定向钻井技术及发展探索

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定向钻井技术中的常见问题及对策分析

定向钻井技术中的常见问题及对策分析

定向钻井技术中的常见问题及对策分析摘要:定向井钻井工艺技术在很多行业有着不同程度应用,特别是石油行业,应用定向钻井技术可以钻出不同方向与不同倾斜度,有着非常好的灵活性,确保油井得到更大程度开采。

当前要进一步提高定向井施工质量,为挖井工程提供更高水平技术支持,保证工程精确度、提高钻井效率,需要对定向井钻井工艺技术进行全面的、更高程度的优化,在原有基础上进一步发展,实现高效率油气开采。

关键词:定向钻井技术;常见问题;对策1定向钻井技术发展1.1第一代定向钻井技术第一代钻井技术分为被动定向技术和主动定向技术。

被动定向技术:井眼轨迹处于地层的自然挠度中,钻柱屈曲和钻头情况会影响井眼轨迹,但井眼轨迹无法得到精确控制。

主动定向技术:利用一些特殊的设备、工具和技术措施来主动控制井眼轨迹,主要方法是通过改变钻具组合和使用造斜器来改变工具轴与井眼轴的偏离程度。

钻具组合可分为造斜、降斜和刚性钻具组合,通过改变钻具组合可以帮助井眼清洁、减小钻柱阻力、减小狗腿角、节约钻井成本,但这种方法对方位的控制能力不足。

早期的造斜器是一种专用工具,主要用于引导钻头偏离井眼轴线及设定所需方向,造斜器可以控制方位角,解决了钻具组合控制能力不足的问题,但其也有很多缺点:需要多次起下钻、浪费时间、操作复杂、准确度差等。

但在超高温深井钻井,因为井下动力钻具因高温失效时,造斜器仍是一种有效的替代办法。

1.2第二代定向钻井技术第二代定向技术以涡轮钻具、螺杆钻具及测斜仪等工具的发明和使用为代表。

螺杆钻具和涡轮钻具通过钻井液的动能配合其他工具(弯钻杆、弯接头、偏心接头等)来达到改变井眼轨迹的效果。

主要的监测工具是测斜仪。

与第一代定向钻井技术相比,第二代技术的井眼轨迹更为平滑和准确,钻速也大幅度提高。

1.3第三代定向钻井技术第三代定向钻井技术是更为先进的监控和钻进工具发展的结果。

主要特征是随钻测量工具(MWD)的出现,进一步提高了控制的精度,可以随钻进行定向操作。

探讨石油工程钻井技术的发展

探讨石油工程钻井技术的发展

探讨石油工程钻井技术的发展
石油工程钻井技术是石油勘探与开发的重要环节之一,是指利用钻井设备和技术,在
地下进行钻孔工作,以获取石油、天然气等烃类资源的勘探开发技术。

钻井技术的发展经
历了从传统机械钻井到智能化、数字化钻井的转变,推动了石油勘探与开发的高效升级。

传统机械钻井是第一阶段的发展,起源于1859年美国德州的第一口石油井。

它的工作原理是通过转动钻头和推送钻柄,将钻头切割地层,进而获取石油。

机械钻井设备简单,
投资成本相对较低,但存在钻井效率低、作业现场危险度高等问题。

随着科技的发展,传统机械钻井的局限逐渐显现。

钻头与井壁之间的摩擦力、下压力
等难以掌握,且无法获取到高质量的地质数据。

这推动了钻井设备技术的升级,迈进智能化、数字化时代。

智能化钻井是第二阶段的发展,属于基于传感器、计算机视觉、云计算、大数据等智
能技术的自动化钻井设备。

智能化钻井可实现钻井操作智能化,提高操作效率、降低钻损、降低生产成本与风险,并可实现准确掌握地质数据,指导后续勘探开发工作。

数字化钻井是第三阶段的发展,其与智能化钻井类似,但着重于数据处理。

数字化钻
井可以收集、传输、处理和分析钻井现场的沉积物学、地球物理、物性和地质信息,优化
钻井方案,提升生产效率和适应性,并为今后决策提供高质量的信息基础。

总之,钻井技术的发展推动了石油勘探与开发的更高效率、更高质量、更可持续的发展。

钻井技术在未来的发展中将围绕着如何提升效率、减少安全风险、降低投资成本等方
面展开。

定向及水平井简介

定向及水平井简介

对钻井设备和技术的要求较高 ,需要专业的定向井工程师团
队。
在某些情况下,可能存在井眼 轨迹控制难度大、油层污染等
问题。
水平井的优缺点
优点 可以实现长水平段穿越油层,提高油藏的开采效率。
对于薄油层和复杂油藏的开采具有重要意义。
水平井的优缺点
• 可以有效利用地层自然裂缝,提高油藏的开采效 率。
水平井的优缺点
01
缺点
02
钻井过程中需要控制好水平段的稳定性, 避免出现卡钻等事故。
03
对钻井设备和技术的要求较高,需要专业 的水平井工程师团队。
04
在某些情况下,可能存在水平段稳定性差 、油层污染等问题。
定向井与水平井的适用范围及选择依据
适用范围
定向井适用于需要大范围水平位移的油藏开采,如海上油田、复杂断块 油田等。
岩屑携带
定向钻井过程中,岩屑容易堆积在井 底,影响钻进效率。可以采用高压喷 射钻头、空气钻头等新型钻头,提高 岩屑携带能力。
地层适应性
不同地层对钻头、钻具和工艺有不同 的要求,需要根据地层特点选择合适 的钻头、钻具和工艺。
03
水平井钻井技术
水平井钻井设备及工具
01
02
03
04
钻机
用于钻进水平井的钻机,通常 采用顶部驱动钻井系统。
岩屑携带
水平井钻进过程中,岩屑容易堆积在井底,影响钻进效率 。可以采用高压喷射钻井技术来解决这一问题。
井壁稳定
水平井钻进过程中,容易发生井壁失稳现象,可以采用合 理的钻井液体系和稳定剂来解决这一问题。
完井作业
水平井完井作业过程中,需要采用特殊的完井技术,以确 保水平段的密封性和稳定性。可以采用先进的完井技术和 工具来解决这一问题。

定向井大井眼轨迹控制技术与应用研究

定向井大井眼轨迹控制技术与应用研究

定向井大井眼轨迹控制技术与应用研究随着石油勘探开发技术的不断发展,定向井钻井技术已经成为了油田勘探开发的重要手段之一。

在定向井工程中,大井眼轨迹控制技术是关键的环节之一,对于提高石油勘探开发效率、降低成本、减少环境污染具有重要意义。

本文将对定向井大井眼轨迹控制技术与应用进行研究探讨。

一、定向井大井眼轨迹控制技术概述定向井是指在一定地层深度范围内,通过调整井眼轨迹,使井眼的水平和竖直段长度适应地层条件进行勘探开发的一种钻井方式。

而大井眼指的是井眼直径较大的定向井。

大井眼轨迹控制技术作为定向井工程的重要组成部分,旨在实现井眼的曲率和方位的精确控制,从而确保井眼能够准确地穿越预定地层,并达到地质勘探开发的目的。

大井眼轨迹控制技术主要包括钻头定向技术、测斜测向技术和井眼轨迹设计技术。

钻头定向技术是指通过选用了具有特殊几何形状或者内部结构的钻井工具,在施加外部磁场或者重力场的作用下,产生相应的钻头方向控制力矩,实现井眼偏转。

测斜测向技术是指通过测量或计算井眼的倾角和方位角,帮助工程技术人员准确地掌握井眼的位置和方向。

而井眼轨迹设计技术则是指根据地质条件和勘探开发需求,为大井眼的设计制定合理的轨迹方案。

二、定向井大井眼轨迹控制技术的关键问题1. 钻头设计与性能在大井眼轨迹控制技术中,钻头的设计与性能是至关重要的。

合理的钻头设计能够保证钻进过程中产生足够的弯曲力矩,实现井眼的曲率控制;而钻头的性能则直接影响到钻进效率和完井质量。

需要钻井工程技术人员充分了解钻头的设计原理和工作特性,选择合适的钻头类型,并加强对钻头性能的监控和评估,以确保大井眼的轨迹控制效果。

2. 测斜测向技术的精度和稳定性测斜测向技术是实现大井眼轨迹控制的关键手段之一。

然而在实际应用中,测斜测向仪器的精度和稳定性往往受到诸多限制,如地质条件、井深和井眼倾角等因素的影响。

如何提高测斜测向技术的精度和稳定性,是当前亟待解决的问题。

可以通过引入先进的传感器技术、改进算法和提高数据处理能力等手段,不断提升测斜测向技术的水平。

钻井技术概述

钻井技术概述

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。

国内外钻井新技术和发展趋势

国内外钻井新技术和发展趋势

2.大位移井钻井技术及其应用
大位移井是在定向井、水平井技术之后又出现的一种特殊钻井技术,是指水平 位移深度与垂直深度之比大于2.0以上的定向井和水平井;当比值大于3时,则称为 是特大位移井。
第二阶段(1976~1985年):
1976年4月30日,我国第一口超深井(井深6011M)在四川完成,标志着我 国钻井工作由打深井进一步发展到打超深井。
从1976年开始,我国每年都打深井,并且数量逐步增加,由1976年完成3口 上升到1985年完成29口。
在这个阶段中,除完成170口深井外,还完成了10口超深井,其中包括井深 超过7000M的2口超深井(四川关基井,7175M;新疆固2井,7002M),这是我 国深井超深井钻井的初步发展阶段。
开采油气,提高油气采收率 形成油气到地面的通道。 油田开采后期钻注水或注气井。
3. 钻井在石油工业中的地位
钻井工程是石油工业的支柱,是油气勘探和开发取得突破的手段。
4. 钻井的作用
钻井的作用不再是单纯的创造油气通道,而且是提高油气产量和提高 采收率的重要手段。
特殊工艺井的应用给石油工业的发展开辟了崭新的局面,带来了巨大 的经济效益。
(6)国外深井和超深井技术发展
国外超深井钻井技术发展主要集中在钻机、钻头、井下工具、钻井泥浆 等方面: 超深井钻机功率大、性能好、自动化程度高、配套设备性能可靠,从而在 装备上为快速打好深井提供了物质上的准备。 钻头质量好、品种全、选型合理,可获得钻头耗用数少、钻井进尺多、钻 井速度快的好效果。 钻井液具有良好的热稳定性、润滑性和剪切稀释特性、固相含量低、高压 失水量低、可抗各种可溶性盐类和酸性气的污染。 运用井下动力钻具提高钻速、井身结构设计灵活、高强度钻杆等工具配套 齐全,使得国外超深井钻井速度快、事故少、成本低、效益好。

钻井技术现状差距及发展方向

钻井技术现状差距及发展方向

二、近几年钻井技术取得的主要进展
1、积极开展技术研究、引进及推广工作


(1)针对南方海相(建深1井)

超深井面临的高温高压问题,开展

了抗高温聚磺钻井液体系研究,其


流变性、抑制性、抗温能力等关键

技术指标达到要求。
二、近几年钻井技术取得的主要进展
1、积极开展技术研究、引进及推广工作
( 2)水基成膜钻井液技术--针对江汉油区、 南方海相地层不稳定及油气层保护的问题,开展 了水基成膜钻井液技术研究,该体系具有良好的 防塌、携砂、防卡及保护油气层等功能,且具有 流变参数合理等特点。
名名名
112 鄂B南W西方-1川海00相东0型超北深井低井下压钻变及井位易工稳漏艺定气技器术井研防制漏防窜固井技术
223 水G塔J基河Y-成地70区膜型复钻液合井动盐液管层技具快术试速研钻压究井装技置术研究
334 准钻大噶斜井尔度液长盆用稳地强斜承力段钻降定区滤向块失井深钻润井滑技优剂术快产研钻品究井开技发术与研应究用
地层损害机理及快速诊断

损害测试方法
健 技
暂堵和解堵技术

欠平衡保护
深井油气层保护
钻井技术现状、差距及发展方向
国内外钻井技术现状

钻井公司技术现状及进展

差距及努力方向
二、近几年钻井技术取得的主要进展
近几年完成的科研项目
2005年
2006年
2007年
序序序号 号号1
项项 项
目目目
江汉油田调整井固井技术研究
钟深1井完钻井深 4800.60m,3817.00m侧钻成 功后,连续钻穿潜江组 528.50m的盐膏层(其中纯 盐层厚269.50m)。

钻井工程定向工艺

钻井工程定向工艺

钻井工程定向工艺
钻井工程定向工艺是指通过特定的技术手段,使钻井过程中的钻头能够按照一定的方向进行钻进,以达到特定的目的。

常见的定向工艺包括:
1. 磁定向:利用地球磁场的方向来控制钻头的方向,通过在钻头上安装磁传感器,可以测量地磁场的方向和强度,从而控制钻头的方向。

2. 惯性定向:利用陀螺仪等惯性传感器来测量钻头的方向和倾角,从而控制钻头的方向。

3. 声波定向:利用声波在不同介质中传播速度不同的特性,通过在钻头上安装声波传感器,可以测量声波的传播时间和方向,从而控制钻头的方向。

4. 液压定向:利用液压力来控制钻头的方向,通过在钻头上安装液压传感器,可以测量液压力的大小和方向,从而控制钻头的方向。

以上是常见的钻井工程定向工艺,不同的工艺适用于不同的钻井场合和钻井目的。

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定向钻井技术及发展探索
定向钻井是一项在石油开采领域中应用较为常见的技术,发挥出显著的应用价值,被广泛应用于斜向钻井、水平钻井以及对接钻井作业中。

而随着科学技术的不断发展,以及信息化时代的到来,定向钻井技术逐渐开始现代化、信息化发展,技术的应用价值、钻井作业效率都出现显著提升。

在这一总体时代背景下,为进一步推动定向钻井技术的发展进程、明确技术的实际应用价值,因此本文对定向钻井技术的发展现状及未来发展方向开展以下探索。

标签:定向钻井技术;发展现状;未来发展
一、定向钻井技术发展现状
定向钻井技术的应用原理是将井身沿着预定方向与所规划线路进行钻探,直至抵达预定目的地层为止。

相较于其他钻井技术而言,定向钻井技术具有可结合实际情况,灵活选择以垂直或倾斜钻探的作业方式,快速钻探至指定作业区域,并降低石油又称中流体流入钻井的流动阻力等应用优势。

简而言之,对定向钻井技术的应用,同时提高了钻井速度与石油开采能力,因此定向钻井技术逐渐成为世界范围内石油开采领域中应用最为常见的钻井技术。

而自定向钻井技术的出现,随着技术总体理论体系的不断优化完善,也不断出现诸多定向钻井技术的衍生新技术,如我国著名的胜利油田钻井研究院,近年来陆续研发出丛式定向钻井、多目标定向井等多种新型定向钻井技术,被应用于不同的钻井作业环境中。

但是在我国石油开采领域发展中,随着石油资源的开采速度、总消耗量的不断提升,表面所分布的浅层油层逐渐开采殆尽、钻井作业环境较为恶劣复杂,而当前的定向钻井技术在数据传输、钻探速度等方面中尚存有一定的优化空间,很难做到对深层油层的快速钻探、打井。

在一定程度上讲,定向钻井技术的发展情况,直接关乎到我国石油开采领域、社会总体生产力的发展潜力,重要性不言而喻。

二、我国定向钻井技术的未来发展方向
1.地质信息的精准勘察及实时传输
随着钻井钻探深度的不断提高,在定向钻井技术应用过程中,逐渐出现两方面技术应用难点,很难保障在较深的钻探作业环境下对周边环境的地质信息加以精准勘察,也无法保障将各类作业信息及时、完全的传输。

而针对这一问题,则需要重点提高定向钻井技术的勘察精确性与信息传输质量,并在其基础上构建起地质油藏三维模型,对定向钻井作业中的不确定性因素及问题加以提前预防,并提高钻探作业导向效率。

例如某公司近年来研发出一款多边界探测技术,用于在多期沉积叠加所导致砂岩传承内薄互层发育、地质环境过于复杂的钻井作业区域中,快速追踪具有不
规则发育特征的砂岩储层。

而在技术应用过程中,做到了对多条电阻率边界的准确、快速、统一探测,在四百余米的河道砂体有效追踪距离中,将优质储存段钻遇率稳定保持在百分之百。

简而言之,这一新型定向钻井技术具有可开展远距离地质探测、孤立砂体、有效控制地层不确定性、提前规避死油带的应用优势,有效解决了传统定向钻井技术在深层油层钻井作业中所面临的问题难点。

此外定向钻井技术在发展过程中,针对信息传输与地质勘察难点,也针对性问世了LWD随钻测井技术,这一技术的配置设备中包含了有线测井设备的大多数测量功能模块,可以做到对地层、薄油气层的快速分辨、实时判断地层变化情况,预测钻探轨迹,因此在石油开采领域中得到了广泛普及应用。

2.对井眼质量控制力度的提升
在定向钻井作业开展中,随着钻井难度系数的不断提升,对所钻探井眼的质量要求也在不断提高。

而在应用传统定向钻井技术中,普遍存在着井眼质量不足,降低钻井作业效率,并提高作业安全风险系数的问题。

从目前来看,对井眼质量控制力度的提升,也是钻井技术的主要发展方向之一。

而在这一发展方向中,我国中央政府向相关研发机构与企业提供了高度扶持与重点关注,并于2015年,完全由我国自主研发的旋转导向系统、随钻测井系统开展协同定向钻井作业,在高达八百余米的定向井段作业中,精确命中三处靶点,最大井斜度为49.8度,最小靶心距离仅2.1米,大幅提高了对井眼质量的控制力度。

而采用旋转导向系统的定向钻井技术与传统技术的主要区别在于,以形似贪吃蛇的运动轨迹来控制、调整钻探角度,并做到对定向钻井探进角度、方向的实时控制、纠偏,具有精准制导、降低钻井经济成本的应用价值。

3.定向钻井设备与功能的一体化发展
随着作业环境复杂程度、钻井作业难度系数的不断提升。

在钻井作业开展中,对各类井下工具的使用稳定性、可靠性逐渐提出更高的要求。

但是在定向钻井技术当前发展阶段中,虽然旋转导向系统、随钻测井系统等新型配套技术不断问世,大幅提高了定向钻井作业销率、井眼质量,但多种新型技术相互之间的内部衔接性有所不足,整体技术尚存在一定优化空间。

因此,需要注重于将定向钻井技术的井下工具、各项功能模块与附属技术之间加以高度结合、一体化发展,以保障在复杂钻井作业情况下,一体化定向钻井技术发挥主导作用,更好的适应复杂恶劣的作业环境,从而实现对定向钻井技术的全方位优化提升。

4.定向钻井技术的信息化发展
在传统定向钻进技术应用过程中,不但需要企业配置大量的技术型人才开展定向钻井作业,且对所配置作业人员的专业素养有着较高要求。

但是在部分定向钻井作业环境中,并不能配置足量的技术型作业人员开展钻井作业。

受这一因素影响,部分定向钻井作业效率有所降低。

因此,要重点推动定向钻井技术的信息化、智能化、自动化发展。

例如构建起配套的信息传输网路,增设定向钻井技术的远程控制功能,作业人员可在一定距离内遥控开展定向钻井作业,降低作业环
境空间因素的影响系数。

抑或是构建起高度智能化、自动化的定向钻井作业管理系统,从多角度、多层次为定向钻井作业的开展提供支持。

结语
随着我国石油开采领域的不断发展,以及多数油层开采难度系数提升,都需要在现有定向钻井技术总体体系的基础上不断推陈出新,全方位提高定向钻井技术的应用价值,作业效率及质量,并对定向钻井技术的未来主要发展方向加以明确。

唯有如此,才能实现对我国石油开采行业发展进程的有效推动,并为社会各行业领域的发展注入新的动力。

參考文献
[1]方勇.定向钻井提速技术分析及应用[J].中国石油和化工标准与质量.2019(01)
[2]冯志勇.浅析定向钻井技术新进展及应用趋势[J].科技创新与应用.2017(17)。

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