定向井技術(shù)開發(fā)與研究

該項(xiàng)研究的主要成果是：①在定向井設(shè)計(jì)理論研究中，發(fā)現(xiàn)了井身曲線上的一個(gè)定線的形狀如何，其曲線上各點(diǎn)井斜角加權(quán)平均值均非常近似等于一個(gè)恒為定向點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的穩(wěn)斜角。②獨(dú)創(chuàng)的一套井身方位邊續(xù)漂移的定向井方法，不但是三維定向井軌道設(shè)計(jì)方法上的一個(gè)大突破，同時(shí)也填補(bǔ)了定向井設(shè)計(jì)技術(shù)上的一個(gè)空白。③一次成功地打成了石海局系統(tǒng)第一口T222井）。④系統(tǒng)掌握了定向井軌道設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、軌跡控制、鉆井工具應(yīng)用等一套技術(shù)方法，創(chuàng)建了一支定向井鉆井技術(shù)隊(duì)伍，形成了一。該項(xiàng)研究共完成8口定向井實(shí)驗(yàn)井，最大垂深3950m，最大平移577m，4度，平均機(jī)械鉆速9．03m，平均靶心距11．69m，一次成功率達(dá)100％，優(yōu)質(zhì)率25％，良好25％。在三維設(shè)計(jì)技術(shù)上處于全國領(lǐng)先地位。

隨著定向鉆井技術(shù)的發(fā)展，定向井的種類越來越多。

按設(shè)計(jì)井眼軸線形狀分

Ⅰ兩維定向井：井眼軸線在某個(gè)鉛垂平面上變化的定向井，井斜變化，方位不變化。

Ⅱ三維定向井：井眼軸線在三維空間變化的定向井，井斜變化，方位變化?？煞譃椋喝S糾偏井和三維繞障井。

按設(shè)計(jì)最大井斜角分

Ⅰ低斜度定向井：井斜小于15度，鉆井時(shí)井斜、方位不易控制，鉆井難度大。

Ⅱ中斜度定向井：井斜在15-45度之間，鉆井時(shí)井斜、方位易控制，鉆井難度相對(duì)較小，是使用最多的一種。

Ⅲ大斜度定向井：井斜在46-85度之間，其斜度大，水平位移大，增加了鉆井難度和成本。

Ⅳ水平井：井斜在86-120度之間，其鉆井相對(duì)較難，需要特殊設(shè)備、鉆具、工具、儀器。

按鉆井的目的分

救援井、多目標(biāo)井、繞障井、多底井等。

按一個(gè)井場或平臺(tái)的鉆井?dāng)?shù)分

Ⅰ單一定向井

Ⅱ雙筒井：一臺(tái)鉆機(jī)，鉆出井口相距很近的兩口定向井。

Ⅲ叢式井（組）：在一個(gè)井場或平臺(tái)上，鉆出幾口或幾十口定向井和一口直井。

定向鉆井目前已成為陸地和海上油田開發(fā)的主要手段。定向井在石油勘探與開發(fā)中得到了廣泛的應(yīng)用。在地面上難以建立井場和安裝鉆井設(shè)備進(jìn)行鉆井的地區(qū)，要勘探開發(fā)地下的油氣資源，唯一的辦法就是從該地區(qū)附近打定向井。在海洋或湖泊等水域上勘探開發(fā)石油，最好是建立固定平臺(tái)，或采用移動(dòng)式鉆井平臺(tái)，或從岸邊打定向井、叢式定向井。當(dāng)在鉆達(dá)油氣層所經(jīng)過的地層中有難以穿過的復(fù)雜地層時(shí)，用定向井可以繞過這些復(fù)雜地層，稱為繞障定向井。在發(fā)生斷鉆具、卡鉆以及井噴著火等惡性事故的情況下，采用側(cè)鉆井、救援井是處理此類事故的有效方法。近年來，各類水平井、大位移井、多分支井和二維及三維多目標(biāo)井的出現(xiàn)和發(fā)展，更是把定向井的應(yīng)用推進(jìn)到了優(yōu)化油藏開發(fā)方案，增加產(chǎn)量，提高采收率的范圍。另外，在非石油勘探開發(fā)領(lǐng)域，例如煤層氣、鹵水、地?zé)帷⑻烊粴馑衔?、固體礦產(chǎn)等的勘探和開采，以及地下核試驗(yàn)的采樣等，定向鉆井技術(shù)也有著非常廣泛的應(yīng)用。

地面限制

油田埋藏在高山、城鎮(zhèn)、森林、沼澤海洋、湖泊、河流等地貌復(fù)雜的地下，或井場設(shè)置和搬家安裝碰到障礙時(shí)，通常在他們附近鉆定向井。

地下地質(zhì)條件要求

用直井難以穿過的復(fù)雜層、鹽丘和斷層等，常采用定向井。

如：安718段塊的井漏、二連地區(qū)巴音區(qū)塊的井，自然方位120-150度。

鉆井技術(shù)需要

遇到井下事故無法處理或不易處理時(shí)，常采用定向井技術(shù)。如：掉鉆頭、斷鉆具、卡鉆等。

經(jīng)濟(jì)有效的勘探開發(fā)油氣藏的需要

Ⅰ原井鉆探落空，或鉆通油水邊界和氣頂時(shí)，可在原井眼內(nèi)側(cè)鉆定向井。

Ⅱ遇多層系或斷層斷開的油氣藏，可用一口定向井鉆穿多組油氣層。

Ⅲ對(duì)于裂縫性油氣藏可鉆水平井穿遇更多裂縫、低滲透性地層、薄油層都可鉆水平井，提高單井產(chǎn)量和采收率。

Ⅳ在高寒、沙漠、海洋等地區(qū)，可用叢式井開采油氣。

定向井技術(shù)是當(dāng)今世界石油勘探開發(fā)領(lǐng)域最先進(jìn)的鉆井技術(shù)之一，它是由特殊井下工具、測量儀器和工藝技術(shù)有效控制井眼軌跡，使鉆頭沿著特定方向鉆達(dá)地下預(yù)定目標(biāo)的鉆井工藝技術(shù)。采用定向井技術(shù)可以使地面和地下條件受到限制的油氣資源得到經(jīng)濟(jì)、有效的開發(fā)，能夠大幅度提高油氣產(chǎn)量和降低鉆井成本，有利于保護(hù)自然環(huán)境，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。定向井就是使井身沿著預(yù)先設(shè)計(jì)的井斜和方位鉆達(dá)目的層的鉆井方法。

其剖面主要有三類：

（1）兩段型：垂直段 造斜段；

（2）三段型：垂直段 造斜段 穩(wěn)斜段；

（3）五段型：上部垂直段 造斜段 穩(wěn)斜段 降斜段 下部垂直段。

水平井是定向井的一種，一般的油井是垂直或傾斜貫穿油層，通過油層的井段比較短。而水平井是在垂直或傾斜地鉆達(dá)油層后，井筒轉(zhuǎn)達(dá)接近于水平，以與油層保持平行，得以長井段的在油層中鉆進(jìn)直到完井。這樣的油井穿過油層井段上百米以至二千余米，有利于多采油，油層中流體流入井中的流動(dòng)阻力減小，生產(chǎn)能力比普通直井、斜井生產(chǎn)能力提高幾倍。

勝利油田定向井技術(shù)聞名全國，勝利油田鉆井院和勝利油田鉆井工程技術(shù)公司已形成了普通定向井、多目標(biāo)定向井、救援定向井、叢式定向井、水平井、分支井等幾十種類型的定向井施工工藝。勝利油田黃河鉆井總公司和渤海鉆井總公司的定向井施工能力享譽(yù)國內(nèi)外。