定向井讲义PowerPoint 演示文稿

2022-7-111塔里木油田开发部钻井处塔里木油田开发部钻井处大港油田集团定向井技术服务公司大港油田集团定向井技术服务公司2 0 0 4 年 塔 里 木年 塔 里 木技 术 交 流 材 料技 术 交 流 材 料2022-7-112目录目录一、定向井基本知识一、定向井基本知识二、水平井简介二、水平井简介 三、定向井技术要求和注意事项三、定向井技术要求和注意事项 四、螺杆钻具四、螺杆钻具2022-7-1132022-7-114（一）、定向井的应用：（一）、定向井的应用：l定向井的应用归纳起来有以下几个方面：定向井的应用归纳起来有以下几个方面：1 1、地面限制、地面限制 2 2、地下限制、地下限制 3 3、钻井技术需要。、钻井技术需要。4 4、经济勘探开发油气藏的需要、经济勘探开发油气藏的需要 此外，因气候限制，如寒冷或沙漠地区，此外，因气候限制，如寒冷或沙漠地区，亦可利用丛式井开采油气，以利于集输的亦可利用丛式井开采油气，以利于集输的保温和油井的管理。保温和油井的管理。2022-7-1152022-7-116l l按设计井眼轴线形状分：按设计井眼轴线形状分：1、两维定向井：是指井眼轴线形状只、两维定向井：是指井眼轴线形状只在某个铅垂平面上变化的定向井，它们的井在某个铅垂平面上变化的定向井，它们的井斜角是变化的，而方位角是不变的。斜角是变化的，而方位角是不变的。2、三维定向井：是指井眼轴线超出某、三维定向井：是指井眼轴线超出某一铅垂平面而在三维空间中变化的定一铅垂平面而在三维空间中变化的定向井。向井。三维定向井既有井斜变化，又有方位角的变三维定向井既有井斜变化，又有方位角的变化。三维定向井又可分为三维纠偏井和三维化。三维定向井又可分为三维纠偏井和三维绕障井绕障井。2022-7-117ll l按设计最大井斜角可分为：按设计最大井斜角可分为：1、低斜度定向井：设计的最大井斜角不超过、低斜度定向井：设计的最大井斜角不超过15度，这种定度，这种定向井由于井斜角小，钻进时井斜、方位不易控制，钻井向井由于井斜角小，钻进时井斜、方位不易控制，钻井难度大。难度大。2、中斜度定向井：设计的最大井斜角在、中斜度定向井：设计的最大井斜角在15度至度至45度之间，度之间，钻进时井斜、方位较易控制，钻井难度相对不大。是使钻进时井斜、方位较易控制，钻井难度相对不大。是使用最多的一种。用最多的一种。3、大斜度定向井：设计的最大井斜角在、大斜度定向井：设计的最大井斜角在46度至度至85度之间，度之间，其斜度大、水平位移大，增加了钻井难度和成本。其斜度大、水平位移大，增加了钻井难度和成本。4、水平井：设计的最大井斜角在、水平井：设计的最大井斜角在86度至度至120度之间，并沿度之间，并沿（近）水平方向钻进一定长度的井。根据造斜井段的曲（近）水平方向钻进一定长度的井。根据造斜井段的曲率半径又可细分为长、中、中短、短四种曲率半径的水率半径又可细分为长、中、中短、短四种曲率半径的水平井。水平井钻进相对较难，多数需要特殊设备、钻具、平井。水平井钻进相对较难，多数需要特殊设备、钻具、工具、仪器以及特殊工艺。工具、仪器以及特殊工艺。2022-7-1182022-7-1192022-7-11102022-7-11112022-7-1112（一）、井身剖面的设计原则（一）、井身剖面的设计原则1、能实现钻定向井的目的；、能实现钻定向井的目的；2、应尽可能利用地层的自然造斜规律；、应尽可能利用地层的自然造斜规律；3、在选择造斜点、井眼曲率、最大井斜角等参数时，、在选择造斜点、井眼曲率、最大井斜角等参数时，应有利于钻井、采油和修井作业；应有利于钻井、采油和修井作业；4、在满足钻井目的的前提下，力求使设计的全井斜、在满足钻井目的的前提下，力求使设计的全井斜井深最短，有利于安全、优质、快速钻井，降低钻井成本；井深最短，有利于安全、优质、快速钻井，降低钻井成本；这方面要考虑以下几个问题：这方面要考虑以下几个问题：（1）、选择合适的井眼曲率；）、选择合适的井眼曲率；（2）、选择易钻的井眼形状；）、选择易钻的井眼形状；（3）、选择适当的造斜点；）、选择适当的造斜点；（4）、设计的井身剖面形状应与井身结构同时考虑。）、设计的井身剖面形状应与井身结构同时考虑。（5）、优质的钻井液。）、优质的钻井液。2022-7-1113一般情况下，在给定的设计条件有：地面井位坐标、目标点坐标和目一般情况下，在给定的设计条件有：地面井位坐标、目标点坐标和目的层垂直深度，井底垂深。根据这些基本参数，通过坐标换算，可计的层垂直深度，井底垂深。根据这些基本参数，通过坐标换算，可计算出设计方位角和设计水平位移。坐标换算方法如下：算出设计方位角和设计水平位移。坐标换算方法如下：X（地理北）（地理北）井口（井口（Xa，Ya）OY（地理东）（地理东）上图给定的井位坐标即井口坐标（上图给定的井位坐标即井口坐标（Xa，Ya），目标点坐标），目标点坐标(Xb,Yb)和目和目的层垂深的层垂深H。坐标换算公式如下：坐标换算公式如下：X=Xb-XaY=Yb-Ya计算出计算出X、Y的正负数值后确定目标所在的象限。然后计算方位的的正负数值后确定目标所在的象限。然后计算方位的精确值。精确值。位移位移S=X2+Y2=arctgY/X(以上图为例以上图为例)。Y目标点目标点(Xb,Yb)X2022-7-11141、造斜点的选择：造斜点的选择：（1）造斜点应选择在比较稳定的地层，避造斜点应选择在比较稳定的地层，避免在岩石破碎带，漏失地层，流砂层或容易坍塌免在岩石破碎带，漏失地层，流砂层或容易坍塌等复杂地层定向造斜，以免出现井下复杂情况，等复杂地层定向造斜，以免出现井下复杂情况，影响定向施工。影响定向施工。（2）应选在可钻性较均匀的地层。避免在应选在可钻性较均匀的地层。避免在硬夹层定向造斜。硬夹层定向造斜。（3）造斜点的深度应根据设计井的垂直井造斜点的深度应根据设计井的垂直井深，水平位移和选用的剖面类型决定，并要考虑深，水平位移和选用的剖面类型决定，并要考虑满足采油工艺的需要。满足采油工艺的需要。（4）在井眼方位漂移严重的地层钻定向井，）在井眼方位漂移严重的地层钻定向井，选择造斜点位置时，应尽可能使斜井段避开方位选择造斜点位置时，应尽可能使斜井段避开方位漂移大的地层。漂移大的地层。2022-7-11152022-7-1116一般情况下，在给定的设计条件有：地面井一般情况下，在给定的设计条件有：地面井位坐标、目标点坐标和目的层垂直深度，井底垂位坐标、目标点坐标和目的层垂直深度，井底垂深。根据这些基本参数，通过坐标换算，可计算深。根据这些基本参数，通过坐标换算，可计算出设计方位角和设计水平位移。出设计方位角和设计水平位移。1、选择剖面类型；、选择剖面类型；2、确定造斜率和降斜率，选择造斜点；、确定造斜率和降斜率，选择造斜点；3、求得剖面上的未知参数，一般情况下这个未、求得剖面上的未知参数，一般情况下这个未知数是全井的最大井斜角；知数是全井的最大井斜角；4、进行井身计算，包括各井段的井斜角、垂深、进行井身计算，包括各井段的井斜角、垂深、水平位移及井深。水平位移及井深。5、做垂直剖面投影图、水平投影图。、做垂直剖面投影图、水平投影图。2022-7-1117 1 1、优选平台个数；、优选平台个数；2 2、优选平台位置；、优选平台位置；3 3、优选一个平台内钻井口数；、优选一个平台内钻井口数；4 4、优化地面井口的排列方式；、优化地面井口的排列方式；5 5、优选丛式井组各井口与目标点间的井眼、优选丛式井组各井口与目标点间的井眼轨道形状。轨道形状。2022-7-11182022-7-11191、水平井基本概念、水平井基本概念所谓水平井，通常指最大井斜角不小于所谓水平井，通常指最大井斜角不小于86 且在产层且在产层内横向钻进的特殊形式的油气井。通常人们把进入油气内横向钻进的特殊形式的油气井。通常人们把进入油气层井眼的井斜角不低于层井眼的井斜角不低于86的井段称为水平井段。能沿的井段称为水平井段。能沿油层走向形成这种水平位移的特殊定向井归纳为水平井，油层走向形成这种水平位移的特殊定向井归纳为水平井，它主要被广泛应用到下列几方面。可减少油田开发过程它主要被广泛应用到下列几方面。可减少油田开发过程中水锥中水锥,气锥问题，可开发低渗透致密油藏和重油；可开气锥问题，可开发低渗透致密油藏和重油；可开发天然裂缝性油藏，边水驱动和气驱动油藏，不易钻探发天然裂缝性油藏，边水驱动和气驱动油藏，不易钻探的油藏；热采应用；低产能油藏；不规则油藏及薄层油的油藏；热采应用；低产能油藏；不规则油藏及薄层油藏藏。2022-7-11202、水平井基本术语、水平井基本术语l入靶点：是指地质设计规定的目标起始点。入靶点：是指地质设计规定的目标起始点。l终止点：是指地质设计规定的目标结束点。终止点：是指地质设计规定的目标结束点。l靶前位移：是指入靶点的水平位移。靶前位移：是指入靶点的水平位移。l水平段长：入靶点与终止点的轨道长度。水平段长：入靶点与终止点的轨道长度。l梯形靶：即纵向为梯形靶：即纵向为a米米,横向横向b米的夹角内。米的夹角内。l圆柱靶：即沿水平段设计井眼轴线的半径为圆柱靶：即沿水平段设计井眼轴线的半径为R米米的圆柱。的圆柱。l矩形靶：即纵向为矩形靶：即纵向为a米米,横向为横向为b的长方体。的长方体。水平井除具有普通定向井的一些基础的技术术水平井除具有普通定向井的一些基础的技术术语外语外,其本身的特点仍有下面的一些基本术语其本身的特点仍有下面的一些基本术语2022-7-11213、水平井的基本类型、水平井的基本类型水平井的分类通常按造斜率（或曲率半径水平井的分类通常按造斜率（或曲率半径)分为三种类型分为三种类型：l长半径水平井：造斜率长半径水平井：造斜率K300m。l中半径水平井：造斜率中半径水平井：造斜率K=6-20/30m，曲率半径，曲率半径R=100-300m。l短半径水平井：造斜率短半径水平井：造斜率K=5-l0/30m，曲率半径，曲率半径R=6-l2m。造斜率。造斜率K=1.5-3/（在（在6-18m）的过程中由垂直变）的过程中由垂直变为水平。为水平。2022-7-11224、水平井常用剖面类型、水平井常用剖面类型水平井常用的剖面主要有下列四种：水平井常用的剖面主要有下列四种：l双增稳剖面，即直井段一增斜段一稳斜段一增斜段一双增稳剖面，即直井段一增斜段一稳斜段一增斜段一水平段。水平段。l双增剖面，即直井段双增剖面，即直井段-增斜段增斜段-增斜段一水平段。增斜段一水平段。l三段制剖面，即直井段一增斜段一水平段。三段制剖面，即直井段一增斜段一水平段。l三增剖面，即直井段一增斜段一增斜段一增斜段一水三增剖面，即直井段一增斜段一增斜段一增斜段一水平段。平段。2022-7-1123可行的最简单造斜曲线是从造斜点井斜接近零可行的最简单造斜曲线是从造斜点井斜接近零度时开始，以单一连续的弧钻进到度时开始，以单一连续的弧钻进到90井斜的单一井斜的单一均匀曲线。如果马达造斜钻具增斜特性的变化小于均匀曲线。如果马达造斜钻具增斜特性的变化小于水平目标区的容许误差，那么这一设计便是最佳设水平目标区的容许误差，那么这一设计便是最佳设计。由于大多数马达造斜钻具增斜特性的变化和误计。由于大多数马达造斜钻具增斜特性的变化和误差都大大地超过水平目标区的允许误差。为了补偿差都大大地超过水平目标区的允许误差。为了补偿这些变化和误差，就有必要在造斜井段设计增加一这些变化和误差，就有必要在造斜井段设计增加一段调节用的斜直井段。段调节用的斜直井段。剖面设计要求剖面设计要求2022-7-1124单曲率单曲率斜直剖面的设计斜直剖面的设计2 2、水平井剖面设计要求与类型、水平井剖面设计要求与类型 水平剖面设计类型水平剖面设计类型变曲率一斜直剖面设计变曲率一斜直剖面设计理想造斜曲率剖面设计理想造斜曲率剖面设计2022-7-1125 以动力钻为主的水平井井眼轨迹控制模式以动力钻为主的水平井井眼轨迹控制模式 直井段充分利用成功的高压喷射和防斜打直技术，直井段充分利用成功的高压喷射和防斜打直技术，严格的将造斜点前的直井段井眼轨迹控制在允许范围之严格的将造斜点前的直井段井眼轨迹控制在允许范围之内，快速优质地钻完该井段。内，快速优质地钻完该井段。对入靶前地层较稳定的水平井，造斜段的施工以弯壳对入靶前地层较稳定的水平井，造斜段的施工以弯壳体动力钻具为主要钻进方式，以转盘钻具组合通井铲除体动力钻具为主要钻进方式，以转盘钻具组合通井铲除岩屑床和修整井眼，并完成稳斜段或造斜率较低的调整岩屑床和修整井眼，并完成稳斜段或造斜率较低的调整段，以二至三套钻具组合在二至三趟钻内钻完段，以二至三套钻具组合在二至三趟钻内钻完0-900-90造造斜段。斜段。2022-7-1126 对入靶前地层稳定性较差的水平井，造斜段的施工对入靶前地层稳定性较差的水平井，造斜段的施工以单弯动力钻具与转盘钻具组合相结合的钻进方式，用以单弯动力钻具与转盘钻具组合相结合的钻进方式，用动力钻具在易造斜井段按设计先打出高造斜率，再用转动力钻具在易造斜井段按设计先打出高造斜率，再用转盘钻具组合钻掉可钻性差的井段（即后打出低造斜率盘钻具组合钻掉可钻性差的井段（即后打出低造斜率)。对设计造斜率较低的疏松地层对设计造斜率较低的疏松地层,在采用动力钻具或转盘在采用动力钻具或转盘钻具组合时，都应当使用比正常井段造斜率高一级的钻钻具组合时，都应当使用比正常井段造斜率高一级的钻具组合来完成。具组合来完成。对地质设计靶区垂深误差要求在对地质设计靶区垂深误差要求在5 5一一10m10m、而平面误、而平面误差大于差大于5m5m的水平探井和水平开发井，以转盘钻钻具组合的水平探井和水平开发井，以转盘钻钻具组合为主要钻进方式，可采用大排量来提高携岩能力，以两为主要钻进方式，可采用大排量来提高携岩能力，以两套转盘钻钻具组合用二至三趟钻钻完套转盘钻钻具组合用二至三趟钻钻完500m500m左右的水平井左右的水平井段。应备用一套段。应备用一套DTUDTU导向钻具或导向钻具或1 1左右的单弯动力钻具，左右的单弯动力钻具，以弥补转盘钻钻具组合的意外失控。以弥补转盘钻钻具组合的意外失控。2022-7-1127 对地质设计靶区垂深误差要求在对地质设计靶区垂深误差要求在5m5m之内、而平面之内、而平面误差也小于误差也小于5m5m的水平穿巷道井，采用的水平穿巷道井，采用DTUDTU导向钻具或导向钻具或1 1左右的单弯动力钻具与转盘钻钻具组合相结合的方式钻左右的单弯动力钻具与转盘钻钻具组合相结合的方式钻水平段。水平段。2022-7-1128表表高高低低中中9 9914.036914.03687872002002525202013.713.71432.0579.01432.0579.013713721321312201220915915非常特殊的转动装置非常特殊的转动装置常规的转动和马达常规的转动和马达装置装置近似常规的转动近似常规的转动和马达装置和马达装置非常特殊非常特殊常规常规近似常规近似常规非常高，由于专用工非常高，由于专用工具和作业具和作业非常高，由于造斜非常高，由于造斜部分太长部分太长有点高，由于MWD有点高，由于MWD和马达操作和马达操作抽油杆输送抽油杆输送MWD和泵送MWD和泵送MWD和泵送MWD和泵送造斜器一开始定目标造斜器一开始定目标用马达控制用马达控制用马达控制用马达控制没有没有钻杆输送钻杆输送最终钻杆输送最终钻杆输送可以可以也许不可行也许不可行可以可以不行不行可以可以可以可以可以可以也许可行但不容易也许可行但不容易可以可以是，经常做是，经常做可能，但不经济可能，但不经济是是预钻和测井目标层预钻和测井目标层裸眼井测井裸眼井测井用现有井用现有井水平井固井水平井固井准确找到薄地层准确找到薄地层钻井作业钻井作业每水平段耗资（与垂直相每水平段耗资（与垂直相比）比）勘测勘测方向控制方向控制典型造斜率（30）典型造斜率（30）钻到水平井（）钻到水平井（）水平长度（潜在能力）（）水平长度（潜在能力）（）钻井装置及工具钻井装置及工具水平钻井方法一览表水平钻井方法一览表特性特性造 斜 曲 率造 斜 曲 率造斜半径（）造斜半径（）2022-7-11292022-7-11301.1.确定马达类型及角度确定马达类型及角度依据设计中靶要求，通过对直井段的测量计算出依据设计中靶要求，通过对直井段的测量计算出造斜前直井段产生的位移、方位推算出从造斜（或侧造斜前直井段产生的位移、方位推算出从造斜（或侧钻）位置所需的造斜率，然后根据经验或经验公式，钻）位置所需的造斜率，然后根据经验或经验公式，选择出马达弯壳体角度。一般要求马达的造斜能力高选择出马达弯壳体角度。一般要求马达的造斜能力高于设计的于设计的20-100%20-100%。由于马达的造斜能力在不同地区是不一样的，实由于马达的造斜能力在不同地区是不一样的，实钻中对造斜率具体计量统计分析，得出造斜率的经验钻中对造斜率具体计量统计分析，得出造斜率的经验值，为正钻井的下步施工提供依据，并且为以后在同值，为正钻井的下步施工提供依据，并且为以后在同一地区施工提供依据和参考。在水平井钻井作业中准一地区施工提供依据和参考。在水平井钻井作业中准确合理地选择了马达角度及类型，意味着水平井施工确合理地选择了马达角度及类型，意味着水平井施工中剖面控制的合理。也就是说马达的合理选择和使用中剖面控制的合理。也就是说马达的合理选择和使用预示着井身轨迹控制的成功。总之，在水平井施工中预示着井身轨迹控制的成功。总之，在水平井施工中确定钻具组合时，马达的合理选择是重中之重。确定钻具组合时，马达的合理选择是重中之重。水平井中确定钻具组合的基本原则水平井中确定钻具组合的基本原则2022-7-11312.其它工具的选择其它工具的选择（1）.无磁钻铤：根据推荐的无磁钻铤长度使用无磁钻铤：根据推荐的无磁钻铤长度使用无磁钻铤。无磁钻铤。（2）.钻铤钻铤:以加重钻杆替代钻铤，减轻钻具在以加重钻杆替代钻铤，减轻钻具在高角度情况下的重力，以减轻钻具起下的拉力和阻高角度情况下的重力，以减轻钻具起下的拉力和阻力。同时减少事故发生的几率。力。同时减少事故发生的几率。（3）.注意钻具接箍、接头、钻具外径的一致：注意钻具接箍、接头、钻具外径的一致：在使用的加重钻杆、钻杆、马达、无磁钻铤、接头在使用的加重钻杆、钻杆、马达、无磁钻铤、接头等工具，应注意其钻杆接箍与其它工具的外径一致，等工具，应注意其钻杆接箍与其它工具的外径一致，以减免键槽卡钻的发生。以减免键槽卡钻的发生。（4）.震击器：钻具中配以随钻震击器，在高震击器：钻具中配以随钻震击器，在高井斜角的情况下，卡钻的几率较高，带有震击器的井斜角的情况下，卡钻的几率较高，带有震击器的钻具在处理时会争取到处理时间而取得主动。钻具在处理时会争取到处理时间而取得主动。2022-7-11322022-7-1133l1 1、直井段井斜角必须控制在直井段井斜角必须控制在1 13030以内。直井段以内。直井段施工按规定加压，特别是造斜点前米，施工按规定加压，特别是造斜点前米，要严格执行技术要求。要严格执行技术要求。l2 2、定向前直井段必须测单点检查，井深超过定向前直井段必须测单点检查，井深超过米，必须多点测斜，计算后方可定向。米，必须多点测斜，计算后方可定向。l3 3、含砂量控制在含砂量控制在0.0.以内，摩阻小于以内，摩阻小于.。l4 4、动力钻具必须井口试运转正常方可入井使用。动力钻具必须井口试运转正常方可入井使用。l5 5、下动力钻具保证钻具水眼干净。下动力钻具保证钻具水眼干净。l6 6、下动力钻具时，钻具要双钳紧扣，控制下放速度。下动力钻具时，钻具要双钳紧扣，控制下放速度。2022-7-1134 7 7、所下钻具组合要严格执行设计，如需改变，必须所下钻具组合要严格执行设计，如需改变，必须以定向井施工人员书面技术措施为准。以定向井施工人员书面技术措施为准。8 8、定向钻进时，严格按要求加压，送钻要均匀。定向钻进时，严格按要求加压，送钻要均匀。9 9、动力钻具钻井参数以钻具厂家的推荐范围为准，动力钻具钻井参数以钻具厂家的推荐范围为准，严格执行。严格执行。1010、钻进时，必须带钻杆滤清器。、钻进时，必须带钻杆滤清器。1111、动力钻具不得用来混油，但可边钻进，边混油。、动力钻具不得用来混油，但可边钻进，边混油。1212、钻头的选择要适合动力钻具高转速的要求，要根、钻头的选择要适合动力钻具高转速的要求，要根据不同的地层、井深选择合适的钻头，防止因钻头选据不同的地层、井深选择合适的钻头，防止因钻头选型不对引起的掉牙轮事故。型不对引起的掉牙轮事故。1313、钻头装水眼的大小根据选用的动力钻具和井深的、钻头装水眼的大小根据选用的动力钻具和井深的不同来选择。不同来选择。1414、在不同井眼内使用的动力钻具和非磁钻铤不得混、在不同井眼内使用的动力钻具和非磁钻铤不得混用、乱用。用、乱用。2022-7-1135 15 15、要充分利用地层的自然漂移规律。要充分利用地层的自然漂移规律。1616、动力钻具的间隙不得随意调整。动力钻具的间隙不得随意调整。1717、进行单点测斜时，注意上下活动钻具防进行单点测斜时，注意上下活动钻具防卡，钻具静止时间间隔不得超过分钟，活动幅度大卡，钻具静止时间间隔不得超过分钟，活动幅度大于米。于米。1818、进行单点测斜时要控制仪器的起下速度，进行单点测斜时要控制仪器的起下速度，同时注意钢丝记号。同时注意钢丝记号。1919、控制好造斜率，除特殊要求的井外，定控制好造斜率，除特殊要求的井外，定向时的井眼曲率控制在向时的井眼曲率控制在5 53030以内。以内。2020、在方位漂移严重的地层钻进，为了稳定在方位漂移严重的地层钻进，为了稳定井斜方位，可在钻头上方接井斜方位，可在钻头上方接2323个足尺寸稳定器，加个足尺寸稳定器，加强下部钻具的刚性。强下部钻具的刚性。2121、下井的稳斜钻具结构要符合定向施工人、下井的稳斜钻具结构要符合定向施工人员的要求。员的要求。2022-7-1136 22 22、在稳斜井段，由于地层倾角及走向，造成常规钻具组在稳斜井段，由于地层倾角及走向，造成常规钻具组合产生增斜或降斜效果时，钻具结构应根据具体情况变换为合产生增斜或降斜效果时，钻具结构应根据具体情况变换为微降斜或微增斜钻具组合来保证稳斜效果。微降斜或微增斜钻具组合来保证稳斜效果。2323、稳斜井段的单点测斜间距不大于稳斜井段的单点测斜间距不大于150150米，特殊地层或有米，特殊地层或有特殊要求时，缩小测量间距。特殊要求时，缩小测量间距。2424、当稳斜井段下入特殊的钻具结构时，必须制定相应的当稳斜井段下入特殊的钻具结构时，必须制定相应的技术措施。技术措施。2525、稳斜井段的钻井参数可根据测量情况作合理的调整。稳斜井段的钻井参数可根据测量情况作合理的调整。2626、降斜井段要求选择合理的降斜钻具结构。钻头和稳定降斜井段要求选择合理的降斜钻具结构。钻头和稳定器之间的距离应根据井斜角的大小和要求的降斜率来确定。器之间的距离应根据井斜角的大小和要求的降斜率来确定。2727、降斜井段的单点测斜间距一般不超过降斜井段的单点测斜间距一般不超过100100米。米。2828、降斜井段的钻压选择原则是满足降斜井段降斜率要求降斜井段的钻压选择原则是满足降斜井段降斜率要求为主，兼顾提高机械钻速。为主，兼顾提高机械钻速。2022-7-1137 29 29、大斜度井段降斜时，要选择合理的钻具组合严防井大斜度井段降斜时，要选择合理的钻具组合严防井眼产生较大全角变化率而不利于以后的钻井及完井工作。眼产生较大全角变化率而不利于以后的钻井及完井工作。3030、降斜井段要控制好降斜率，确保全角变化率不超标。降斜井段要控制好降斜率，确保全角变化率不超标。3131、降斜后的直井段每降斜后的直井段每300300米要测斜检查，特殊要求的井，米要测斜检查，特殊要求的井，测斜间距要缩短测斜间距要缩短 3232、降斜段由于地层、操作等原因出现降斜钻具不降斜降斜段由于地层、操作等原因出现降斜钻具不降斜或稳、增斜要及时采取措施。或稳、增斜要及时采取措施。3333、定向井钻具组合和钻井参数要以设计为准，如需变定向井钻具组合和钻井参数要以设计为准，如需变动应以定向井技术人员的书面技术措施为准，并严格执行。动应以定向井技术人员的书面技术措施为准，并严格执行。3434、定向井钻井液含砂量要求全井控制在定向井钻井液含砂量要求全井控制在0.5%0.5%以下，并以下，并要保证良好的携砂、维护井壁、润滑等性能。要保证良好的携砂、维护井壁、润滑等性能。35、定向井如果非磁钻铤不直接接钻头，非磁钻铤下部装、定向井如果非磁钻铤不直接接钻头，非磁钻铤下部装测斜承托环以保证测斜的精度与准确。测斜承托环以保证测斜的精度与准确。2022-7-1138 36 36、若钻具下过造斜点后进行设备检修，检修时不要长时若钻具下过造斜点后进行设备检修，检修时不要长时间将钻具停在一处循环避免井下出现复杂。间将钻具停在一处循环避免井下出现复杂。3737、如技术套管在斜井井段，且井斜角大于如技术套管在斜井井段，且井斜角大于3030度，技术套度，技术套管内每一立柱至少装一胶皮护箍，以防钻杆与技套相摩擦。管内每一立柱至少装一胶皮护箍，以防钻杆与技套相摩擦。3838、定向井产生键槽后要及时破坏键槽。定向井产生键槽后要及时破坏键槽。3939、定向井的井下扭矩及摩阻相对较大，在满足钻井条件定向井的井下扭矩及摩阻相对较大，在满足钻井条件的前提下尽量简化钻具组合，如减少钻铤和稳定器的数量。的前提下尽量简化钻具组合，如减少钻铤和稳定器的数量。4040、定向井出现下列情况时要及时采取措施定向井出现下列情况时要及时采取措施 l l定向前直井段打斜。定向前直井段打斜。l l增斜钻具增斜率太低或不增斜。增斜钻具增斜率太低或不增斜。l l稳斜钻具降斜或增斜。稳斜钻具降斜或增斜。l l降斜钻具增斜或稳斜及降斜率太低。降斜钻具增斜或稳斜及降斜率太低。2022-7-1139 41 41、向井现场技术人员发现以下不符合钻井向井现场技术人员发现以下不符合钻井施工要求时，尽快与井队干部或现场钻井监督取施工要求时，尽快与井队干部或现场钻井监督取得联系，整改后符合要求方可施工。得联系，整改后符合要求方可施工。l l钻井液性能不符合要求。钻井液性能不符合要求。l l技术措施执行不坚决。技术措施执行不坚决。l l不符合要求的钻具组合入井。不符合要求的钻具组合入井。4242、在施工时钻井队与定向井工程及在施工时钻井队与定向井工程及MWDMWD仪器仪器操作人员配合，需要井队协助时，应提供相应的操作人员配合，需要井队协助时，应提供相应的帮助。帮助。43、刹把必须由正、副司钻操作，送钻均匀平、刹把必须由正、副司钻操作，送钻均匀平稳，且操作时应与定向井人员配合在钻进时随时稳，且操作时应与定向井人员配合在钻进时随时注意泵压及井下情况的变化，起下钻时随时注意注意泵压及井下情况的变化，起下钻时随时注意上提拉力、下放阻力，若有异常情况及时汇报，上提拉力、下放阻力，若有异常情况及时汇报，防止发生井下复杂情况。防止发生井下复杂情况。2022-7-11402022-7-11412022-7-11421、定向井中常见的下钻遇阻的主要原因有：、定向井中常见的下钻遇阻的主要原因有：l l井眼下井壁产生了井眼下井壁产生了“岩屑床岩屑床”。l l钻井液性能差，泥饼太厚。钻井液性能差，泥饼太厚。l l钻具组合中带稳定器或稳定器数量太多，带稳定器的钻具钻具组合中带稳定器或稳定器数量太多，带稳定器的钻具组合下到了没有带稳定器的钻具组合所钻出的井段。组合下到了没有带稳定器的钻具组合所钻出的井段。l l停钻时间长，井底沉砂多。停钻时间长，井底沉砂多。l l地层松软，或井壁水化膨胀，引起井眼缩径。地层松软，或井壁水化膨胀，引起井眼缩径。l l井壁垮塌引起的复杂。井壁垮塌引起的复杂。l l钻头、稳定器外径的磨损后钻出的小于正常尺寸的井眼等钻头、稳定器外径的磨损后钻出的小于正常尺寸的井眼等。2022-7-11432022-7-11442022-7-11451 1、螺杆钻具的工作原理及组成：螺杆钻具的工作原理及组成：莫莫锘原理的容积式井下动力钻具。锘原理的容积式井下动力钻具。将泥浆液体压力能转化成机械能。将泥浆液体压力能转化成机械能。高压泥浆流高压泥浆流经旁通阀进入马达，驱动转子绕经旁通阀进入马达，驱动转子绕定子轴线旋转，马达产生的扭矩和转速通过定子轴线旋转，马达产生的扭矩和转速通过万向轴和传动轴传递给钻头，从而实现钻井万向轴和传动轴传递给钻头，从而实现钻井作业。作业。2022-7-1146作用：旁通阀作用：旁通阀的闭合与开启的闭合与开启控制马达的启控制马达的启动与停止。动与停止。(1)(1)旁通阀总成：旁通阀总成：2022-7-1147(2)(2)马达总成：马达总成：作用作用:转子在压力泥浆的转子在压力泥浆的驱动下，绕定子轴线旋转，驱动下，绕定子轴线旋转，完成液体压力能向机械能完成液体压力能向机械能的转化，为钻头提供动力。的转化，为钻头提供动力。2022-7-1148(3)(3)万向轴总成：万向轴总成：作用作用:将转子的偏心运将转子的偏心运 动转化成传动轴动转化成传动轴2022-7-1149(4)传动轴总成：传动轴总成：作用作用：将马达产生的将马达产生的 扭矩与转速传扭矩与转速传 递给钻头。递给钻头。的定轴运动。的定轴运动。径向轴承径向轴承离井底推力轴承坐井底推力轴承2022-7-1150二、使用时还应该注意的几个问题：二、使用时还应该注意的几个问题：避免顿钻或将螺杆直接座入井底。施加钻压不要太猛。严禁异物进入马达。泥浆排量应控制在给定的范围内。尽可能避免马达发生制动。2022-7-1151三、选择的原则(1)、安全性的原则：安全性的原则：在同一井眼其他条件不变的在同一井眼其他条件不变的情况下，以钻具刚性强度最大为优选条件，即做情况下，以钻具刚性强度最大为优选条件，即做到大马拉小车的原则，以确保安全性。如到大马拉小车的原则，以确保安全性。如121/4井眼中，可供选择的钻具有井眼中，可供选择的钻具有LZ197LZ197、LZ203LZ203、LZ210LZ210、LZ244LZ244、其中、其中LZ197LZ197为最差选择。为最差选择。(2)、输出扭矩最大的原则：、输出扭矩最大的原则：在同一井眼其他条件在同一井眼其他条件不变的情况下，钻具的输出扭矩越大为优选条件，不变的情况下，钻具的输出扭矩越大为优选条件，以确保提供足够的滑动钻进的扭矩。如以确保提供足够的滑动钻进的扭矩。如81/2井眼井眼中，同为中，同为5LZ1655LZ165钻具应选择多级大扭矩钻具。钻具应选择多级大扭矩钻具。(3)、排量合适的原则：、排量合适的原则：螺杆钻具为容积式马达，螺杆钻具为容积式马达，其输出转速与排量成正比，在同一排量下，应选其输出转速与排量成正比，在同一排量下，应选择排量合适的钻具，以确保所要求的转速，将马择排量合适的钻具，以确保所要求的转速，将马达发挥至最佳状态。达发挥至最佳状态。2022-7-1152钻具型号推荐排量(对应转速)工作排量 转速 钻具所处的状态4LZ197X7Y19-32-38(120-203-24242266超负荷5LZ197X7Y19-32-38(89-150-178)42196超负荷5LZ197X7Y16-26-38(90-145-180)42234超负荷5LZ203X7Y19-32-38(75-125-150)42189超负荷5LZ203X7Y19-32-38(85-144-17042164超负荷3LZ210X7Y23-42-54(120-220-284)42220正常5LZ210X7Y23-39-54(88-140-180)42160正常4LZ244X7Y38-50-75(139-183-275)42153低负荷5LZ244X7Y44-50-75(90-102154)4284低负荷5LZ244X7Y38-42-149(92-101-149)42101正常2022-7-1153(4)、考虑适合钻井施工工艺的原则：以追求最大造效率为目的，以小钻具为优选。如51/2套管中为追求最大造斜率，以确保钻具顺利下入套管中，以小尺寸为优选条件。以入井安全性和井中环空以及适应合适打捞工具的原则。(5)、提高、提高钻具使用寿命的原则：即钻具在使用过程中，应始终处于本身的最佳使用状态的工程中，而不能超负荷运转，这是因为疲劳失效是由于转子的转速作用于定子橡胶上的高频交变载荷而造成的，其公式为：载荷频率F=（RPM/60）N（N：是定子头数）2022-7-1154l试运转试运转1.用提升短节提起螺杆钻具，将它座在卡瓦上，在顶用提升短节提起螺杆钻具，将它座在卡瓦上，在顶部接头的下边打上安全卡瓦。部接头的下边打上安全卡瓦。2.如果有必要，在螺杆钻具和方钻杆或顶部驱动之间如果有必要，在螺杆钻具和方钻杆或顶部驱动之间接一个转换接头，拿去安全卡瓦，把马达从卡瓦中提接一个转换接头，拿去安全卡瓦，把马达从卡瓦中提起。起。3.打开防喷器，把螺杆钻具放入转盘面下，如果使用打开防喷器，把螺杆钻具放入转盘面下，如果使用了旁通阀，要保证旁通阀的阀孔位于防喷器的钟形导了旁通阀，要保证旁通阀的阀孔位于防喷器的钟形导向短节之下，但还能看到。用大钳给螺杆钻具和方钻向短节之下，但还能看到。用大钳给螺杆钻具和方钻杆紧扣。杆紧扣。4.现在开泵，慢慢地提高排量，泥浆会从旁通阀的阀现在开泵，慢慢地提高排量，泥浆会从旁通阀的阀孔喷出，直到排量足够大，能压下活塞关闭阀孔。阀孔喷出，直到排量足够大，能压下活塞关闭阀孔。阀孔关闭以后，不停泵，上提螺杆钻具，直到看到驱动孔关闭以后，不停泵，上提螺杆钻具，直到看到驱动轴。若安装了钻头，记录下当旁通阀关闭时的排量。轴。若安装了钻头，记录下当旁通阀关闭时的排量。2022-7-1155l试运转试运转5.检查轴承壳体和驱动轴底部的区域，以确认检查轴承壳体和驱动轴底部的区域，以确认泥浆流过了径向轴承，这种排泄设计是用来润泥浆流过了径向轴承，这种排泄设计是用来润滑和冷却轴承部件的，其流量应是总流量的滑和冷却轴承部件的，其流量应是总流量的4%到到10%。如果没有使用用于提供钻头压降。如果没有使用用于提供钻头压降的钻头或模型钻头，测试时间不应连续超过的钻头或模型钻头，测试时间不应连续超过1分钟。分钟。6.不停泵将螺杆钻具放入转盘下（如果马达不停泵将螺杆钻具放入转盘下（如果马达在转盘之上停泵，旁通阀会打开，泥浆会喷到在转盘之上停泵，旁通阀会打开，泥浆会喷到钻台上）。钻台上）。7.旁通阀位于转盘面以下后，停泵。如果旁旁通阀位于转盘面以下后，停泵。如果旁通阀没打开，从立管上放掉泥浆。通阀没打开，从立管上放掉泥浆。8.钻头安装到驱动轴的母扣上，根据上扣扭钻头安装到驱动轴的母扣上，根据上扣扭矩，用大钳上紧。矩，用大钳上紧。2022-7-11562022-7-1157l钻进钻进ll下钻到底以后，螺杆钻具应离井底几米，开泵循环直到排量达到设计值。应该避免使用超出额定值的转速和排量要求，因为它有可能增加马达部件的磨损。ll提离井底的立管压力和泵冲数应记录。当下放钻具时，立管压力的增加表明已在钻进，同样地，由转子和定子产生的压差也表明了钻头扭矩的增加。ll开始时，应注意着泵压的变化，慢慢地加钻压，司钻应根据对地层和钻头磨合的感觉逐渐地钻进，直到某一段井深被钻完。ll螺杆钻具钻井是由要求的钻压和由螺杆钻具动力部分产生的压差（即：钻进泵压和循环泵压之差）决定的。压差的值直接显示了钻头的扭矩，随着钻压增加，压差在增加，而压差减小，是由于试钻的原因。ll当最优的机械钻速达到后，应保持一定的立管压力，以给钻头稳定的扭矩。2022-7-1158l l 许多司钻慢慢地增加钻压以优选机械钻速，许多司钻慢慢地增加钻压以优选机械钻速，然而，钻压应非常小心地增加，别让压差超过然而，钻压应非常小心地增加，别让压差超过推荐的操作值，否则，马达会失速（制动）。推荐的操作值，否则，马达会失速（制动）。l l螺杆钻具一旦制动，司钻要立即停泵，避免螺杆钻具一旦制动，司钻要立即停泵，避免损坏定子和其它部件。集中在钻柱上的扭矩应损坏定子和其它部件。集中在钻柱上的扭矩应慢慢地通过使用转盘刹车或离合器使方钻杆慢慢地通过使用转盘刹车或离合器使方钻杆/转子向左转来释放。慢慢地释放集中的扭矩，转子向左转来释放。慢慢地释放集中的扭矩，以减小井下倒开扣的风险。那么钻井可以照上以减小井下倒开扣的风险。那么钻井可以照上述的程序继续进行。如果在正常钻井情况下，述的程序继续进行。如果在正常钻井情况下，螺杆钻具经常制动，它的操作压降应被修正。螺杆钻具经常制动，它的操作压降应被修正。l l坚固的螺杆钻具设计有可能在卡钻时承受较坚固的螺杆钻具设计有可能在卡钻时承受较大的上提拉力。大的上提拉力。2022-7-1159起钻及钻井后的地面检查起钻及钻井后的地面检查起钻没有特别的要求。起钻没有特别的要求。l l如果钻机安装了顶部驱动，司钻有可能在如果钻机安装了顶部驱动，司钻有可能在遇阻井段倒划眼，若钻柱再通过倒划眼井段时，遇阻井段倒划眼，若钻柱再通过倒划眼井段时，小心保持循环以避免侧钻出新眼。小心保持循环以避免侧钻出新眼。l l螺杆钻具传动轴转动的自由间隙可以在地螺杆钻具传动轴转动的自由间隙可以在地面检查，不卸钻头，检查驱动轴和转子之间的面检查，不卸钻头，检查驱动轴和转子之间的自由间隙。自由间隙。l l测量轴向轴承的间隙，并与上一次的测量测量轴向轴承的间隙，并与上一次的测量值对比，以决定轴承的磨损值。值对比，以决定轴承的磨损值。l l螺杆钻具起出，要排空泥浆，并用清水冲螺杆钻具起出，要排空泥浆，并用清水冲洗。用卸扣大钳打住螺杆钻具本体，钻头在钻洗。用卸扣大钳打住螺杆钻具本体，钻头在钻头盒里旋转，当清水从径向轴承的下边滴出后，头盒里旋转，当清水从径向轴承的下边滴出后，钻头就可以卸掉了。钻头就可以卸掉了。2022-7-1160