一、國內外水平井技術概況二、相關基礎知識三、水平井鉆井關鍵技術四、水平井鉆井事故預防內容綱要一、國內外水平井技術概況內容綱要一、國內外水平井技術概況二、水平井鉆井基礎知識三、水平井鉆井關鍵技術四、水平井鉆井事故預防內容綱要一、國內外水平井技術概況內容綱要拓寬視野；重溫基礎；認識盲點；啟發思考；提升實踐。本次培訓目的：拓寬視野；本次培訓目的：開發薄油層或低滲透油藏，可提高單井產量開發以垂直裂縫為主的油藏開發底水或氣頂活躍的油藏。水平井可以延緩水錐、氣錐的推進速度，延長油井壽命，提高采收率；開發常規稠油油藏。水平井可以增加稠油油藏的產液量，從而保持井筒及井口油流溫度，有利于稠油開采；水平井勘探。用一口水平井可鉆穿多層陡峭的產層，相當于多口直井的勘探效果。開采剩余油。老井返青，死井復活。美國人70年代預言，美國石油將在2000年枯竭。水平井技術出現后，認為該時間至少可以推遲100年。平注平采。利于水線的均勻推進，利于提高采收率。致密油氣體積壓裂改造。陽平1、2。保護環境。一口水平井替代多口直井，減少鉆井過程中的排污量。（一）水平井開發油氣田優勢開發薄油層或低滲透油藏，可提高單井產量（一）水平井開發油氣田國外：最井斜最大的井美國曾在北海鉆成一口垂深為6710米，水平位移達8714米，在水平段內鉆進一段距離之后，又繼續增斜至130度的最大井斜角，共探明5個目標層，表明具有很高的鉆井技術水平。最深的水平井意大利米蘭所鉆的井深6330米，垂深5994米。最淺的水平井加拿大的一口井，井深597米，垂深162米。最大水平位移的井美國完成的M16LPZ井水平位移10728米。英國BP公司M14井，井深9557m，水平位移8938m，鉆井周期81.7d,是目前同類水平井速度最快的一口。（二）國內外水平井鉆井高水平指標國外：（二）國內外水平井鉆井高水平指標國內：垂深最深水平井：DH-P1超深水平井垂深5782.29米,水平段長500.46米。最大水平位移：南海西江A14井的水平位移8060.7米。三維繞障在水平段方位變化最大72°最薄油藏水平段油層厚度0.76m；側鉆水平井最小井眼尺寸104.8mm；最大曲率1.8/m遼河靜52一H1Z主井眼長1000米，共20個分支，每個分支長180米，目的層段進尺4600米。是中國石油水平段最長、分支最多的水平井最長水平段渤海鉆探完成的蘇76-1-20H井2856米水平段最淺水平井，新疆油田HQHW001超淺層稠油水平井，垂深108.93m，井深492.15m。國內：先后鉆成各種類型的水平井常規水平井；階梯水平井；三維水平井；分支水平井；魚翅水平井；側鉆水平井；連通水平井；撬型水平井先后鉆成各種類型的水平井長慶鉆井:1993年第一口水平井塞平1井實施以來，累計完成338口水平井，其中油井222口，氣井116口。年度完井機械鉆速鉆機月速鉆井周期建井周期平均井深水平段2011577.53191557.7373.93464110732010386.80178866.5583.6445029782009104.96134699.88123.874483786200843.62946161.57192.004507994200733.41903112.71130.993785

200623.46781157.60175.714185934200224.12735159.71178.134267836油井水平井年度完井機械鉆速鉆機月速鉆井周期建井周期平均井深水平段199314.11483761051658136199515.26115835.3846.711726301199667.58168628.7236.531941323200118.61181127.9242.792415350200416.74156028.8847.252353303200547.45181026.9942.12242042620061911.53239224.2235.09241735420072918.58281115.4628.07224431520083515.13254919.9329.79227726420091615.31247927.2436.98276145120103215.06290621.3830.36261249220117715.06296420.8128.012645552氣井水平井長慶鉆井:1993年第一口水平井塞平1井實施以來，累計完成31995年，完成陸上第一口水平井組塞平24—24井組（三口水平井塞平3、塞平4、塞平5，一口直井塞26—27；2002年完成的蘇平1、蘇平2兩口階梯形水平井，達到國內先進水平。2006年完成杏平1井，7個魚骨狀水平分支，累計鉆井總進尺5068m，主水平段長1206m，目的油層內水平鉆進總進尺3503m；2011年50672鉆井隊蘇5-3-16H1井以2606米、3162.83米、6329米創長慶鉆井最長水平段、最長水平位移、最深井三項紀錄；2011年4005鉆井隊以9.75天鉆井周期完成了丹平6井，井深1910米，水平段600米。2011年完成分層合采、同層合采兩口雙分支水平井，2012年50673隊以25.6天鉆井周期完成了蘇井，井深米，水平段1000米。1995年，完成陸上第一口水平井組塞平24—24井組（三口水一、國內外水平井技術概況二、水平井鉆井基礎知識三、水平井鉆井關鍵技術四、水平井鉆井事故預防內容綱要一、國內外水平井技術概況內容綱要長半徑水平井（小曲率）：其造斜井段的設計造斜率6°/30m，曲率半徑大于286.5米。中半徑水平井（中曲率）：其造斜井段的設計造斜率6～20°/30m，曲率半徑286.5～

86米。短半徑水平井（大曲率）：其造斜井段的設計造斜率3～

10°/m，曲率半徑19.1～

5.73m。(一)水平井分類水平井：井斜角≥86°并在目的層中維持一定長度水平段的定向井。目前，形成3種基本類型：長半徑水平井（小曲率）：其造斜井段的設計造斜率6°/30m，類型優點缺點長半徑穿透油層段長(大于1000米）；使用標準的鉆具及套管；使用常規鉆井設備；狗腿嚴重度較小；可使用選擇性完井方法；可用各種人工舉升采油工藝；測井及取心方便；井眼及工具尺寸不受限制。井眼軌道控制段最長；全井斜深增加；鉆井費用增加；不適用于薄油層及淺油層；鉆桿扭矩較大；套管用量最大。類型優點缺點長穿透油層段長(大于1000米）；井眼軌道控制段類型優點缺點中半徑進入油層前的無效井段較短；使用的井下工具接近于常規工具；造斜段多用井下動力鉆具及導向系統；鉆井可控性好；離構造控制點較近；可用常規的套管及完井方法；井下扭矩及阻力較小；較高及較穩定的造斜率；井眼控制井段較短；穿透油層段長（可達1000）；井眼尺寸不受限制；可以測井及取心；可實現選擇性完井方法。中半徑水平井鉆井技術發展迅速，數量增加幅度遠大于長、短半徑水平井。類型優點缺點中進入油層前的無效井段較短；中半徑水平井鉆井技術類型優點缺點短半徑井眼曲線段最短；容易側鉆；中靶準確度相對較高；從一口直井中可以鉆多口水平分支井；造斜點與油層距離最小；可用于淺油層；全井斜深最小；不受地表條件的影響。非常規的井下工具；非常規的完井方法；穿透油層段短；井眼尺寸受到限制；起下鉆次數較多；要求使用頂部驅動系統或動力水龍頭；井眼方位控制受到限制。類型優點缺點短井眼曲線段最短；非常規的井下工具；（二）基本概念1.磁偏角。就是地球南北極連線與地磁南北極連線交叉構成的夾角。真方位與磁方位的換算：“東加西減”2.子午線收斂角。是地球橢球體面上一點的真子午線與位于此點所在的投影帶的中央子午線之間的夾角。“東加西減”。大位移井要考慮。中國地磁偏角等值線圖（二）基本概念1.磁偏角。就是地球南北極連線與地磁南北極連3.井眼高邊：在斜井段用一個垂直于井眼軸線的平面于井眼相交，由于井眼是傾斜的，故井眼在該平面上有一個最高點，最高點與井眼圓心所形成的直線即為井眼的高邊。4.工具面：造斜工具彎曲方向的平面。5.磁性工具面角：造斜工具彎曲平面與正北方位所在平面的夾角。6.高邊工具面角：造斜工具彎曲方向的平面與井斜方位角所在平面的夾角。一般井斜≥6°讀取高邊工具面,R或Lx°7.裝置角：造斜工具彎曲方向平面與原井斜方向所在平面的夾角。3.井眼高邊：在斜井段用一個垂直于井眼軸線的平面于井眼相交，（二）基本概念7.儲層頂部：水平井段控制油層的頂部8.儲層底部：水平井段控制油層的底部設計入口角度：進入儲層頂部的井斜角度著陸點：井眼軌跡中井斜角達到90°的點入口窗口高度：入靶點垂直方向上下誤差之和入口窗口寬度：入靶點水平方向左右誤差之和倒裝鉆具組合：在鉆大斜度井段和水平段時，為了加壓，將部分重量較輕的鉆具放至鉆具組合下部，把鉆鋌、加重鉆桿等較重的鉆具放至直井段或較小井斜的井段。（二）基本概念7.儲層頂部：水平井段控制油層的頂部水平井中靶控制質量計算與評價：井身軌跡質量值的計算方法按SY/T5435-2003第8章規定，計算結果保留兩位小數；水平井偏移距不大于表中規定；斜井段井眼曲率滿足下管柱強度要求；其它特殊要求應在設計中提出。測量數據要求：軌跡測量MWD測斜儀測得的為準；井斜角、方位角單位保留兩位小數；軌跡測量間距不大于30m，短曲率半徑水平井斜井段測量間距不大于2m。水平段長m縱偏移m橫偏移m0-500210500-1000215大于100020水平井靶區偏移限定值（三）井身軌跡控制質量要求（SY/T5955-2004）水平井中靶控制質量計算與評價：測量數據要求：水平段長m縱偏移鉆井過程中測量的特點1．鉆井過程中的測量是間接測量，根據測量儀器的數據記錄和傳輸方式的不同，鉆井測量分為實時測量和事后測量。2．測量儀器的尺寸受到井眼和鉆井工具的限制，特別是下井儀器的徑向尺寸必須能夠下入套管和鉆具內，而且不會因儀器的下入而影響泥漿的流動或產生過大的泥漿壓降。3．下井儀器受到地層和泥漿的高壓，儀器的保護筒和密封件必須能夠承受高壓，而且還應具備一定的安全系數。4．要求下井儀器具有良好的抗高溫性能，一般稱耐溫125℃以下的儀器為常溫或常規儀器，稱耐溫182℃以下的儀器為高溫儀器。5．儀器在使用過程中要承受沖擊、鉆具轉動、振動等。（四）測量儀器鉆井過程中測量的特點（四）測量儀器1.無線隨鉆MWD。

YST-48RMWD：一種正脈沖無線隨鉆測斜儀,整套系統包括井下設備和地面設備兩大部份。井下設備主要由定向探管、脈沖發生器、伽馬探管以及電池筒組成,完成測量和傳輸參數的功能。地面設備主要由專用數據處理儀、遠程數據處理器、壓力傳感器以及計算機組成,完成井下數據的接收、處理、顯示等功能。1.無線隨鉆MWD。無線隨鉆MWD測量原理：

儀器工作時，由探管測得三個相互垂直方向的重力分量和地球磁場強度，經A/D轉換和格式編排后，信號傳至MWD控制器，控制器根據信號的不同，有規律地控制脈沖發生器動作，使鉆柱內的泥漿壓力發生相應地變化，立管處的壓力傳感器探知這些壓力變化從而獲取原始信號的值，再由控制箱負責信號的接收和解碼，并傳至計算機進行隨鉆參數的計算，最后以數字光標形式顯示在司鉆閱讀器和計算機上。MWD脈沖發生器工作原理示意圖無線隨鉆MWD測量原理：MWD脈沖發生器工作原理示意圖YST-48R可以選配兩種定向探管，一種選用了磁液懸浮加速度計，另一種選用了石英加速度計。井斜：±0.2°（磁懸浮），±0.1°（石英）方位：±1.5°（磁懸浮），±1.0°（石英）工具面：±1.5°（磁懸浮），±1.0°（石英）正常Gt=1±1%，Bt=1±10%，如不準，數據不可信。可能原因：探管壞、地磁異常、無磁鉆鋌磁化。方位90、270的水平井要用雙無磁，以避免軸向鉆具干擾。YST-48R可以選配兩種定向探管，一種選用了磁液懸浮加速度電池工作時間150小時（無伽瑪，常溫105℃）

120小時（有伽瑪，常溫105℃）

220小時（無伽瑪，高溫電池150℃）

180小時（有伽瑪，高溫電池150℃）

電池工作時間2.FEWD。實現地質導向鉆井可以控制鉆頭始終在產層中鉆進。隨鉆地質參數：雙向自然咖瑪、電阻率（4種探測深度）、補償中子孔隙度、巖石密度定向工程參數：井斜角、方位角、磁性工具面、高邊工具面角井下儀器工況診斷：震動傳感器、溫度傳感器

磁參數：地磁場強度，地磁傾角2.FEWD。實現地質導向鉆井可以控制鉆頭始終在產層中鉆進。（1）電阻率(EWR)地質導向：油氣邊界和目的層著陸預測：電阻率可提前探測到儲層的邊界，根據鉆具與儲層的夾角，可計算出鉆頭與儲層的邊界距離。儲層鉆穿預測與預防：按照地層上傾、下傾兩種情況，預測以某一角度鉆穿水平段需要多少米，然后根據儀器的電阻率探測深度提前進行調整，防止鉆穿水平段。（1）電阻率(EWR)地質導向：（2）自然伽瑪(DGR)地質導向：利用方位伽瑪判斷水平段上下巖性：隨鉆方位伽瑪使伽瑪具有很強的方向特性,兩個相對的伽瑪室獨立地測量井眼高、低邊，判定鉆頭是否鉆離產層的上下邊界。利用上、下伽瑪計算水平段上下傾角：在水平段鉆進中，可利用方位上、下伽瑪測量值的變化來計算視地層傾角公式，從而有助于判斷儲層走向趨勢。（2）自然伽瑪(DGR)地質導向：3．陀螺測斜儀測量原理

陀螺探管依靠陀螺轉子高速轉動（36000轉/分鐘），不管儀器殼體如何轉動或傾斜，裝有陀螺本體的外框架仍在慣性空間保持方位穩定，測量電路以這種恒定的水平軸轉子方向為基準，結合重力加速度計給出的信息，來確定井眼井斜角、井斜方位角和陀螺工具面角。陀螺測斜儀的特點根據陀螺測斜儀的原理及數學模式，陀螺測斜儀有以下特點：⑴不受磁性環境干擾，可以準確測量出每一點的井斜和方位；⑵根據陀螺工具面角，可以實現套管內斜向器定向；⑶可以完成磁性環境條件下的裸眼繞障單點定向3．陀螺測斜儀1.井下動力鉆具。螺桿鉆具和渦輪鉆具，螺桿鉆具選型要根據圖所示的思路和方法，具體確定螺桿鉆具的結構與工作參數。（五）專用井下工具井眼尺寸鉆井排量井底溫度鉆頭轉速破巖力矩水眼壓降造斜率鉆井液類型公稱尺寸轉子類型（常規/中空）定子類型（常規/高溫）馬達類型（頭數）傳動軸類型結構形式彎角形式（單彎/雙彎，同向/反向）彎角規格、是否要穩定器/墊片。螺桿鉆具選型思路1.井下動力鉆具。螺桿鉆具和渦輪鉆具，螺桿鉆具選型要根據圖所2.鉆具穩定器。為了滿足水平井鉆井過程中增斜，穩斜或降斜等的需要，設計了短螺旋穩定器、球形穩定器，錐形穩定器、偏心穩定器和動力鉆具穩定器。3.抗壓縮鉆桿：在中曲率水平井的造斜段，由于井眼曲率較大，在鉆柱的承壓部分要用特種鉆桿。4.柔性短節。提高下部鉆具增斜率。從哈里伯頓了解到，柔性短節調整位置是鉆頭到扶正器18米。長北幾口井整個斜井段的滑動鉆進比例降到了10-13%。2.鉆具穩定器。為了滿足水平井鉆井過程中增斜，穩斜或降斜等的5.水力振蕩蕩器:

由水力振蕩器和水力振振蕩短節組成。它可使鄰近近鉆具組組合產生小幅度的的軸向振動，有效改善鉆壓向鉆頭傳遞，另外將鉆具與井壁的靜摩擦變為動摩擦，減小摩阻，消除在定向鉆進中的托壓現象。水水力振蕩器器的縱向向振動之特性，可使定向滑動機械鉆鉆速更快，使大位位移井水平位移延伸更遠。水力振蕩器距距離鉆頭100-200ｍ5.水力振蕩蕩器:由水力振蕩器和水力振振蕩短節組成。它可使水平井井身軌跡技術課件一、國內外水平井技術概況二、相關基礎知識三、水平井鉆井關鍵技術四、水平井鉆井事故預防內容綱要一、國內外水平井技術概況內容綱要一、水平井的主要技術難點1.井眼軌跡控制要求高、難度大。要求高：水平井的目標區是一個扁平的立方體，如圖所示，不僅要求井眼準確進入窗口，而且要求井眼的方位與靶區軸線一致，俗稱“矢量中靶”。難度大：軌跡控制過程中存在“兩個不確定性因素”。一是目標垂深的不確定性，即對目標層垂深的預測有一定的誤差；二是造斜工具的造斜率的不確定性。這兩個不確定性的存在，對水平井來說，則可能導致脫靶。一、水平井的主要技術難點1.井眼軌跡控制要求高、難度大。難度2.管柱受力復雜由于井眼的井斜角大，井眼曲率大，管柱受到摩阻大，致使起下鉆、下套管及鉆頭加壓困難。在大斜度和水平井段需要使用“倒裝鉆具”，下部的鉆桿將受軸向壓力，壓力過失穩彎曲，彎曲之后將摩阻更大。摩阻力、扭矩和彎曲應力將顯著地增大，使鉆柱的受力分析、強度設計和強度校核更為復雜。由于彎曲應力很大，旋轉條件下應力交變，加劇鉆柱疲勞破壞。這就要求精心設計鉆柱，嚴格按規定使用鉆柱。2.管柱受力復雜限制水平段長度的因素：水平段太長，下鉆摩阻大，滑動鉆進加不上鉆壓；摩阻增大，受壓鉆柱發生屈曲失穩，更增大摩阻；摩阻增大，在某種工況下，鉆柱受力可能超過鉆柱的強度極限，導致鉆柱破壞；水平段過長，下鉆或開泵波動壓力過大，可能壓漏地層；水平段過長，起鉆的抽吸可能導致井壁坍塌。限制水平段長度的因素：3.攜帶巖屑困難：由于井眼傾斜，巖屑在上返過程中將沉向井壁的下側，堆積起來，形成“巖屑床”。特別是在井斜角45°～60°的井段，已形成的“巖屑床”會沿井壁下側向下滑動，形成嚴重的堆積，從而堵塞井眼。這就要求精心設計泥漿參數和水力參數。第三洗井區：井斜角550～900(60～900)第一洗井區：井斜角00～450(0～300)第二洗井區：井斜角450～550(30～600)3.攜帶巖屑困難：由于井眼傾斜，巖屑在上返過程中將沉向井壁的影響攜巖效果的因素：井斜角的影響：由于井斜角的影響，形成了三個洗井區。最復雜的是第二洗井區。順利鉆過第二和第三洗井區的關鍵在于大排量。鉆柱偏心的影響：在大斜度和水平井中，鉆柱總是偏向井壁下側，鉆井液流動主要在上側方向的環空中，所以偏心不利于清除巖屑床。鉆柱旋轉的影響：鉆柱旋轉有利于攪動巖屑床，所以是有利于攜巖的。鉆柱尺寸的影響：鉆柱尺寸大，環空間隙小，相同排量條件下返速高，有利于攜巖。影響攜巖效果的因素：4.泥漿密度窗口小，易出現井漏、井塌地層的破裂壓力和坍塌壓力隨井斜角和井斜方位角而變化。在原地應力的三個主應力中，垂直主應力不是中間主應力的情況下，隨著井斜角的增大，地層破裂壓力將減小，坍塌壓力將增大，所以泥漿密度選擇范圍變小，容易井漏和井塌。在水平井段，地層破裂壓力不變，而隨著水平井段長度的增長，井內泥漿液柱的激動壓力和抽吸壓力將增大，也將導致井漏和井塌。這就要求精心設計井身結構和泥漿參數，并減小起下管柱的壓力波動。4.泥漿密度窗口小，易出現井漏、井塌5.對泥漿要求更高：滑動井段長，滑動有托壓情況，大井斜、水平段泥巖、油頁巖容易坍塌，對泥漿的要求高。6.保證固井質量難度大：順利將套管安全下入問題；套管在井內的居中及頂替效率問題；7.電測作業困難：鉆具送測，受表套限制，測井趟數多。油井水平井表層200米左右，完鉆電測鉆桿送測旁通接頭置于套管角，每次測井段長為表套長。如慶平44井完鉆測井達到7趟。目前的無線電測儀器適用，但數量少，不能滿足。5.對泥漿要求更高：滑動井段長，滑動有托壓情況，大井斜、水平二、井身剖面設計

水平井井身剖面設計是水平井施工的首要環節，其剖面優化能有效降低鉆進過程的摩阻扭矩、降低施工難度、提高鉆井速度和提高中靶精度。常規水平井首選中曲率半徑剖面（6-30°/30m），斜井段總進尺及定向控制段較長半徑水平井少、施工難度比短半徑小。二、井身剖面設計水平井井身剖面設計是水平井施工二、井身剖面設計長慶油田水平井設計難點：受井口位置、地質目標的限制，靶前距可調余地小，井口偏移距大。并且偏移距越來越大。油層位置預測客觀上可能存在不精確，中靶垂深變化大；油層在橫向上變化不一，存在上傾、下傾、先上傾后下傾等多種情況。不同區塊工具造斜能力和地層對井眼軌跡的影響不同。測量數據的相對滯后，對井眼軌跡的預測和調整帶來困難。老區布井防碰繞障問題突出。直井段、斜井段與同井組、不同井組鄰井防碰；水平段與鄰井組考慮防碰。二、井身剖面設計長慶油田水平井設計難點：二、井身剖面設計剖面設計的原則：要滿足地質要求，盡可能多的鉆遇油氣層；應保證鉆進和起下鉆摩阻扭矩盡可能小；有利于現場實際軌跡控制；能保證套管安全順利下入；能克服油層深度預測和工具造斜率的不確定問題等。二、井身剖面設計剖面設計的原則：二、井身剖面設計剖面形狀來分，水平井又分單增、雙增、變曲率和三維等多種類型。二、井身剖面設計剖面形狀來分，水平井又分單增、雙增、變曲率和

目前長慶油田油井水平井設計中曲率半徑，（靶前距300米以內）工程設計中一般設計為雙增剖面，為了應對探頂找油，施工時進行剖面二次設計為三增剖面，即直-增-穩-增-穩（探油頂）-增（著陸）-水平段剖面。三增剖面優點：第一穩斜段可解決上直段和第一造斜后實際井眼軌跡與設計軌跡及井斜偏差的問題；第二穩斜段，及探油頂段可克服地質不確定因素，提高中靶成功率。為實鉆井眼軌跡根據實際鉆探情況進行修正和控制留有余地。目前長慶油田油井水平井設計中曲率半徑，（靶前距300二、井身剖面設計剖面及設計參數的選擇：靶前位移小于400米，選用中曲率剖面,第一、二增斜段為6-12°/30m，考慮所設計套管的通過度，如N80套管最大曲率為：12.19°/30m,P110套管最大曲率16.77°/30m，第三增斜段為6-8°/30m，考慮探油頂后入窗造斜率調整的需要。靶前位移大于400米，選用長曲率+中曲率剖面結合剖面,造斜率；第一增斜段為長曲率，第二、三增斜段為中曲率，其目的是降低鉆進摩阻扭矩。第一增斜段增斜率為：2-5°/30m第二增斜段增斜率為：6-8°/30m第三增斜段增斜率為：5-6°/30m二、井身剖面設計剖面及設計參數的選擇：靶前位移大于400米，二、井身剖面設計穩斜段參數：第一穩斜段：井斜角：40-55度；穩斜段長：中曲率為30-50m、長曲率根據實際需要確定。二、井身剖面設計穩斜段參數：二、井身剖面設計第二穩斜段：即探油頂段：油層上傾方向，水平段井斜角大于90度時，探油頂段長設計距A點前20-30米，穩斜角設計為85-86度進入油層。油層下傾方向，水平段井斜角小于90度時，探油頂段長設計距A點前40-50米，穩斜角設計為81-84度進入油層。二、井身剖面設計第二穩斜段：即探油頂段：二、井身剖面設計三增剖面設計：首先設計井斜從82度（或85度）增斜至水平段所需最大井斜是垂深增量和位移增量。不同造斜率下井斜從82°增至90°設計數據。造斜率（°/30m）5678910垂深增量3.32.82.42.11.91.7位移增量47.839.934.229.926.623.9用A點垂深和位移減去垂深增量和位移增量，然后用雙增剖面設計所得點上部的井身剖面，再用單增剖面繼續設計至A和B點。二、井身剖面設計三增剖面設計：造斜率（°/30m）56789

常規的水平井都由直井段、增斜段和水平段三部分組成。由造斜點（KOP）到鉆至靶窗的增斜井段，這一控制過程稱為著陸控制；在靶體內鉆水平段這一控制過程稱為水平控制。水平井井眼軌道控制的突出特點集中體現在著陸控制和水平控制。三、井眼軌跡控制常規的水平井都由直井段、增斜段和水平段三部分組成。三、防斜打直—井斜不超標防碰繞障—主動分離，做好預防法防碰設計糾偏移距—三維控制增靶前距—反向位移，利于延長靶前距。以上四點綜合考慮，為提高斜井段施工效率打基礎。

按規定測斜，鉆達造斜點精確計算，進行待鉆井眼剖面二次設計。三、井眼軌跡控制基本要求（一）直井段控制防斜打直—井斜不超標三、井眼軌跡控制基本要求（一）直井段控斜井段軌跡控制形象地稱為“著陸控制”，其技術要點可以概括為口訣：略高勿低先高后低寸高必爭早扭方位穩斜探頂動態監控矢量進靶（二）斜井段軌跡控制斜井段軌跡控制形象地稱為“著陸控制”，其技術要點可以概括為口2.先高后低:

在著陸控制中，實鉆造斜率若高于井身設計造斜率，總有辦法把它降下來，但是，若實鉆造斜率低于井身設計造斜率，則不敢保證一定可以把下一段造斜率增上去。1.略高勿低:“略高勿低”集中體現了選擇工具造斜率的指導思想，即為了保證使實鉆造斜率不低于井身設計造斜率，為了防止因各種因素造成工具實鉆造斜率低于其理論預測值，要按比理論值高10％～20％來選擇或設計工具。2.先高后低:在著陸控制中，實鉆造斜率若高于井身設計造斜率3.寸高必爭：是水平著陸控制中必須確立的觀念，它集中體現了著陸控制過程的特點。從某種意義上說，著陸控制就是對“高度”（垂深）和“角度”（井斜）的匹配關系控制，而“高度”往往對“角度”有著某種誤差放大作用，尤其是著陸控制后期以及前期。通過實例可以加深這方面的定量認識。例如：設井身設計造斜率K=8°/30m，著陸垂增ΔH=214.875m；若分別以K1=6°/30m、K2=12°/30m，假想鉆進30m，相應的井斜角和垂增則分別為α1=6°，ΔH1=29.9471和α2=12°，ΔH2=29.7832，可見二者的垂增相差甚微；但如果按K1、K2分別繼續鉆進直至著陸，前者垂增ΔH1=286.5m，將比設計值ΔH=214.875滯后71.625m進靶著陸；但后者垂增ΔH2=143.25m，將提前71.625m進靶著陸。3.寸高必爭：是水平著陸控制中必須確立的觀念，它集中體現了4．早扭方位：在著陸控制中，方位控制也很重要，否則很難使鉆頭進入靶窗。“早扭方位”應作為著陸控制的一項原則，而且在鉆井過程中，通過調整動力鉆具的工具面角加強對方位的動態監控。5．穩斜探頂：“穩斜探頂”是“應變法”控制方案的核心內容。在中、長半徑水平井中，采用“穩斜探頂”的總控方案設計，是克服地質不確定度的有效方法，它保證可以準確地探知油層頂部位置，并保證進靶鉆進是按預定的技術方案進行，提高了控制的成功率。4．早扭方位：在著陸控制中，方位控制也很重要，否則很難使鉆頭在軌道著陸控制段控制時，先以造斜率K1從當前井底位置C點開始增斜至E點，即從井斜角αc增至αe進入應變段，之后一直穩斜，配合地質隨鉆參數顯示，直到探到油頂位置。確定出確切的油層中部深度之后，再以設計的造斜率K2增斜著陸進靶，該設計方法中，有3個參數要確定，即穩斜井斜角、穩斜段長度和第一增斜段的增斜率K1K1K2FEC△SLh△HKH蘇義腦提出：應變法指在著陸控制中，為適應實鉆過程可能出現的各種誤差而在兩個增斜段中間設置一穩斜段的方法，以適應目標層深度和工具造斜率偏差。以不變應萬變的方法。在軌道著陸控制段控制時，先以造斜率K1從當前井底位置C點開始6．動態監控：用水平井軌道預測控制軟件，根據實際造斜率校正待鉆井眼設計，確保始終處于可控范圍。常用計算：確定待鉆井眼的造斜率：待鉆井段在窗口A處的井斜、方位、垂深為。αm、Φn、Hm，鉆頭位置的垂深為H。核算工具造斜率：6．動態監控：用水平井軌道預測控制軟件，根據實際造斜率校正鉆具穩平上下調整多開轉盤注意短起動態監控留有余地少扭方位水平控制技術要點（三）水平控制技術鉆具穩平水平控制技術要點（三）水平控制技術1.鉆具穩平

“鉆具穩平”的含意是從鉆具組合設計和選型方面來提高和加強穩斜能力。這是水平控制的基礎。具有較高穩平能力的鉆具組合可以在很大程度上減少軌道調整的工作量。通過螺桿穩定器、上穩定器尺寸及其間距調節，總結最佳穩斜鉆具組合。蘇里格水平井：Ф152.4BIT+7LZ127×6.31+Ф146扶正器+Ф120回壓凡爾+Ф120MWD接頭+Ф120無磁DC×1根+油井水平井：Ф215.9PDC(0.3)+φ172*1LZ*8.15＋Φ212扶正器*0.85+461*460（回壓閥）*0.37+431*460*0.5+無線MWD接頭(0.89)+Ф165NDC1.鉆具穩平2.上下調整

“上下調整”體現了水平控制的主要技術特征。在水平段中，方位調整相對很少，控制主要表現為對鉆頭的鉛垂位置和井斜角（增降）的上下調整。在水平控制中，要求鉆具組合有一定的糾斜能力，最常用的鉆具組合是帶有小彎角（一般彎角＜1.25°）的單彎動力鉆具導向鉆具組合。2.上下調整3.多開轉盤開轉盤復合鉆進減少摩阻，易加鉆壓；破壞巖屑床，清潔井眼；提高機械鉆速；提高井眼質量；可增加水平段的鉆進長度。因此，在水平段鉆進中應盡量多地采用導向鉆進狀態方式，即應多開轉盤，復合進尺應不小于水平段總進尺的75％，但轉盤轉速應不大于60rpm。3.多開轉盤4.注意短起為保證井壁質量，減少摩阻和避免發生井下復雜情況，在水平段中每鉆進一段距離（尤其是對滑動調整井段），應進行一次短程起下鉆。

5.動態監控水平控制的動態監控和著陸控制一樣重要，內容也基本相同。4.注意短起6.留有余地對水平段的控制強調“留有余地”，就是分析計算滯后現象帶來的增量，保證在轉折點（極限位置）也不出靶，以留出足夠的進尺來確定調整時機，實施調控。又如圖中增斜過程，在D3點就開始考慮進行降斜，直至達到新的轉折點D4后或后續某點D5，即采取復合穩斜鉆進。6.留有余地三、長慶氣井水平井軌跡控制技術一：靶前距350米斜井段軌跡設計目標：因靶前距較短，建議直井段有可能的話盡量走一些負位移，增加斜井段靶前距，減小斜井段需要的增斜狗腿度，消除偏移距。鉆具結構：第一趟鉆：Φ215.9mmPDC+1.5°單彎+MWD接頭+Φ165mm無磁鉆鋌+轉換接頭+Φ127mm加重鉆桿×9根+Φ127mm鉆桿30根+Φ127mm加重鉆桿×36根三、長慶氣井水平井軌跡控制技術第二趟鉆：Φ215.9mmPDC+1.25°單彎+回壓閥+MWD接頭+Φ165mm無磁鉆鋌+轉換接頭+Φ127mm加重鉆桿×9根+Φ127mm鉆桿45根+Φ127mm加重鉆桿×36根軌跡控制：前期井斜30度以前控制增斜率稍大一點，5.4°/30米左右，后期增斜率4.2°/30米左右。盡可能少在井斜30度-60度之間。控制盡可能的少滑動。以減少滑動托壓井段。控制井斜適當超前一點，為后期留有余地。第二趟鉆：Φ215.9mmPDC+1.25°單彎+回壓閥+M二：靶前距450米鉆具結構：第一趟鉆：Φ215.9mmPDC+1.5°單彎+MWD接頭+Φ165mm無磁鉆鋌+轉換接頭+Φ127mm加重鉆桿×9根+Φ127mm鉆桿30根+Φ127mm加重鉆桿×36根第二趟鉆：Φ215.9mmPDC+1.25°單彎+回壓閥+MWD接頭+Φ165mm無磁鉆鋌+轉換接頭+Φ127mm加重鉆桿×9根+Φ127mm鉆桿45根+Φ127mm加重鉆桿×36根軌跡控制：前期井斜30度以前控制增斜率稍大一點，5.4°/30米左右，后期增斜率3.6°/30米左右。中期基本增斜率設計在2.1-2.4度之間。控制盡可能的少滑動。以減少滑動托壓井段。二：靶前距450米水平段：注重精確預算，掌握地層增斜規律，及時微調，提高復合鉆進比例至85%以上。重點選擇適當的時機調整井斜，一般軌跡控制在在縱向上偏0.4米左右，井斜控制在89-91°左右較為理想。當預算井底井斜增至91°時，滑動降斜5-6m，可將井斜降到89-89.5°，復合鉆進100m左右井斜回到91°。水平段：注重精確預算，掌握地層增斜規律，及時微調，提高復合鉆四、提高固井注水泥質量措施使用扶正器使套管居中；在保證不壓裂地層的條件下，使用大排量紊流注水泥；注水泥過程中，盡量采用上下提放套管；從循環泥漿轉換到注水泥漿，最好不要停泵，盡量減少井內泥漿的靜止時間（觸變性問題）；使用長段隔離液充分清除泥漿；注水泥前至少循環三周，充分洗凈井眼；使用零自由水的水泥漿。四、提高固井注水泥質量措施一、國內外水平井技術概況二、水平井鉆井基礎知識三、水平井鉆井關鍵技術四、水平井鉆井事故預防內容綱要一、國內外水平井技術概況內容綱要1.易塌層防塌措施盒八氣層蓋子垮塌。設計相應的軌跡剖面，使鉆進過程中盡量增加復合比例，降低該井段曲率，快速鉆穿該層，減少該層的侵泡時間，預防該層垮塌。水平段泥巖防塌。跟蹤伽馬值，鉆進時發現伽馬值上升至100，或者有向泥巖變化的趨勢時，應進行循環加重。鉆遇泥巖后起鉆，應盡量減少空井侵泡時間。1.易塌層防塌措施2.提高攜巖效率。大斜度段依靠大排量攜巖，返速應大于1.2m/S；定期用“清掃液”清掃井眼,保證井眼清潔，減小巖屑床的形成的機率；大斜度和水平井段應及時進行短程起下鉆，以破壞形成的巖屑床；鉆井液中保持一定含量的稀釋劑，確保鉆井液具有良好的流動性，防止在大井斜段形成巖屑床。2.提高攜巖效率。3.固相控制鉆井液量必須足夠，確保地面沉降凈化。提高固控設備利用率，振動篩、除砂除泥器達到100%，根據比重上升情況及時開啟離心機。3.固相控制4.嚴防粘吸卡鉆大斜度鉆進必須降低鉆井液失水，提高泥餅質量；滑動鉆進前必須確保井眼凈化良好暢通，若擺工具面困難，說明井眼不暢，應采取復合劃眼等措施處理，不得勉強滑動；滑動過程根據鉆壓、工具面變化情況，及時上提活動鉆具；大斜度段下套管采取下一根罐一根的灌漿措施，防止一次長時間罐漿造成粘套管，防止欠灌漿過多，損壞浮箍浮鞋。4.嚴防粘吸卡鉆5.加強鉆具事故預防入井接頭一口井一更換。進一步簡化下部鉆具結構，盡量減少無磁鉆鋌以下的接頭數量，減少薄弱點。盡量選用外徑與上下鉆具外徑一致的配合接頭，防止內外螺紋彎曲疲勞強度比過小，造成彎曲失效。內徑可打撈無線。根據鉆鋌、穩定器、配合接頭和厚壁鉆桿的使用記錄，按時通知管具公司回收。及時探傷。嚴格落實鉆臺坐崗記錄，隨時掌握泵壓、鉆時及扭矩等參數的變化情況，預防掉牙輪、斷螺桿。5.加強鉆具事故預防6.加強無線儀器使用維護，提高下鉆質量檢查儀器，認真校驗，及時換易損件盡量選用外徑與上下鉆具外徑一致的配合接頭，內徑可打撈無線。在下鉆控制速度。按回壓閥下鉆，10-12柱循環一次。觀察，記錄循環泵壓，鉆進加壓泵壓。6.加強無線儀器使用維護，提高下鉆質量7.嚴防下套管遇阻軌跡控制光滑。樹立軌跡控制系統化，綜合考慮，確保軌跡平緩，避免狗腿過大造成后續施工困難。合理通井。下套管前必須用牙輪鉆頭通井，通井時分段循環，開泵時注意先轉動轉盤，破壞鉆井液結構后再開泵，防止憋漏地層。加入固體潤滑劑。通井能夠順利到底，加入0.5%BLC-1和0.5%石墨，增加鉆井液的潤滑性能，循環2周起鉆下套管。7.嚴防下套管遇阻8.重視水平井電測事故預防檢查鉆具,保證鉆具水眼大于90mm,保證測井儀器能在鉆具內通過。電測前要提前對最大井眼曲率、易坍層位置及正常摩阻等井眼狀況向測井人員交底；鉆桿送測過程技術員要觀察記錄下放摩阻，及時與測井人員溝通，下放遇阻不得超過正常摩阻，遇阻后應及時上提再緩慢試放。8.重視水平井電測事故預防謝謝大家！謝謝大家！一、國內外水平井技術概況二、相關基礎知識三、水平井鉆井關鍵技術四、水平井鉆井事故預防內容綱要一、國內外水平井技術概況內容綱要一、國內外水平井技術概況二、水平井鉆井基礎知識三、水平井鉆井關鍵技術四、水平井鉆井事故預防內容綱要一、國內外水平井技術概況內容綱要拓寬視野；重溫基礎；認識盲點；啟發思考；提升實踐。本次培訓目的：拓寬視野；本次培訓目的：開發薄油層或低滲透油藏，可提高單井產量開發以垂直裂縫為主的油藏開發底水或氣頂活躍的油藏。水平井可以延緩水錐、氣錐的推進速度，延長油井壽命，提高采收率；開發常規稠油油藏。水平井可以增加稠油油藏的產液量，從而保持井筒及井口油流溫度，有利于稠油開采；水平井勘探。用一口水平井可鉆穿多層陡峭的產層，相當于多口直井的勘探效果。開采剩余油。老井返青，死井復活。美國人70年代預言，美國石油將在2000年枯竭。水平井技術出現后，認為該時間至少可以推遲100年。平注平采。利于水線的均勻推進，利于提高采收率。致密油氣體積壓裂改造。陽平1、2。保護環境。一口水平井替代多口直井，減少鉆井過程中的排污量。（一）水平井開發油氣田優勢開發薄油層或低滲透油藏，可提高單井產量（一）水平井開發油氣田國外：最井斜最大的井美國曾在北海鉆成一口垂深為6710米，水平位移達8714米，在水平段內鉆進一段距離之后，又繼續增斜至130度的最大井斜角，共探明5個目標層，表明具有很高的鉆井技術水平。最深的水平井意大利米蘭所鉆的井深6330米，垂深5994米。最淺的水平井加拿大的一口井，井深597米，垂深162米。最大水平位移的井美國完成的M16LPZ井水平位移10728米。英國BP公司M14井，井深9557m，水平位移8938m，鉆井周期81.7d,是目前同類水平井速度最快的一口。（二）國內外水平井鉆井高水平指標國外：（二）國內外水平井鉆井高水平指標國內：垂深最深水平井：DH-P1超深水平井垂深5782.29米,水平段長500.46米。最大水平位移：南海西江A14井的水平位移8060.7米。三維繞障在水平段方位變化最大72°最薄油藏水平段油層厚度0.76m；側鉆水平井最小井眼尺寸104.8mm；最大曲率1.8/m遼河靜52一H1Z主井眼長1000米，共20個分支，每個分支長180米，目的層段進尺4600米。是中國石油水平段最長、分支最多的水平井最長水平段渤海鉆探完成的蘇76-1-20H井2856米水平段最淺水平井，新疆油田HQHW001超淺層稠油水平井，垂深108.93m，井深492.15m。國內：先后鉆成各種類型的水平井常規水平井；階梯水平井；三維水平井；分支水平井；魚翅水平井；側鉆水平井；連通水平井；撬型水平井先后鉆成各種類型的水平井長慶鉆井:1993年第一口水平井塞平1井實施以來，累計完成338口水平井，其中油井222口，氣井116口。年度完井機械鉆速鉆機月速鉆井周期建井周期平均井深水平段2011577.53191557.7373.93464110732010386.80178866.5583.6445029782009104.96134699.88123.874483786200843.62946161.57192.004507994200733.41903112.71130.993785

200623.46781157.60175.714185934200224.12735159.71178.134267836油井水平井年度完井機械鉆速鉆機月速鉆井周期建井周期平均井深水平段199314.11483761051658136199515.26115835.3846.711726301199667.58168628.7236.531941323200118.61181127.9242.792415350200416.74156028.8847.252353303200547.45181026.9942.12242042620061911.53239224.2235.09241735420072918.58281115.4628.07224431520083515.13254919.9329.79227726420091615.31247927.2436.98276145120103215.06290621.3830.36261249220117715.06296420.8128.012645552氣井水平井長慶鉆井:1993年第一口水平井塞平1井實施以來，累計完成31995年，完成陸上第一口水平井組塞平24—24井組（三口水平井塞平3、塞平4、塞平5，一口直井塞26—27；2002年完成的蘇平1、蘇平2兩口階梯形水平井，達到國內先進水平。2006年完成杏平1井，7個魚骨狀水平分支，累計鉆井總進尺5068m，主水平段長1206m，目的油層內水平鉆進總進尺3503m；2011年50672鉆井隊蘇5-3-16H1井以2606米、3162.83米、6329米創長慶鉆井最長水平段、最長水平位移、最深井三項紀錄；2011年4005鉆井隊以9.75天鉆井周期完成了丹平6井，井深1910米，水平段600米。2011年完成分層合采、同層合采兩口雙分支水平井，2012年50673隊以25.6天鉆井周期完成了蘇井，井深米，水平段1000米。1995年，完成陸上第一口水平井組塞平24—24井組（三口水一、國內外水平井技術概況二、水平井鉆井基礎知識三、水平井鉆井關鍵技術四、水平井鉆井事故預防內容綱要一、國內外水平井技術概況內容綱要長半徑水平井（小曲率）：其造斜井段的設計造斜率6°/30m，曲率半徑大于286.5米。中半徑水平井（中曲率）：其造斜井段的設計造斜率6～20°/30m，曲率半徑286.5～

86米。短半徑水平井（大曲率）：其造斜井段的設計造斜率3～

10°/m，曲率半徑19.1～

5.73m。(一)水平井分類水平井：井斜角≥86°并在目的層中維持一定長度水平段的定向井。目前，形成3種基本類型：長半徑水平井（小曲率）：其造斜井段的設計造斜率6°/30m，類型優點缺點長半徑穿透油層段長(大于1000米）；使用標準的鉆具及套管；使用常規鉆井設備；狗腿嚴重度較小；可使用選擇性完井方法；可用各種人工舉升采油工藝；測井及取心方便；井眼及工具尺寸不受限制。井眼軌道控制段最長；全井斜深增加；鉆井費用增加；不適用于薄油層及淺油層；鉆桿扭矩較大；套管用量最大。類型優點缺點長穿透油層段長(大于1000米）；井眼軌道控制段類型優點缺點中半徑進入油層前的無效井段較短；使用的井下工具接近于常規工具；造斜段多用井下動力鉆具及導向系統；鉆井可控性好；離構造控制點較近；可用常規的套管及完井方法；井下扭矩及阻力較小；較高及較穩定的造斜率；井眼控制井段較短；穿透油層段長（可達1000）；井眼尺寸不受限制；可以測井及取心；可實現選擇性完井方法。中半徑水平井鉆井技術發展迅速，數量增加幅度遠大于長、短半徑水平井。類型優點缺點中進入油層前的無效井段較短；中半徑水平井鉆井技術類型優點缺點短半徑井眼曲線段最短；容易側鉆；中靶準確度相對較高；從一口直井中可以鉆多口水平分支井；造斜點與油層距離最小；可用于淺油層；全井斜深最小；不受地表條件的影響。非常規的井下工具；非常規的完井方法；穿透油層段短；井眼尺寸受到限制；起下鉆次數較多；要求使用頂部驅動系統或動力水龍頭；井眼方位控制受到限制。類型優點缺點短井眼曲線段最短；非常規的井下工具；（二）基本概念1.磁偏角。就是地球南北極連線與地磁南北極連線交叉構成的夾角。真方位與磁方位的換算：“東加西減”2.子午線收斂角。是地球橢球體面上一點的真子午線與位于此點所在的投影帶的中央子午線之間的夾角。“東加西減”。大位移井要考慮。中國地磁偏角等值線圖（二）基本概念1.磁偏角。就是地球南北極連線與地磁南北極連3.井眼高邊：在斜井段用一個垂直于井眼軸線的平面于井眼相交，由于井眼是傾斜的，故井眼在該平面上有一個最高點，最高點與井眼圓心所形成的直線即為井眼的高邊。4.工具面：造斜工具彎曲方向的平面。5.磁性工具面角：造斜工具彎曲平面與正北方位所在平面的夾角。6.高邊工具面角：造斜工具彎曲方向的平面與井斜方位角所在平面的夾角。一般井斜≥6°讀取高邊工具面,R或Lx°7.裝置角：造斜工具彎曲方向平面與原井斜方向所在平面的夾角。3.井眼高邊：在斜井段用一個垂直于井眼軸線的平面于井眼相交，（二）基本概念7.儲層頂部：水平井段控制油層的頂部8.儲層底部：水平井段控制油層的底部設計入口角度：進入儲層頂部的井斜角度著陸點：井眼軌跡中井斜角達到90°的點入口窗口高度：入靶點垂直方向上下誤差之和入口窗口寬度：入靶點水平方向左右誤差之和倒裝鉆具組合：在鉆大斜度井段和水平段時，為了加壓，將部分重量較輕的鉆具放至鉆具組合下部，把鉆鋌、加重鉆桿等較重的鉆具放至直井段或較小井斜的井段。（二）基本概念7.儲層頂部：水平井段控制油層的頂部水平井中靶控制質量計算與評價：井身軌跡質量值的計算方法按SY/T5435-2003第8章規定，計算結果保留兩位小數；水平井偏移距不大于表中規定；斜井段井眼曲率滿足下管柱強度要求；其它特殊要求應在設計中提出。測量數據要求：軌跡測量MWD測斜儀測得的為準；井斜角、方位角單位保留兩位小數；軌跡測量間距不大于30m，短曲率半徑水平井斜井段測量間距不大于2m。水平段長m縱偏移m橫偏移m0-500210500-1000215大于100020水平井靶區偏移限定值（三）井身軌跡控制質量要求（SY/T5955-2004）水平井中靶控制質量計算與評價：測量數據要求：水平段長m縱偏移鉆井過程中測量的特點1．鉆井過程中的測量是間接測量，根據測量儀器的數據記錄和傳輸方式的不同，鉆井測量分為實時測量和事后測量。2．測量儀器的尺寸受到井眼和鉆井工具的限制，特別是下井儀器的徑向尺寸必須能夠下入套管和鉆具內，而且不會因儀器的下入而影響泥漿的流動或產生過大的泥漿壓降。3．下井儀器受到地層和泥漿的高壓，儀器的保護筒和密封件必須能夠承受高壓，而且還應具備一定的安全系數。4．要求下井儀器具有良好的抗高溫性能，一般稱耐溫125℃以下的儀器為常溫或常規儀器，稱耐溫182℃以下的儀器為高溫儀器。5．儀器在使用過程中要承受沖擊、鉆具轉動、振動等。（四）測量儀器鉆井過程中測量的特點（四）測量儀器1.無線隨鉆MWD。

YST-48RMWD：一種正脈沖無線隨鉆測斜儀,整套系統包括井下設備和地面設備兩大部份。井下設備主要由定向探管、脈沖發生器、伽馬探管以及電池筒組成,完成測量和傳輸參數的功能。地面設備主要由專用數據處理儀、遠程數據處理器、壓力傳感器以及計算機組成,完成井下數據的接收、處理、顯示等功能。1.無線隨鉆MWD。無線隨鉆MWD測量原理：

儀器工作時，由探管測得三個相互垂直方向的重力分量和地球磁場強度，經A/D轉換和格式編排后，信號傳至MWD控制器，控制器根據信號的不同，有規律地控制脈沖發生器動作，使鉆柱內的泥漿壓力發生相應地變化，立管處的壓力傳感器探知這些壓力變化從而獲取原始信號的值，再由控制箱負責信號的接收和解碼，并傳至計算機進行隨鉆參數的計算，最后以數字光標形式顯示在司鉆閱讀器和計算機上。MWD脈沖發生器工作原理示意圖無線隨鉆MWD測量原理：MWD脈沖發生器工作原理示意圖YST-48R可以選配兩種定向探管，一種選用了磁液懸浮加速度計，另一種選用了石英加速度計。井斜：±0.2°（磁懸浮），±0.1°（石英）方位：±1.5°（磁懸浮），±1.0°（石英）工具面：±1.5°（磁懸浮），±1.0°（石英）正常Gt=1±1%，Bt=1±10%，如不準，數據不可信。可能原因：探管壞、地磁異常、無磁鉆鋌磁化。方位90、270的水平井要用雙無磁，以避免軸向鉆具干擾。YST-48R可以選配兩種定向探管，一種選用了磁液懸浮加速度電池工作時間150小時（無伽瑪，常溫105℃）

120小時（有伽瑪，常溫105℃）

220小時（無伽瑪，高溫電池150℃）

180小時（有伽瑪，高溫電池150℃）

電池工作時間2.FEWD。實現地質導向鉆井可以控制鉆頭始終在產層中鉆進。隨鉆地質參數：雙向自然咖瑪、電阻率（4種探測深度）、補償中子孔隙度、巖石密度定向工程參數：井斜角、方位角、磁性工具面、高邊工具面角井下儀器工況診斷：震動傳感器、溫度傳感器

磁參數：地磁場強度，地磁傾角2.FEWD。實現地質導向鉆井可以控制鉆頭始終在產層中鉆進。（1）電阻率(EWR)地質導向：油氣邊界和目的層著陸預測：電阻率可提前探測到儲層的邊界，根據鉆具與儲層的夾角，可計算出鉆頭與儲層的邊界距離。儲層鉆穿預測與預防：按照地層上傾、下傾兩種情況，預測以某一角度鉆穿水平段需要多少米，然后根據儀器的電阻率探測深度提前進行調整，防止鉆穿水平段。（1）電阻率(EWR)地質導向：（2）自然伽瑪(DGR)地質導向：利用方位伽瑪判斷水平段上下巖性：隨鉆方位伽瑪使伽瑪具有很強的方向特性,兩個相對的伽瑪室獨立地測量井眼高、低邊，判定鉆頭是否鉆離產層的上下邊界。利用上、下伽瑪計算水平段上下傾角：在水平段鉆進中，可利用方位上、下伽瑪測量值的變化來計算視地層傾角公式，從而有助于判斷儲層走向趨勢。（2）自然伽瑪(DGR)地質導向：3．陀螺測斜儀測量原理

陀螺探管依靠陀螺轉子高速轉動（36000轉/分鐘），不管儀器殼體如何轉動或傾斜，裝有陀螺本體的外框架仍在慣性空間保持方位穩定，測量電路以這種恒定的水平軸轉子方向為基準，結合重力加速度計給出的信息，來確定井眼井斜角、井斜方位角和陀螺工具面角。陀螺測斜儀的特點根據陀螺測斜儀的原理及數學模式，陀螺測斜儀有以下特點：⑴不受磁性環境干擾，可以準確測量出每一點的井斜和方位；⑵根據陀螺工具面角，可以實現套管內斜向器定向；⑶可以完成磁性環境條件下的裸眼繞障單點定向3．陀螺測斜儀1.井下動力鉆具。螺桿鉆具和渦輪鉆具，螺桿鉆具選型要根據圖所示的思路和方法，具體確定螺桿鉆具的結構與工作參數。（五）專用井下工具井眼尺寸鉆井排量井底溫度鉆頭轉速破巖力矩水眼壓降造斜率鉆井液類型公稱尺寸轉子類型（常規/中空）定子類型（常規/高溫）馬達類型（頭數）傳動軸類型結構形式彎角形式（單彎/雙彎，同向/反向）彎角規格、是否要穩定器/墊片。螺桿鉆具選型思路1.井下動力鉆具。螺桿鉆具和渦輪鉆具，螺桿鉆具選型要根據圖所2.鉆具穩定器。為了滿足水平井鉆井過程中增斜，穩斜或降斜等的需要，設計了短螺旋穩定器、球形穩定器，錐形穩定器、偏心穩定器和動力鉆具穩定器。3.抗壓縮鉆桿：在中曲率水平井的造斜段，由于井眼曲率較大，在鉆柱的承壓部分要用特種鉆桿。4.柔性短節。提高下部鉆具增斜率。從哈里伯頓了解到，柔性短節調整位置是鉆頭到扶正器18米。長北幾口井整個斜井段的滑動鉆進比例降到了10-13%。2.鉆具穩定器。為了滿足水平井鉆井過程中增斜，穩斜或降斜等的5.水力振蕩蕩器:

由水力振蕩器和水力振振蕩短節組成。它可使鄰近近鉆具組組合產生小幅度的的軸向振動，有效改善鉆壓向鉆頭傳遞，另外將鉆具與井壁的靜摩擦變為動摩擦，減小摩阻，消除在定向鉆進中的托壓現象。水水力振蕩器器的縱向向振動之特性，可使定向滑動機械鉆鉆速更快，使大位位移井水平位移延伸更遠。水力振蕩器距距離鉆頭100-200ｍ5.水力振蕩蕩器:由水力振蕩器和水力振振蕩短節組成。它可使水平井井身軌跡技術課件一、國內外水平井技術概況二、相關基礎知識三、水平井鉆井關鍵技術四、水平井鉆井事故預防內容綱要一、國內外水平井技術概況內容綱要一、水平井的主要技術難點1.井眼軌跡控制要求高、難度大。要求高：水平井的目標區是一個扁平的立方體，如圖所示，不僅要求井眼準確進入窗口，而且要求井眼的方位與靶區軸線一致，俗稱“矢量中靶”。難度大：軌跡控制過程中存在“兩個不確定性因素”。一是目標垂深的不確定性，即對目標層垂深的預測有一定的誤差；二是造斜工具的造斜率的不確定性。這兩個不確定性的存在，對水平井來說，則可能導致脫靶。一、水平井的主要技術難點1.井眼軌跡控制要求高、難度大。難度2.管柱受力復雜由于井眼的井斜角大，井眼曲率大，管柱受到摩阻大，致使起下鉆、下套管及鉆頭加壓困難。在大斜度和水平井段需要使用“倒裝鉆具”，下部的鉆桿將受軸向壓力，壓力過失穩彎曲，彎曲之后將摩阻更大。摩阻力、扭矩和彎曲應力將顯著地增大，使鉆柱的受力分析、強度設計和強度校核更為復雜。由于彎曲應力很大，旋轉條件下應力交變，加劇鉆柱疲勞破壞。這就要求精心設計鉆柱，嚴格按規定使用鉆柱。2.管柱受力復雜限制水平段長度的因素：水平段太長，下鉆摩阻大，滑動鉆進加不上鉆壓；摩阻增大，受壓鉆柱發生屈曲失穩，更增大摩阻；摩阻增大，在某種工況下，鉆柱受力可能超過鉆柱的強度極限，導致鉆柱破壞；水平段過長，下鉆或開泵波動壓力過大，可能壓漏地層；水平段過長，起鉆的抽吸可能導致井壁坍塌。限制水平段長度的因素：3.攜帶巖屑困難：由于井眼傾斜，巖屑在上返過程中將沉向井壁的下側，堆積起來，形成“巖屑床”。特別是在井斜角45°～60°的井段，已形成的“巖屑床”會沿井壁下側向下滑動，形成嚴重的堆積，從而堵塞井眼。這就要求精心設計泥漿參數和水力參數。第三洗井區：井斜角550～900(60～900)第一洗井區：井斜角00～450(0～300)第二洗井區：井斜角450～550(30～600)3.攜帶巖屑困難：由于井眼傾斜，巖屑在上返過程中將沉向井壁的影響攜巖效果的因素：井斜角的影響：由于井斜角的影響，形成了三個洗井區。最復雜的是第二洗井區。順利鉆過第二和第三洗井區的關鍵在于大排量。鉆柱偏心的影響：在大斜度和水平井中，鉆柱總是偏向井壁下側，鉆井液流動主要在上側方向的環空中，所以偏心不利于清除巖屑床。鉆柱旋轉的影響：鉆柱旋轉有利于攪動巖屑床，所以是有利于攜巖的。鉆柱尺寸的影響：鉆柱尺寸大，環空間隙小，相同排量條件下返速高，有利于攜巖。影響攜巖效果的因素：4.泥漿密度窗口小，易出現井漏、井塌地層的破裂壓力和坍塌壓力隨井斜角和井斜方位角而變化。在原地應力的三個主應力中，垂直主應力不是中間主應力的情況下，隨著井斜角的增大，地層破裂壓力將減小，坍塌壓力將增大，所以泥漿密度選擇范圍變小，容易井漏和井塌。在水平井段，地層破裂壓力不變，而隨著水平井段長度的增長，井內泥漿液柱的激動壓力和抽吸壓力將增大，也將導致井漏和井塌。這就要求精心設計井身結構和泥漿參數，并減小起下管柱的壓力波動。4.泥漿密度窗口小，易出現井漏、井塌5.對泥漿要求更高：滑動井段長，滑動有托壓情況，大井斜、水平段泥巖、油頁巖容易坍塌，對泥漿的要求高。6.保證固井質量難度大：順利將套管安全下入問題；套管在井內的居中及頂替效率問題；7.電測作業困難：鉆具送測，受表套限制，測井趟數多。油井水平井表層200米左右，完鉆電測鉆桿送測旁通接頭置于套管角，每次測井段長為表套長。如慶平44井完鉆測井達到7趟。目前的無線電測儀器適用，但數量少，不能滿足。5.對泥漿要求更高：滑動井段長，滑動有托壓情況，大井斜、水平二、井身剖面設計

水平井井身剖面設計是水平井施工的首要環節，其剖面優化能有效降低鉆進過程的摩阻扭矩、降低施工難度、提高鉆井速度和提高中靶精度。常規水平井首選中曲率半徑剖面（6-30°/30m），斜井段總進尺及定向控制段較長半徑水平井少、施工難度比短半徑小。二、井身剖面設計水平井井身剖面設計是水平井施工二、井身剖面設計長慶油田水平井設計難點：受井口位置、地質目標的限制，靶前距可調余地小，井口偏移距大。并且偏移距越來越大。油層位置預測客觀上可能存在不精確，中靶垂深變化大；油層在橫向上變化不一，存在上傾、下傾、先上傾后下傾等多種情況。不同區塊工具造斜能力和地層對井眼軌跡的影響不同。測量數據的相對滯后，對井眼軌跡的預測和調整帶來困難。老區布井防碰繞障問題突出。直井段、斜井段與同井組、不同井組鄰井防碰；水平段與鄰井組考慮防碰。二、井身剖面設計長慶油田水平井設計難點：二、井身剖面設計剖面設計的原則：要滿足地質要求，盡可能多的鉆遇油氣層；應保證鉆進和起下鉆摩阻扭矩盡可能小；有利于現場實際軌跡控制；能保證套管安全順利下入；能克服油層深度預測和工具造斜率的不確定問題等。二、井身剖面設計剖面設計的原則：二、井身剖面設計剖面形狀來分，水平井又分單增、雙增、變曲率和三維等多種類型。二、井身剖面設計剖面形狀來分，水平井又分單增、雙增、變曲率和

目前長慶油田油井水平井設計中曲率半徑，（靶前距300米以內）工程設計中一般設計為雙增剖面，為了應對探頂找油，施工時進行剖面二次設計為三增剖面，即直-增-穩-增-穩（探油頂）-增（著陸）-水平段剖面。三增剖面優點：第一穩斜段可解決上直段和第一造斜后實際井眼軌跡與設計軌跡及井斜偏差的問題；第二穩斜段，及探油頂段可克服地質不確定因素，提高中靶成功率。為實鉆井眼軌跡根據實際鉆探情況進行修正和控制留有余地。目前長慶油田油井水平井設計中曲率半徑，（靶前距300二、井身剖面設計剖面及設計參數的選擇：靶前位移小于400米，選用中曲率剖面,第一、二增斜段為6-12°/30m，考慮所設計套管的通過度，如N80套管最大曲率為：12.19°/30m,P110套管最大曲率16.77°/30m，第三增斜段為6-8°/30m，考慮探油頂后入窗造斜率調整的需要。靶前位移大于400米，選用長曲率+中曲率剖面結合剖面,造斜率；第一增斜段為長曲率，第二、三增斜段為中曲率，其目的是降低鉆進摩阻扭矩。第一增斜段增斜率為：2-5°/30m第二增斜段增斜率為：6-8°/30m第三增斜段增斜率為：5-6°/30m二、井身剖面設計剖面及設計參數的選擇：靶前位移大于400米，二、井身剖面設計穩斜段參數：第一穩斜段：井斜角：40-55度；穩斜段長：中曲率為30-50m、長曲率根據實際需要確定。二、井身剖面設計穩斜段參數：二、井身剖面設計第二穩斜段：即探油頂段：油層上傾方向，水平段井斜角大于90度時，探油頂段長設計距A點前20-30米，穩斜角設計為85-86度進入油層。油層下傾方向，水平段井斜角小于90度時，探油頂段長設計距A點前40-50米，穩斜角設計為81-84度進入油層。二、井身剖面設計第二穩斜段：即探油頂段：二、井身剖面設計三增剖面設計：首先設計井斜從82度（或85度）增斜至水平段所需最大井斜是垂深增量和位移增量。不同造斜率下井斜從82°增至90°設計數據。造斜率（°/30m）5678910垂深增量3.32.82.42.11.91.7位移增量47.839.934.229.926.623.9用A點垂深和位移減去垂深增量和位移增量，然后用雙增剖面設計所得點上部的井身剖面，再用單增剖面繼續設計至A和B點。二、井身剖面設計三增剖面設計：造斜率（°/30m）56789

常規的水平井都由直井段、增斜段和水平段三部分組成。由造斜點（KOP）到鉆至靶窗的增斜井段，這一控制過程稱為著陸控制；在靶體內鉆水平段這一控制過程稱為水平控制。水平井井眼軌道控制的突出特點集中體現在著陸控制和水平控制。三、井眼軌跡控制常規的水平井都由直井段、增斜段和水平段三部分組成。三、防斜打直—井斜不超標防碰繞障—主動分離，做好預防法防碰設計糾偏移距—三維控制增靶前距—反向位移，利于延長靶前距。以上四點綜合考慮，為提高斜井段施工效率打基礎。

按規定測斜，鉆達造斜點精確計算，進行待鉆井眼剖面二次設計。三、井眼軌跡控制基本要求（一）直井段控制防斜打直—井斜不超標三、井眼軌跡控制基本要求（一）直井段控斜井段軌跡控制形象地稱為“著陸