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1、井眼轨迹控制-防斜快打技术2011 年 1 月 9 日 王功志盟 采油 803 20081607 序号 25 井眼轨迹控制井眼轨迹控制-防斜快打技术防斜快打技术一、一、 前言前言直井钻井防斜，是现场经常碰到的难题之一。在钻直井时，如果井斜过大，会使井眼偏离地下设计目标，打乱油气田开发的布局。对于勘探工作来说，井斜大了，会使井深发生误差，使所得的地质资料不真实，甚至偏离勘探目标。井打斜了，也给钻井工程本身增加了困难，甚至造成严重的井下故障。在斜井内，钻柱易靠在井壁一侧，旋转时发生严重摩擦，在井斜突变井段钻柱发生弯曲，易使钻柱和套管磨损，钻柱折断，套管脱落，也可能造成井壁坍塌及键槽卡钻等故障，有时
2、甚至被迫填井侧钻。井斜超标，也会影响固井质量，首先是造成下套管困难，同时套管下入后不易居中，这往往是造成固井窜槽、管外冒油冒气的原因之一。因此，直井防斜打快问题一直是油公司和钻井工作者十分关心的一个重要技术问题。 防斜技术自上世纪五十年代鲁宾斯基发表论述至今，经过数代人几十年的发展，已经有了长足的进步，早期只有光钻挺、塔式组合；钻柱稳定器产生后又形成了钟摆、满眼等钻具结构，在此基础上，发展了柔性、偏轴等特殊防斜钻具组合。随着定向技术的发展，以螺杆和随钻为主的导向钻井技术应用于防斜纠斜，在很大程度上避免了填井侧撞；近年来，自动垂直钻井技术得到了较好应用，但由于其技术含量、使用成本高，限制了使用的
3、范围。易斜地区大多仍然采取常规防斜纠斜技术。在我国东部多个油田推广应用了自然造斜钻井技术，使易斜地区钻井速度得到了较大提高。二、二、 川东北典型地层简述与钻井技术川东北典型地层简述与钻井技术川东北钻遇的中上部地层普遍存在着地层倾角大（3060） ，局部小褶皱多，自然造斜率较强（自然造斜率大于 1/100m）等特点，井身质量难以控制，尤其是井斜控制难度大。同时，地层古老、岩石坚硬、研磨性强、岩性多变、地层可钻性低（可钻性级值58） ，机械钻速普遍较低，导致钻井生产效率低下。川东北防斜打快是井身质量控制的难点，而陆相地层是防斜打快的重点。如沙溪庙地层倾角大，须家河组研磨性强，又处于大井眼井段，防斜
4、打快矛盾比较突出。进入海相地层，雷口坡组二段至嘉陵江组嘉 4+5 段砂泥岩互层频繁，地层倾角大，自然造斜力强，表现易斜特性。在易斜井段采用防斜功能最强的钻具组合，井斜仍有逐步上升趋势。如何处理好解放钻压提高速度和防斜打直这两方面成了川东北钻井的重要任务之一。从优化钻具结构、优选钻头和钻井参数着手，如采用钟摆、塔式钟摆、柔性钟摆钻具等，配合相应技井眼轨迹控制-防斜快打技术2011 年 1 月 9 日 王功志盟 采油 803 20081607 序号 25术措施，既解放了钻压，大大提高了钻井速度，又满足了井身质量的要求。在陆相地层主要采用塔式钟摆钻具，配合合理的钻井参数来防斜打直。在井斜控制方面，大
5、尺寸钻铤发挥了重要的作用，使用大尺寸钻铤成功地解决了陆相地层易斜的钻井难题。尤其二开需严格控制井斜，保持井斜处于较低值，为三开控制井斜创造良好条件。在海相地层，岩性为灰岩、白云岩、膏盐岩，可钻性较好，螺杆+PDC 的应用为防斜打快增加了新的途径。在无法使用垂直钻井和空气钻井等特殊钻井技术时，优化钻具组合和施工方案，可以在一定程度上解决防斜打快的难题。在区域构造比较明确的地区，设计自然造斜井，合理布置地面井位，正常钻进达到目的层，可以实现速度的较大突破。三、三、 防斜打快工艺技术防斜打快工艺技术（一）（一）常规防斜纠斜钻井技术常规防斜纠斜钻井技术为了实现防斜目标，无论何种技术，归根结底核心是底部
6、钻具类型和结构的选取。目前有效的常规防斜纠斜技术包含以下几种：以钟摆防斜为主的系列防斜技术；螺杆钻具组合防斜纠斜控制技术。1钟摆防斜技术钟摆防斜技术:常规钟摆钻具是利用下部钻铤重量的横向分力使钻头压向下井壁，以达到逐渐减小井斜的效果。光钻铤是最简单的钟摆钻具，切点以下钻铤产生横向力，即钟摆力，用于纠斜。为了增加钟摆效果，使切点以下钻具更长，在底部钻具增加扶正器，扶正器以下钻铤在一定钻压下，不与井壁接触，产生较大的钟摆力。根据需要，底部钻柱可以有一个或两个钻柱稳定器。钟摆防斜技术钻具包含 4 个方面组合：（1）大尺寸钻铤塔式钟摆钻具组合。（2）柔性钟摆钻具组合。(3)大钻压“钟摆”钻具组合。(4
7、)偏轴钟摆钻具组合。上述几种钻具组合具有比常规钟摆钻具更优的防斜性能，但其本质仍属钟摆防斜技术范畴。钻具所能提供的降斜力是有限的，当地层倾角或各项异性较大，钻具所提供的降斜力不足以平衡地层造斜力时，井斜就会逐渐增加。但地层倾角较低，钻柱降斜力可以抵抗地层造斜力时，井斜控制可以见到较好成效。这就是为什么钻具性能不稳定，有时具有降斜特性，有时又表现稳斜或增斜特性的主要原因2 2螺杆钻具防斜纠斜技术：螺杆钻具防斜纠斜技术：利用钟摆防斜原理，结合螺杆提供高转速的特井眼轨迹控制-防斜快打技术2011 年 1 月 9 日 王功志盟 采油 803 20081607 序号 25性，辅之以转盘复合钻进，既可以防
8、斜，又可以提高机械转速。根据防斜、纠斜作用不同可分为两种情形：（1）复合钻进防斜打快（2）螺杆纠斜采用螺杆的优点主要表现在以下几个方面：钟摆+螺杆钻井，施加的钻压较小，可增加整个钻具的降斜力，有利于降斜。钟摆+螺杆钻具+转盘复合钻井，可以使钻具因加压而柔性变形产生的侧向力不断改变方向，钟摆力可与增斜力互相抵消，从而不易井斜，有利于稳斜。螺杆钻具，可使钻头转速加快切屑速度，但又不影响地面旋转太快而无法控制蹩跳钻，有利于上部钻具的平稳使用。螺杆钻具+转盘复合钻井方式，由于转速高，弥补低钻压能量不足，可以大幅度提高机械钻速。四、四、 工程技术措施工程技术措施1.设备安装按规定要求达到平、正、稳、固、
9、牢。校正天车中心、转盘中心及井口中心三者处于一铅垂线上，最大允许偏差不超过 10mm。各次开钻之前必须严格井口找正，校正井口。2.指重表、记录仪、泵压表必须灵敏、准确、好用。3.上部井段严格控制井斜，为下部井段的钻进争取主动。每次下钻到底，刚出套管时，轻压吊打，严格控制井斜。4.采用有效的井斜监测措施，坚持定进尺测斜。尤其采用复合钻井时，测量间距不能超过 50 米，防止井斜突变后无法及时采取措施，井斜变化严重时加密测量，并利用微机处理数据，做好井身质量预测。5.根据不同情况及时调整钻进参数。根据实际情况选用防斜、纠斜钻具，轻压吊打钻进，加强防斜效果。6.起钻时观察下部钻铤的弯曲度，如发现弯曲应
10、及时甩掉。7.根据钻时的快慢及时调整钻压，处理好软硬交界面处的钻进。地层交界面、软硬交错地层至少吊打钻进 3050m。8.钻遇裂缝地层时如有跳钻等现象，降低钻压，并对裂缝井段反复划眼，消除可能出现的狗腿或台阶。9.绘制地层、井斜及各井段的钻进参数曲线图，通过分析，优选出有利防斜的最优钻进参数，并及时调整。10.打电测领眼时，带扶正器吊打，确保打直，为下部钻进打好基础。11.在易斜井段坚持划眼制度，每钻进 1m 上提 2m 划眼修整井壁。井眼轨迹控制-防斜快打技术2011 年 1 月 9 日 王功志盟 采油 803 20081607 序号 2512.使用带有稳定器的钻具时，稳定器的外径不得小于钻
11、头直径 3mm。五、五、 认识与结语认识与结语1通过这个学期对钻井新技术的学习，我认识到根据各个不同的地层特性必定制定适合它的钻井技术，以及对不同地层采取相对的措施，针对不同地层倾角，不同井斜控制要求，优选不同的防斜钻具结构，以达到各自的应用效果。2性能好的钻具是防斜打快的根本保障，技术措施的落实也起到重要作用。勤测斜，根据测斜情况及时调整钻具组合，遇软硬交错地层控制钻压、加强划眼等技术措施都可以消除产生井斜的不利因素，有助于井斜的控制。3在地层造斜特性规律明显的地区，如普光、毛坝等区块，地质构造比较明确，根据地层倾向和倾角的大小，设计一定位移的自然造斜井，不需要严格控制钻压和井斜，在保持全角
12、变化率较低的情况下，既保证了井眼的圆滑，又可以大幅度钻井速度。4常规防斜技术只能部分缓解质量与速度的矛盾，从根本上解决问题还需采用特殊的垂直钻井技术。在考虑使用成本的情况下，在易斜的关键井段进行部分采用，既控制井斜，解放钻压，又控制成本，可以提高勘探开发综合效益。六、六、 参考文献参考文献1张伟; 马登宝; 杨洪; 孙展利; 钟文建;新型钟摆钻具组合防斜打快技术及在风城 011 井 的应用J. 石油天然气学报, 2009 年 05 期 2 曹建; 翟松;螺杆钻具防斜打快技术分析与应用J 胜利油田职工大学学报, 2009 年 04 期 3刘伟,李晓亮,王强,李丽. 垂直钻井技术在川东北的应用J.
13、 石油矿场机械, 2008,(04) . 4崔海清,孔凡军. 海塔盆地防斜打快技术研究及应用J. 科学技术与工程, 2010,(26) 5艾贵成,田宏岭,李国兴,吕晓平,张敏,王水. 青西油田巨厚推覆体防斜打快技术J. 断块油气 田, 2008,(06)井眼轨迹控制-防斜快打技术2011 年 1 月 9 日 王功志盟 采油 803 20081607 序号 25长江大学工程技术学院长江大学工程技术学院文献调研报告文献调研报告课程名称：钻井新技术题目名字：井眼轨迹控制-防斜快打技术院（系）：石油资源系专业班级：油气开采技术 803 班学生姓名：王功志盟学号： 20081607序号： 25任课老师：孙展利
