定向钻井理论与技术

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1、中国石油海洋公司大港事业部刘洋TEL：15802275882QQ：378685870Email：upcliuyang@126.com定向钻井理论与技术中国石油海洋公司大港事业部一、基本概念1、定向钻井：使井身沿着预先设计的方向和轨迹钻达目的层的钻井工艺方法。2、应用领域：（1）地面环境条件限制（2）地下地质条件要求（3）处理井下事故的手段（4）提高原油采收率的手段定向钻井理论与技术中国石油海洋公司大港事业部定向钻井理论与技术3、几种特殊的定向井水平井：井眼轨迹达到水平（井斜角90º左右）以后，井眼继续延伸一定长度（延伸长度与油层厚度之比不小于6倍）的定向井。大位移井：水平位移与垂深之比（

2、位垂比）不小于2的定向井。丛式井：在同一个井场上或一个钻井平台上，有计划地钻出两口或两口以上的定向井，可含一口直井。分支井：也称为多底井，是指一个井口下面有两个或两个以上井底的定向井。中国石油海洋公司大港事业部定向钻井理论与技术（1）水平井的应用稠油开采中国石油海洋公司大港事业部定向钻井理论与技术（2）大位移井的应用海油陆探、海油陆采中国石油海洋公司大港事业部定向钻井理论与技术（3）多分支井的应用中国石油海洋公司大港事业部定向钻井理论与技术鱼骨井也称为羽状井4、基本参数：井深井斜角α井斜方位角Φ定向钻井理论与技术中国石油海洋公司大港事业部中国石油海洋公司大港事业部定向钻井理论与技术二、轨

3、道设计1、轨道分类：定向井｛｛｛二维定向井三维定向井常规二维定向井非常规二维定向井纠偏三维定向井绕障三维定向井中国石油海洋公司大港事业部2、设计原则：（1）应能实现钻定向井的目的；（2）应有利于安全、优质、快速钻进；（3）要满足采油工艺的要求。3、常规二维轨道类型：三段式、多靶三段式、五段式、双增式。定向钻井理论与技术中国石油海洋公司大港事业部定向钻井理论与技术三段式多靶三段式中国石油海洋公司大港事业部定向钻井理论与技术五段式双增式中国石油海洋公司大港事业部三、造斜方法及原理（一）动力钻具造斜动力钻具又称井下马达，包括涡轮钻具、螺杆钻具、电动钻具三种。目前我国常用的是前两种。1、常用造斜

4、工具：弯接头弯外壳偏心垫块定向钻井理论与技术中国石油海洋公司大港事业部2、动力钻具：上轴承定子和转子中心轴下轴承涡轮钻具旁通阀钻头转子主轴外壳万向轴定子螺杆钻具定向钻井理论与技术中国石油海洋公司大港事业部3、动力钻具钻井特点①转动钻头的动力由地面移到井下，直接接在钻头之上；②钻柱的功能只是给钻头施加一定的钻压、形成洗井液通路和承受井下动力钻具外壳的反扭矩；③井底动力钻具的动力是由电源或地面泥浆泵提供的、通过钻柱内孔传递到井下的具有一定动能和压力的洗井液流体或交流电。定向钻井理论与技术中国石油海洋公司大港事业部4、动力钻具造斜示意图：定向钻井理论与技术中国石油海洋公司大港事业部（二）转盘钻

5、造斜1、常用工具：变向器射流钻头扶正器组合变向器射流钻头定向钻井理论与技术中国石油海洋公司大港事业部四、轨迹控制及时测量，及时纠正（1）打好垂直井段（2）把好定向造斜关（3）跟踪控制到靶点定向钻井理论与技术1、技术要求：通常用来纠正井眼方位的方法是：调整造斜工具在井底的作用方位,使用合适的钻具组合.中国石油海洋公司大港事业部定向钻井理论与技术2、常用钻具组合：（1）直井段（a）满眼钻具钻头+1号钻头稳定器（1-3个）+短钻铤+2号稳定器（挡板）+无磁钻铤1-2根+3号稳定器+大钻铤1根+4号稳定器+钻铤+加重钻杆+钻杆（b）塔式钻具钻头+大尺寸钻铤1柱+中尺寸钻铤2柱+小尺寸钻铤3柱+钻

6、杆（c）钟摆钻具钻头+钻铤1-3根+稳定器+钻铤+钻杆（d）吊打钻具钻头+钻铤2柱+钻杆中国石油海洋公司大港事业部定向钻井理论与技术（2）造斜段钻头+井下动力工具+弯接头+无磁钻铤+钻铤+震击器+加重钻杆+钻杆（3）增斜段钻头+稳定器（挡板）+无磁钻铤1-2根+稳定器+钻铤1根+稳定器+钻铤+加重钻杆+钻杆（4）稳斜段采用满眼钻具组合（5）降斜段钻头+无磁钻厅1-2根+稳定器+钻铤1根+稳定器+钻铤1根+稳定器+钻铤+加重钻杆+钻杆中国石油海洋公司大港事业部五、扭方位计算扭方位计算包括装置角的计算，动力钻具反扭角的计算，定向方位角的计算。定向钻井理论与技术中国石油海洋公司大港事业部定向钻

7、井理论与技术装置角：以高边方向线为始边，顺时针旋转到装置方向线上所转过的角度。反扭角：动力钻具在工作中，液流作用于转子产生扭矩，传给钻头破碎岩石。液流同时也作用于定子，使定子受到一个反扭矩。此反扭矩将有使钻柱旋转的趋势，但由于钻柱在井口被锁住，所以只能扭转一定的角度，此角称作反扭角。定向方位角=井斜方位角+装置角+反扭角（注：工程上常采用经验数据法或者资料反算法求反扭角）中国石油海洋公司大港事业部六、造斜工具的定向1、定向就是把造斜