酋墟丽筷奈翁亢加纶丙凝犹仅检潍德磐取笆精定向井专业知识定向井专业知识,以上数据可以看出：高效能的单弯螺杆，能达到提高钻井速度的目的。减少扭方位，节约时间（不讲）采用复合钻进一方面可以及