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1、大位移井钻井新技术及新进展大港油田集团钻采工艺研究院内外大位移井钻井技术状况大位移井钻井技术是一项综合性很强的技术，代表了当今世界钻井技术的一个高峰。近几年，大位移 井钻井技术的进展表现在：现代高新钻井技术（随钻测井技术LWD、旋转导向钻井系统SRD、随钻环空压 力预测PWD等）在大位移井中的集成应用；三维多冃标大位移井的出现；水平位移10000m超大位移井的 钻成等方面。大位移井钻井技术的关键技术时：减扭降摩、钻柱设计、井壁稳定、井眼净化、泥浆优化和 固控、下套管作业、定向钻井优化、测量、钻柱振动及钻机设备配置。随着近几年大位移井钻探的实施， 大位移井钻井研究的重点和难点主耍集中在以下几个方
2、面：轨道设计；定向控制；水力参数优选与井眼净 化；套管漂浮技术与随时循环下套管技术的应用等。（一）、国外大位移井钻井技术的现状90年代以来，为了使大位移井的水平位移逐渐延伸，国外钻井服务公司对计算软件和钻井工具进 行了充分研究，先后开发研制了剖而设计、摩阻/扭矩计算、水力参数计算、固井计算等软件及导向马 达、MWD、LWD、可控变径稳定器、漂浮下套管工具、非旋转钻杆保护器、水力加压器等钻井工具，使 大位移井钻井技术有了突飞猛进的发展，将水平位移从4000m延伸到了 10000m以上，持续不断地创出 新的世界纪录（见表1）。99年钻成目前世界上位移最大的大位移井一M16井，水平位移为10728m
3、，测 量深度11287叭 大位移井技术主要用于以较少的平台开发海上油气田和从陆上开发近海油气田，在北 海、英国WatchFarm油田和美国加州近海应用较为广泛。表1世界上排名前10位的大位移井名次水平位移m测量井深III垂深m作业者井号油山110728112781637BP,AmocoM-16SPZUK Land210585111841657TotalCN-1Argcntin-Ara310114106581605BPM-llWytch Farm4893896181798BP, AmocoM-14Wytch Farm5806192382912Phillips西江 24-3-Al4中国南海6803
4、587151610BPM-5Wytch l;arm778539327不详Norsk Hydro30/6C-26北海876538303不详BPM-9Wytch Farm9729087612788Staoil33/9C-2北海1068187450不详BPM-3Wytch Farm1. 国外在大位移井施工中主要采用的技术（1）长导向马达+ MWD+可变径扶正器井眼轨迹控制技术;（2）LWD随钻测井技术；（3）高精度陀螺测斜技术；（4）摩阻/扭矩控制措施；（5）采用低毒油基钻井液；（6）使用非旋转钻杆保护器（NRDPP）；（7）采用大排量循环洗井措施；（8）采用旋转导向钻井技术，精确控制井眼轨迹；（9
5、）使用水力加压器，为钻头施加足够的钻压，减少井眼轨迹的变化，使井眼轨迹得到更有效控制;（10）使用加长马达，减少钻头泥包，降低钻头与地层或井眼之间的扭矩；（11）大量使用降低下套管摩阻的滚轮扶正器，可极大地减小摩擦系数，在泥浆中的旋转摩擦系数 低达0.04,保证套管的顺利下入；（12）使用循环下套管技术，减少下套管时间，保证套管的顺利下入；（13）使用可切削式套管鞋，清除底边沉砂，修整井壁；（二）、国内大位移井钻井技术现状国内常规定向井钻井技术已经成熟，目前已初步具备钻位移为3000m的大位移定向井的技术能力。 近几年，国内也开始研制开发大位移井专用工具，如降扭工具、下套管工具等。中国南海油出
6、自1997 年投产第一口井一一西江24-3-A14井以来，到2002年6月为止，目前已有五口井井深超过8600米，水 平位移与垂深比都大于2. 65,其中XJ24-3-A14井创造当时（1997年）的水平位移8063米等三项世界纪 录，其余各井水平位移也都超过7500氷以上，是名符其实的世界级超大位移井，并实现了钻一口、投产 一口的好成绩，并每口井都以日产6000多桶（约1000方）的高产率稳定生产，使XJ24-1这个边际油田 得以高效开发。中国南海油田和渤海油田实施的大位移井钻井技术走在最前列，但钻大位移井技术主要 依靠国外技术服务公司来完成，专用工具以引进为主。大港油出通过多年相应的技术攻
7、关和不断的实 践，在定向井设计、井眼轨迹控制和测量方面，具有较强的技术经验和先进的工具仪器，利用自主开 发的技术所钻的大位移定向井其技术水平居国内领先地位，并创造了多项国内领先指标（见表2）。91 年完钻了当时国内水平位移最大的定向井一张17-1井，井深3933.88m,井底位移2279. 38m? 97年完 成的红9-1井测量井深2300. 58m,垂直井深1180. 6m,水平位移1727. 57m,最大井斜角76 ,位移与 垂深之比达到1.463： 1,是国内典型的浅层大位移定向井；2000年年初完成的港深69X1井，井深 5464.43m,完钻垂深4315. 15m,水平位移3118.
8、24m,是目前中油集团公司水平位移最大的一口深层大 位移定向井；2002年6月在冀东油田完成的大位移定向井北堡西3X1井，最大井斜角67. 18 ,实际 井底位移3049. 79m,垂深2452.16m,斜深4189m,位移垂深比1.24： 1,是国内第一口位移超过3000m, 位移与垂深之比大于1.2的大位移井。目前胜利油出土呈北21-平1井水平位移达到了 3167. 33m,水平位 移与垂深之比为1/1.12。表2 大港油田典型大位移井技术指标表井号油田完井丨1期测深m垂深m井底 位移m位移/ 垂深最大井 斜角钻井 周期 d张 17-1张巨河91.23933. 882999. 192279
9、, 380. 7650146张 18-1张巨河92. 114076. 53382. 642167.890. 6647265F1歧口96. 1244203329. 022624. 70. 7952. 4879红9-1泄洪区97. 112300. 581180.61727. 571.4676. 2216.6歧 73-1歧口97. 1146043961.112133. 0237. 4102.71港深69X1马东东2000. 35464. 434315. 153118. 010. 7246.4111.88港 98X1歧口2000. 72380180013980. 78252& 21北堡西3X1冀东20
10、02. 641892452. 163049.791.2467. 1859. 98未来大位移井钻井技术将进一步I韦I绕降低成本、减少风险和提髙成功率的目标而发展，将更广泛地用于海上油田、滩海油田和其他地面条件受到限制的油田。1 国内主要技术发展应用我国在钻大位移井钻井的设备配套上，目前兰州石油机械厂和宝鸡石油机械厂都已开发研制出 ZJ70D和DQ-70D顶部驱动钻机，为钻水平位移在4000m左右大位移井提供了设备上的保证。在井眼轨 迹控制及测量方面，我国陆上油山己引进多台套MWD测量设备。西安石油学院己在进行降摩阻短节的 试验研究，通过在中硬石灰岩地层试验水平钻进，机械钻速捉高43%；在致密硬白
11、云岩和石灰岩进行 26井斜钻进，机械钻速提高19%。目前国内的儿家主要石油设备生产厂家都已基本具备加工制造各类井下动力钻具、钻头及特殊工具的 能力。1991年，石油勘探开发科学研究院机械所开始研制遥控变径稳定器，开发了捉压钻柱式、投球式和 排量控制式三种遥控变径稳定器，为油田大位移井、水平井钻井作业提供了先进的工具。大港油田大位移井钻井技术近几年成果显著，处于国内领先地位。围绕该项技术，形成的主耍配 套技术包括：（1）井眼轨迹控制技术。利用该技术己为国内外客户提供了上千井次的各类定向钻井服务；（2）降摩减扭技术。开发研制了减摩减扭接篩等配套工具，开发了大位移井钻柱受力分析和摩阻 扭矩监测软件等
12、；（3）下套管技术。研究开发了漂浮下套管工具、系列滚轮扶正器、随时灌浆解卡工具和下套管 TNY动力钳监测仪；（4）固井技术。成功完成了多口大位移井的固井施工；（5）钻井液技术。研究了低扭矩、防粘卡钻井液体系；（6）轴向加压技术。研制开发了配套工具一大位移井水力加压工具，节约钻铤30%40%,提高 机械钻速15%35%。二、大港油田大位移井钻井技术状况（一）、研发历程及主要成果大港油田依托定向井的技术实力，依靠大位移井的科研攻关，在“九五” “十五”期间大位移井技术 得到了快速发展，从普通的定向井逐渐发展到长中短半径水平井和多目标三维定向井、深层大位移井、浅 层大位移井；从位移2000m延伸到3
13、118m：从有线随钻发展到UWD无线随钻；从普通马达发展到导向马达; 从4500m钻机发展到7000m钻机；从转盘钻进发展到顶驱钻进；从AC-70固井水泥车发展到引进了国外先 进的CPT-Y4固井水泥车。大港油田自1995年以来开展了大位移井研究课题有10余项，2001年承担了中国石油天然气集团公司 课题大位移钻采配套技术研究，分别开展了大位移井井身结构优选技术研究、大位移井完井技术 研究、大位移井摩阻、扭矩预测及减摩减扭技术研究大位移钻井液体系及性能的研究、大位移井 眼轨迹剖面优化设计及控制技术的研究、大位移井壁稳定技术研究等6项专项课题的研究。1 科研开发与组织管理大港油田为形成科研、设计
14、、生产、服务一体化市场开拓格局，在充分调研的基础上，筹建了技术中 心，形成了以“一院、八所、两站、一部“为主体框架的技术开发体系。成立了钻井、井下作业、地面建 设三个专业技术委员会。科技开发部作为技术中心的管理部门，负责技术中心的日常管理，协调各专业技 术委员会的工作。钻采工艺研究院作为专业科研机构，为钻井、井下等作业公司提供技术支撑，包括新工 艺、新技术、新工具、新设备的开发、研究、推广、应用。多年来，以钻釆院为主体的专业科研机构，在 大位移钻井方面积累了技术、人才、装备等方面的优势。2. 研究成果近几年，通过自主研究和引进吸收新工艺、新技术、新工具，在井身结构复杂、地层构造复杂等各类 条件
15、下的钻井技术服务水平有了很大提高，形成了系列配套技术：（1）大位移、水平井设计技术能够根据勘探开发的目的，运用先进的计算机软件对大位移、水平井的井身结构、井眼轨迹进行科学 设计和计算。（2）大位移井、水平井井眼轨迹控制技术通过借助现代的、综合的录井技术手段所获取的详细地质资料，以及随钻测量（MWD、LWD等）所获収 的数据，随钻实时制定出井眼轨迹调整方案，并相应调整井下工具及钻井参数，用来实现井眼轨迹按理想 的目标行进，从而达到穿行薄储层、阶梯型油藏及多目标层的目的。（3）大位移井、水平井降摩减扭技术首先，应用计算机软件对摩扭进行预测，根据预测结果，通过井眼轨迹优选、钻井液体系优选和钻具 组合优化等设计技术实现降摩减扭；其次，开发研
