海上钻井新技术.pdf

·&**·第八章海上钻井新技术
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第八章海上钻井新技术

钻井是石油开发最主要的手段之一。通过钻井才能证实勘探地区是否含油
以及含油多少；通过钻井才能将地下的油气开采出来。钻井技术水平不仅直接影
响到勘探的效果和油气的产量，而且关系到油田开发总成本的高低（钻井成本一
般占勘探阶段成本的!"#$%"#，占油气田开发阶段投资的&"#$%"#）。因此，
提高钻井技术水平和钻井效率，降低钻井成本，对油气田开发具有重要意义。一
个国家拥有的钻井设备数量、年钻井进尺、钻井口数往往是衡量这个国家石油开
发水平的重要标志。海上钻井方法及工艺技术和陆地钻井基本相同，所不同的是
在海洋环境中，需隔着巨大水体作业而有其特殊性。

第一节石油钻井方法

一、石油钻井的分类

石油钻井按钻井的目的分为勘探井和生产井；按井身轴向角度分为垂直井和
定向井，定向井包括斜直井和水平井；按钻井的环境条件分为陆地钻井和海洋钻
井，海洋钻井又按钻井装置分固定钻井和浮式钻井等。
（一）勘探井和生产井
’(勘探井
勘探井是以获取地质资料为目的而钻的井，包括地质井、评价井、边探井等。
勘探井一般都打垂直井。钻井过程中，由于地层情况不明，又要取岩心，测井取地
质资料，与生产井相比，往往钻井时间长、费用高。海上一般用活动式钻井装置打
勘探井。
)(生产井
生产井又叫开发井。它是在油田开发阶段为油气生产而钻的井，包括油（气）
井、注水井、观察井等。钻生产井过程中，由于一般不取岩心，且地层情况清楚，所
以钻井速度快、费用低。
钻井工程新工艺、新技术与设备检修实用手册·7%$·
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（二）定向井
石油钻井中除垂直井外，按设计方位打的井都称为定向井，包括水平井和斜
直井。随着向钻井技术的发展和完善，!"年代以来朝着大斜度井、大水平位移和
钻水平井方向发展。前世界上定向井最大水平位移为#$%"&，水平井延伸长度
超过’"""&。
’(水平井
水平井是)"*的定向井。由于水平井能增加开发油层的裸露面积，提高油层
的产油量和油田的采收率，所以水平井技术从!"年代开始发展起来。我国自渤
海+,-!.’油田成功地钻出一口水平井后，现已广泛应用到海上油田开发中。
-(斜直井
斜直井也是定向井的一种，钻这种井采用专用的斜井钻机，通过井架机构来
调和方位，从井口至井底保持同一斜角。用这种钻机与常规直井钻机打定向井相
易定向、操作方便、钻进速度快，它代表了新一代钻井设备的发展趋向。我国胜利
油田在埕岛油田开发中，首次引进斜井钻机打生产井。
海上油田在开发时只建立为数不多的几个平台。因此，往往要在一座平台上
钻一定向井簇，称为丛式井。井口间距离（井距）一般为-/0&，井簇中包括一垂
直井，多口定向井，控制地下一定出油面积。丛式井可以减少海上平台的建设费
用，又便于油井的生产管理，所以广泛用于海上油田开发。在一座平台上钻井最
多的是美国加里福尼亚圣巴巴拉海峡的12345平台，共钻了)%口井。我国钻丛式
井技术已达国际先进水平，在海上油田开发中，均采用丛式钻井技术。如渤海埕
北油田，在%6&-油田面积上用两座平台钻#$口生产井。目前在陆上油田开发
中，为了少占耕地，便于油井集中管理，也推广丛式钻井技术。图!.’.’为定向
井示意图。

图!.’.’定向井示意图
·)?#·第八章海上钻井新技术
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（三）井控面积的计算
一个油田在井网布置确定之后，钻丛式井需要建几座平台，取决于井控面积
的大小。井控面积大，所需平台数少，否则反之。井控面积的近似计算方法如下。
!"定向井的井身剖面
如图#$!$%定向井一般采用垂直井段（!"）、增斜段（"#）和稳斜段（#$）三段
制钻法。为了在几乎同一垂直深度达到不同的水平距离，一是采用造斜点错开的
办法，即取不同的垂直井段长度（我国一般取）：二是采用不同的最
%!&’’()’’*
大井斜角!（当!达+’,时继续钻进则是水平井）。
%"井控最大覆盖面积的近似计算
丛式井最大覆盖面积取决于定向井最大井斜角。由最短的垂直井深时达到
的最大水平位移&，可计算出覆盖面积’。’的大小又取决于开采油层的深度
(，近似计算参看图%$%。
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