目录
第一篇钻井工程
引言……………………………………………………………( )第一章定向钻井技术……..…………..……………………( )第一节定向钻井的发展过程……………………..……( )第二节定向钻井的基本概念……………………………… ( )第三节单点测斜…………………………………………….( )第四节有线随钻…………………………………………… ( )第五节无线随钻MWD……………………………………..( )第二章井下动力钻具………………………………………. ( ) 第一节井下动力钻具的发展..........................................( ) 第二节井下动力钻具的分类…………………..............( ) 第三节螺杆钻具………………………………………...( ) 第四节井下动力钻具的维修与管理…………………...( ) 第五节导向钻井系统………………………………….. ( )
第三章定向井施工工具…………………………………….. ( ) 第四章定向施工中钻具组合的使用………………………..( )
第二篇钻井泥浆
第一章钻井泥浆的发展过程……………………………… ( ) 第二章钻井泥浆的功用及性能…………………………….( ) 第三章钻井泥浆的现场维护调整………………………….( ) 第四章钻井中发生井漏井塌井喷的预防处理………….( )
第三篇钻井地质
第一章地质知识在定向施工中的应用…………………….( )
第五篇定向工程的管理细则(行标)
第一篇钻井工程王钰民纪烈斌刘铸
引言
定向钻井已经发展了几十年，所使用的工具和设备在不断的更新变化，相关技术也在不断的提高；设备由单点测斜到有线随钻、MWD 、再到旋转导向，抛面有两维到三维；大位移井、水平井、分支井。但目前为止陕北地区仍在使用各油田早已淘汰的单点测斜技术进行定向施工，因陕北地区目的层较浅，故仍有其市场和生存空间。其特点：简单方便、成本低、灵活省时。
但行业里还没有针地区对性的单点定向施工方面的学习教材，本文重点介绍在陕北地区单点定向施工技术，希望通过本文的学习能够使朋友们快速掌握这门技术。
在本文中摘录了本人导师原天津大学石油分校王钰民教授编著的〈〈定向钻井技术〉〉；纪烈斌教授编著的〈〈井下动力钻具〉〉部分内容；删除了他们对理论公式的推导部分，用通俗易懂的语言，针对陕北各矿区地层的不同特点，总结了本人多年现场经验，
想以此能给在陕北进行定向井工作的同行提供借鉴和帮助。钻井是个系统工程，本文分三篇，从定向技术，钻井泥浆，钻井地质，象大家进行介绍，本文可作为初级入门教材，望朋友们能更好的理解、掌握和提高。
由于本人水平有限，难免有错误和不足之处，恳请专家，同行批评指正。
第一章定向钻井技术
第一节定向钻井的发展过程
早期钻井都是直井，但随着钻井的发展勘探面积的不段扩大，遇到了好多的问题，由于地表地貌的限制，直井无法满足勘探的需要，漫漫就发展出现了斜井，后来按不同方向打斜井既定向井。
随着石油的不断开发，所占用的土地也在不断的扩大，为了节约土地资源，减少征地费用，就在一个井场或一个钻井平台上，有计划的钻出几口或几十口直井和定向井，他们被统称为丛式井。
采用丛式井开发油田具有明显的经济效益，在海上平台、人工岛采用丛式井开发海底油田，可大大节省基础设施的投入，提高钻井速度加快油田的发展力度。
丛式井中的每一单井就是一口定向井，在一般的井场布置井数不多的丛式井与一般的定向井的设计基本相同。但要以丛式井对一个油田或区域进行整体开发时，应进行丛式井总体优化设
计。
A：如果地面条件允许较均匀地设置丛式井场时，井网布置常采用辐射型。
B：如果地面限制较严，丛式井场只能布置在欲钻各目标点的外缘时就采用锥散型。
但近十几年随着钻井水平的不断提高，石油行业又在大力推行水平井，水平分支井，水平井能够在油层中避开底水和气顶，单井的产量平均可提高3—5倍；开发低压、低渗透、薄、稠、页岩裂缝、海上小储量等边际油气藏经济效益明显，原油采收率高；水气锥进慢、压裂效果好。
一般把进入油层井段的斜度超过85度的井成为---水平井。
通常按弯曲井段造斜率把常见水平井分为三类：
1：长曲率半径水平井
优点；穿透油层段最长，使用常规钻井设备，可使用选择性完井方法。
缺点：井眼轨迹控制段最长，不适合于薄油层及浅油层，套管用量大，穿透油层段长度与总位移长度的比例最小。
2：中曲率半径水平井
优点：进入油层前的无效井段较短，使用井下工具接近常规工具，用井下动力钻具及导向系统钻井，离构造控制点较近，井眼尺寸不受限制，从一口直井可以侧钻多口水平分支井，可实现选择性完井方法。
缺点：要求使用MWD，要求使用抗压缩钻杆或加重钻杆。
3：短曲率半径水平井
优点：井眼曲线段最短，容易侧钻，能够准确打中油层窗口，从一口直井可钻多口水平分支井，直井段与油层距离最小，全井斜深最小，适于薄、浅油层。
缺点：要使用非常规井下工具，非常规的完井方法，井眼尺寸受到限制，起下钻次数较多，要求使用顶驱或动力水龙头，不能电测。
目前，使用中曲率半径的水平井较多，其次是长曲率半径的水平井，再次是短曲率半径的水平井。
近几年推行的大位移钻井技术是在定向井、水平井技术之后又出现的一种特殊工艺井，英文名称ERW（ExtendedＲｅａｃｈWell），它是国际钻井界于20世纪90年代发展起来的一项综合性的钻井配套技术，包括钻井设计、工艺、井下工具与工艺、测试和地面装备诸多方面，集中体现了当今油气钻井工程中多项高新技术。大位移钻井技术已成功地用于海上平台钻井、海油陆采陆探、边际油田开发，获得了巨大的经济效益，日益引起世界各油公司与钻井技术服务公司的高度关注。
大位移井是指井的位移与垂深之比等于或大于2的定向井。钻大位移井的优点：
1：开发海上油气田可大量节省费用。
2：靠近海岸的近海油田，可钻大位移井进行勘探开发。
3：不同类型的油气田钻大位移井可提高经济效益。
4；使用大位移井可代替复杂的海底井口开发油田，节省海底设备，节省大量投资。
5：有些油气藏在环保要求高的地区，钻井困难，利用大位移井可以在环保要求不太高的地区钻井，以满足环抱要
求。
第二节定向钻井的基本概念
一）、专业名词
1、定向井(Directional Well)
一口井的设计目标点，按照人为的需要，在一个既定的方向上与井口垂线偏离一定距离的井，称为定向井。
2．井深(Measure Depth)
井眼轴线上任一点，到井口的井眼长度，称为该点的井深，也称为该点的测量井深、斜深。
3．垂深(Vertical Depth or True Vertical Depth)
井眼轴线上任一点，到井口所在平面的距离，称为该点的垂深。
4．水平位移(DiSplaCement or Closure Distance)
井眼轨迹上任一点，与井口铅直线的距离，谓之该点的“水平位移”。也称该点的闭合距（闭合位移）。
5．视平移(VerticalSeCtion)
水平位移在设计方位线上的投影长度，称为视平移。视平移是绘制垂直投影图的重要参数。
6．井斜角(Hole lnclination or Hole Angle)
井眼轴线上任一点的井眼方向线，与通过该点的重力线之间的夹角，称为该点处的“井斜角”。
7．最大井斜角(Maximum Hole Angle)
全井井斜角的最大值，称为该井的最大井斜角
8．方位角(Hole Direction)
测点处井眼方位线与正北方位线的夹角，其所转过的角度称为称为该点的“方位角”。
9．闭合距闭合方位
（l）闭合距：指水平投影面上测点到井口的距离，通常指靶点或井底的位移，而其他测点的闭合距离可称为水平位移。
（2）闭合方位：指水平投影响图上，从正北方向顺时针转至测点与井口连线之间的夹角。
10．.磁偏角(Declination)
．磁方位校正
用磁性测斜仪测得的方位角称为磁方位角。它是以磁北方位线为基准的。由于大地磁场随着地理位置和时间在不断变化，所以需要以地理真北方位线为基准进行校正。这种校正称为磁方位校正。校正后的磁偏角计算方法是：磁方位角值加上该地区的磁偏角。
，广泛使用的各种磁力测斜仪测得的方位值是以地球磁北方位线为准的，称为磁方位角。磁北方向线与正北方向线之间有一个夹角，称磁偏角，磁偏角有东、西之分，称为东或西磁偏角，真方位的计算式如下：
真方位＝磁方位角十东磁偏角或真方位＝磁方位角一西磁偏角
公式可概括为“东加西减”四个字。
方位角也有以象限表示的，以南（S）北（N）方向向东（E）西（W）方向的偏斜表示，如N10°E，S20°W。在进行磁方位校正时，必须注意磁偏角在各个象限里是“加上”还是“减去”，如图9－3所示。
11．造斜点(Kick Off Point)
在定向井中，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。
12．井斜变化率
单位井段内井斜角的改变速度称为“井斜变化率”。井斜变化率的公式如下:
13．方位变化率
单位井段内方位角的变化值，称为方位变化率。其计算公式如下：
14．造斜率
造斜率表示了造斜工具的造斜能力。其值等于用该造斜工具所钻出的井段的井眼曲率。不等于井眼变化率。
15．增(降)斜率
指的是增(降)斜井段的井斜变化率。其井斜变化为正值时为增斜率。负值为降斜率。
16．全角变化率(Dogleg Severity)
“全角变化率”，“狗腿严重度”，“井眼曲率”，都是相同的意义。指的是在单位井段内井眼前进的方向在三维空间内的角度变化。它即包含了井斜角的变化又包含着方位角的变化。其计量单位为：度/25m。
其计算方法为：
17．增斜段
井斜角随井深增加的井段，称增斜段。如图所示。
18．稳斜段
井斜角保持不变的井段，称为稳斜段。
19．降科段
井斜角随着井深的增加而逐渐减小的井段称为降斜段。
20.目标点(Target)
设计规定的、必须钻达的地层位置，称为目标点。通常是以地面井口为坐标原点的空间坐标系的坐标值来表示。
21．靶区半径
允许实钻井眼轨迹偏离设计目标点的水平距离，称为靶区半径。
22．靶心距
在靶区平面上，实钻井眼轴线与目标点之间的距离，称为靶心距。
23．工具面(Tool Face)
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，称为工具面。
24.反扭角
使用井底马达带弯接头（弯螺杆）进行定向造斜或扭方位时，动力钻具启动前的工具面与启动后且加压钻进时的工具面之间的夹角，称为反扭角。反扭角总是使工具面逆时针转动。
25．高边(High Side)
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。
26．工具面角(Tool Face Angle)
工具面角是表示造斜工具下到井底后，工具面所在的位置的参数。
27．定向角
定向角是定向工具面角的简称。在定向造斜或扭方位钻进时，当启动井下马达之后，工具面所处的位置，用工具面角表示，即为定向工具面角。
定向角可用高边工具面角表示。也可用磁北工具面角表示。
定向角与我国的现场常用的“装置角”，意义和计算方法均相同。
在定向造斜或扭方位之前，根据定向造斜扭方位的要求，计算出所需要的定向角，在实钻的过程中，由于各种素的影响，实际的定向角与预计的定向角不一定完全相符。在使用随钻测斜仪器的情况，可以调整工具面，使实钻定向角与预计定角基本相符。
28．安置角(Tool FaCe Setting)
安置角是安置工具面角的简称。在定向造斜和扭方位钻进时，当启动井下动力钻具之前，将工具面安置的位置，以工具面角表示，即安置工具面角。
安置角在数值上，等于定向角加反扭角。
安置角、定向角、反扭角以及井底方位角之间的关系可用图所示。
井眼方位角、安置角、定向角示意图
ON—正北方位线；OE—正东方位线；OA—井底井斜方位线，即高边方位线；OB—造斜工具定
向线；O C—造
斜工具的安置方位线；Φ1—井底井斜方位角；ω—高边基准的定向角（俗称装置角）；Φω—
磁北基准的定向
角；Φn—反扭角；Φs—安置角
二、定向井施工中应注意事项
（一）、变应力对钻具的影响
在定向井中，钻具不仅受到拉力、压力、摩擦力等直井中受到的各种力之外，同时还受到弯曲变应力，特别是在井眼曲率变化大地方弯曲变应力更为突出。在钻进速度特别慢时或用转盘活动钻具时，弯曲变应力对钻具的破坏更为严重。假如用转盘活动钻具一个小时，转盘转速每秒73转，钻具将受到4380次弯曲变应力的作用，就大大增加钻具疲劳破坏的可能。因此，（1）在定向井中要以上下活动钻具为主，而转盘活动钻具为辅。（2）在钻进速度慢时，起钻时要经常倒换钻具。（3）对钻具进行探伤，特别是钻杆的本体探伤更为重要。
（二）、动力钻具试运转及下钻时注意事项
1、地面检查
①检查两端丝扣及台肩有无损坏，有无松扣现象，外壳有无明显损坏。
②测量轴向间隙。将垂直吊起测量驱动接头与动力钻具本体下端的间隙尺寸D1，然后，将钻具座在转盘上，用钻具的自重压缩轴承总成，测量驱动接头
与动力钻具本体下端的间隙尺寸D2，D1与D2之差为钻具的轴向间隙。见图一
目前，我们常用的5LZ165，5LZ172螺杆钻具的最大轴向间隙值为6mm。
③、试运转
接上方钻杆，下放钻具使旁通阀阀孔处于转盘面以下便于观察的位置，然后开泵，刚一开泵时，应有钻井液从旁通孔流出，在压力的作用下阀心下行关闭阀孔，动力钻具启动，不停泵上提钻具至能够观察到驱动接头为易，观察钻具运转是否正常，并有5%——10%的钻井液从驱动轴处流出，润滑、冷却轴承。正常后下放钻具使旁通孔至转盘面以下停泵，观察旁通阀是否打开。
④、下钻时应注意事项
A、下钻时一定上紧扣，由于带有单弯（或弯接头），使钻头与钻具产生偏心矩，下钻时，钻头不时的碰撞井壁，而产生力矩，有可能使钻具松扣脱落。
B、下钻时应控制速度，防止过快马达倒转，使动力钻具内部丝扣松脱，同时防止撞到砂桥、井壁台阶将钻具损坏。
C、下钻时原则上不能划眼，一是防止划出新井眼，二是划眼时间长影响钻具的寿命。
（三）滑动钻进时注意事项
滑动钻进指定向、扭方位、侧钻、反抠时的钻进过程。
（1）、滑动钻进时要求工具面角必须保持一个相对稳定的位置。而由于反扭角是随着钻压的变化而变化的。因此，在钻进过程中必须相对稳定钻压，才能工具面角保持稳定。特别是单点定向时，均匀送钻就显得尤为重要。
（2）、在钻进过程中，要时时注意泵压表的变化，如果泵压突然间升高或是柴油机负荷增大，应及时停泵，这时很有可能是动力钻具卡死，此时必须马上起钻，防止动力钻具内部结构落井。
（3）、钻进前，要先开泵然后再使钻头慢慢的接触井底加至要求的钻压或工具面的位置。严禁溜钻或動钻，溜钻或動钻使钻压突然增加，动力钻具的反扭矩急剧增大，会使钻具倒转。如果是用有线随钻定向会使游车大绳打扭并损坏电缆。如果是单点定向可能造成钻具紧扣，工具面角位置改变。此时必须重新测斜核对工具面角，以保证定向的准确性。此外如果溜钻的钻压超过动力钻具的刹车钻压，会使泵压急剧升高造成鳖泵。
（4）、在钻进过程中，钻进过慢而加压无回压的情况下，可能是钻具静止的时间过长有轻度的粘卡，应马上上下活动钻具，并处理好钻井液，以防止粘卡。
如活动钻具效果不明显，可考虑是井斜大钻具的摩擦阻力大，应在钻井液内加入
适量固体润滑剂。活动钻具时尽可能不要把方补心提出转盘。
（四）动力钻具的保养
（1）、动力钻具用完后，检查轴向间隙是否超过允许值，如超过应送修以免影响下一次使用。
（2），将钻头放入钻头盒内用大钳反转钻头，使钻具里剩余钻井液流出。
（3）、用图二特制提升短节清洗钻具内部，如长期搁置不用，应注入少量的矿物油以防止锈蚀，但不能使用柴油。
图二清洗动力钻具专用提升短节（五）动力钻具常见的故障
（1）、泵压突然升高。①、马达失速，把钻具提起0.5m左右，核对泵压，而后逐步增加钻压，泵压逐步升高，可认为是马达失速。②、马达传动轴卡死或钻头水眼堵，将钻头提离井底，泵压仍然很高。此时如不能确认是钻头堵水眼的话，应立刻起钻防止将钻具备内部结构落井。
（2）、无进尺。①、马达失速，泵压略有升高，加压仍无进尺而泵压无明显变化，亦无明显的反扭矩（如是使用有线随钻不可加压太大，可观察工具面角的变化）。这是由于钻具使用磨损严重，间隙变大，钻具转速下降所致。②、万向轴损坏，此时一般伴有泵压波动，提起钻具后泵压波动小一些。
（六）侧钻时应注意事项
（1）、侧钻位置确定和水泥塞的质量决定了侧钻是否顺利，甚至一次成功的关键。选择侧钻的位置时，要考虑报废进尺少、可钻性好、无大肚子的井段。如果是直井，要在井斜要求范围内的井段，实施反扣便于形成较厚的夹壁墙。
（2）、填井时要求较高的水泥浆密度，以保证高质量的水泥塞，水泥塞长度不小于30m。水泥塞后凝不小于48小时。扫水泥塞时，必须把混浆段全部扫除，探出高质量的水泥面。
（3）侧钻开始时，必须控制钻进速度，采用轻压慢打方法，特别是侧钻井段较深，可钻性较差的地层。待返出的岩屑基本不含有水泥，可适当提高速度。
（4）如果是直井而井斜又很小侧钻完成后，建议使用稳斜钻具组合稳斜一段，以增加夹壁墙的厚度。
（5）下钻到侧钻井段前要控制速度，防止把夹壁墙冲塌。如果在侧钻井段遇阻可轻转转盘下放，或开泵下放，如必须划眼时要警惕划出新井眼。
（七）角差的测量与计算
单弯角差测量示意图
钻具的周长L 角差=L1 / L×360º
注意：测量周长L1 和角差弧长L1 时必须在同本体上（八）单点数据的读取
（九）井眼轨迹的预测
目前，井眼轨迹计算都由计算机完成，只要测斜数据准确就可以计算已钻井眼的轨迹。但是井眼轨迹的预测就麻烦多了。如大钟摆钻具结合（钻头+钻铤*2根+扶正器+钻铤+钻杆），一般在井斜10°—20°降斜率在5°/100m左右，但既然是预测就存在着很多不确定因素。因此应提前将降斜率低或降斜率高能否中靶进行测算。同时还应综合方位漂移率进综合测算，增斜时也是如此。便于下一步工作，通过测斜证实，如预测是正确的就可放心的打，如预测的不准确，有了提前测算的准备可以及时改变参数等技术措施。一般来说，每改变一次钻具组合或参数，钻进30-50m，应测斜一次。特别是在中靶之前就显得特别重要，因为下面的井段已经很短，如果预测的不准确，而再采取措施井段又不够，就有造成填井的可能。
（十）扭方位和反扣
在定向井中，扭方位是比较困难的，特别是井斜大，井深的情况下。原则上应采用随钻进行扭方位施工，如必须用单点扭方位时，要求施工者有足够的耐心，尽可能一次将工具面摆到位，如果开始工具面摆不到位置，钻进一段后再摆就十分困难了。
（1）、下钻时必须将扣上紧，因为在调整工具面时转盘的鳖劲很大，如果扣
石油钻井工程定向井技术的现状及发展 一、定向井技术的现状 定向井技术是指通过改变钻井井眼的方向，以在规定地层目标范围内实现油气开采的 钻井技术。定向井技术的发展经历了多个阶段，从最早的使用人工手段控制钻井方向，到 后来的利用钻井工具和技术进行定向控制，再到如今的全电脑化、自动化的定向井技术， 各个阶段都取得了重要的进展和成就。 目前，定向井技术在石油钻探工程中已经得到了广泛的应用。在美国、俄罗斯、中东 地区，定向井技术已经成为了主导的钻井方式。在国内，随着石油资源勘探开发的不断深入，定向井技术也开始得到了更为广泛的应用。现在，国内很多油气田的钻井操作中都采 用了定向井技术，尤其是在西部地区的复杂地质条件下，定向井技术更是发挥了巨大的作用。 目前，我国在定向井技术领域取得了一些重要的成就。我国在定向井工具的研发和生 产方面有了长足的进步，目前国内已经可以生产出各类高性能的定向井工具。我国在定向 井技术的应用和管理方面也取得了很大的进展，例如在定向井设计规划、钻井过程监测、 钻井质量评价等方面都已经形成了一套较为完善的技术体系。我国在定向井人才培养和技 术交流方面也有了很多建树，通过不断的技术培训和交流，我国的定向井技术人才队伍也 在不断壮大。 二、定向井技术的发展趋势 随着石油资源的逐渐枯竭和勘探开发的深入，定向井技术在未来的发展中将面临着一 些新的挑战和机遇。从技术角度来看，未来定向井技术的发展将呈现以下几个趋势。 1. 智能化技术的应用 随着信息技术的发展，智能化技术已经成为了定向井技术发展的新方向。未来，定向 井工具将越来越智能化，能够实现更加精准的定位和控制。智能化技术的应用将大大提高 定向井钻井的效率和精度，减少人为因素对钻井过程的影响，提高钻井作业的安全性和稳 定性。 2. 高效控制技术的突破 未来，定向井技术还将不断突破高效控制技术的瓶颈，通过改进钻井工具和控制系统，实现对钻井方向的更加精确的控制。这将大大提高定向井的施工效率，降低施工成本，推 动定向井技术的进一步发展。 3. 多井联合作业技术的应用
定向井钻井技术常见问题与对策分析 作为国家发展的重要资源，石油与人们的衣、食、住、行有着密切联系，随着我国城市化建设的加快，石油的需求量不断增加。定向钻井技术是石油开采的关键核心，其在一定程度上影响着石油的开采效率和开采质量。因此，对于定向钻井技术的提高与优化十分必要。本文结合现阶段我国定向钻井技术存在的问题，针对相关问题提出对应的解决策略。 标签：定向井钻井技术;油田开采;常见问题 石油属于矿产资源中的能源矿产，其储藏点处于地下，因此，想要实现石油开采便需要借助钻井技术。定向钻井技术在石油开采过程中具有不可或缺的作用，但由于我国石油开采起步较晚，在钻井技术方面还不够成熟，常常会在勘探过程中受各种因素的影响，从而降低油田开采质量。因此，应该针对各种影响因素进行研究，从而制定有效的解决策略。 一、定向井钻井技术 （1）导向钻井技术 我国定向钻井技术以导向钻井技术为主，该技术通过简捷的滑动导向钻井工具，在实际应用过程中具有安全及结构简单特点，滑动导向负荷技术在应用过程中，井眼轨迹调整简单、钻具更换更加快捷，实际使用中，滑动导向技术及旋转复合钻等在转速对比中，旋转复合转优势明显。 （2）PDC钻头技术 PDC钻头与导向钻具有复合钻进特点，实际工作中，该技术转速具有可控性，钻具转速稳定性较差，钻头保持高速运转，滑动钻井及旋转结合效果理想，能找到井眼位置，在难度较大的井中应用效果良好，实际应用过程中具有一定的不足之处，因此钻头还存在一定问题，比如定向性不足，还需进行深入改造，从而提升工作的稳定性。 二、定向井钻井技术存在的问题 （1）定向仪精度与故障 数据测量的准确性对于钻井过程与油田开采具有十分重要的影响，定向精度与仪器故障都会影响测量数据的准确性。例如，一些螺丝老化脱落的定向仪器会直接造成测量结果出现错误，不能够起到有效的施工指导作用。不仅如此，数据测量的准确性还受仪器螺杆弯曲程度、地层倾角大小等因素的影响。测量是钻井前期一项十分重要的准备工作，若测量结果与实际结果偏差较大，不仅会影响到整体钻井的质量，还会造成人力、财力以及时间的浪费，无法实现钻井目的。
目录 第一篇钻井工程 引言……………………………………………………………( )第一章定向钻井技术……..…………..……………………( )第一节定向钻井的发展过程……………………..……( )第二节定向钻井的基本概念……………………………… ( )第三节单点测斜…………………………………………….( )第四节有线随钻…………………………………………… ( )第五节无线随钻MWD……………………………………..( )第二章井下动力钻具………………………………………. ( ) 第一节井下动力钻具的发展..........................................( ) 第二节井下动力钻具的分类…………………..............( ) 第三节螺杆钻具………………………………………...( ) 第四节井下动力钻具的维修与管理…………………...( ) 第五节导向钻井系统………………………………….. ( )
第三章定向井施工工具…………………………………….. ( ) 第四章定向施工中钻具组合的使用………………………..( ) 第二篇钻井泥浆 第一章钻井泥浆的发展过程……………………………… ( ) 第二章钻井泥浆的功用及性能…………………………….( ) 第三章钻井泥浆的现场维护调整………………………….( ) 第四章钻井中发生井漏井塌井喷的预防处理………….( ) 第三篇钻井地质 第一章地质知识在定向施工中的应用…………………….( ) 第五篇定向工程的管理细则(行标)
第一篇钻井工程王钰民纪烈斌刘铸
引言 定向钻井已经发展了几十年，所使用的工具和设备在不断的更新变化，相关技术也在不断的提高；设备由单点测斜到有线随钻、MWD 、再到旋转导向，抛面有两维到三维；大位移井、水平井、分支井。但目前为止陕北地区仍在使用各油田早已淘汰的单点测斜技术进行定向施工，因陕北地区目的层较浅，故仍有其市场和生存空间。其特点：简单方便、成本低、灵活省时。 但行业里还没有针地区对性的单点定向施工方面的学习教材，本文重点介绍在陕北地区单点定向施工技术，希望通过本文的学习能够使朋友们快速掌握这门技术。 在本文中摘录了本人导师原天津大学石油分校王钰民教授编著的〈〈定向钻井技术〉〉；纪烈斌教授编著的〈〈井下动力钻具〉〉部分内容；删除了他们对理论公式的推导部分，用通俗易懂的语言，针对陕北各矿区地层的不同特点，总结了本人多年现场经验，
定向井技术要求和注意事项 定向井技术要求和注意事项 1、直井段井斜角必须控制在1°30′以内。直井段施工按规定加 压，特别是造斜点前１００～１５０米，要严格执行技术要求。 2、定向前直井段必须测单点检查，井深超过８００米，必须多点测 斜，计算后方可定向。 3、含砂量控制在0.５％以内，摩阻小于０.０８。 4、动力钻具必须井口试运转正常方可入井使用。 5、下动力钻具保证钻具水眼干净。 6、下动力钻具时，钻具要双钳紧扣，控制下放速度。 7、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。 8、定向钻进时，严格按要求加压，送钻要均匀。 9、动力钻具钻井参数以钻具厂家的推荐范围为准，严格执行。 10、钻进时，必须带钻杆滤清器。 11、动力钻具不得用来混油，但可边钻进，边混油。 12、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，防止因钻头选型不对引起的掉牙轮事故。 13、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。 14、在不同井眼内使用的动力钻具和非磁钻铤不得混用、乱用。 15、要充分利用地层的自然漂移规律。 16、动力钻具的间隙不得随意调整。 17、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３分钟，活动幅度大于３米。 18、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。
19、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 5°／30ｍ以内。 20、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2—3个足尺寸稳定器，加强下部钻具的刚性。 21、下井的稳斜钻具结构要符合定向施工人员的要求。 22、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微降斜或微增斜钻具组合来保证稳斜效果。 23、稳斜井段的单点测斜间距不大于150米，特殊地层或有特殊要求 时，缩小测量间距。 24、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。 25、稳斜井段的钻井参数可根据测量情况作合理的调整。 26、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。 27、降斜井段的单点测斜间距一般不超过100米。 28、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。 29、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。 30、降斜井段要控制好降斜率，确保全角变化率不超标。 31、降斜后的直井段每300米要测斜检查，特殊要求的井，测斜间距
定向井优快钻井关键技术与应用探究 定向井是一种在地质勘探中非常重要的钻井方式，其主要目的是为了探明地下油气资源的分布情况及其规模。与传统的直井相比，定向井钻孔路径弯曲、曲率变化大，可以更好地钻取储层，提高钻孔效率，增加油气井产量。优快钻技术则是在定向井中应用的一项重要技术，它得以提高钻井效率，降低钻井成本，提高钻井质量，得到广泛关注。 一、优快钻井技术简介 优快钻井技术结合了先进的钻井工具、优化的钻井参数、实时的钻井监测和控制系统等多种技术手段，可以最大限度地提高钻井效率和降低钻井成本。具体来说，它的主要特点包括： 1. 优化钻井参数。通过对岩石性质、孔隙结构、地质构造等因素进行分析，优化钻井参数，尽可能地减少钻头卡钻、井筒坍塌等事故的发生，提高钻井的效率和质量。 2. 实时监测和控制。通过安装传感器和监测系统，实时监测井深、转速、钻头受力和钻头形状等多项参数，对钻井过程进行实时控制和调整，保证钻井的稳定性和安全性。 3. 高效钻头和钻井工具。优快钻井技术采用高效、耐磨的钻头和钻井工具，在保证钻井安全的前提下，最大限度地提高钻井效率，缩短钻井周期，降低钻井成本。 4. 数据处理和分析。通过对钻井数据进行处理和分析，建立钻井数据库和井下数字模型，进行复杂的地质分析和钻井方案优化，提高钻井决策的准确性和有效性。 在定向井中，优快钻井技术可以发挥更为重要的作用。一方面，由于定向井孔径小、井深大、工作环境恶劣，钻井困难度较高，需要更为精细的钻井方案和操作技巧，而优快钻井技术可以有效降低定向井钻井难度，提高钻井质量和效率。另一方面，由于定向井的钻孔路径曲线弯曲，钻头受力不均，易卡钻、易侧钻，“优快”钻井技术可以实时监测和调整钻头受力和路径轨迹，提高钻井成功率，减少事故发生。 例如，在钻探偏斜率较高的曲井、S形井等定向井中，优快钻井技术可以通过优化钻头和钻井工具，合理调整钻井参数和路径，有效减少卡钻、卡扣等事故的发生，提高钻井效率和质量。此外，在复杂的地质条件下，优快钻井技术可以结合地下实时成像、磁共振成像等技术，高精度地了解储层结构和岩性特征，制定最佳钻井方案，提高钻井成功率和储层开发效益。 三、结论 定向井优快钻井技术的应用，能够显著提高定向井的钻井效率和质量，减少钻井事故的发生，缩短钻井周期，降低钻井成本，对于保障油气勘探开发的顺利进行，具有十分重
石油钻井工程定向井技术的现状及发展 石油钻井工程是石油勘探开发的重要环节，而定向井技术则是石油钻井工程中的关键 技术之一。通过定向井技术，可以实现在地表上打井，却能在地下进行水平或垂直方向的 钻井，以满足不同地质条件下的石油开发需求。在石油勘探开发中，定向井技术发展迅速，已经成为石油勘探开发的重要手段之一。本文将从定向井技术的现状及发展进行探讨。 一、定向井技术的现状 1. 定向井技术的特点 定向井技术具有以下几个明显的特点： （1）可以根据地下地质条件进行钻井。定向井技术可以根据不同地下地质条件，实现垂直、水平或特定角度的钻井，可以满足地质条件多样化的需求。 （2）可以最大限度地利用井眼。定向井技术可以最大限度地利用井眼，使得井眼的有效长度和钻井的利用率得到最大程度的提高。 （3）可以降低钻井成本。定向井技术可以通过一次下井实现多次开采，降低了钻井的成本，提高了勘探开发效率。 （4）可以提高钻井安全性。定向井技术可以通过精确的定位和控制，最大限度地降低钻井事故的发生概率，提高了钻井的安全性。 定向井技术的应用领域非常广泛，主要包括以下几个方面： （1）在特殊地质条件下的应用。定向井技术可以在特殊地质条件下进行钻井，例如在地质构造复杂的地区、在石油资源富集区域等。 （2）在油气田开发中的应用。定向井技术在油气田开发中有着广泛的应用，可以提高油气田的勘探开发效率和资源利用率。 （3）在海洋油气开发中的应用。定向井技术可以在海洋环境中进行钻井，可以满足海洋油气开发的需求。 目前，定向井技术的发展已经取得了一系列的成就，主要包括以下几个方面： （1）钻井技术的不断成熟。随着科技的不断发展和进步，定向井技术的钻井技术也在不断成熟，可以满足不同地质条件下的需求。 （2）控制技术的不断创新。在定向井技术中，控制技术是一项非常关键的技术，目前，国内外针对控制技术的研究也在不断创新。
定向井钻井技术常见问题与对策分析 定向井钻井技术是在传统钻井技术基础上发展起来的一种新型钻井技术。相比传统钻 井技术，定向井钻井技术可以更加精确地控制井眼的方向和位置，从而实现更科学、更经济、更安全的钻井作业。但是，在实际钻井操作过程中，也会遇到一些常见问题，需要及 时对其进行对策分析，以保证钻井作业的顺利进行。 1. 定向井钻头出现卡钻或卡钩的情况。这是由于井眼构造复杂或地质条件较差导致的。解决对策是在钻头和下接具之间增加滑动减摩器，减少卡钻的风险，同时需要在现场 对井眼结构做出相应的调整。 2. 定向井钻头在钻进过程中遇到太硬或太软的层时出现"偏离"和"跑岩"现象。这是 由于井眼轨迹调整不及时或选错钻具类型所造成的。要解决这个问题，需要精准的井眼轨 迹设计，对地质情况进行实时监测和分析，并及时根据实际情况进行相应的调整。 3. 定向井钻头遇到地质层断层、岩缝等不规则地质构造时，容易导致被卡住或偏离。解决对策是要在井眼轨迹设计和钻具的选择上做出科学合理的决策。同时，需要采用合适 的井壁稳定技术，如地层物理分析、岩石力学参数测定等。 4. 定向井钻头在下入过程中出现卡挂或钻孔成畸形的问题。这是由于钻孔质量不优 或井眼造成的。解决对策是增加适当的隔水、减摩液体的注入量，进行有效的井壁支护， 同时加强井眼周围的加固处理。 5. 定向井钻井时，井下设备失灵或发生故障，会对钻井作业造成负面影响。解决对 策是及时做好井下设备检修和维护工作，对设备进行技术改进，增强其稳定性和可靠性。 总的来说，定向井钻井技术的应用可以大大提高钻井作业的效率和安全性。但是，在 实际操作中会遇到各种不同的问题，需要根据具体情况采取科学的对策和措施，从而确保 钻井作业的正常进行。
定向井剖面设计 定向井设计首先要保证实现钻井目的，这是定向井设计的基本原则。设计人员应根据不同的钻探目的对设计井的井身剖面类型、井身结构、钻井液类型、完井方法等进行合理设计，以利于安全、优质、快速钻井。 1．如救险井的钻井目的是制服井喷和灭火，保护油、气资源。因此，救险井的设计应充分体现其目的：一是靶点的层位选择合理。二是靶区半径小（小于10米），中靶要求高；三是尽可能选择简单的剖面类型，以减小井眼轨迹控制和施工难度，加快钻井速度。四是井身结构、井控措施等应满足要求。 2．尽可能利用方位的自然漂移规律在使用牙轮钻头钻进时，方位角的变化往往有向右增加的趋势，称为右手漂移规律。如图9－9所示，靶点为T，设计方位角为j′。若按j′定向钻进，则会钻达T′点，只有按照j角方向钻进，才会钻达目标点T。Δj角称为提前角，提前角的大小，要根据地区的实钻资料，统计出方位漂移率来确定，我国海上开发井一般取2～7度。 目前流行的PDC钻头（如RC426型等），对方位右漂具有较好的抑制效果。在地 层倾角小、岩性稳定时，PDC钻头具有方位左漂的趋势，这主要是由于PDC钻头的切削方式造成的。因此，要使用PDC钻头钻进的定向井，提前角要适当地小一点。 3．根据油田的构造特征，有利于提高油气产量，提高投资效益。 4．有利于安全、优质和快速钻井，满足采油和修井的作业要求。 三．剖面设计中应考虑的问题 1．选择合适的井眼曲率 井眼曲率不宜过小，这是因为井眼曲率限制太小会增加动力钻具造斜井段、扭方位井段和增（降）斜井段的井眼长度，从而增大了井眼轨迹控制的工作量，影响钻井速度。 井眼曲率也不宜过大，否则钻具偏磨严重、摩阻力增大和起下钻困难，也容易造成键槽卡钻，还会给其他作业（如电测、固井以及采油和修井等）造成困难。因此，在定向井中应控制井眼曲率的最大值，我国海上定向井一般取7～16°／100米，最大不超过20°／100米。不同的井段要选用不同的井眼曲率， 为了保证起下钻顺利和套管安全，必须对设计剖面的井眼曲率进行校核，以限制最大井眼曲率的数值。井下动力钻具造斜和扭方位井段的井眼曲率Km应满足下式： Dc――套管外径，厘米。 2．井眼尺寸
定向井钻井关键技术探讨 定向井钻井技术相比直井而言，有其特殊的优势，已经成为国内外各个油田勘探开发的重要技术之一，本文对定向井钻井中的井眼轨道剖面类型优化、造斜点的优选，以及井眼轨迹控制技术等定向井关键技术进行了探讨和分析，对定向井现场施工具有一定的指导作用。 标签：剖面类型;造斜点;轨迹控制 当今在石油钻井技术主要分为两大类型，一类钻井是井口与井底在一条铅垂线上，就是所谓的直井，其钻井特点就是在钻井施工过程中严格控制井斜角，使井口与井底近似重合在一条铅垂线上;另一类钻井是按照人为的需要使井口与井底不在一条铅垂线上，而是与井口铅垂线形成一定的距离，这就是所谓的定向井。在定向井施工前，需要预先按照人为需要或者地质需求设计一条能够满足需求的井眼轨道，施工中要使井眼轨迹与设计轨道近似重合，这就是定向钻井技术。 1 定向井井眼轨道优化设计技术 定向井井眼轨道优化设计是实钻井眼轨迹控制技术的基础，是定向井钻井技术的首要环节。定向井井眼轨迹设计的好坏，直接影响着定向井钻井质量和钻井机械钻速，因此定向井井眼轨道优化设计决定着钻井施工能够顺利进行，能否节约钻井成本，取得最大的经济效益。 1.1 定向井井眼轨道设计思路 在进行定向井井眼轨道优化设计时，首先应该遵循地质设计要求，既依照目的层油藏发育情况和产量预测;其次要选择最佳的井眼轨道;第三要依据最佳井眼轨道对完井方法和套管柱进行设计;最后进行钻井效益的综合评价。 1.2 定向井井眼轨道设计方法 定向井井眼轨道设计是一个反复寻优的过程，按照先地下后地上，综合考虑，利于钻井施工安全，缩短钻井周期，结余钻井成本对多种井眼轨道剖面类型进行系统分析，然后应用计算机定向井设计施工软件完成定向井井眼轨道优化设计。 1.3 定向井井眼轨道剖面类型优选 定向井井眼轨道剖面类型是按照人为的设计情况进行区分的，按照井眼轨道剖面类型的不同可以分为：二维定向井轨道剖面和三維定向井轨道剖面，在这里我们只二维定向井轨道剖面进行探讨。 1.3.1 直-增-稳三段制井眼轨道剖面
定向井工艺技术知识 定向井工艺技术是一种将井眼在井深和井斜控制在一定范围内的井斜钻进过程。它常用于需要在地下定位和钻孔的工程领域。这种技术可应用于石油勘探、地热能开发、水源开采以及矿产资源开采等领域。下面将介绍一些定向井工艺技术的知识。 定向井的井斜度和方位角是控制井眼的关键参数。井斜度是指井眼与垂直于地面的夹角，方位角是指井眼与北方向夹角。通过调整钻井操作和钻具的施工参数，可以实现想要的井斜度和方位角。井斜度和方位角的选择取决于具体的工程需求。比如，在石油勘探中，根据地层情况和设计需求，可以选择不同的井斜度和方位角来实现开采目标。 定向井需要使用一种称为导向系统的设备来控制井眼的方向。导向系统通常由一根导向工具和一个测斜仪组成。导向工具是一种特殊设计的钻具，可以在井眼内改变钻进方向。测斜仪用于测量井斜度和方位角，并将这些数据传输到地面。地面操作人员根据测斜仪的数据，调整导向工具，以实现所需的井斜度和方位角。 定向井施工过程中，需要注意的一个重要问题是井眼的稳定性。井眼的稳定性直接影响井斜度和方位角的控制。如果井眼失稳，可能导致井斜度和方位角的变化，甚至使钻井工作无法继续进行。因此，需要采取一些措施来保持井眼的稳定。比如，在井眼周围注入钻井液来增加井眼的支撑力，并减少井眼的塌陷。同时，选择合适的钻具和钻井技术也可以提高井眼的稳定性。
定向井也需要进行一些特殊的工程设计和工艺措施。比如，在井斜度较大的情况下，钻井操作人员需要注意避免井眼的冲刷现象，即钻井液流速过快，导致井眼周围的土壤被冲刷掉。此外，在井眼内进行钻进和完井操作时，需要选择适当的钻具和完井工具，以确保井斜度和方位角的控制，并提高井眼的生产能力。 总之，定向井工艺技术是一种能够在地下定位和钻孔的重要工程手段。通过调整井斜度和方位角，控制井眼的方向，并采取一些工程设计和技术措施，可以实现定向井的施工和开发。这种技术在地热能开发、石油勘探和矿产资源开采等领域有着广泛的应用前景。
探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术 石油定向井钻井是指在液压钻机的作用下，通过使用钻柱上的定向工具，将钻孔方向 控制在一定范围内的钻井方式。旋转导向技术则是在钻进过程中，通过旋转钻头来改变孔 向的技术手段。本文将探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术。 一、旋转导向技术的分类 1. 人工导向技术 人工导向技术是通过旋转钻头时操作人员对钻柱的制动和转向来实现的。 （1）制动转向钻井技术 制动转向钻井技术是通过操作人员控制液压钻机钻柱的制动和转向，使钻井方向发生 改变。这种技术具有操作灵活、定向效果好等优点。 （2）非制动转向钻井技术 非制动转向钻井技术是通过操作人员控制液压钻机钻柱的下压力和回压力来实现转向，而不是通过制动钻柱。 2. 自动导向技术 自动导向技术是通过钻井工具的力学和动力特性来实现的，它主要包括两种形式：机 械导向技术和电子导向技术。 （1）机械导向技术 机械导向技术是通过设置在钻具上的导向装置来实现的。导向装置可以使钻头按照预 定的方向前进，并使钻孔方向变化最小化。 （2）电子导向技术 电子导向技术是通过测量钻井参数和使用电子设备进行控制来实现的。这种技术可以 监测钻井参数的变化，并通过控制系统调整钻具的方向，使钻孔按照预定的方向前进。 二、旋转导向技术的应用 旋转导向技术广泛应用于石油定向井钻井中，其主要应用场景包括以下几个方面： 1. 难钻地层的导向钻井
在难钻地层中，如高强度岩层、水井、岩溶地层等，使用旋转导向技术可以减小钻井难度，提高钻孔质量。 2. 水平井和水平裂缝井的钻井 水平井和水平裂缝井的钻井需要在指定的方向上穿过地层，以实现水平井的压裂或生产。使用旋转导向技术可以精确控制钻孔方向，保证钻井质量。 3. 油气层探测和开采 在油气层的探测和开采中，需要通过钻井探测油气层的位置、良好地连接油气层与地面设备。使用旋转导向技术可以准确控制钻孔方向，提高钻孔穿透率和提高油气的产量。 三、旋转导向技术的发展趋势 当前，随着油气资源的逐渐枯竭和对生态环境的重视，对石油定向井钻井的需求也越来越高。石油定向井钻井中的旋转导向技术也在不断发展和创新中。 1. 自动化程度提高 随着自动化技术的不断发展，石油定向井钻井中的旋转导向技术也趋向自动化。自动导向技术将更多地应用于钻井过程中，减少了人工操作的干预，提高了钻井效率和精度。 2. 互联网技术的应用 互联网技术的应用将加速旋转导向技术的创新。通过互联网技术，可以实现实时的数据传输和远程操控，提高了钻井作业的智能化和信息化水平。 3. 机器学习和人工智能技术的应用 机器学习和人工智能技术的应用将为旋转导向技术的发展带来新的机遇。通过对大量数据的分析和模式识别，可以实现更精准的钻井导向和钻井参数的优化，提高钻井质量和效率。 石油定向井钻井中的旋转导向技术是一种非常重要的技术手段。通过对旋转导向技术的探讨和研究，可以进一步提高石油定向井钻井的质量、效率和安全性，促进油气资源的开发和利用。
定向钻井提速技术 定向钻井是一种将钻井井眼方向控制在特定方向的钻井技术，它是现代化石油勘探和 生产中的重要工具。定向钻井技术具有很高的钻速和钻孔质量，可以显著提高油田勘探开 发效率，降低生产成本，并且有助于保护环境。近年来，为了进一步提高定向钻井技术的 效率，各种新的提速技术相继涌现。本文将就定向钻井提速技术进行深入探讨。 一、定向钻井提速技术概述 定向钻井提速技术主要包括以下几方面内容： 1. 钻头技术的提速 2. 钻具性能的提升 3. 钻井工艺流程的优化 4. 钻井装备设施的改进 5. 自动化控制技术应用 二、钻头技术的提速 钻头是定向钻井中最关键的工具之一，钻头的性能直接影响到定向钻井的钻井速度和 产能。近年来，随着钻头技术的不断发展和改进，钻头在定向钻井领域的性能得到了显著 提升。目前，市场上出现了多种类型的高性能钻头，如PDC钻头、三翼钻头、叶轮式钻头等。这些高性能钻头具有超强的钻进能力和耐磨性，可以显著提高定向钻井的钻进速度和 效率。钻头的结构和设计也在不断优化，使得定向钻井的钻头可靠性和稳定性得到了大幅 度提高。 三、钻具性能的提升 随着油田勘探和开发技术的不断进步，一些新型钻具设备也在不断涌现。超声波测量 钻杆、碳纤维钻杆、导向钻具等，这些新型钻具设备具有更高的可靠性和更强的抗扭性能，可以大幅度提高定向钻井的钻井速度和效率。 四、钻井工艺流程的优化 钻井工艺流程的优化是提高定向钻井技术效率的重要手段，通过对钻井过程的各个环 节进行技术改进和创新，可以大幅度提高定向钻井的钻井速度和效率。 目前，常见的钻井工艺流程包括井眼动力学建模、钻井液系统设计、井下测井技术、 钻井液回收技术等。在这些方面，不断有新技术和新工艺涌现，如基于人工智能的钻井液
一、定向井钻井技术 （一）井眼轨道优化设计 1. 概述 井眼轨道优化设计是实现定向钻井的首要任务，它直接关系到钻井的经济技术指标，乃至钻井施工的成败。合理的井眼轨道设计方案应有利于安全、优质、快速钻井。 通常，无论实钻井眼轨迹是二维还是三维,井眼轨道都设计成二维剖面,这是目前井身剖面设计的主要形式,在有靶前位移\障碍物等限制时,也是尽可能的设计成二维轨道,在无法满足地质要求时才设计为三维井眼轨道。随着钻井技术的进步，近年来三维井眼轨道的优化设计技术发展较快，主要体现在以下方面。 1）方位漂移轨道设计 在定向钻进过程中，普遍存在着方位漂移现象。特别是，高陡构造条件下采用旋转钻井方式钻进时，方位漂移问题往往更为突出。在准确了解地层漂移规律的前提下,利用方位漂移规律钻进，可以减少扭方位操作和起下钻次数、减少井眼轨道控制的难度和工作量，由于可采用较大的钻压，所以能够提高钻井速度和井身质量、降低钻井成本。 2）最小摩阻轨道设计 摩阻和扭矩的增加是大位移井中的突出问题。基于最小摩阻原理的井眼轨道优化设计技术，可以提高大位移井的延伸能力、井身质量和钻井钻速。 3）软着陆修正轨道设计 常规的定向井修正轨道设计方法只要求击中目标，对入靶的井眼方向没有要求。随着水平井、大位移井、多目标井等钻井技术的发展，这样的修正设计概念和方法已不能满足对井眼轨道监控的需要。与中靶要求相比，对井眼方向的有效控制往往显得更为重要。否则，将会增大后续井段轨道控制的难度和工作量，给施工带来不利影响，甚至导致脱靶。 软着陆修正轨道设计解决了给定靶点位置和入靶方向条件下的修正轨道设计难题。2. 国内外现状 在井眼轨道优化设计理论的研究方面，总体上国内与国外具有同等的技术水平，其中个别技术我国处于领先地位。 目前，二维井眼轨道优化设计早已是比较成熟的技术。上述三维井眼轨道设计技术的理论问题已基本得到解决，并取得了良好的现场试验效果。 3. 发展趋势 井眼轨道的优化设计技术是以满足油田勘探开发要求为基础的。随着油田勘探开发工作的不断深入，特殊工艺井的数量不断增加。因此，多目标井、绕障井、分支井的三维井眼轨道优化设计将是近期的研究热点。
定向井钻井技术常见问题及处理对策 定向井钻井技术是一种可以在同一井口内钻出多个井眼的技术，具有节约时间和减少 井口数量的优势。在实际应用过程中，也会遇到一些问题，下面将列举一些常见问题，并 提供相应的处理对策。 1. 井眼偏移问题 在定向井钻井过程中，井眼可能出现偏离目标轨道的情况。产生这种问题的原因主要 包括：钻头偏转力过大、钻井液过浑浊、测量仪器故障等。解决这个问题的对策有： - 选择合适的钻井液，保持其清洁度，控制好浊度。 - 定期检修仪器设备，确保其准确性和正常使用。 - 根据实际情况及时调整钻头的偏转力，避免过大或过小。 2. 垂直井眼泥水分离问题 钻进垂直井眼时，由于井眼垂直度较大，钻井液内的固相颗粒与钻头相对较容易分离。处理这个问题的对策有： - 根据钻井液的性质和高度，选择合适的备选钻井液，加大颗粒分散性和悬浮性。 - 调整钻井液循环速度，增加固相颗粒与液相的接触时间，促进分散悬浮。 3. 气体逃逸问题 在定向井钻进程中，地下水、天然气等气体有时候会逃逸到钻井液中，导致井眼内气 液分离。解决这个问题的对策有： - 加强井筒防漏，确保井筒严密性，减少气体进入。 - 定期检测井筒气体含量，及时采取相应的措施，例如增加表面泥浆重量、调整静态 液面等。 4. 下钻速度过慢问题 定向井钻井过程中，有时候井眼下钻速度过慢，钻进周期延长。可能的原因有：钻具 磨损、钻井液影响等。解决这个问题的对策有： - 定期检修钻具，确保其切削效果。 - 优化钻井液性能，减少井眼壁结垢，提高钻井效率。
5. 钻头故障问题 在定向井钻进程中，钻头磨损、断刀等故障较为常见。处理这个问题的对策有： - 根据钻头使用寿命，及时更换新钻头。 - 加大井眼轨迹清理力度，减少井眼壁卡钻。 6. 钻井液温度过高问题 定向井钻井过程中，钻井液温度过高会引起一系列问题，如钻头寿命缩短、井眼垮塌等。处理这个问题的对策有： - 降低环境温度，采取降温措施，如增加水冷器数量、调整钻井液比重等。 - 使用高温稳定剂，增加钻井液的稳定性和耐温性。 定向井钻井技术是一项复杂的工程，在实施过程中难免会遇到各种问题。只有及时发现问题并采取相应的对策，才能确保钻井作业的顺利进行。
定向钻施工方案 在建筑和地质勘探领域中，定向钻施工方案是一项关键性的技术，它可以帮助工程师和勘探人员在地下进行探测以及进行工程建设。这种技术的主要原理是使用特殊设计的钻头，以及对钻井的准确控制，实现钻孔的预定方向和深度。 一、定向钻井技术的意义 定向钻井技术的引入，为地下工程建设和勘探提供了更多的可能性。传统的直孔钻井只能进行垂直钻探，对于地层厚度、形状的了解相对有限。而定向钻井技术则允许工程师在地下进行更加精细的探测和施工。 定向钻井技术的应用领域广泛，包括地下水开采、油气勘探、地下隧道建设等。这些工程往往需要穿越多种地质条件，使用传统的直孔钻井技术将面临困难，效率低下甚至无法进行。而定向钻井技术的引入，可以克服这些困难，提高工程施工的效率和质量。 二、定向钻井的方法和工具
定向钻井通常使用钻机、钻头以及相关的附件设备。钻机是实 现定向钻井的重要工具，它能够提供足够的动力和转动速度。钻 头则是完成钻井工作的核心部件，通过其特殊的设计，可以实现 改变钻孔方向的目的。 在实际的定向钻井过程中，工程师需要仔细规划施工方案。首先，他们需要进行地质勘探，了解地下的地质构造和情况。然后，根据勘探结果，结合工程需求，设计出合理的钻孔路径。最后， 在施工过程中，通过监测和控制钻孔方向，确保钻孔按计划进行。 三、定向钻井方案的优点和局限性 定向钻井技术的引入，带来了许多优点。首先，它可以大幅提 高勘探和施工的效率。将垂直钻井转变为在地下进行探测和施工，可以更好地满足不同工程的需求。其次，定向钻井技术可以避免 地下障碍物，减少勘探和施工风险。不需要破坏已有的建筑和设施，大大降低了工程对周边环境的影响。 然而，定向钻井技术也存在一定的局限性。首先，定向钻井的 成本相对较高，需要更加昂贵的设备和技术支持。其次，由于地 下环境的复杂性，确保钻孔的准确方向仍然是一项挑战。因此，
定向钻探技术规程 一、概述 定向钻探技术是指通过钻杆、钻头和测量仪器等设备，利用钻井液冲刷岩层并调整钻头的方向，使其在地下作出预定方向的探测技术。该技术已广泛应用于石油勘探、地质勘察、水文地质勘查等领域。 二、设备准备 1. 钻杆：选择合适的钻杆长度和直径，根据需要可以采用非磁性或低磁性的材料制造。 2. 钻头：根据不同的岩层特征选择合适的钻头类型和尺寸。 3. 定向工具：包括测量仪器、导向系统和遥感系统等，可实现对钻孔方位和倾角的测量和调整。 4. 钻井液：选择适宜的钻井液类型和配比，以满足不同岩层条件下的冲刷要求。 三、操作流程
1. 钻井前准备工作 （1）确定勘探目标区域，并进行详细地质调查和资料分析； （2）选定合适的钻机设备，并进行现场安装和调试； （3）对钻杆、钻头、定向工具和钻井液等设备进行检查和维护，确保其正常运行。 2. 钻井操作流程 （1）开始钻进：将钻头降至孔底，启动钻机进行旋转，同时注入钻井液进行冲刷； （2）测量孔位：在达到一定深度时，使用定向工具对孔位进行测量，并记录下方位和倾角数据； （3）调整方向：根据目标区域的要求，通过导向系统调整钻头的方向，使其朝向预定方位； （4）持续冲刷：在调整好方向后，持续注入钻井液进行冲刷作业；
（5）监测孔位：在整个钻进过程中，不断使用测量仪器对孔位进行监测和记录。 3. 钻井结束后的处理工作 （1）拆除设备：在完成探测任务后，将设备逐一拆除，并做好清理和保养工作； （2）处理岩屑和泥浆：对于产生的岩屑和泥浆等废弃物料进行分类、处理和处置； （3）记录资料：对于探测过程中获取的数据和资料进行整理和归档，以备后续分析和使用。 四、安全注意事项 1. 钻井现场应设置明显的警示标志，并配备专人负责现场安全管理； 2. 操作人员必须经过专业培训和考核，并持有相关证书； 3. 在钻进过程中，应定期检查设备的运行状态，确保其正常运行； 4. 在使用钻井液时，应注意其对环境的影响，并采取相应的环保措施；
浅谈大斜度定向井钻井技术 大斜度定向井钻井技术是一种在井斜度较大的条件下进行的钻井技术，主要应用于复 杂地质条件和油气田开发中。这种技术在提高油气采收率、减少钻井成本、缩短钻井周期 等方面具有显著的优势。本文将从浅谈大斜度定向井钻井技术的概念、发展历程、应用特 点以及存在的问题与发展方向等方面展开讨论。 一、大斜度定向井钻井技术概念 大斜度定向井钻井技术是指在地层上方和井眼质量要求较高、对井位精度要求较高的 情况下，为了适应地层构造和油层分布的需要，采取一系列措施将井眼在地层中沿一定轨 迹斜向走向目标层位的井，其井斜度一般在60度以上。该技术以垂直井为基础，利用弯管、弯头、旋转转子和下扭钻头等工具设备在井斜段实施井斜、水平和定向井。大斜度定向井 钻井技术可以实现对目标井位的准确控制，更好地适应地层构造和更大程度地开发油气资源。 二、大斜度定向井钻井技术发展历程 大斜度定向井钻井技术起源于20世纪80年代，最早应用于复杂地质状况的煤层气开 发中。随着我国石油天然气勘探开发的深入和技术的不断创新，大斜度定向井钻井技术得 到了迅速发展。近年来，随着水平井、大斜度井技术的应用，大斜度定向井钻井技术在石 油勘探开发领域变得日益重要。它不仅在传统的油气勘探开发中得到广泛应用，而且在页 岩气、致密油、水域盆地、复杂构造区等地质条件下也得到了成功应用。大斜度定向井钻 井技术经过多年的发展和积累，已成为石油勘探开发领域的重要技术手段。 三、大斜度定向井钻井技术应用特点 1. 可以有效适应复杂地质条件。在复杂地质条件下，传统的直井难以满足对地层精 确控制的要求，大斜度定向井钻井技术可以更好地适应复杂地质构造。 2. 提高油气采收率。通过大斜度定向井钻井技术，可以更好地实现对储层的全面开发，提高油气采收率。 3. 减少钻井成本。相比于传统的直井钻井，大斜度定向井钻井技术可以减少钻井井 段长度，节约钻井时间和成本。 4. 缩短钻井周期。大斜度定向井钻井技术可以更快地实现对目标井位的控制，缩短 钻井周期，提高钻井效率。 四、大斜度定向井钻井技术存在的问题与发展方向