【正文】 ： 大位移井始于上世紀(jì) 20 年代，由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)限制大位移井鉆井技術(shù)發(fā)展緩慢。進(jìn)入 80 年代后半期，隨著相應(yīng)的科學(xué)技術(shù)和其它鉆井技術(shù)的發(fā)展，如水平井、超深井鉆井技術(shù)等，大位移井鉆井技術(shù)才迅速發(fā)展起來(lái)。 國(guó)內(nèi) 先后在勝利、中原、大港等油田鉆成數(shù)口位移超千米的 定向井。進(jìn)入 20 世紀(jì) 九十年代后，隨著鉆井技術(shù)的提高，大位移井發(fā)展的更為迅速。大位移井最早應(yīng)用是出于經(jīng)濟(jì)上的考慮，主要思想是利用現(xiàn)有平臺(tái)或陸地開發(fā)邊際油田，使原先不具備商業(yè)開采價(jià)值的小油田通過(guò)大位移技術(shù)能夠達(dá)到有效地開發(fā)和利用。推動(dòng)大位移 井向前發(fā)展的主要?jiǎng)恿?lái)自于高效開發(fā)邊際油田。 可以發(fā)現(xiàn)采用大位移鉆井技術(shù)可以大大降低開發(fā)成本 .中國(guó)海洋石油總公司在其所屬的勘探開發(fā)范圍內(nèi)，已發(fā)現(xiàn) 109 個(gè)油氣田，其中大油田 4 個(gè)，中型油田 40 個(gè)，小型油田 65 個(gè) 。 局部構(gòu)造是成群成帶分布 :渤西、渤南、南海的涸西南。這些局部的小構(gòu)造有望 通過(guò)大位移井鉆井技術(shù)得到開發(fā) 。 勝利油田和大港油田在淺海區(qū)域己經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多個(gè)有利的含油氣圈閉，并且也已經(jīng)成功鉆成水平位移為 2km 左右的定向井、水平中國(guó)石油大學(xué)（華東）成人 (網(wǎng)絡(luò) )教育畢業(yè)論文 2 井 .由此可見，在 我國(guó)海灘、淺海及中深海域，采用大位移井進(jìn)行勘探和開發(fā)具有十分廣 闊的應(yīng)用前景。大位移鉆井技術(shù)是定向井水平井技術(shù)的延續(xù)，但又在很多方面對(duì)鉆井完井技術(shù)提出了更高的要求。其關(guān)鍵技術(shù)包括井壁穩(wěn)定技術(shù)、軌跡及鉆柱的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù) 、摩阻扭矩預(yù)測(cè)與監(jiān)測(cè)技術(shù)、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù) 、數(shù)據(jù)的測(cè)量及采集技術(shù)、完井工藝技術(shù)。一些技術(shù)代表了當(dāng)今世界上最先進(jìn)的鉆井技術(shù)水平。跟蹤和研究這些 技術(shù)對(duì)提高我國(guó)鉆井技術(shù)的整體水平具有極其重要的意義 。 中國(guó)石油大學(xué)（華東）成人 (網(wǎng)絡(luò) )教育畢業(yè)論文 3 第 1 章 大位移井的概況分析 大位移井是在定向井、水平井技術(shù)之后又出現(xiàn)的一種特殊工藝井，英文 名稱 為 ERw(ExtendedReachwell) ， 大 位移 鉆 井 技術(shù) 稱ERD(ExtendedReachDrilling)。顧名思義，大位移井具有很大的水平位移和很長(zhǎng)的高井斜穩(wěn)斜井段。正是由于這一特征，即大井斜、長(zhǎng)井段下的突出的重力效應(yīng)，帶來(lái)了大位移井的一系列技術(shù)難點(diǎn)和特點(diǎn)，具體表現(xiàn)在鉆井工藝、固井工藝、井下工 具和儀器等諸多方面。大位移井的定義一般是指井的水平位移與井的垂深之比等于或大于 2 的定向井。水平位移與垂深之比的定義美國(guó)公司和英國(guó)公司用得較多，這種定義從垂直剖面上看較直觀，也比較確定 [1]。大位移井具有很長(zhǎng)的大斜度穩(wěn)斜段，大斜度穩(wěn)斜角稱穩(wěn)航角 (sailAngle)，穩(wěn)航角大于 60。由于多種類型油氣藏的需要，從不變方位角的大位移井，又發(fā)展了變方位角的大位移井，這種井稱為多目標(biāo)三維大位移井 (DesignerWel)。 ,難點(diǎn) 及用途 大位移井的特點(diǎn) 大位移井用于優(yōu)化海上和淺海油田的開 發(fā)，對(duì)于淺海油田，可以從海邊或修建堤壩鉆大位移井來(lái)開采油藏，這樣可以減少開發(fā)這些油藏所需的平臺(tái)數(shù)量及油井?dāng)?shù)量，增加儲(chǔ)層裸露面積，從而增加油井的產(chǎn)量和采收率，主要有以下特點(diǎn) [3]: 1）水平位移大。因此能較大范圍地控制含油面積，開發(fā)相同面積的油田可以大量減少陸地及海上鉆井的平臺(tái)數(shù)量 。 2)鉆穿油層的井段長(zhǎng)?？梢允褂筒氐男褂兔娣e增大，大幅度提高單井產(chǎn)量。基于這種巨大的經(jīng)濟(jì)利益，大位移井技術(shù)才得以迅速發(fā)展。 中國(guó)石油大學(xué)（華東）成人 (網(wǎng)絡(luò) )教育畢業(yè)論文 4 3)摩阻和扭矩大。由于大位移井位移較大，導(dǎo)致鉆進(jìn)過(guò)程中摩阻和扭矩較大，因此很有必要對(duì)大位移井進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 大位移近水平井的鉆井難點(diǎn) 1)區(qū)塊復(fù)雜，著陸控制、穩(wěn)斜段長(zhǎng)控制難度大； 2)對(duì)鉆井裝備、鉆井液設(shè)備要求高； 3)鉆具、監(jiān)測(cè)工具、儀器等針對(duì)性強(qiáng)，技術(shù)含量高； 4)要求鉆井液有很強(qiáng)的潤(rùn)滑性、懸浮能力和攜砂能力，并能保持井眼穩(wěn)定； 5)對(duì)防噴、防漏和保護(hù)油氣層、固井質(zhì)量、完井技術(shù)的要求高； 6)井下惡劣條件與隨鉆測(cè)量?jī)x器和動(dòng)力鉆具使用的矛盾十分突出； 7)井眼軌道的預(yù)測(cè)、控制難度大，需要有高質(zhì)量的應(yīng)用軟件和高素質(zhì)的工程技術(shù)人員。 大位移井的用途 大位移井應(yīng)用是出于經(jīng)濟(jì)的考慮，如美國(guó)在加州享 廷海灘，是從陸上鉆大位移井開發(fā)海上油田。挪威北海西 sleiPner 油田，用大位移井代替原來(lái)的開發(fā)方案，節(jié)約了 10 億美元。美國(guó) Pedemales 油田，用大位移井代替原來(lái)建鉆井平臺(tái)的方案，節(jié)約 1 億美元。英國(guó)的 wytchFaIm 油田，在岸上鉆大位移井，代替原來(lái)的建人工島方案，節(jié)約費(fèi)用 億美元。 鉆大位移井的主要優(yōu)點(diǎn)為 : (1)用大位移井開發(fā)海上油氣田，大量節(jié)省費(fèi)用。開發(fā)海上油氣田，用常規(guī)定向井、水平井鉆井，需要建的人工島或固定平臺(tái)的數(shù)量多，打井也多，花錢多，如果鉆大位移井，就可少建人工島或固定平臺(tái)，少打井，可 節(jié)省大量投資。 (2)靠近海岸的油田，可鉆大位移井進(jìn)行勘探、開發(fā)。過(guò)去開發(fā)這類油田，需要建造人工島、固定鉆井平臺(tái)，或用活動(dòng)鉆井平臺(tái)鉆井。現(xiàn)在凡距海岸 IOkm 左右的近海油田，均可使用大位移井進(jìn)行勘探、開發(fā)。這樣，中國(guó)石油大學(xué)（華東）成人 (網(wǎng)絡(luò) )教育畢業(yè)論文 5 可以不建人工島或固定平臺(tái)，也可以不用活動(dòng)鉆井平臺(tái)設(shè)備，完全可以從陸上向海上鉆大位移井勘探、開發(fā)油田，從而節(jié)省大量投資。 (3)不同類型油氣田鉆大位移井可提高經(jīng)濟(jì)效益 .小斷塊的油氣田，或幾個(gè)不相連的小斷塊油氣田，可鉆 1 口或 2 口大位移井開發(fā)，少鉆不少井，節(jié)省投資，便于管理 。對(duì)于幾個(gè)油田，油氣層不在同一深度 ，方位也不一樣，這時(shí)可鉆多目標(biāo)三維大位移井，節(jié)省投資。 (4)使用大位移井可以代替復(fù)雜的海底井口開發(fā)油田，節(jié)省海底設(shè)備，節(jié)省大量投資。 （ 5）有些油氣藏在環(huán)保要求高的地區(qū)，鉆井困難。利用大位移井可以在環(huán)保要求不太高的地區(qū)鉆井，以滿足環(huán)保要求。 所以說(shuō)大位移鉆井技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用對(duì)我過(guò)石油事業(yè)的發(fā)展有重大意義 。 中國(guó)石油大學(xué)（華東）成人 (網(wǎng)絡(luò) )教育畢業(yè)論文 6 第 2 章 大位移井的發(fā)展?fàn)顩r (1)世界上每年鉆成的大位移井?dāng)?shù)量成倍增加 ,并且鉆井周期越來(lái)越短 ,鉆井成本明顯降低。 (2)控制實(shí)鉆軌跡的手段更 加先進(jìn) ,測(cè)量?jī)x器錄取數(shù)據(jù)也由單一的井身參數(shù)向地質(zhì)參數(shù)和油藏特性描述等多方面發(fā)展。 (3)研制成鉆大位移井的多種井下工具系列。 (4)已形成保持井壁穩(wěn)定和井眼清潔的鉆井液體系。 國(guó)內(nèi)大位移井發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)在大位移井鉆井技術(shù)方面 ， 20 世紀(jì) 80 年代中期開始鉆井探索 ,20世紀(jì) 90 年代末期有了一定進(jìn)展。中海石油有限公司深圳分公司南海西江邊際油田開發(fā) ,對(duì)大位移井關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究 ,形成了大位移井開發(fā)工程計(jì)算和工藝技術(shù)。針對(duì) XJ241 油田的開發(fā) ,已成功地鉆成了 5 口大位移井 ,其中 A14 井的水平位移達(dá)到了 8063m,創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)的世界記錄。截至 2021 年 6 月底 ,XJ241 油田實(shí)際利潤(rùn)與政府稅收綜合已超過(guò) 20 多億人民幣。勝利油田從 80 年代 末 對(duì)大位移鉆井進(jìn)行了積極探索 ,2021 年 3 月完成的埕北 21平 1井 ,完鉆井深 ,水平位移達(dá)到 ,是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)陸上油田完成的水平位移最大的一口井。我國(guó)的大位移井技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)水平相比 ,存在相當(dāng)大的差距 ,鉆一口水平位移 3000m 左右的大位移井 ,與國(guó)外鉆一口水平位移 10000m 的鉆井速度相當(dāng)。尤其是在鉆井技術(shù)裝備上 :鉆機(jī)、高強(qiáng)度鉆具、專用井下工具、測(cè)量?jī)x器 ,基 本上依賴進(jìn)口 ,我國(guó)的大位移井技術(shù)還有很長(zhǎng)的路要走 [2]。 對(duì)井下工具、儀器和裝備的要求，表現(xiàn)在 10 個(gè)方面 : (1)選好鉆機(jī)，克服大摩阻，保證鉆出長(zhǎng)井段。 (2)選好鉆井泵，保證排量，清潔井眼，降低摩阻。 中國(guó)石油大學(xué)（華東）成人 (網(wǎng)絡(luò) )教育畢業(yè)論文 7 (3)選好驅(qū)動(dòng)裝置，保證井眼質(zhì)量。 (4)選好鉆井方式，提高鉆速，減小摩阻和井下作業(yè)時(shí)間。 (5)選好鉆井工具，保證有足夠扭矩克服摩阻鉆出長(zhǎng)井段。 (6)選好測(cè)控系統(tǒng)，保證測(cè)量傳輸導(dǎo)向能力，控制好軌跡。 (7)選好井下工具，保證鉆頭加上足夠鉆壓，快速鉆進(jìn)。 (8)助選好井下工具，減少摩阻與套管磨損。 (9)選好鉆井液，減少摩擦，增大攜屑能力。 (10)選好下套管方法，保證順利下入和居中。 總而言之，這一系列要求的核心在于，用工程手段 (工藝、工具、儀器、裝備 )，克服大摩阻，提高鉆速，減少作業(yè)時(shí)間，保證成功，兼顧成本。而我國(guó)的技術(shù)與國(guó)外技術(shù)差距很大 [4]。 中國(guó)石油大學(xué)（華東）成人 (網(wǎng)絡(luò) )教育畢業(yè)論文 8 第 3 章 大位移井的關(guān)鍵技術(shù) 鉆大位移井時(shí)，由于井斜角和水平位移的增加而摩阻和扭矩增大是非常突出的問(wèn)題，它是限制位移增加的主要因素。管柱的摩阻和扭矩是指鉆進(jìn)時(shí)鉆柱的摩阻和扭矩，下套管時(shí)套管的摩阻和扭矩。 鉆 柱扭矩和摩阻力的計(jì)算 為簡(jiǎn)化計(jì)算，作如下假設(shè)： 在垂直井段，鉆柱和井壁無(wú)接觸；鉆柱與鉆井液之間的摩擦力忽略不計(jì)； 在斜井段，鉆柱與井壁的接觸點(diǎn)連續(xù)，且不發(fā)生失穩(wěn)彎曲。計(jì)算時(shí)，將鉆柱劃分為若干個(gè)小單元，從鉆柱底部的已知力開始逐步