第5章定向钻井
定向井：
沿着预先设计的井眼
轨道钻达目的层，井口与
井底不在同一条铅垂线上
的井。
定向钻井：
使井身沿着预先设计
的方向和轨道钻达目的层
的钻井工艺方法。
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直井用途：油田开发和勘探。有井斜限制要求。
定向井用途：
1、地面环境条件的限制(绕开地面障碍)
高山、湖泊、沼泽、河流、沟壑、海洋、农田或重要的建筑物等。
2、地下地质条件的要求
断层遮挡油藏、薄油层、倾角较大的地层钻进等。
3、处理井下事故的特殊手段
井下落物侧钻、打救援井等。
4、提高油藏采收率的手段（水平井）
钻穿多套油气层、老井侧钻等。
5、减小地面井场占用面积,节省投资（丛式井、多底井）2013-2-262
2013-2-263
海油陆探(陆采)
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西江24-3海上平台
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2013-2-267
水平井
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侧钻
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救援井
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多底井
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分支井
丛
式
井
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第6章定向钻井
第一节定向井井身剖面
第二节定向井造斜方法及原理
第三节水平井钻井技术简介
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第一节定向井井身剖面
一、井身剖面设计原则
★必须保证实现定向钻井的目的；
★尽可能利用地层自然造斜规律；
★有利于安全、快速钻进；
★有利于以后的采油和修井作业。
（安装电潜泵、坐封封隔器、改
善油管和抽油杆的工作条件）
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二、井身剖面类型
井身剖面四种基本段：
垂直段、增斜段、稳斜段、降斜段
井身剖面四种类型：
三段式、多靶三段式、五段式、双增式
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造斜点浅：
z适用于不下中间套管的单一
油层的中深井；
z适用于水平位移很大的较深
井；
造斜点深：
z适用于地层倾角较大而闭合
距不大的多油层深井。
直－增－稳
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多目标：t、d
z多目的层且各
适用于
靶点在同一角度的直
线上。
直－增－稳
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z适用于地层情况复杂，
需要下中间套管且多油
气层的情况。
直－增－稳－降－稳
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Q/YCZJ 延长石油油气勘探公司企业标准 钻井工程技术规范 油气勘探公司钻井工程部
目录 前言V 1范围 1 2规范性引用文件 1 3钻前基建工程 2 3.1井位勘定 2 3.2井场布置 2 3.3井场土建工程 3 4公路工程 4 5验收 4 6钻井设备的安装与调试 5 6.1水电安装 5 6.2机械设备安装 5 6.3井架安装与起升7 6.4电气设备的安装及调试8 6.5气控系统安装要求9 6.6顶驱安装、调试、使用9 7钻井环境安全要求1 1 8钻进作业1 2 8.1钻进1 2 8.2井身质量控制1 3 8.3取心1 4 8.4起下钻、接单根1 6 8.5钻头18 8.6钻具19 8.7钻具探伤、试压、倒换、错扣检查制度20 8.8螺杆钻具20 8.9钻井仪表的使用与维护2 1 9固井2 1 9.1固井设计2 1 9.2固井准备2 3 9.3下套管2 6 9.4注水泥施工2 6 9.5尾管固井27 9.6分级固井27 9.7环空蹩回压候凝28 9.8固井后期工作28 9.9套管试压28 9.10固井质量标准28 10钻井液29 10.1井场钻井液实验室29 10.2钻井液材料存放场所3 1 10.3容器、设备3 1 10.4钻井液性能3 1 10.5钻井液的配制及维护处理3 2
10.6钻井液固相控制3 4 10.7井漏的防治措施3 4 10.8储层保护3 4 10.9钻井液材料使用及管理3 5 11井控3 5 11.1井控设计3 5 11.2井控装置安装、试压、使用及管理37 11.3钻开油气层前的准备和检查验收4 2 11.4钻井及完井过程中的井控作业47 11.5溢流的处理和压井作业50 11.6防硫化氢安全措施5 1 11.7井喷失控的处理5 4 12定向井、丛式井、水平井5 4 12.1设计原则5 4 12.2钻具组合5 4 12.3定向钻进5 6 13欠平衡钻井57 13.1适用条件57 13.2设计原则57 13.3井口装置及设备要求57 13.4施工准备57 13.5施工作业58 13.6欠平衡钻井作业终止条件59 14气体钻井59 14.1适用条件60 14.2设计原则60 14.3设备及场地要求60 14.4施工准备60 14.5施工作业6 1 14.6气体钻井作业终止条件6 2 14.7安全注意事项6 2 15中途测试6 3 15.1测试原则6 3 15.2施工设计6 3 15.3施工准备6 4 15.4施工作业6 5 15.5资料录取与处理67 15.6H S E要求67 16井下事故的预防和处理67 16.1卡钻67 16.2防断、防顿69 16.3防掉、防碰天车70 16.4防止人身事故7 1 16.5其它7 1 17完井和交井7 2 17.1完井质量要求7 2 17.2交井程序7 2 17.3交井资料7 3 附录A7 4 （规范性附录）7 4
第一章定向井（水平井)钻井技术概述 第一节定向井、水平井的基本概念 1．定向井丛式井发展简史 定向井钻井被(英)Ｔ.A．英格利期定义为:“使井筒按特定方向偏斜，钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为,定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井，虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。 定向井首先是从美国发展起来的,在十九世纪后期,美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题,认为钻出来的井必定是铅垂的,但通过后来的井筒测试发现,那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。 早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。 第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离,在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交，然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。 目前最深的定向井由BP勘探公司钻成,井深达1０,654米; 水平位移最大的定向井是BＰ勘探公司于己于199７年在英国北海的Ｒｙtｃh Ｆａｒｍ油田钻成的M1１井,水平位移高达１，011４米。 垂深水平位移比最高的是Sｔatoｉl公司钻成的的33/9—Ｃ2达到了１：3.1４； 丛式井口数最多，海上平台:9６口;人工岛:170口; 我国定向井钻井技术发展情况 我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步，首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—１5井和磨三井,其中磨三井总井深16８5米，垂直井深表遗憾350米，水平位移4４4.2米，最大井斜9２°，水平段长１60米；7０年代扩大实验,推广定向井钻井技术;80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。 我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JＦ128井,井深达到70００米，垂深位移比最大的大位移井是胜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，水平位移达到2666米，最大的丛式井组是胜利石油管理局的河50丛式井组,该丛式井组长３８4米,宽１1５米,该丛式井平台共有钻定向井４2口。 2．定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型： 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井
定向钻井技术 在阜康煤层气示范工程中的应用 新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队 2014年11月20日
定向钻井技术在阜康煤层气示范工程中的应用刘蒙蒙（新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队） 摘要 探讨和总结定向技术在新疆阜康白杨河矿区煤层气开发利用先导性示范工程钻井工程中的应用，介绍定向设计，定向仪器工作原理及使用。由于地理条件、排采地面工程、节约成本、增加采收率的需要，示范工程大部分井设计为丛式井，也有两口L型井和一口U型对接井，加上地层倾角大地层造斜严重，所以为了达到设计要求必须引进定向钻井技术。本文主要从井眼轨迹设计、定向仪器、定向工艺、定向实例四方面进行介绍。 关键词：定向技术、钻井工程、定向仪器 阜康煤层气示范工程项目由156队承担施工，其中定向钻井由156队工程技术科参与施工3口，独立施工1口。156队工程技术科已培养出学习和应用掌握定向钻井的技术人员，具有基本的定向设计、定向施工、定向验收能力。 1 定向井眼轨迹设计 定向井眼轨迹的设计涉及的因素很多。为满足地质及生产的要求，设计需要选择合适的造斜点、造斜强度、最大井斜角、稳斜段长度；为了同井台以及相邻井台各井之间的防碰，需要选择合理的大门方向和做防碰设计。此外，造斜强度的选择要考虑钻具及套管的强度、摩阻。造斜点的选择必须深于表层套管一倍仪器另长的深度。根据造斜强度选择合理的钻具组合、不同弯度的螺杆钻具。最大井斜角过小稳斜段方位不易控制，最大井斜角过大对钻进、下套管、排采不利，同时增加造斜段工作量。 1.1 示范区井型简介 示范工程设计的丛式井、L型井以及U型对接井 图1-1 示范工程三段式、五段式、U型井轨迹示意图
定向井技术(入门基本概念)
定向井技术（部分） 编制：李光远 编制日期：2002年9月9日 注：内部资料为企业秘密，任何人不得相互传阅或外借泄露！！！
一、定向井基本术语解释 1）井眼曲率：指在单位井段内井眼前进的方向在三维空间内的角度变化。它既包含了井斜角的变化又包含着方位角的变化，与“全角变化率”、“狗腿度严重度”都是相同含义。 K= v a SIN l l a 2*22 ?? ? ????Φ+??? ???? 式中： 均值 相邻两点间井斜角的平际长度 相邻两测点间井段的实的增量相邻两测点的增量相邻两测点----?--?Φ--?v a l a 方位角井斜角 2）井斜角、方位角和井深称为定向井的基本要素，合称“三要素”。 3）αA ：A 点的井斜角，即A 点的重力线与该点的井眼前进方向线的夹角。单位为“度”； 4）ΦA ：A 点的井斜方位角，亦简称“方位角”，即从正北方向线开始，顺时针旋转到该点井眼前进方向线的夹角。单位为“度”； 5）S B ’：B ’点的水平位移，即井口到B ’点在水平投影上的直线距离，也称“闭合距”。单位为“米”； 6）ΦS ：闭合距的方位角，也称“闭合方位角”。单位为“度”； 7）L A ：A 点的井深，也称“斜深”或“测深”，即从井口到A 点实际长度。单位为“米”； 8）H A ：A 点的垂深，即L A 在H 轴上的投影。 H A 也是A 点的H 坐标值。同样，A 点在NS 轴和EW 轴上的投影，也可得到A 点的N 和E 坐标值。 9）磁偏角：某地区的磁北极与地球磁北极读数的差异； 10）造斜点：在定向钻井中，开始定向造斜的位置叫造斜点、通常以开始定向造斜的井深来表示； 11）目标点：设计规定的、必须钻达的地层位置，称为目标点； 12）高边：定向井的井底是个呈倾斜状态的圆平面，称为井底圆。井底圆上的最高点称为 高边。从井底圆心至高边之间的连线所指的方向，称为井底高边方向。高边方向上水平投影的方位称高边方位，即井底方位； 13）工具面：造斜工具面的简称。即在造斜钻具组合中，由弯曲工具的两个轴线所决定的 那个平面； 14）工具面角：工具面角有两种表示方法： A 、高边基准工具面角，简称高边工具角，即高边方向线为始边，顺时针转到工具
第二章钻机选型、土建工程及设备安装 第一节钻机选型原则 条按钻井目的、矿层埋藏深度、钻采方式、井身结构、技术措施，结合地形地貌、交通条件等因素综合进行钻机选型。注意其公称负荷，不得超载。 条采用涡轮钻进时，所选用的钻机必须满足其泵时和泵压的要求。 条使用喷射钻井时，所选用的钻机应满足喷射条件的要求；钻双筒井和多底井、定向井，应选择能安置双转盘或转盘可移动安装的钻机。 第二节土建工程 井场设计及布置 1、井场设计应根据钻机类型及施工要求确定井场面积和方向。 常用各型钻机的井场面积
2、3000米以内的钻机，宜使用组装式活动基础，其承压能力应能满足施工安全要求。 3、井场内应放坡1～3%，并有排水沟和排污池。 井场公路，应能满足钻井工程车和作业车辆的安全通行。 机泵房、值班房 无钻塔漨布的钻机、建井同期大于三个月或多雨地区，搭临时性棚房。 生活用房 施工期中，就近解决。按定额配备。
第三节安装 2.3.1 水、电、通讯 1.水源要可靠，供水能力应保证生产和生活用水。 2.井场电器设备和线路应合理布置。生产线路与生活线路分开；探照灯与其他灯分开。架线高度应保证汽车和特种车辆的通行。架空电力线与井架绷绳至少相距3米，并不得在绷绳上空交叉穿过。 3.通讯：井场和队（厂）部应有通讯联络。 2.3.2井架 钻机井架的主要部件不得有裂纹及严重锈蚀、变形、弯曲。井架螺栓、螺帽及弹簧垫圈必须安装齐全。井架底座四角高差不大于3毫米，活动基础高差不大于5毫米。井架绷绳数、直径、方向严格按各型井架出厂规定架设，用正反螺丝绷紧，与地面呈45°角。绷绳坑之大小及深度，根据井架负荷及土质差异地行计算后决定。使用基木的井架应安装避雷器。 2.3.3导管、鼠管 1、导管：松软地层埋导管，管坑深度不大于1米，坑底铺一层0.3米厚的混凝土。导管脚焊呈喇叭口，以免陷落及预防钻具碰挂，导管对中后外灌混凝土固定。导管采用套管或壁厚3毫米以上的螺旋
控压钻井技术规程 一、打开油气层前准备 1、打开油气层前要进行控压技术交底（交底容:地质、工程、钻井液和井控装备、控压措施等方面）；技术交底由钻井监督和地质监督组织，预测地层硫化氢含量高地层压力异常井有有项目部井控专家组织,井队、录井、泥浆、控压、定向井及井控专家等相关人员参加，可以在钻开油气层验收时进行。交底要以本井钻井、地质设计和本井实际情况为依据，全面分析可能存在的井控风险，制定有针对性的技术措施和应急预案，并形成本井控压钻井作业指令书由井队遵照执行。如油田有新的规定,按油田规定执行。 2、由项目经理部依据设计确定钻开油气层的密度。 3、对井控装备、硫化氢检测与防护、泥浆材料、重浆及除硫剂的储备、人员配备、井控专家到井情况、应急预案及演练、钻开油气层提出问题的整改情况等进行全面检查合格后，方可打开油气层。 4、根据邻井实钻情况，预测油气显示层位井深，在钻开显示层前要预先在钻井液中加入2%的除硫剂进行预处理，并维持出口钻井液的PH值为11以上，现场除硫剂储备不少于5吨（以设计为准），新浆补充须符合钻井时的PH值和除硫剂的含量； 5、根据钻井井控实施细则或钻井设计的相关规定，现场确保储备比重1.40g/cm3以上重浆有效量80m3以上，石灰石储备100吨以上（以设计为准）。 6、强化泥浆和录井坐岗监测制度，无论任何作业工况，钻井班
都必须落实专人24小时坐岗，观察钻井液池液面变化和钻井液出口情况，确保第一时间发现溢流，迅速准确关井，并按汇报程序汇报。 7、奥系目的层作业，钻具必须带两只浮阀（MWD接头前和出套管鞋安装），起钻前必须在井底充分循环(一周半以上)进出口钻井液密度差不超过0.02g/cm3正常后方可进行起钻作业，油气层以上300m严格控制起钻速度，起钻必须按起出钻具体积（闭排）的1.5倍挤灌井浆。地质录井队人员和泥浆坐岗人员必须依次记录灌入量，并核对与起出钻具体积是否相符，同时要观察灌钻井液的间隙中出口管是否断流等情况。 8、钻进中若遇到钻速突然加快、放空、气测及油气水显示异常等情况，立即停钻观察，泥浆工和录井队加强液面的监测。如出现井漏失返，立即吊灌起钻(吊灌量是起出钻具体积的1.5～2倍)，起到套管鞋，关井观察，泥浆工和录井核对好灌入量。 二、常规控压钻井技术措施 1、打开油气层关井观察15分钟后，如果套压≤5 MPa，直接进行常规控压作业，井口控压值≤5 MPa；若井口套压＞5MPa，可请示提高钻井液密度，利用工程师法节流循环压井，降低井口压力，最终井口控压值≤5MPa，液面基本稳定，进行常规控压钻进。 2、控压循环或钻进期间在钻井液中及时增加除硫剂含量，保持钻井液的PH值为11以上，维护钻井液性能；井口控压不大于5MPa 以微过平衡方式继续控压钻进，出口点火，专人监测空气中H2S含量。如果钻井液中H2S含量在一个迟到时间大于20PPm时，立即进行关
应用定向钻井技术 挖掘老君庙油田剩余油潜力 采油厂地质所 二○○二年元月 一、概述
老君庙油田自1939年发现并投入开发, 至今已有62年的开发历史, 注水开发46年, 当前已处入低产后期开发阶段。随着注采井网的不断完善, 油田开采对象越来越复杂, 剩余油分布及潜力越来越少, 使得老油田”控水稳油”的难度越来越大; 根据油田数值模拟成果, 剩余油主要分布在构造复杂区、异常高压区、建筑物阻挡区等区域内, 为此应用定向钻井技术对老油田后期开发显得尤为重要。老君庙油田于1955年钻成中国第一口定向井C205井, 由于受诸多因素的制约, 近四十年来, 定向钻井技术处于停滞状态。直到1994年, 为了使老君庙油田原油保持稳产, 提高老油田的开发水平, 选择在潜能较大的老君庙油田剩余油富集区块部署定向井, 并在J259井上应用获得成功。随后在老君庙油田不同区域部署定向井, 经过钻井地质特征研究, 大规模推广针对本油田的定向钻井技术, 到相继钻成25口定向井, 获得了较好的效果。实践证明, 定向钻井技术是老君庙油田挖潜剩余油的一条有利途径。 二、老君庙油田钻井地质特征 老君庙油田由于开采时间长、注水较多、地层压力异常、复杂, 钻井过程中喷、漏、垮、塌、缩径并存, 给定向钻井施工带来许多困难。具体表现在: 1、地层压力高。油藏经过长期注水, 地层压力不断上升, 最高压力达30 MPa, 且剖面上压力分布极不均匀, 初期的定向钻井施工具有摸索性, 难度大。25口定向井中有22口钻井液密度在1.70-2.00g/cm3之间, 其中最高为2.24 g/cm3, 既是这样, 部分井在钻探中还不能平衡地层压力, 存在井喷现象。 2、各油藏间压力悬殊。老君庙油田剖面上开采的油层有上油层K、中油层L 和下油层M。油藏跨度不大, 但K、 L、 M层压力相差较大, L层多为高压, M层相对低压, 钻井中上喷下漏。特别L3层由于渗透性好、过去注水量偏大, 许多区块形成异常高压区及水洗带, 钻穿L3, 易发生井喷。为维持平衡钻进, 需提高钻井液密度, 加重材料耗量大。由于油藏剖面上L、 M 油藏地层压力悬殊, 高密度钻井液钻井时井漏频繁发生, 高压区14口定向井中有6口井漏, 占43％。 3、 BC层易垮塌缩径。由于油藏长期注水, 使BC层泥岩水化膨胀。钻开BC 层时加上钻井液的浸泡, 造成地层垮塌、缩径和泥岩蠕动等复杂情况。蠕动泥岩
定向井钻井工程师技术等级晋升标准 四级工程师 1专业理论知识 1.1了解钻井工艺的主要环节（如钻进、下套管、注水泥、电测等）及其实现方法； 1.2能看懂定向井工程设计书内容； 1.3熟知各种常规钻具和套管的技术规范和机型； 1.4了解钻井设计的基本原则、设计程序、设计内容； 1.5掌握井眼轨迹计算参数和计算方法； 1.6掌握定向井专用工具的工作原理及其技术规范； 1.7掌握单点、电子多点、地面记录陀螺的工作原理和技术规范； 1.8掌握井下动力钻具的工作原理、内部结构和技术规范； 1.9了解海洋钻井平台主要设备及其技术性能规范； 1.10了解海洋钻井平台主要仪器、仪表的用途及其技术性能； 1.11掌握海洋常用的钻井工具及其技术规范； 1.12了解钻井取芯基本原理； 1.13了解海洋钻井作业的基本安全常识。 2操作知识 2.1掌握单点、电子多点和地面记录陀螺操作技能，能独立地进行井眼轨迹参数测量和计算； 2.2会正确选用定向井专用工具，并能正确组合； 2.3会正确选用动力钻具，掌握其正确操作要领； 2.4能正确判断钻井指重表、泵压表、扭矩表、流量表，并根据以上仪表读数判断井下情况（如钻压、遇卡、遇阻等）； 2.5会正确选用配合接头及其上扣扭矩； 2.6能正确选用各种钻井工具，并掌握其操作要领； 2.7会看懂较复杂的钻井工具装配图，并能绘制简单零配件的机加工图； 2.8会记录钻井班报表、日报表以及定向井测量数据记录； 2.9能进行日常定向井专业英语交流； 2.10能识别各种型号取芯工具、取芯钻头基本类型和应用范围、性能参数，以及组装、保
养取芯工具的技能。 2.11油田常用单位（英制）和公制单位熟练换算； 2.12能用英语进行作业技术交流。
定向井钻井参数设计 刘嘉 中石油胜利石油工程有限公司钻井技术公司 摘要：科技的发展，人口的剧增，造成了对能源的巨度消耗。这迫使人类去寻找更多的能源来满足这样的消耗，而石油便是其中之一。在脚下的土地中，蕴含着大量的石油能源需要去勘探，这边需要有先进的开采技术，若是因开采方式的不当而造成对能源的大量浪费，便是得不偿失了。 一、定向井钻井技术概述 定向井技术是当今世界石油勘探开发领域最先进的技术之一，也是如今使用的越来越频繁的技术。采用定向井技术开采石油，不仅可以在地下环境条件的严格限制下经济而有效的开发石油资源，在大幅度提高油气产量的同时，又不会对自然环境造成污染，是一项具有显著的经济效益的技术手段。 1.定向井：定向钻井是使井眼沿盂县设计的井眼轴线（井眼轨迹）钻达预定目标的钻井过程。 2.定向井的分类：按照井型的不同，可将定向井分为常规定向井（即最大井斜角在60°以内的定向井）、大斜度定向井（最大井斜角在60°到90°之间，也成为大斜度井）、水平井（最大井斜角保持在90°左右的定向井）、分支井、联通井。 二、定向井的设备介绍 1.泥浆马达：以泥浆作为动力的一种螺杆状的井下动力钻具，主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴总成、驱动轴总成和放掉总成等部分组成。 2.扶正器：在钻井过程中起支点作用，通过改变其在下部钻具中的位置可以改变钻具的受力状态，从而达到控制井眼轨迹的目的。 3.非磁钻铤：在钻具组合中使用非磁钻铤可以有效的放置由于钻具本身所带来的磁干扰，减少测量过程中的误差，使测量结果真实、有效。 4.浮阀：一个用来防止泥浆倒流损害井下工具及防止钻头水眼被堵的工具。 5.定向接头：为定向仪器提供稳定性的工具，便于准确了解马达等井眼下工具的方向，从而能够为下不作业的顺利进行提供保障。 三、定向井参数设计：
Q/SYCQZ 川庆钻探工程有限公司企业标准 Q/SYCQZ 647.2—2013 页岩气水平井钻井作业技术规范 第2部分：钻井作业 2013-12-22发布2014-01-22实施
目次 前言................................................................................. II 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 钻井工程设计 (1) 4 井眼轨迹控制 (2) 5 防碰作业 (3) 6 水平段安全钻井 (3)
前言 《页岩气水平井钻井作业技术规范》分为五个部分： ——第 1 部分：丛式井组井场布置； ——第 2 部分：钻井作业； ——第 3 部分：油基钻井液； ——第 4 部分：水平段油基钻井液固井； ——第 5 部分：井控。 本部分为第 2 部分。 本标准按 GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第 1 部分：标准的结构和编写规则》进行编写和表述。 本标准由川庆钻探工程有限公司提出。 本标准由川庆钻探工程有限公司钻井专业标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院、川庆钻探工程有限公司川东钻探公司、川庆钻探工程有限公司川西钻探公司 本标准主要起草人：张德军、赵晗、卓云、叶长文。
页岩气水平井钻井作业技术规范第2部分：钻井作业 1 范围 本标准规定了页岩气丛式井组钻井工程设计、井眼轨迹控制、防碰作业、水平段安全钻井等内容和要求。 本标准适用于川渝地区页岩气井的钻井作业。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 SY／T 1296 密集丛式井上部井段防碰设计与施工技术规范 SY／T 5088-2008 钻井井身质量控制规范 SY／T 5416 定向井测量仪器测量及检验 SY／T 5435-2003 定向井井眼轨迹设计与轨迹计算 SY／T 5547 螺杆钻具使用、维修和管理 SY／T 5619 定向井下部钻具组合设计方法 SY／T 6332-2004 定向井轨迹控制 SY／T 6396 钻井井眼防碰技术要求 Q／SYCQZ 001 钻井技术操作规程 Q／SYCQZ 372-2011 丛式井井眼防碰技术规程 3 钻井工程设计 3.1 井身结构 3.1.1 表层套管应封隔地表漏层和垮塌层，相邻两井表层套管下深错开20 m以上。 3.1.2 水平井技术套管下入位置井斜应不低于60°，若井下出现严重垮塌、钻遇高压油气，可提前下入技术套管。 3.1.3 油层套管尺寸不小于 11 4.3 mm，抗内压强度与增产改造施工压力之比＞1.25。 3.1.4 水平段长度宜控制在800 m ～ 1400 m。 3.2 靶区 3.2.1 靶区半径设计符合SY／T 5088-2008的规定，且满足井眼轨迹控制要求。 3.2.2 水平段井眼方向与地层最小主应力方向的夹角不小于 15°。 3.3 井眼轨道 3.3.1 每口井地下靶心与井口位置连线相互之间不宜空间交叉。
第一章定向井（水平井)钻井技术概述 定向井、水平井的基本概念 定向井丛式井发展简史 定向井钻井被（英）Ｔ．A．英格利期定义为:“使井筒按特定方向偏斜,钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为，定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井,虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。 定向井首先是从美国发展起来的，在十九世纪后期,美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题，认为钻出来的井必定是铅垂的,但通过后来的井筒测试发现，那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。 第一口救援井是1９34年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离，在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交,然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。 目前最深的定向井由ＢP勘探公司钻成,井深达10,65４米； 水平位移最大的定向井是BP勘探公司于己于１99７年在英国北海的ＲyｔｃｈＦarm 油田钻成的M11井,水平位移高达1，0１１4米。 垂深水平位移比最高的是Statoｉl公司钻成的的33/９—C２达到了１:3．14； 丛式井口数最多，海上平台:９6口；人工岛:17０口; 我国定向井钻井技术发展情况 我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步,首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—１5井和磨三井,其中磨三井总井深1685米,垂直井深表遗憾３5０米，水平位移444.2米,最大井斜92°，水平段长160米；70年代扩大实验，推广定向井钻井技术;80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。 我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JF１28井，井深达到7000米，垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井，水平
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 定向钻井技术高效开采煤层气 (新编版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
定向钻井技术高效开采煤层气(新编版) 煤层气，又称煤层甲烷，俗称瓦斯，人们对它爱恨交加。爱的是它是一种清洁能源，有很大的利用价值；恨的是它是矿难的原因之一。因此，安全有效地采集煤层气可谓是一举两得的好事。近些年，部分国家开始用定向钻井技术开采煤层气，取得了良好效果。 定向钻井，简单说就是让向地下竖着打的井拐个弯，再顺着煤层的方向横着打井。定向钻井采集煤层气的原理同传统方法一样，即通过抽水减压，逼出煤层气，再进行采集。但两者的区别在于，传统方法只用竖井穿到煤层采集，而横向井顺着煤层的走势大大增加了采气的面积，因而提高了效率。定向钻井通常在石油和天然气开发中使用较多，但近些年煤炭行业也越来越多地将这项技术用于矿山开采前的瓦斯抽放、排水、矿井探查等方面。在煤炭领域使用这一技术的主要有美国、澳大利亚、欧洲、南非等国家和地区，而利用这一技术采集、利用煤层气的国家以美国和澳大利亚等国为主。
澳大利亚目前有17个煤矿用定向钻井技术排放井内瓦斯，以确保安全生产。而悉尼的一家公司在2000年成功地利用这一技术在地下600米深处开出了一口商业用煤层气井。美国的一些煤矿企业为了矿井安全和开采煤层气也热衷采用定向钻井技术。在2000年，美国10％的煤层气井都采用了这项技术。由于这项技术的逐步开发，部分美国和澳大利亚企业的煤层气产量都得到了提高。 资料显示，定向钻井的纵向深度一般在600～1200米，横向煤层钻井长度可达到400米。据美国某钻探公司的个例统计，采用横井采气比传统的单一竖井采气的初期产量可高出10倍，气井的生产寿命也会增加。根据对某些项目的估算，运用定向钻井法商业采集煤层气的内部回报率为15～18％，明显高于传统竖井采集法约3％的内部回报率。 云博创意设计 MzYunBo Creative Design Co., Ltd.
直井、定向井施工管理规程 一、现场工程技术服务管理规程 一）高边的测量规程： 1、高边的测量钻台上必须有三个以上人各自测量计算，相互核对无误后（正 负没有异议、数值没有异议）方可输入计算机；输入计算机后两个以上 的人进行第二次核对确认，没有异议后把测量的计算结果和原始记录写 到工作笔记上，并写在当日日报表上，两个工程师签字确认（带队工程 师量取高边时必须亲自测量） 2、MWD的内角差和外角差，量内角差的时候，仪器每个扣必须打紧方可测 量，必须两个以上的工程师把关。 3、内角差必须归零：操作规程：海蓝仪器探管一定要预热半个小时以上（特 别是冬天施工）：在测量内角差时，探管一定要远离野营房等强磁的地方。 4、时刻牢记并重视：高边可以从磁性到重力，也可以从重力到磁性。井斜 不同的情况下可以互相转换。 5、定向两根单根后值班工程师要及时对工具面和实际钻出井眼进行核对， 不能确认时可再钻进4-5m，再次测量确认。 6、MWD短节以下的钻具丝扣，用液压大钳5Mpa，紧扣两次，如果用PDC 钻头，必须在用双钳5道锚头绳进行第三次紧扣，最好是用钢丝绳紧扣。 7、上井螺杆的高边，在螺杆上井后两个工程师要进行目测（以防厂家出厂 刻度槽出错）。 8、量高边时：千万要分清高边（槽）和标记号（槽）的区别，切不可错量！！！ 9、小井眼高边测量时，由于钻具外径小，容易粘扣，钻具要按规程的上扣 扭矩紧扣，绝不能超过标准，为保证高边的准确性：要求把大钳在三个 不同的方向上按规定的扭矩紧扣两次（合计六次）从而确保高边的准确 和不会发生偏移。 10、每次起出钻具和下钻前都必须复合高边的角差，且钻具入井后人才 能离开钻台；并一定要检查非螺旋扶正器螺杆钻具扶正块是否发生偏移。 11、带队工程师量取高边时，必须在钻台上，只相信自己测量取得的数据， 而不能听从别人。
Q/SYCQZ 川庆钻探工程公司企业标准 川庆钻探工程公司发布
目次 前言................................................................................. IV 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 钻前基建工程 (2) 3.1 井位勘定 (2) 3.2 井场布置 (2) 3.3 井场土建工程 (3) 3.4 公路工程 (3) 3.5 验收 (3) 4 钻井设备的安装与调试 (4) 4.1 水电安装 (4) 4.2 机械设备安装 (4) 4.3 井架安装与起升 (5) 4.4 电气设备的安装及调试 (7) 4.5 气控系统安装要求 (7) 4.6 顶驱安装、调试、使用 (7) 5 钻井环境安全要求 (8) 6 钻进作业 (9) 6.1 钻进 (9) 6.2 井身质量控制 (10) 6.3 取心 (10) 6.4 起下钻、接单根 (12) 6.5 钻头 (13) 6.6 钻具 (14) 6.7 钻具探伤、试压、倒换、错扣检查制度 (15) 6.8 螺杆钻具 (15) 6.9 钻井仪表的使用与维护 (15) 7 固井 (15) 7.1 固井设计 (15) 7.2 固井准备 (17) 7.3 下套管 (19) 7.4 注水泥施工 (20) 7.5 尾管固井 (20) 7.6 分级固井 (21) 7.7 环空蹩回压候凝 (21) 7.8 套管试压 (21) 7.9 固井后期工作 (22) 7.10 固井质量标准 (22) 8 钻井液 (22)
8.1 井场钻井液实验室 (22) 8.2 钻井液材料存放场所 (24) 8.3 容器、设备 (24) 8.4 钻井液性能 (24) 8.5 钻井液的配制及维护处理 (25) 8.6 钻井液固相控制 (26) 8.7 井漏的防治措施 (26) 8.8 储层保护 (27) 8.9 钻井液材料使用及管理 (27) 9 井控 (27) 9.1 井控设计 (27) 9.2 井控装置安装、试压、使用及管理 (28) 9.3 钻开油气层前的准备和检查验收 (32) 9.4 钻井及完井过程中的井控作业 (39) 9.5 溢流的处理和压井作业 (41) 9.6 防硫化氢安全措施 (42) 9.7 井喷失控的处理 (44) 10 测录井 (44) 10.1 常规测井 (44) 10.2 特殊测井 (45) 10.3 测井事故处理 (46) 10.4 综合录井 (46) 11 定向井、丛式井、水平井 (46) 11.1 设计原则 (46) 11.2 钻具组合 (47) 11.3 定向钻进 (48) 12 欠平衡钻井 (48) 12.1 适用条件 (48) 12.2 设计原则 (49) 12.3 井口装置及设备要求 (49) 12.4 施工准备 (49) 12.5 施工作业 (49) 12.6 欠平衡钻井作业终止条件 (51) 12.7 安全注意事项 (51) 13 气体钻井 (51) 13.1 适用条件 (51) 13.2 设计原则 (51) 13.3 设备及场地要求 (51) 13.4 施工准备 (51) 13.5 施工作业 (52) 13.6 气体钻井作业终止条件 (53) 13.7 安全注意事项 (53) 14 中途测试 (53) 14.1 测试原则 (54)
定向井和水平井钻井技术(2008-11-19 08:53:54) 标签：稳斜增斜率钻具钻铤井斜角我国海洋杂谈 第三节井眼轨迹控制技术 井眼轨迹控制的内容包括：优化钻具组合、优选钻井参数、采用先进的井下工具和仪器、利用计算机进行井眼轨迹的检测预测、利用地层的方位漂移规律、避免井下复杂情况等等。轨迹控制贯穿钻井作业的全过程，它是使实钻井眼沿着设计轨道钻达靶区的综合性技术，也是定向井施工中的关键技术之一。 井眼轨迹控制技术按照定向井的工艺过程，可分为直井段、造斜段、增斜段、稳斜段、降斜段和扭方位井段等控制技术，其中直井段的控制技术见第七章第四节。 一．定向选斜井段 初始造斜方法有五类，即井下马达和弯接头定向、喷射法、造斜器法、弯曲导管定向、倾斜钻机定向。目前，我国海洋定向井一般采用第一种方式，常用造斜钻具组合为：钻头十井下马达十弯接头十非磁钻铤十普通钻铤（0～30米）十挠性接头十震击器十加重钻杆。 这种造斜钻具组合是利用弯接头使下部钻具产生一个弹性力矩，迫使井下动力钻具驱动钻头侧向切削，使钻出的新井眼偏离原井眼轴线，达到定向造斜或扭方位的目的。 造斜钻具的造斜能力主要与弯接头的弯角和动力钻具的长度有关。弯接头的弯角越大，动力钻具长度越短，造斜率也越高。 弯接头的弯角应根据井眼大小、井下动力钻具的规格和要求造斜率的大小选择。现场常用弯接头的弯角为1.5～2.25度，一般不大于2.5度。弯接头在不同条件下的造斜率见第四节。造斜钻具组合使用的井下动力钻具型号应根据造斜井段或扭方位井段的井深选择。使用井段在2000米以内，一般采用涡轮钻具或普通螺杆钻具，深层走向造斜或扭方位应使用耐高温的多头螺杆钻具。 造斜钻具组合、钻井参数和钻头水眼应根据厂家推荐的钻井参数设计。 由于井下动力钻具的转速高，要求的钻压小［一般为29.4～78.4千牛（3～8吨）］，因此，使用的钻头不宜采用密封轴承钻头，尤其是在浅层，可钻性好的软地层应使用铣齿滚动轴承钻头或合适的PDC钻头。 根据测斜仪器的种类不同，分为四种定向方式： 1．单点定向 此方法只适用造斜点较浅的情况，通常井深小于1000米。因为造斜点较深时，反扭角很难控制，且定向时间较长。施工过程如下： （l）下入定向造斜钻具至造斜点位置（注意：井下马达必须按厂家要求进行地面试验）。（2）单点测斜，测量造斜位置的井斜角，方位角，弯接头工具面； （3）在测斜照相的同时，对方钻杆和钻杆进行打印，并把井口钻杆的印痕投到转盘面的外缘上，作为基准点； （4）调整工具面（调整后的工具面是：设计方位角十反扭角）。锁住转盘、开泵钻进；（5）定向钻进。每钻进2～4个单根进行一次单点测斜，根据测量的井斜角和方位角及时修正反扭矩的误差，并调整工具面； （6）当井斜角达到8～10度和方位合适时，起钻换增斜钻具，用转盘钻进。在单点定向作业中要注意：
定向井技术管理细则 1、直井段的位移控制 1.1 采用钟摆、塔式或满眼钻具结合，合理的钻压，把井斜角控制在2。以内，多目标定向井严格控制偏离设计线位移。 1.2 直井段较长的井，尽量采用单弯螺杆（PDC钻头）加钻盘的复合钻进，或者钟摆钻具加PDC钻头钻进。 1.3 井深超过800m后用单点测斜仪跟踪测斜，1500m以前每100m测斜一次，1500m以后每50m测斜一次，发现井斜超过2。，应及时采取纠斜措施。 2、定向及扭方位 2.1定向前要根据直井轨迹和设计轨迹重新确定定向井方位角及最大井斜角。 2.2认真检查入井弯接头。 2.2.1 检查弯接头实际弯度与名义弯度是否相符。 2.2.2 检查弯接头键是否偏离中心线。 2.2.3用定向杆反复试验，检查弯接头是否卡键。 2.3 认真检查螺杆，并试运转。 2.3.1螺杆（或涡轮）入井前必须认真检查旁通阀是否有堵塞现象，间隙是否符合要求。 2.3.2 螺杆入井前要用清水冲洗干净。
2.3.3 螺杆入井前要试运转，注意观察旁通阀出泥浆是否正常，螺杆动率是否符合要求。 2.4 动力钻具入井（螺杆、涡轮）必须保证井眼畅通无阻，严禁用动力钻具划眼。 2.5一般情况下，定向及扭方位推荐入下钻具组合： 钻头+动力钻具+弯接头+无磁钻铤+钻铤（2柱）+加重钻杆（100~200m）+普通钻杆，特殊情况的钻具组合以设计为准。 2.6 定向及扭方位施工 2.6.1 定向（扭方位）时，井斜角小于10°时用磁性工具面施工，井斜角大于10°时用高边工具面施工。 2.6.2 在无磁干扰情况下使用随钻测斜仪定向，在有磁干扰的情况下使用陀螺仪定向。 2.6.3 定向装置角的计算，采用沙尼金图解法或计算法。 2.6.4 采用平均角法进行数据处理，方位必须校正磁偏角。 2.6.5 定向及扭方位过程中，要及时跟踪计算“狗腿度”，发现“狗腿度”超标或增斜效果达不到设计要求，及时根据现场情况更换弯接头。 2.6.6 定向、扭方位过程中，如出现效果差甚至出现反向效果，应立即停止施工，起出随钻仪器并重新坐键，如坐键没问题应起钻检查弯接头。 2.6.7 定向、扭方位时，井斜角达到15°或扭方位施工50m 以上，必须用单点测斜仪校验随钻仪显示数据，定向、扭方位施
定向钻井技术中的常见问题及对策分析 发表时间：2019-11-25T13:45:38.153Z 来源：《基层建设》2019年第24期作者：宋斌[导读] 摘要：社会在发展，时代在进步，作为国家经济发展的重要内容，对于实力雄厚，规模效益强大的煤炭地勘单位的产业发展而言，如何响应国家号召，实现经济发展转型、产业结构调整，充分利用新的地质勘查技术提升市场竞争力，成为新一代地质人研究的重点。 四川盐业地质钻井大队四川省自贡市 643000 摘要：社会在发展，时代在进步，作为国家经济发展的重要内容，对于实力雄厚，规模效益强大的煤炭地勘单位的产业发展而言，如何响应国家号召，实现经济发展转型、产业结构调整，充分利用新的地质勘查技术提升市场竞争力，成为新一代地质人研究的重点。定向技术是21世纪应用于钻探施工中的新技术，该技术的应用大大拓展了钻探工程的应用领域，为传统的地勘单位的产业发展转型布局带来了 契机。 关键词：定向钻井技术；定向仪器；井斜 1定向技术及水平井施工的经济意义 1.1大大节约了钻机设备转运及物流成本 传统勘探直井只能做到一台钻机只打一口井，为了实现不同且多样化的地质勘探施工目的，整个施工项目不得不上多台钻机同时施工，需要投入大量的人力、物力、财力，工程管理难度和施工成本大大增加。在没有多台钻探设备和熟练施工人员的情况之下，一个钻井完孔验收之后，其井队设备人员需要在较短的时间内转移至新井的打钻之处。时间紧任务重，设备转运成本大大增加，在井队钻探设备转运过程中容易诱发安全事故。转运设备的物流成本高昂。而定向技术应用于钻探领域后可以通过打出主井下完套管后，再打出不同的分支精准地打到目标层位，实现一口垂直主井多个分支水平井的辐射状态，用一口主井和多条水平井的施工设计方案，完成甲方规定的勘探目的和任务。免去了多台钻机多个井队同时施工，工程管理难度大的尴尬局面。同时也免去了钻探设备搬运的高昂耗费。实现了资源的优化配置，促进了产业的有效集中。 1.2定向钻井技术应用降低了清赔费用 传统地勘企业利润低、效率低的另一个主要因素是，井队和钻探设备进场时需要和施工当地的市、县、乡镇政府协调和当地村民协调好清赔问题，以达到最小程度地破坏耕地，使得当地农民损失最小化，施工井队利润最大化。首先不同的施工场地可能分布在不同的市、县、乡镇辖区，一个工程可能需要和多个市、县、乡镇协调，协调难度加大，其次按照正常程序走，需要政府的逐级审批，往往从地质合同的签订到进场施工需要长期的沟通协调时间，耽误了施工的黄金周期。施工过程中主要负责人员还会被大量当地居民引发的清赔事件所困扰，难以一门心思地投入到工程技术管理中去。定向钻井技术的应用很好地解决这一问题。可以实现一口垂直主井多个分支水平井的辐射状态，用一口主井和多条水平井的施工设计方案，完成甲方规定的勘探目的和任务。这样只要谈好一个井队场地的清赔问题就可以完成过去多个场地井队同时钻进完成的地质任务和其他勘探目的。 2石油定向钻井技术存在问题分析 2.1定向仪器的问题 在定向钻进施工过程中，定向仪是一种非常重要的设备，在定向钻进中起着非常重要的作用。定向仪一旦出现误差，将导致测量精度的偏差，不仅会造成定向钻井安全事故，还会造成定向钻井失败，使钻井施工无法达到实际目的。正确使用定向井测量仪器，可以大大提高定向多钻施工的实际效果，对定向钻井施工形成良好的指导作用。如果定向仪使用不当，或者在实际使用过程中出现误差，定向钻井和生产方法将无法顺利实施，测量结果的误差也将导致油田的生产和生产效果明显下降。在实际操作过程中，如果由于仪器本身的问题，在进入仪器的钥匙时出现问题，钻井施工的定向精度将得不到保证。 2.2定向井问题 2.2.1定向井轨迹控制 轨迹控制是定向钻井技术具体实施过程中最重要的环节。轨迹控制是在定向钻井施工过程中，严格按照井眼轨迹设计方案进行施工控制的一种技术。轨迹控制是一项综合性技术，必须贯穿于定向钻施工的全过程。但在实际的定向钻井施工过程中，往往会出现井眼轨迹偏差，无法达到最佳轨迹效果，导致钻井施工中存在不安全因素，进一步增加了施工成本。 2.2.2定向井钻井井斜问题 在定向井直井段施工过程中，井斜问题一直是困扰定向井施工的一个难题，因为一旦定向井直井段发生井斜问题，将影响后期定向井施工。这不仅体现在施工效率上，也体现在钻井施工的安全性上，甚至体现在井的充填和再钻井的风险上。因此，有必要在定向井垂直段钻井施工中加强对井斜的理论分析。 3解决定向钻井技术问题的对策 3.1规范使用仪器 在定向钻进技术的实际应用过程中，必须合理使用定向仪器等工具。这样可以进一步提高整个油田的勘探开发效率。在定向仪的实际使用中，有关技术人员必须有科学的态度，不断提高实际操作的规范性，避免钻井施工中人为因素造成的失误。因此，在钻井企业的日常作业过程中，必须加强对相关技术人员的培训，使相关人员充分掌握定向仪等钻井设备的正确使用。只有进一步加强定向仪的规范化使用，才能有效解决仪器在实际使用过程中出现故障、仪器设备设置不关键等问题，有效提高钻井施工效率。在实际施工中，首先要充分保证定向仪的正常设置键和对角线差的测量精度。如果定向仪的按键设置或角度差发生偏差，定向钻井作业可能失败。其次，合理设计泥浆性能，以满足定向钻井施工的实际需要。合理应用固控设备，在钻具水孔内安装泥浆滤网，可以有效控制钻井施工过程中固体颗粒的含量。最后，在实际钻井施工过程中，要严格控制钻井速度，严格按照相关技术要求实施短扬程，以充分保证井壁的平整度，最大限度地减小钻井施工过程中的阻力。为以后的施工打下坚实的基础。 3.2合理设计井眼轨迹 在进行井眼轨迹设计的过程中，要充分结合不同地层实际钻井过程中的差异性进行井眼轨迹的合理设计。利用精确的计算方式来提出多个备选方案，然后将地质设计、地震剖面资料等进行合理的利用，这样就能最大程度保证井眼轨迹圆滑的情况下，设计出实现难度最小的设计方案。