【正文】 向井鉆井技術(shù)發(fā)展情況 （表二） 年代 內(nèi)容 60 年代 80 年 代 90 年 代 剖面設(shè)計及軌 跡計算方法 設(shè)計采用查表法、圖解法等精度不高的方法 發(fā)展了曲率半徑法，最小曲率半徑法等多種更為精確的軌跡計算和設(shè)計方法，編制了能進行軌跡預測和防碰掃描的計算機軟件包。 我國目前最深的水平井是勝利定向井公司完成的 JF128井，井深達到 7000米，垂深位移比最大的大位移井是勝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，水平位移達到 2666米，最大的叢式井組是勝利石油管理局的河 50 叢式井組，該叢式井組長 384 米，寬 115 米，該叢式井平臺共有鉆定向井 42口。 垂深水平位移比最高的是 Statoil 公司鉆成的的 33/9— C2 達到了 1:； 叢式井口數(shù)最多，海上平臺： 96口；人工島： 170口； 我國定向井鉆井技術(shù)發(fā)展情 況 我國定向井鉆井技術(shù)的發(fā)展可以分為三個階段， 50— 60年代開始起步，首先在玉門和四川油田鉆成定向井及水平井 :玉門油田的 C2— 15井和磨三井，其中磨三井總井深 1685米，垂直井深表遺憾 350米，水平位移 ，最大井斜 92176。救援井是指定向井與失控井具有一定距離，在設(shè)計和實際鉆進讓救援井和失控井井眼相交，然后自救援井內(nèi)注入重泥漿壓死失控井。有記錄定向井實例是美國在二十世紀三十年代初在加利福尼亞享廷灘油田鉆成的。最早采用定向井鉆井技術(shù)是在井下落物無法處理后的側(cè)鉆。當時沒有考慮控制井身軌跡的問題，認為鉆出來的井必定是鉛垂的，但通過后來的井筒測試發(fā)現(xiàn)，那些垂直井遠非是垂直的。定向井相對與直井而言它具有井斜方位角度 而直井是井斜角為零的井，雖然實際所鉆的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。 1 MWD 技術(shù)服務人員培訓手冊 2 目 錄 第一章． 定向井（水平井）鉆井技術(shù)概述 ………………………… .3 第一節(jié)． 定向井水平井的基本概念 第二節(jié)． 水平鉆井技術(shù)簡介 第三節(jié)． 定向井的基本術(shù)語解釋 第四節(jié)． 定向井、水平井基本施工步驟 第二章． 定向井、叢式井、水平井設(shè)計與計算分析 ……………… .13 第一節(jié)． 定向井、水平井二維軌道計算 第二節(jié)． 定向井、水平井三維軌道計算 第三節(jié)． 定向井測斜數(shù)據(jù)處理 第四節(jié)． 叢式井的防碰計算 第五節(jié)． 軌跡控制過程的中靶分析 第三章． 定向井、水平井井身軌跡控制技術(shù) ……………………… .45 第一節(jié)． 定向井、水平井井眼軌跡控制理論 第二節(jié)． 定向井、水平井直井段 井身軌跡控制技術(shù) 第三節(jié)． 定向井、水平井定向造斜井段井身軌跡控制技術(shù) 第四節(jié)． 定向井、水平井轉(zhuǎn)盤造斜井段軌跡控制技術(shù) 第五節(jié)． 定向井、水平井轉(zhuǎn)盤穩(wěn)斜井段井身軌跡控制技術(shù) 第六節(jié)． 定向井、水平井轉(zhuǎn)盤降斜井段井身軌跡控制技術(shù) 第七節(jié)． 定向井、叢式井方位調(diào)整井段井身軌跡控制技術(shù) 第八節(jié)． 水平井井眼軌跡控制工藝模式與技術(shù) 第九節(jié)． 幾種特定水平井軌跡控制技術(shù)及應用 第四章． 定向井、水平井測量技術(shù) ………………………………… 77 第一節(jié)． 定向井、水平井測量的性質(zhì)和特點 第二節(jié)． 測量儀器分類和應用范圍 第三節(jié)． 磁羅盤單、多點測量儀器 第四節(jié)． 有線隨鉆測斜儀 第五節(jié)． 電子多點測斜儀和ＭＳ 3 組合式有線隨鉆測斜儀 第六節(jié)． MWD 無線隨鉆 測斜儀 第七節(jié)． 羅盤類和電子類測斜使用的幾個問題 第八節(jié)． 陀螺測斜儀 第九節(jié)． 定向井、水平井測量儀器的發(fā)展趨勢 第五章． 長、中曲率半徑水平井鉆井專用工具 ………………… .109 第一節(jié)． 穩(wěn) 定 器 第二節(jié)． 水平井特殊鉆具 第三節(jié)． 動力鉆具簡介及現(xiàn)場應用 第四節(jié)． 彎 殼 體 動 力 鉆 具 第五節(jié)． 水平井取芯工具 3 第六章． 定向井、水平井復雜情況及事故預防處理 …………… ..130 第一節(jié)． 定向井特點 第二節(jié)． 影響定向井的安全因素 第七章． 大位移延伸井鉆井技術(shù) ………………………………… ..140 第一節(jié)． 國內(nèi)外大位移井發(fā)展及技術(shù)現(xiàn)狀 第二節(jié)． 大位移井的井身軌跡設(shè)計 第三節(jié)． 大位移井鉆井關(guān)鍵技術(shù) 第四節(jié)． 大位移井的摩阻和扭矩計算 第五節(jié)． 鉆大位移井對裝備的要 求 第六節(jié)． 大位移井推廣應用情況及發(fā)展方向 第八章． 套管開窗側(cè)鉆技術(shù) ……………………………………… 148 第一節(jié)． 鍛銑開窗側(cè)鉆工藝 第二節(jié)． 磨銑開窗工藝技術(shù) 第三節(jié)． 套管開窗工藝的應用分析及發(fā)展前景 4 第一章 定向井（水平井）鉆井技術(shù)概述 第一節(jié) 定 向 井 、水平井的基本概念 1． 定向井叢式井發(fā)展簡史 定向井鉆井被（英） T ． A．英格利期定義為：“使井筒按特定方向偏斜，鉆遇地下預定目標的一門科學和藝術(shù)。”我國學者則定義為，定向井是按照預先設(shè)計的井斜角、方位角和井眼軸線形狀進行鉆進的井。 定向井首先是從美國發(fā)展起來的，在十九世紀后期，美國的旋轉(zhuǎn)鉆井代替了頓鉆鉆井。并由于井斜原因造成了侵犯別人租界而造成被起訴的案例。早在 1895 年美國就使用了特殊的工具和技術(shù)達到了這一目的。 第一口救援井是 1934 年在東德克薩斯康羅油田鉆成的。 目前最深的定向井由 BP 勘探公司鉆成，井深達 10， 654 米； 水平位移最大的定向井是 BP 勘探公司于己于 1997 年在英國北海的 Rytch Farm 油田鉆成的 M11 井，水平位移高達 1， 0114 米。水平段長 160 米； 70 年代擴大實驗，推廣定向井鉆井技術(shù)； 80 年代通過進行集團化聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，使得我國從定向井軟件到定向井硬件都有了一個大的發(fā)展。 2． 定向井的分類 按定向井的用途分類可以分為以下幾種類型： 普通定向井 多目標定向井 定向井 叢式定向井 救援定向井 水平井 多分枝井（多底井） 5 國外定向井發(fā)展簡況 （表 一） 年代 內(nèi)容 50 年 代 60 年 代 70 年 代 80 年 代 90 年 代 剖面設(shè)計及 跡計算方法 誤差很大的正 切法，進行定 向井設(shè)計軌跡 計算 18 種二維計算 方法，如更精 確的曲率半徑 法 發(fā)展到三維設(shè) 計和大組叢式 井整體設(shè)計 計算機專家系 統(tǒng)進行定向井 的設(shè)計和指導 定向井施工 發(fā)展了大型集成設(shè)計軟件包 井斜控制理論 斜直井段的二 維分析 考慮了井眼的 曲率及滿眼組 合的特性 三維數(shù)據(jù)分析，由靜態(tài)發(fā)展到動態(tài) 發(fā)展了多種分 析計算方法并 編制了計算機 程序 在原來多種分析的基礎(chǔ)上引入了數(shù)學及其它邊沿學科 定向造斜工藝 渦輪加彎接頭 斜向器配合轉(zhuǎn) 盤鉆 使用效率更高 的螺桿動力鉆 具，專用工具 的定型配套 渦輪、螺桿動力鉆具向低速大扭矩發(fā)展。 引入人工智能和專家系統(tǒng) 井斜控制理論 進行了鉆具的二 維靜態(tài)分析主要 使用有限元法 發(fā)展了多種新的分析計算方法，例如：平衡梁法、加權(quán)余量法等，并編制了計算機分析程序 理論分析模型由靜態(tài)態(tài)發(fā)展到動態(tài)，由二維發(fā)展到三維 定向造斜工藝 使用地面定向法 （鉆桿打鋼?。?。 使用精度高的磁性單多點測斜儀進行定向和軌跡數(shù)據(jù)測量，發(fā)展了有線隨鉆測斜儀定向。 多種引進的有線隨鉆測斜系統(tǒng)投入工業(yè)使用和發(fā)展了電子測量系統(tǒng)及陀螺測量系統(tǒng) 發(fā)展了無線隨鉆測斜系統(tǒng)，引進了帶地質(zhì)參數(shù)的 MWD系統(tǒng) 定向井鉆井水平 簡單的單口定向井、水平井位移小，精度低 鉆成大量高難度定向井、大組叢式井、多目標井、套管定向開窗井、水平井也從大半徑水平井發(fā)展到了中半徑水平井 在水平井方面取得大型突破，鉆成了長、中、短半徑水平井 7 第 二節(jié) 水平井鉆井技術(shù)簡介 所謂水平井，是指一種井斜角大于或等于 86176。 1． 水平井鉆井技術(shù)發(fā)展概況 1863 年，瑞士工程師首先提出鉆水平井的建議； 1870 年，俄國工程師在勃良斯克市鉆成井斜角達 60176。 我國水平井鉆井在 90 年代以來也取得了很大發(fā)展，勝利油田已完成各種類型水平井百余口，水平井鉆井水平和速度不斷提高。 2） ．不同曲率水平井的基本特征及優(yōu)缺點 （ 1） ．不同曲率水平井的基本特征表 井型 項目 長半徑水平井 中半徑水平井 短半徑水平井 造斜率 6176。 — 20176。 — 30176。 /100米使用抗壓鉆 桿 鉸接驅(qū)動鉆桿 8 測量工具 無限制 有線隨鉆測斜儀， MWD，但井眼 6 1/8″時不能使用 轉(zhuǎn)盤鉆井時使用多點測斜儀 馬達鉆井時使用有線隨鉆測斜儀 地面設(shè)備 常規(guī)鉆機 常規(guī)鉆機 需要配備頂部驅(qū)動系統(tǒng)或動力水龍頭 完井方式 無限制 無限制 裸眼或割縫管 （ 2） ．長曲率半徑水平井的優(yōu)缺點 優(yōu) 點 缺 點 1． 穿透油層段最長（可以 1000 米） 1．井眼軌道控制段最長 2． 使用標準的鉆具及套管 ２．全井斜深增加最多 3． “狗腿嚴重度”最小 ３．鉆井費用增加 4． 使用常規(guī)鉆井設(shè)備 ４．各種下部鉆具組合較長 5． 可使用多種完井方法 ５．不適合薄油層和淺油層 6． 可采用多種舉升采油工藝 ６．轉(zhuǎn)盤扭矩較大 7． 測井及取芯方便 ７．套管用量 最大 8． 井眼及工具尺寸不受限制 ８．穿過油層長度與總水平位移比最小 （３）．中曲率半徑水平井的優(yōu)缺點 優(yōu) 點 缺 點 1． 進入油層時無效井段較短 1．要求使用 MWD 測量系統(tǒng) 2． 使用的井下工具接近常規(guī)工具 ２．要求使用加重鉆桿或抗壓縮鉆桿 3． 使用動力鉆具或?qū)蜚@井系統(tǒng) 4． 離構(gòu)造控制點較近 5． 可使用常規(guī)的套購及完 井方法 6． 井下扭矩及阻力較小 7． 較高及較穩(wěn)定的造率 8． 井眼軌跡控制井段較短 9． 穿透油層段較長（ 1000 米） 10． 井眼尺寸不受限制 11． 可以測井及取芯 12． 從一口直井可以鉆多口水平分枝井 13． 可實現(xiàn)有選擇的完井方案 9 （ 4）．短