定向井钻井技术被应用到石油钻井中是在19世纪中后期，我整理了定向井钻井技术论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!
定向井钻井技术论文篇一
浅析定向井钻井轨迹控制技术
[摘 要]定向井钻井中的关键技术是井眼轨迹控制技术，本文在分析定向井井眼轨迹剖面优化设计技术的基础上，对钻井中的井眼轨迹控制技术进行了探究。
[关键词]定向井;井眼轨迹;关键技术
中图分类号：TG998 文献标识码：A 文章编号：1009-914X(2015)08-0056-01
随着我国油气资源勘探开发力度的不断加大，对于地面遮挡物无法正常钻井开采、地质情况复杂存在断层等构造遮挡和钻井发生事故需要侧钻等复杂油气藏的勘探开发日益重视，而这些油气藏一般需要采用定向井钻井技术进行开发，从而增加油气储层裸露面积、提高油气采收率、降低钻井成本。但是，定向井钻井的井眼轨迹控制难度较大，需要对井眼轨迹进行优化设计，并通过在直井段、造斜段和稳斜井段采用不同的钻井轨迹控制技术进行控制，才能有效保证定向井的井眼轨迹，而对这些技术措施进行探究，成为提高定向井钻井水平的关键。
一、科学进行定向井井眼轨迹和轨道设计
1、定向井井眼轨迹的优化设计技术
井眼轨迹的剖面设计是定向井钻井施工的基础，只有不断优化完善井眼轨迹设计，保证井眼轨迹设计的科学性、合理性，才能确保定向井钻井实现预期目标。在定向井井眼轨迹剖面优化设计中，要坚持一定的原则：要以实现定向井钻井地质目标为原则，定向井钻井的地质目标很多，包括穿越多个含油地层提高勘探开发效果、避开地层中的断层等地质构造从而实现对地下剩余油气储层的有效开采、实现油井井眼轨迹在油气储层目的层的大范围延伸以增加油气藏的裸露面积等，同时，因为钻井或油气开采中发生事故导致无法正常开采的油井，可以通过定向井实现对油气储层的侧钻来达到开采目的，存在地面障碍物无法进行正常钻井的区域也可以通过定向井来实现钻井开采的目的，为了节约钻井成本，还可以通过丛式平台定向井开发的方式来节省井场占地面积;要以高校、优质、安全钻井施工作为现场施工目的，在进行定向井井眼轨迹剖面设计时，结合所处区域的地质特征进行设计，选择在地层稳定、松软度适中的位置进行造斜，造斜点要尽量避开容易塌陷、缩径或漏失以及压力异常的地层层位进行，要将造斜段的井斜角控制在15°-45°之间，因为过大的井斜角会增加施工难度且易引发钻井事故，而过小的井斜角会造成钻井方位的不稳定性，增加调整次数，还有就是在造斜率的选择上，要综合考虑油井所处地层的地质状况和钻井工具的实际造斜能力，在满足定向井钻井目标的前提下尽量减小造斜率并缩短造斜段的长度，实现快速钻井的目的;要尽量满足后期采油和完井工艺实施的要求，在满足定向井钻井要求的前提下，尽量减小井眼的曲率，方便后期抽油杆和油层套管下井，同时减小二者之间的偏磨，方便后期改造安全采油泵等井下作业施工。
2、定向井钻井的轨道设计
根据定钻井的目的和用途不同，可以将定向井分为常规定向井、丛式井、大位移井等几种类型进行设计，常规定向井一般水平位移不超过1km、垂直深度不超过3km，丛式井可减小井场面积，大位移定向井的轨道一般采用悬链曲线轨道，在井眼轨迹上采用高稳斜角和低造斜率。我国定向井井眼剖面轨迹主要有“直―增―稳”三段制剖面、“直―增―稳―降”四段制剖面和“直―增―稳―降―直”五段制剖面三种类型，在具体设计时根据所在地层地质特征不同进行优化设计。三种井眼轨迹各有优缺点：三段制井眼轨迹造斜段短，设计和施工操作比较方便，在没有其他特殊要求时可以采用三段制轨迹剖面;四段制井眼轨迹剖面起钻操作时容易捋出键槽加大下钻的摩擦力，容易造成卡钻事故，且容易形成岩屑床，一般不会采用，只在特殊情况下使用;五段制井眼轨迹剖面在目的油气储层中处于垂直状态，有利于采油泵安全下入，且便于后期采油工艺的实现。
二、三段制定向井轨迹剖面钻井控制技术
基于三种不同类型轨迹剖面的优缺点，在现实中多应用三段制和五段制井眼轨迹剖面进行定向井钻井设计，而三段制井眼轨迹剖面最为常用，下面就对三段制定向井井眼轨迹钻井控制技术进行研究。
1、直井段的井眼轨迹控制技术
直井段的井眼轨迹控制技术主要是防斜打直，这是定向井轨迹控制的基础，因为地质、工程因素和井眼扩大等原因，直井段钻井中会发生井斜，地质因素无法控制，可通过在施工和井眼扩大两方面采取技术措施进行直井段钻井的轨迹控制，关键要选择满眼钻具和钟摆钻具组合进行直井段钻井，前者可以在钻井中防止倾斜，将扶正器与井壁尽量靠近，就可以有效防止井斜问题出现;钟摆钻具的工作原理是超过一定角度后会产生回复力，具有纠正井斜问题的作用，但要保证钻压适量，因为钻压过大会使钟摆力减小而增斜力增大，妨碍纠斜效果。
2、造斜段的井眼轨迹控制技术
在定向井钻井中，造斜段钻井是关键部位，造斜就是从设计好的造斜点开始，使钻头偏离井口铅垂线而进行倾斜钻进的过程，关键是要让钻头偏离铅垂线开始造斜钻进。要根据设计好的井眼轨迹，综合井斜角、方位偏差来计算造斜率，以此指导造斜钻井施工，通过增加钻铤等措施，调整滑动钻进和复合钻进的比例，从而使钻头按照设计的井眼轨迹进行钻进，指导造斜段完成。
3、稳斜段的井眼轨迹控制技术
造斜段完成后，需要进行稳斜段的钻井施工，在稳斜段的钻进中，要选用无线随钻测井仪器对钻头的工作进程进行动态跟踪，实时监测钻头的实际井斜角、方位角偏离情况并与设计值进行对比，确保钻头中靶。在没有无线随钻测井仪器的情况下，需要通过稳斜钻具组合进行钻井，并应用单、多点测斜仪进行定点测斜，从而保证井眼中靶，提高钻井质量。
三、结论
综上所述，定向井是开采复杂油气藏的有效手段，可以对常规油井无法开采的油气藏进行开采，但要顺利实现定向井钻井，需要根据地质特征等设计井眼轨迹剖面、选择合适的轨道类型，并对不同井段采取对应的井眼轨迹控制技术，确保按设计的井眼轨迹钻进，提高油气资源开采效果。
参考文献
[1] 王辉云.定向井录井技术难点浅析[J].科技情报开发与经济，2009(10).
[2] 鲁港，王刚，邢玉德，孙忠国，张芳芳.定向井钻井空间圆弧轨道计算的两个问题[J].石油地质与工程，2006(06).
[3] 王学俭.浅层定向井连续控制钻井技术[J].石油钻探技术，2004(05).
[4] 崔剑英，贺昌华.定向井信息查询系统的开发[J].数字化工，2005(07).
定向井钻井技术论文篇二
寿阳区块煤层气定向井钻井技术浅谈
摘要：本文介绍了寿阳煤层气的开发现状和煤层气特征，分析了定向井钻井技术在施工过程中的应用，对今后在寿阳区块内施工的定向井有一定的指导作用。
关键词：寿阳区块;定向井;造斜段;稳斜段
Abstract: This paper introduces the development status and characteristics of Shouyang coal-bed methane coal-bed gas, analyzes the application of directional drilling technology in the construction process, has the certain instruction function to the construction of directional well in Shouyang block.
Keywords: Shouyang block; directional well; oblique section; steady inclined section
中图分类号：P634.5
1.概况
寿阳区块位于山西省中部，沁水盆地的北端，沁水盆地是我国大型含煤盆地之一，蕴藏着丰富的煤层气资源，根据远东能源(百慕大)有限公司前期在沁水盆地南部施工的参数井和定向生产井所获得的相关资料，显示该区具有良好的开发前景。
1.1寿阳区块勘探开发历史和现状
1995年由联合国开发计划署(UNDP)利用全球环境基金资助、煤科总院西安分院承担的《中国煤层气资源开发》项目，《阳泉矿区煤层气资源评价》专题科研报告，对阳泉矿区(包括生产区、平昔区和寿阳区)煤层气资源开发进行了评价和研究，其中重点对寿阳区的煤层气资源开发进行了评价和研究。
中国煤田地质总局于1996～1997年在韩庄井田施工了一批煤层气勘探参数井，获得了该区有关的煤储层参数，并对HG6井的主要煤层进行了压裂改造和排采试验，取得了该井合层排采的一整套数据。中联公司1997～1998年在寿阳区块施工了4口煤层气生产井，其中1口探井，3口生产试验井，获得该区宝贵的煤储层参数和生产数据。1998年完成了四条二维地震勘探线，共计167km，获得了丰富的地质成果。2005年远东公司在该区施工了3口羽状水平井，其中2口在煤层段进尺超过3000m，3口井均在生产。
2007年远东能源(百慕大)有限公司根据取得的初步成果资料研究、分析后，认为该区15#煤层十分稳定，储层参数比较有利，是煤层气开发的有利区块，决定在寿阳县南燕竹镇共计部署一批定向井及参数井，以获取该地区15#煤层的埋深、厚度等储层参数，进一步扩大勘探范围，并逐步形成区域生产井网，争取短期内该区煤层气地面开发进入大规模商业化运营。
1.2寿阳区块地质背景
沁水盆地北端位于北东向新华夏系第三隆起太行山隆以西，汾河地堑东侧，阳曲——盂县纬向构造带南翼。总体形态呈现走向东西、向南倾斜的单斜构造。区内构造简单，地层平缓，倾角一般在10°左右。燕山运动和喜马拉雅运动期间，由于较大规模的岩浆侵入活动，大地热流背景值升高，本区石炭二叠纪煤层在原来深成变质作用的基础上，又叠加了区域岩浆热变质作用，致使煤化作用大大加深，形成了本区高变质的瘦煤、贫煤以及少量无烟煤。
本区所钻遇的地层为：第四系(Q)，三叠系下统刘家沟组(T1l)，二叠系上统石千峰组(P2sh)，二叠系上统上石盒子组(P2x)，二叠系下统下石盒子组(P1x)，二叠系下统山西组(P1s)，石炭系上统太原组(C3t)。
1.3寿阳区块煤储层特征
主要含煤地层为上石炭统太原组及下二叠统山西组，含煤10余层，其中3#、9#、15#煤为主力煤层。
3#煤层：俗称七尺煤，全区煤层厚0～3.78m，煤层较稳定，寿阳矿区西部和阳泉三矿矿区煤层较厚，其他地区煤层变薄，甚至尖灭。结构简单，有时含一层夹矸，顶底板为泥岩，砂质泥岩、粉砂岩，局部为炭质泥岩和细砂岩。
9#煤层：全区煤层厚不一，煤层较稳定。结构简单，顶底板为泥岩，砂质泥岩、粉砂岩，局部为炭质泥岩和细砂岩。
15#煤层：煤层厚0.27～6.48m，是寿阳区块内煤层气开发的主力煤层。15#煤含1～3层夹矸，结构中等，顶底板K2灰岩，底板为泥岩、砂质泥岩，局部为炭质泥岩和细砂岩。
沁水盆地北端煤储层厚度大，埋深适中;煤的热化程度较高，己进入生气高峰，煤层顶底板封闭性能好，含气量高;煤储层裂隙较发育，孔隙以小孔和微孔为主，渗透性较好;煤的吸附性能强，但含气饱和度偏低。
2.设备设备选择
2.1钻机选择
寿阳区块定向生产井井深一般在在1000m以内，水平段不超过500m，根据我井队现有设备的情况，选择了TSJ-2000、GZ-2000钻机。该钻机提升、回转能力均能满足煤层气定向生产井施工的需要。
2.2设备配置
水泵：TBW-850(直井段)、3NB-1000、F-500;排量0～42L/s，压力5～32MPa。
动力：PZ12V-190、PZ8V-190、12V135;功率120～800HP。
钻塔：27.5m/A型塔(750KN)。
钻具：Φ127mm钻杆，Φ203钻铤，Φ178钻铤+Φ159钻铤。
2.3定向钻具
Φ172(1.5°)螺杆、Φ165(1.5°)螺杆
Φ172MWD定向短节、Φ165MWD定向短节
Φ165mm、Φ159mm短钻挺
Φ214mm扶正器、Φ48MWD
Φ165mm无磁钻铤、Φ172无磁钻挺
3钻井工艺
3.1井身结构
井身结构在钻井工程中处于最基础的地位，体现了钻井的目的，也是决定该目的能否顺利实现的重要因素之一。井身结构设计以钻井目的为目标，以现实的钻井工程和地质等条件为依据，使目标和过程统一起来。
一开采用Φ311mm钻头钻至稳定基岩，且水文显示正常，下入Φ244.5mm表层套管，固井并候凝48小时。
二开采用Φ215.9mm钻头钻至完井，达到钻井目的后，下入Φ139.7mm生产套管并固井。
3.2钻头选用
二开选择造适岩的HJ537G钻头。
3.3动力钻具选择
为了适应软及中软地层，选择了中转速中扭矩马达。
3.4钻井液的选择
煤层气井施工时，煤储层保护是关键。在煤层段钻井中，主要采用清水钻进，严格控制钻井液中的固相含量、比重，井内岩粉较多时，可换用高粘无污染钻井液排出岩粉，既能保证孔内安全，又防止了储层污染。
4.定向钻具组合及钻进处理措施
定向井施工中主要分直井段、造斜段、稳斜段，要针对不同地层、不同井深、位移有效地选择好三个井段的钻具组合。实现设计的井身规迹是施工的关键。
4.1直井段钻井技术
直井段的防斜是定向井施工的重要保证，一般要求井斜100m内小于1°。直井段的钻具组合是关系到定向井下部定向造斜段的难易程度。
(1)钻具组合：一开采用塔式钻具组合：Φ311钻头+Φ203钻铤+Φ178钻铤+Φ159钻铤+Φ127钻杆。
二开：Φ215.9钻头 +Φ178钻铤+Φ159钻铤+Φ127钻杆。
(2)钻进参数： 钻压 10～80 kN排量 12 L/s 泵压 0.5～2MPa
钻井液性能： 密度 1.02～1.10g/cm3粘度 21 s
(3)见基岩时要轻压慢转，防止井斜。
(4)直井段换径时要吊打，换定向钻具前测井斜。
4.2造斜段钻井技术
造斜段下钻到底后，EMWD仪器无干扰开始定向钻进;施工采用1.5°单弯螺杆，测得实际造斜率为9°/30m，定向过程中采用滑动钻进与复合钻进交替作业，确保狗腿度满足要求。
(1)钻具组合Φ215.9钻头+Φ172(1.5°)螺杆+Φ172MWD定向短节+Φ172无磁*1根+Φ178钻铤*2根+411*4A10+Φ159钻铤*9根+Φ127钻杆
(2)钻进参数：钻压 40～80 kN排量 20～24 L/s 泵压 2～4MPa
钻井液性能：密度 1.02～1.05g/cm3粘度 16 s
(3)要调整好钻井液性能，采用三级固控设备控控制固相含量不超标。
(4)及时测量井斜、方位，发现与设计不符，应马上采取措施。
(5)做好泥浆的性能维护，提高防塌性能和携带岩屑的能力，清洁井眼。
4.3稳斜段钻井技术
稳斜段钻具组合在本区可采用以下三种方法，也可以交替作业，确保井斜方位满足要求，三班各钻井参数要保持一致辞，并保证井下安全。
(1)采用螺杆复合稳斜钻进
钻具组合：Φ215.9钻头+Φ172(1.5°)螺杆+Φ172MWD定向短节+Φ172无磁*1根+Φ178钻铤*2根+411*4A10+Φ159钻铤*9根+Φ127钻杆
钻进参数：钻压 40～80 kN排量 20～24 L/s 泵压 3～5 MPa
钻井液性能：密度 1.02～1.05g/cm3粘度 17s
(2)采用近钻头扶正器稳斜钻进。
钻具组合：Φ215.9钻头+Φ214扶正器+Φ172MWD定向短节+Φ172无磁*1根+411*4A10+Φ159钻铤*9根+Φ127钻杆
钻进参数：钻压 40～80 kN排量 20～24 L/s 泵压 2～4 MPa
钻井液性能：密度 1.02～1.05g/cm3粘度 17s
(3)采用光钻铤钻进。
钻具组合：Φ215.9钻头+Φ172MWD定向短节+Φ172无磁*1根+411*4A10+Φ159钻铤*9根+Φ127钻杆
钻进参数：钻压 80～120 kN排量 20～24 L/s 泵压 2～4 MPa
钻井液性能：密度 1.02～1.05g/cm3粘度 16 s
5.经验与建议
通过对本区FCC-HZ-23D、FCC-HZ-33D、FCC-HZ-11D、FCC-HZ-47D、FCC-HZ-70D井的施工，取得了以下经验：
(1)及时测斜、准确计算、跟踪作图是保证井身轨迹的关键。使用MWD能准确掌握井身轨迹的变化情况，使轨迹得到有效的控制。
(2)在钻井过程中，随时观察扭矩、泵压的变化，发现问题及时分析与解决。
(3)勤测泥浆中固相含量的变化，确保固相含量不超标，从而影响螺杆的使用。有条件的话可以上三级固控设备。
(4)采取“转动+滑动”的复合钻进方式，利用无线随钻实时监测，能有效的确保井眼轨迹质量，使施工安全、快速进行;在稳斜过程中采用“转动+滑动”的复合钻进方式，有效降低摩阻和扭矩，降低施工风险。
(5)在定向造斜过程中使实际井斜略超前设计井斜，提前结束造斜段，使实钻稳斜段井斜略小于设计稳斜段井斜，在复合钻中使井斜微增至设计轨迹要求，达到快速、安全目的。参考文献
[1]王明寿.2006.寿阳区块煤层气勘探开发现状、地质特征及前景分析.北京：地质出版社
[2]大港油田.1999.钻井工程技术.北京：石油工业出版社
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深水石油钻井技术现状及发展趋势*
摘要:随着世界深水油气资源不断发现,近几年来深水钻探工作量越来越大。随着水深的增加和复杂的海况环境条件,
对钻井工程提出了更高的挑战,钻井技术的难度越来越大。从目前国内外深水钻井实践出发,对深水的钻井设备、定位系统、
井身结构设计、双梯度钻井技术、喷射下导管技术、动态压井钻井技术、随钻环空压力监测、钻井液和固井工艺技术和钻井隔
水管及防喷器系统等关键技术进行了阐述,对深水的钻井设计和施工进一步向深水钻井领域发展具有重要导向作用。
关键词:深水钻井;钻井设备;关键技术
全世界未发现的海上油气储量有90%潜伏在
水深超过1000 m以下的地层,所以深水钻井技术水
平关系着深海油气勘探开发的步伐。对于海洋深水
钻井工程而言,钻井环境条件随水深的增加变得更
加复杂,容易出现常规的钻井工程难以克服的技术
难题,因此深水钻井技术的发展是影响未来石油发
展的重要因素。
1 国内外深水油气勘探形势
全球海洋油气资源丰富。据估计,海洋石油资
源量约占全球石油资源总量的34%,累计获探明储
量约400×108,t探明率30%左右,尚处于勘探早期
阶段。据美国地质调查局(USGS)评估,世界(不含
美国)海洋待发现石油资源量(含凝析油)548×108
,t待发现天然气资源量7815×1012m3,分别占世界
待发现资源量的47%和46%。因此,全球海洋油气
资源潜力巨大,勘探前景良好,为今后世界油气勘探
开发的重要领域。
随着海洋钻探和开发工程技术的不断进步,深
水的概念和范围不断扩大。目前,大于500 m为深
水,大于1500 m则为超深水。据估计,世界海上
44%的油气资源位于300 m以下的水域,其中,墨西
哥湾深水油气资源量高达(400~500)×108桶油当
量,约占墨西哥湾大陆架油气资源量的40%以上,
而巴西东部海域深水油气比例高达90%左右。
20世纪90年代以来,由于发现油气田储量大,
产量高,深水油气倍受跨国石油公司青睐,发展迅
速。据估计,近年来,深水油气勘探开发投资年均增
长30. 4%, 2004年增加到220亿美元。1999年作
业水深已达2000 m, 2002年达3000 m。90年代以
来,全球获近百个深水油气发现,其中亿吨级储量规
模的超过30%。2000年,深水油气储量占海洋油气
储量的12. 3%,比10年前增长约8%。2004年,全
球海洋油气勘探获20个重大深水发现(储量大于
110×108桶)。1998-2002年有68个深水项目,约
15×108t油当量投产; 2003-2005年则增至144个
深水项目,约4216×108t油当量投产, 2004年深水
石油产量210×108,t约占世界石油产量的5%。
2 目前深水油气开发模式
深水油气开发设施与浅水油气开发设施不同,
其结构大多从固定式转换成浮式,因此开发方式和
方法也发生了变化。国外深水油气开发中常用的工
程设施有张力腿(TLP)平台、半潜式(SEMIOFPS)平
台、深吃水立柱式(SPAR)平台、浮式生产储油装置
(FPSO)以及它们的组合。
3 深水钻井关键技术
3.1 深水钻井设备
适用于深水钻井的主要是半潜式钻井平台和钻
井船2种浮式钻井装置。
3.1. 1 深水钻井船 钻井船是移动式钻井装置中
机动性最好的一种。其移动灵活,停泊简单,适用水
深范围大,特别适于深海水域的钻井作业。钻井船
主要由船体和定位设备2部分组成。船体用于安装
钻井和航行动力设备,并为工作人员提供工作和生
活场所。在钻井船上设有升沉补偿装置、减摇设备、
自动动力定位系统等多种措施来保持船体定位。自
动动力定位是目前较先进的一种保持船位的方法,
可直接采用推进器及时调整船位。全球现有38艘
钻井船,其中额定作业水深超过500 m的深水钻井
船有33艘,占总数的87%。在这33艘深水钻井船
中,有26艘正在钻井,有5艘正在升级改造。在现
有的深水钻井船中, 20世纪70年代建造的有10
艘, 80年代和90年代建造的各有7艘,其余9艘是
2000-2001年建造的。其中2000年建成的钻井船
最多,有8艘;其次是1999年,有4艘。目前在建的
7艘钻井船中,均是为3000多米水深建造的, 2007
年将建成1艘, 2008年和2009年将各建成3艘。
钻井船主要活跃在巴西海域、美国墨西哥湾和
西非海域。2006年7月初,正在钻井的26艘深水
钻井船分布在8个国家。其中巴西8艘,占1/3;其
次是美国,有6艘;安哥拉、印度和尼日利亚分别有
4艘、3艘和2艘;中国、马来西亚和挪威各1艘。
3.1. 2 半潜式钻井平台 半潜式钻井平台上部为
工作甲板,下部为2个下船体,用支撑立柱连接。工
作时下船体潜入水中,甲板处于水上安全高度,水线
面积小,波浪影响小,稳定性好、支持力强、工作水深
大,新发展的动力定位技术用于半潜式平台后,到本
世纪初,工作水深可达3000 m,同时勘探深度也相
应提高到9000~12 000 m。据Rigzone网站截至
2006年7月初的统计,全球现有165座半潜式钻井
平台,其中额定作业水深超过500 m的深水半潜式
钻井平台有103座,占总数的62%。在这103座深
水半潜式钻井平台中,有89座正在钻井,有11座正
在升级改造。其中31座是20世纪70年代建造的,
最长的已经服役30多年; 40座是20世纪80年代
建造的; 13座是90年代建造的; 19座是2000 -
2005年建造的。此外,还有24座深水半潜式钻井
平台正在建造。
深水半潜式钻井平台主要活跃在美国墨西哥
湾、巴西、北海、西非、澳大利亚和墨西哥海域。2006
年7月初,处于钻井中的89座深水半潜式钻井平台
分布在18个国家,其中美国最多, 24座,占总数的
27%;巴西17座,挪威10座,英国6座,澳大利亚、
墨西哥和尼日利亚各5座,其余国家各有1~3座。
3.2 深水定位系统
半潜式钻井平台、钻井船等浮式钻井装置在海
中处于飘浮状态,受风、浪、流的影响会发生纵摇、横
摇运动,必须采用可靠的方法对其进行定位。
动力定位是深水钻井船的主流方式。在现有的
深水钻井船中,只有6艘采用常规锚链定位(额定
作业水深不足1000 m),其余27艘都采用动力定位
(额定作业水深超过1000 m)。1000 m以上水深的
钻井船采用的都是动力定位,在建的钻井船全部采
用动力定位。
动力定位系统一般采用DGPS定位和声纳定位
2种系统。声纳定位系统的优点: (1)精确度高
(1% ~2% )、水深(最大适用水深为2500 m); (2)
信号无线传输(不需要电缆); (3)基本不受天气条
件的影响(GPS系统受天气条件的影响); (4)独
立,不需要依靠其他系统提供的信号。声纳定位系
统的缺点: (1)易受噪声的影响,如环境噪声、推进
器噪声、测试MWD等; (2)折射和阴影区; (3)信号
传输时间; (4)易受其他声纳系统的干扰,如多条船
在同一地方工作的情况。
3.3 大位移井和分支水平井钻井技术
海上钻井新技术发展较快,主要包括大位移井、
长距离水平钻井及分支水平井钻井技术。这些先进
技术在装备方面主要包括可控马达及与之配套的近
钻头定向地层传感器。在钻头向地层钻进时,近钻
头传感器可及时检测井斜与地层性质,从而使司钻
能够在维持最佳井眼轨迹方面及时做出决定。
由于水平井产量高,所以在国外海上油气田的
开发中已经得到了广泛的应用。目前,国外单井总
水平位移最大已经达11 000m。分支水平井钻井技
术是国际上海洋油气田开发广泛使用的技术,近年
来发展很快。利用分支井主要是为了适应海上需
要,减少开发油藏所需平台数量及平台尺寸(有时
平台成本占开发成本一半还多)。具体做法是从一
个平台(基础)钻一口主干井,然后从主干井上急剧
拐弯钻一些分支井,以期控制较大的泄油面积,或者
钻达多个油气层。
3.4 深水双梯度钻井技术
与陆地和浅海钻井相比,深海钻井环境更复杂,
容易出现常规钻井装备和方法难以克服的技术难
题:锚泊钻机本身必须承受锚泊系统的重量,给钻机
稳定性增加了难度;隔水管除了承受自身重量,还承
受严重的机械载荷,防止隔水管脱扣是一个关键问
题;地层孔隙压力和破裂压力之间安全钻井液密度
窗口窄,很难控制钻井液密度安全钻过地层;海底泥
线处高压、低温环境影响钻井液性能产生特殊的难
题;海底的不稳定性、浅层水流动、天然气水合物可
能引起的钻井风险等。国外20世纪60年代提出并
在90年代得到大力发展的双梯度钻井(DualGradi-
entDrilling,简称DGD)技术很好地解决了这些问题。
双梯度钻井技术的主要思想是:隔水管内充满海水
(或不使用隔水管),采用海底泵和小直径回流管线
旁路回输钻井液;或在隔水管中注入低密度介质
(空心微球、低密度流体、气体),降低隔水管环空内
返回流体的密度,使之与海水相当,在整个钻井液返
回回路中保持双密度钻井液体系,有效控制井眼环
空压力、井底压力,克服深水钻井中遇到的问题,实
现安全、经济的钻井。
3.5 喷射下导管技术
海上浅水区的表层套管作业通常采用钻孔、下
套管然后固井的作业方式。在深水区,由于海底浅
部地层比较松软,常规的钻孔/下套管/固井方式常
常比较困难,作业时间较长,对于日费高昂的深水钻
井作业显然不合适。目前国外深水导管钻井作业通
常采用“Jetting in”的方式。常规做法是在导管柱
(Φ914. 4 mm或Φ762 mm)内下入钻具,利用导管柱
和钻具(钻铤)的重量,边开泵冲洗边下入导管。
3. 6 动态压井钻井技术(DKD)
DKD(Dynamic killDrilling)技术是深水表层建
井工艺中的关键技术。该技术是一种在未建立正常
循环的深水浅层井段,以压井方式控制深水钻井作
业中的浅层气井涌及浅层水涌动等复杂情况的钻井
技术。其工作原理与固井作业中的自动混浆原理相
似,它是根据作业需要,可随时将预先配好的高密度
压井液与正常钻进时的低密度钻井液,通过一台可
自动控制密度的混浆装置,自动调解到所需密度的
钻井液,可直接供泥浆泵向井内连续不断地泵送。
在钻进作业期间,只要PWD和ROV监测到井下有
地层异常高压,就可通过人为输入工作指令,该装置
立即就可泵送出所需要的高密度钻井液,不需要循
环和等待配制高密度钻井液,真正意义上地实现边
作业边加重的动态压井钻井作业。
3. 7 随钻环空压力监测(APWD)
由于深水海域的特殊性,与浅水和陆地钻井相
比,部分的上覆岩层被水代替,相同井深上覆岩层压
力降低,使得地层孔隙压力和破裂压力之间的压力
窗口变得很窄,随着水深的增加,钻井越来越困难。
据统计,在墨西哥湾深水钻井中,出现的一系列问
题,如井控事故、大量漏失、卡钻等都与环空压力监
测有关。随钻环空压力测量原理是主要靠压力传感
器进行环空压力测量,可实时监测井下压力参数的
变化。它可以向工程师发出环空压力增加的危险报
警,在不破坏地层的情况下,提供预防措施使井眼保
持清洁。主要应用于实时井涌监测和ECD监控、井
眼净化状况监控、钻井液性能调整等,是深水钻井作
业过程中不可缺少的数据采集工具。
3. 8 随钻测井技术(LWD /MWD /SWD)
深水测井技术主要是指钻井作业过程中的有关
井筒及地层参数测量技术,包括LWD、MWD和
SWD测井技术。
由于深水钻井作业受到高作业风险及昂贵的钻
机日租费的影响,迫使作业者对钻井测量技术提出
了多参数、高采集频率和精度及至少同时采用2套
不同数据采集方式的现场实时数据采集和测量系
统,并且具有专家智能分析判断功能的高标准要求。
目前最常用的定向测量方式是MWD数据测量
方式,这种方式通常只能测量井眼轨迹的有关参数,
如井斜角、方位角、工具面。LWD是在MWD基础
上发展起来的具有地层数据采集的随钻测量系统,
较常规的MWD增加了用于地层评价的电阻率、自
然伽马、中子密度等地层参数。具有地质导向功能
的LWD系统可通过近钻头伽马射线确定井眼上下
2侧的地层岩性变化情况,以判断井眼轨迹在储层
中的相对位置;利用近钻头电阻率确定钻头处地层
的岩性及地层流体特性以及利用近钻头井斜参数预
测井眼轨迹的发展趋势,以便及时做出调整,避免钻
入底水、顶部盖层或断裂带地层。
随钻地震(SWD)技术是在传统的地面地震勘
探方法和现有的垂直地震剖面(VSP———Vertical
Seismic Profiling)的基础上结合钻井工程发展起来
的一项交叉学科的新技术。其原理是利用钻进过程
中旋转钻头的振动作为井下震源,在钻杆的顶部、井
眼附近的海床埋置检波器,分别接收经钻杆、地层传
输的钻头振动的信号。利用互相关技术将钻杆信号
和地面检波器信号进行互相关处理,得到逆VSP的
井眼地震波信息。也就是说,在牙轮钻头连续钻进
过程中,能够连续采集得到直达波和反射波信息。
3.9 深水钻井液和固井工艺
随着水深度的加大,钻井环境的温度也将越来
越低,温度降低将会给钻井以及采油作业带来很多
问题。比如说在低温情况下,钻井液的流变性会发
生较大变化,具体表现在黏、切力大幅度上升,而且
还可能出现显著的胶凝现象,再有就是增加形成天
然气水合物的可能性。目前主要是在管汇外加绝缘
层。这样可以在停止生产期间保持生产设备的热
度,从而防止因温度降低而形成水合物。
表层套管固井是深水固井的难点和关键点。海
底的低温影响是最主要的因素。另外由于低的破裂
压力梯度,常常要求使用低密度水泥浆。深水钻井
的昂贵日费又要求水泥浆能在较短的时间内具有较
高的强度。
3.10 深水钻井隔水管及防喷器系统
深水钻井的隔水管主要指从海底防喷器到月池
一段的管柱,主要功能是隔离海水、引导钻具、循环
钻井液、起下海底防喷器组、系附压井、放喷、增压管
线等作用。在深水钻井当中,隔水管柱上通常配有
伸缩、柔性连接接头和悬挂张力器。在深水中,比较
有代表性的是Φ533. 4 mm钻井隔水管,平均每根长
度为15. 2~27. 4 m。为减小由于钻井隔水管结构
需要和自身重量对钻井船所造成的负荷,在钻井隔
水管外部还装有浮力块。这种浮力块是用塑料和类
似塑料材料制成的,内部充以空气。在钻井隔水管
外部,还有直径处于50~100 mm范围的多根附属
管线。在深水钻井作业过程中,位于泥线以上的主
要工作构件从下向上分别是:井口装置、防喷器组、
隔水管底部组件、隔水管柱、伸缩短节、转喷器及钻
井装置,井口装置通常由作业者提供。
4 结论
深水石油钻井是一项具有高科技含量、高投入
和高风险的工作,其中喷射下导管技术、动态压井钻
井技术、随钻环空压力监测、随钻测井技术、ECD控
制等技术是深水钻井作业成功的关键。钻井船、隔
水管和水下防喷器等设备的合理选择也是深水钻井
作业成功的重要因素。另外,强有力的后勤支持和
科学的作业组织管理是钻井高效和安全的重要保
障。
参考文献:
[1] 潘继平,张大伟,岳来群,等.全球海洋油气勘探开发
状况与发展趋势[J].中国矿业, 2006, 15(11): 1-4.
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其在我国南海的适应性探讨[ J].中国海上油气,
2006, 18(6): 413-418.
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模式及平台选型[ J].石油学报, 2007, 28(1): 115-
118.
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[J].武汉理工大学学报:交通科学与工程版, 2003, 27
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[5] 杨金华.全球深水钻井装置发展及市场现状[J].国际
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发展趋势及启示[J].中国石油勘探, 2005, 10(6): 71
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进展[J].石油勘探与开发, 2007, 18(2): 246-250.
资料收集
一、地质资料
地面：地理位置，工区面积。
地质概况、地质分层、沉积环境、沉积相、地质构造、岩性。
二、钻完井资料、录井资料
单井钻完井报告：井身结构，井深，井位，顶底深度。
井眼轨迹设计（井斜）
。
泥浆密度，电阻率，地面温度。
录井显示：对岩屑的描述，油气显示记录。
三、实验、化验、分析资料
压汞实验（孔隙结构，粒度分析）
高温高压岩电实验（孔隙度、渗透率、饱和度以及阿尔奇公式参数）
。
矿物分析（如碳酸盐含量）
，粘土分析。
电镜下的薄片鉴定，岩心照片
化验：
地层水分析资料，
主要是
Archie
公式中的参数，
地层水矿化度分析→
Rw
四、测井资料
工区所有井的测井数据，
常规数据，
成像测井数据，
生产测井数据或其他测井
测试数据。
（如果现场有解释成果图标，也应该包括在内）
五、动态资料
试油试气分析，动态生产数据，注水开发，生产资料（
excel
）
六、相关报告
1.
地质报告：沉积相研究
2.
储层综合评价
3.
测井精细处理解释。
测井解释流程
一、单井资料收集、整理。
统一各种数据格式
二、测井资料预处理
转换数据格式（所有格式均转换成
wis
文件）
曲线回放→初期曲线编辑
三、岩心深度归位（深度校正）
将测井深度归到岩心深度上
岩心孔隙度以及岩心颗粒密度
四、解释模型的建立
孔隙度、渗透率、饱和度的解释模型
将测井的密度、声波值提取出来和岩心分析的孔隙度和渗透率通过回归的方
法来建立孔隙度的计算模型。
五、对测井资料进行逐点解释
六、
结合现场经验和生产测试数据来确定储层物性
（孔、
渗、
饱）
，电性（
GR
、
AC
、
DEN
）的下限
七、对测井资料再进行综合处理，根据下限标准划分储层，
流体类型。
八、
根据逐点解释结果，
提取储层参数，
绘制最终成果图标
只能帮你这些了
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首页 >> 工业技术 >> 石油与天然气工业 >> 石油仪器 >> 2003年02期 >> SJ-CY存储式电子压力计
SJ-CY存储式电子压力计
SJ- CY memory manometer
<<石油仪器 >>2003年02期
李伟 , 曹刚 , 李凯峰 , 王永祥 , 王芳
介绍了SJ-CY存储式电子压力计的技术指标及仪器的主要特点,阐述了井下仪器的方案设计、井下仪器驱动程序设计、地面回放软件设计、给出了结论及建议.该仪器适用于油、水井生产测井及试井.
关键词： 地层压力测量 压力计 生产测井 试井 密闭监测
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引用文献:
生产测井现场操作手册卷Ⅱ仪器 《北京:石油工业出版社》 乔贺堂 1993 / / P
生产测井现场工程师手册 《大庆油田有限公司测试技术服务分公司生产测井研究所》 位在林 2000 / / P
φ22存储式电子压力计鉴定材料 大庆油田有限公司测试技术服务分公司生产测井研究所 2001 / / P
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浅谈煤田地质勘探前沿发展趋势
摘要：本文根据中国煤炭生产方针、煤田地质特点及世界先进技术发展
现状，讨论了中国煤田地质勘探前沿问题，从提高勘探精度，开展动态地质研
究等方面加以论述。并且展望了煤田地质勘探技术发展的趋势。
关键词：地质勘探勘探技术发展趋势
0引言
20世纪，煤炭在世界能源中占主要地位，进入21世纪，煤炭在
世界一次能源中仍将占主要地位，在我国尤其如此。在我国，1500m
左右的煤炭总资源量约4万亿吨，已探明保有储量达1万亿吨。而
石油、天然气，由于资源赋存条件与勘探、开发困难等原因，一个时期
内难于大幅度增产。但是，随着开放与市场经济发展，煤炭要有竟争
力才能在市场上站住脚，经济、安全、高效采煤就成为煤炭工业发展
的关键。因此，世界上所有采煤国家都需要继续开展煤田地质勘探工
作，而且，煤田勘探技术要迅速发展才能满足生产要求。
1我国煤田地质勘探前沿问题
从我国煤田地质特点及世界先进技术的发展现状来看，我们可
以看出，近年来我国煤田地质勘探前沿问题可概括为以下几个方
面。
1.1从完善矿井水防治与保水采煤研究方面来看我国东部一
些矿井，随着采深增大，突水事故经常出现，突水量也日益增大。由于
这些煤田水文地质条件特别复杂，加之采深不断增大，浅部矿井水治
理获得的一些认识往往不适应深部矿井水动力条件。因此，我国煤矿
水害防治技术的发展趋势是：深入研究矿区深部岩溶水形成与运移
特征，深部矿井底板岩溶水突出机理，开发突水预测预报技术；开发
适应现代机械化开采的采掘区无水险水害防治技术。
1.2从开展动态地质研究方面来看常见的岩煤突出、瓦斯突
出、冲击地压、突水、井筒破裂等井下灾害，实际上是一种动力地质现
象。这些现象均与岩体应力场有关。主要起因于岩煤采掘后，原有自
然条件下各种地质因素之间的平衡遭受破坏，岩体应力再分配，从而
引发或诱发出这类灾害性地质现象。通过研究这些现象形成的地质
机理，事先测定出采掘阶段岩体应力随时空的动态变化，就有可能预
测上述动力地质现象是否会形成，确定并采取消除或减弱这些灾害
的措施。
1.3从加强环境地质勘查与灾害地质防治方面来看由于矿区
在天然条件下以及因开发而使地质体系遭受破坏，从而可能形成一
系列环境问题，如耕地破坏、水源污染、沙化，粉尘、一氧化碳、二氧化
硫造成的大气污染等以及更具破坏性的灾害地质现象，如地裂、地表
塌陷、滑坡乃至诱发地震。由于历史原因及煤矿不断开发，旧帐未清，
新帐纷至，所产生的问题相当严重，煤矿环境问题是制约煤炭工业可
持续发展的关键因素之一，今后矿区环境评价与治理将成为开发部
门重要的工作内容。
1.4从提高勘探精度来看连续作业是煤炭工业现代化或采掘
机械化和自动化的特点。这要求开发前查明所采煤层的细微变化，如
煤层厚度、结构和灰分的局部细小变化。煤层及其顶底板岩石物理力
学性质的局部变化等。但是，世界各国的煤炭证实储量及我国的探明
储量均只主要说明煤炭的原地埋藏数量，并未充分甚至没有提供满
足现代开采技术要求的开采地质信息，为适应现代机械化开采，普遍
需要补充勘探。
1.5从攻克煤层气开发难关来看近年来许多国家正在把煤层
气作为一种能源进行研究，已有20多个国家开展了煤层气研究、勘
探和开发活动。在煤层气试验开发中，目前所遇到的问题是：多数井
煤层气产率低、衰减快，钻井冲洗液污染煤层，完井后坍塌堵孔，水力
压裂效果不明显，裂缝短，所占比例低，完井后采气效果差等。显然，
研究我国煤层渗透率低的原因、渗透率变化规律、煤层气富集和高产
因素、煤层力学稳定性和破坏规律，开发适于我国低渗率煤层的钻
井、完井、采气和增产实用技术，探索我国煤层气开发有利区段的评
价选择模式就成为技术攻关的重点。
2煤田地质勘探技术发展趋势
用发展眼光看，近年来钻探仍将成为获取“第一性”地质资料的
重要手段。物探仪器日新月异，性能改进与更新迅速，向高灵敏度、高
分辨率、高精确度、遥控、计算机实时控制、处理、数据分析和三维图
形显示方向发展;物探方法向多维、多参数测量、多方法组合发展;计
算机和信息技术将普及到地质勘探的各个专业、各个作业单元，乃至
管理整个勘探系统。近年来，值得注意的煤田地质勘探技术发展趋势
如下。
2.1开发井下勘探技术根据国内外资料，落差小于5m、长度
小于150m的小断层及小型褶曲，近期不可能用地面勘探方法查明。
因此，国内外普遍认为，应在采区开采前，在井下开展采区勘探或工
作面勘探，其方法包括矿井物探和沿煤层钻进。基于煤层密度比上下
围岩小，煤层是一个明显的低速槽，国外在70年代末首先采用槽波
地震勘探技术在井下探测煤层构造。近年来，探地雷达技术发展迅
速。最近南非开发出一种Rock雷达系统，能定量研究岩体，准确确
定断裂带深度、巷道周围裂隙带特征。显然，煤矿井下物探技术将大
有作为，是一重要发展方向。
2.2发展水平钻进技术20世纪80年代以来，技术先进的采煤
国家愈来愈重视采用水平钻进方法沿煤层钻进，并采用与之相配合
的随钻测斜技术。水平钻进技术是由受控定向钻进发展而来的。近年
来，这种钻进技术发展迅速，不仅能在井下沿煤层钻进，还能在地面
沿垂直一圆弧一水平线轨迹进入煤层钻进。地面水平钻进，在煤炭部
门是80年代后期才从石油部门引进的。
2.3加强综合勘探据有关材料说明，英国煤矿区尽管用三维地
震勘探曾解释出小至煤厚落差的断层，但英国深部煤矿公司仍然重
视钻孔研究。近年来，他们在已经评价的赋存经济可采储量的井田，
按400一500m网度布无心孔，用组合测井方法勘探。他们开发了
一种岩层显微扫描仪，通过人机联作能解释几十厘米落差的断层、裂
隙、沉积和构造特征，以及应力方向。借助专用软件，用组合测井可确
定出岩石类型、岩石强度、孔隙度或渗透率、倾角、孔径、分析水和烃
等。据说，通过这一综合勘探方法，“可提供一份详细、实用的构造及
应力场图”“，从而使矿山设计切实可行”，可提供最佳施工方向和合
理地选定开采方法。这表明，选用合适手段、采用多手段综合勘探，是
深部煤矿勘探的发展方向。
2.4研究动态地质勘探技术如前所述，危害矿井安全的动力地
质现象由采掘活动诱发而形成。它们具有动态特性。因此，预测动力
地质现象的形成及其强度，不能简单地只凭反映原始地质条件的静
止数据，而应主要分析基于岩煤层应力或其物性随时间变化的动态
特征资料。高产高效采煤推进速度快，进行动态勘探，即在采掘期间
连续多次勘探采区的应力或物性随时间变化很有必要。
2.5加快发展信息技术计算机和信息技术现已在煤田地质勘
探各个专业推广应用，发展较快。由于引入了许多高新技术，如并行
分布式处理、大容量存储、工作站、多媒体、人工智能和神经网络技术
等，目前已能用人机对话方式处理、分析、解释和显示地质勘探数据，
一些物探仪器自动化程度高，能在现场作预处理，控制各项操作和质
量，选择有关参数。
3结语
根据相关资料分析表明，除少数几个发展中国家外，各主要产煤
国家的煤田地质勘探工作量自80年代以来均明显减少，但用于开
发勘探、工作面勘探的工作内容和工作量却明显增多，勘探精度大大
提高。从煤炭现代化生产要求角度看，我国煤田地质勘探技术与世界
先进技术相比尚存在较大差距，因此，必须把握时机，加快我国煤田
地质勘探技术的发展，才能满足我国高产高效采煤的需求。
参考文献：
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