[科普中国]-水下大位移井

当水深超过300m，一般应用水下井口。使用水下井口的大位移井称为水下大位移井。 它们拥有大位移井和深水钻井的许多相同特点，同时大多轨迹与高水垂比大位移井类同， 集成了目前众多前沿技术于一体，为当今世界上正在发展的高新技术。

大位移井随着定向井、水平井钻井技术的发展，出现了大位移井，大位移井的定义一般是指井的位移与井的垂深之比等于或大于2的定向井，也有指测深与垂深之比的。大位移井具有很长的大斜度稳斜段，大斜度稳斜角称稳斜航角，稳航角大与60度。由于多种类型的油气藏需要，从不变方位角的大位移井又发展了变方位角的大位移井，这种井称为多目标三维大位移井。

释义当水深超过300m，一般应用水下井口。使用水下井口的大位移井称为水下大位移井。

特点它们拥有大位移井和深水钻井的许多相同特点，同时大多轨迹与高水垂比大位移井类同， 集成了目前众多前沿技术于一体，为当今世界上正在发展的高新技术。1

开发目的海上有些小油田如单独开发建造平台成本很高，没有经济效益。如果这些小油田在已有生产平台的钻井能力范围以内，就可以用钻大位移井的方法，钻到小油田的井位上，利用现有生产平台的生产设施进行采油。这样可以节省大量投资。另外，海上和陆地上有很多断块油气藏，如果在一个固定平台上，用大位移井把许多油气藏串联起来，可以节省大量重复建设的费用。同时，在已生产油气田的外围有许多要进一步扩大勘探的目标，根据目前钻大位移井的能力，200平方千米的范围内都有可能用现有的生产平台上的钻井装备进行钻探，可大大的降低勘探费用。

关键技术1）扭矩与阻力 2）柱设计3）稳定 4)眼净化 5）管需要考虑的问题

大位移井钻井完井技术井眼轨迹设计1、 井身剖面优化设计能增大位移井的位移。

分析表明可达到的最大可钻深度取决于井斜角，且在45度到55度内位移有个最小值。可能的话，调整造斜点深度使稳斜角达到70—75度，可获得最大位移。

2、 井眼轨迹形式：

1）单层井———大位移水平井

2）多目的层井———S形轨迹

3）多目标层井———三维井眼轨道

3、多目标三维大位移提高了采收率：

一种新的多目标三维大位移井剖面的实现带来了产量的增加和采收率的提高。

钻柱设计1、 大位移钻井中的扭矩和摩阻的常规分析方法：

1）摩擦扭矩和机械扭矩。

2）阻和屈曲

2、扭矩设计：

1）扭矩：

钻井液类型 套管内摩阻系数 裸眼井内摩阻系数

水基钻井液 0.24 0.29

有基钻井液 0.17 0.21

油基钻井液 0.30 0.31

2）矩作用：

钻头扭矩受动力影响且钻进中是动态的，受多种因素的影响，如钻压、钻速、地层特性，PDC钻头设计，钻头磨损和水力等。

3）擦系数的变化：

井眼中使用特殊的钻井液并旋转钻柱中摩擦扭矩最小。同样钻柱起、下钻时摩擦阻力最小，但各机械作用下抵消了这种优势还引起扭矩的摩阻的增加。

4）固井中的尾管扭矩：

当固井时，旋转生产尾管的扭矩问题被提出，由于大位移井中轨道本身包括大井斜段或水平油藏段。

当固井时，旋转尾管是很有成效的。

5 ）摩阻设计：

（1）正弦或蛇形状屈曲发生；

（2）正弦式屈曲转变成螺旋式屈曲；

（3）屈曲的范围如发生屈曲的钻柱跨长；

（4）屈曲严重程度如正弦或螺旋式屈曲的程度和数值；

（5）壁接触力和摩阻；

（6）钻柱自锁或井口钻压失真；

（7）钻柱的合力和应力。

6）眼的轨道设计；

根据扭矩和摩阻对各种施工作业的限制，要优选井眼轨道，有各种好的剖面类型用于实现大位移钻井目的，包括增斜，稳斜和双增斜。

7）摩阻控制和处理措施：

作为减少扭矩的措施有：钻井液润滑性的优化，井身剖面优化，使用低摩阻的钻杆保护器等减少摩阻。如果钻柱发生屈曲并加重了摩阻，则考虑优选钻柱设计，降低屈曲严重度。2

用途1）用水下大位移井开发海上油气田，大量节省费用。

2）近海岸的近海油田，可钻水下大位移井进行勘探、开发。

3）不同类型的油气田钻大位移井可提高经济效益。

4）使用水下大位移井可以带替复杂的海底井口开发油气田，接省投资。

5）一些油气藏在环保要求的地区，钻井困难。利用大位移井可以在环保要求不太高的地区钻井，以满足环保要求。3

取得的成果近年来，许多石油公司在世界各地的油气田上钻了一批大位移井，据报道1999年钻的最大位移井已达到10km。我国1996年在珠江口外的海上钻成了西江24-3大位移井，测量井深达到9238m，垂深2985m，是当时水平位移最大的井（8020m）。这口井1996年11月开钻至1997年6月交井，实际作业时间101天。

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学