定向井(水平井)鉆井技術(shù)概述

《定向井(水平井)鉆井技術(shù)概述》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、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(yù)定目標(biāo)的一門科學(xué)和藝術(shù)?！蔽覈鴮W(xué)者則定義為，定向井是按照預(yù)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。定向井首先是從美國發(fā)展起來的，在十九世紀(jì)后期，美國的旋轉(zhuǎn)鉆井代替了頓鉆鉆井。當(dāng)時沒有考慮控制井身軌跡的問題，認(rèn)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。并由于井斜

2、原因造成了侵犯別人租界而造成被起訴的案例。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。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。有記錄定向井實例是美國在二十世紀(jì)三十年代初在加利福尼亞享廷灘油田鉆成的。第一口救援井是1934年在東德克薩斯康羅油田鉆成的。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。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RytchFarm油田鉆成的M11井，水平位移高達1，0114米。

3、垂深水平位移比最高的是Statoil公司鉆成的的33/9—C2達到了1:3.14；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444.2米，最大井斜92°，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。我國目前最深的水平井是勝利定向井公司完成的J

4、F128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。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(biāo)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）10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

5、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(dǎo)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(xué)及其它邊沿學(xué)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。各種專用井下工具系列化發(fā)展了復(fù)合式動力鉆具，導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)，長壽命PDC鉆頭等發(fā)展成熟多分枝井回接工藝地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)測量方式氫氟酸玻璃管刻線法和地面定向法機械式羅盤，精度

6、較高的單多點照相測斜儀有線隨鉆測斜儀投入工業(yè)性使用，無線隨鉆測斜儀研制成功多種無線隨鉆測斜系統(tǒng)投入工業(yè)使用和發(fā)展了電子測量系統(tǒng)和陀螺測量系統(tǒng)發(fā)展成熟帶地質(zhì)參數(shù)的無線隨鉆測斜儀定向井鉆井水平精度要求不高中深定向井可打準(zhǔn)確度較高的定向井和小組定向井可打準(zhǔn)確度較高的定向救援井和大組叢式井鉆成大量水平井從大半徑水平井到小半徑水平井多底泄油井鉆成位移過萬米的大位移井徑向水平井可在0.3米之內(nèi)完成增斜過程10我國定向井鉆井技術(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

7、計算和設(shè)計方法，編制了能進行軌跡預(yù)測和防碰掃描的計算機軟件包。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（鉆桿打鋼印）。數(shù)據(jù)測量使用電測井?dāng)?shù)據(jù)。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。發(fā)展了導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)初步研制出徑向水平井造斜工藝測量方式氫氟酸測斜儀，機械式羅盤的電測井方法。多種引進的有線隨鉆測斜系統(tǒng)投入工