水平井钻井技术原理

水平井钻井液技术

水平井技术是当代油气资源勘探开发的重点技术之一.从80年代末期开始，为了提高勘探开发综合经济效益，世界各油公司掀起了水平井的热潮，在生产中取得了重大经济效益，证实了水平井“少井高产”的突出优点，取得了减少油田勘探开发费用，加快资金回收，少占土地和减少环境污染等一系列经济效益和社会效益。

由于水平井在钻井过程中井斜角从0°~ 90°变化，因而水平井与直井钻井工艺有较大的差别，为了确保水平井的钻成井保护好油气层，对水平井的钻井液完井液提出了特殊要求，必须解决井眼净化、井壁稳定、摩阻控制、防漏堵漏和保护储层等问题。

一、井眼净化

井眼净化是水平井钻井工程的一个主要组成部分，井眼净化不好会导致摩阻和扭矩增加、卡钻；影响下套管和固井作业正常进行。

（一）影响井眼净化的因素

1、井斜角：环空岩屑浓度或临界流速随井斜角的增加而变大，而清洁率则随之下降

2、环空返速：其大小直接影响环空岩屑的运移方式、状态和环空岩屑浓度。提高环空运速：

环空岩屑浓度降低，井眼净化状况得以改善；岩屑床厚度降低或被破坏，井眼下侧不形成明显的岩屑床。

3、环空流型：<45°层流比紊流携屑效果好；45°~55°两种流

态的携屑效果基本相同。通过调整钻井液流变性能，改变层流速度剖面的平板程度来取代紊流，使钻井液在环空

一.设计资料 要进行一口定向井的轨道设计工作,作业者至少应提供靶点的垂深、水平位移和方位角,或提供井口与靶点的座标位置,通过座标换算,计算出方位角和水平位移。此外,定向井工程师还要收集下列资料: 1.作...

第一节 定向井井身参数和测斜计算 一．定向井的剖面类型及其应用

定向钻井就是“使井眼按预定方向偏斜，钻达地下预定目标的一门科学技术”。定向钻井的应用范围很广，可归纳如图9－l所示。

定向井的剖面类型共有十多种，但是，大多数常规定向井的剖面是三种基本剖面类型，见图9－2，称为“J”型、“S”型和连续增斜型。按井斜角的大小范围定向井又可分为：

常规定向井井斜角＜55° 大斜度井井斜角55～85°

水平井井斜角＞85°（有水平延伸段） 二．定向井井身参数

实际钻井的定向井井眼轴线是一条空间曲线。钻进一定的井段后，要进行测斜，被测的点叫测点。两个测点之间的距离称为测段长度。每个测点的基本参数有三项：井斜角、方位角和井深，这三项称为井身基本参数，也叫井身三要素。

1．测量井深：指井口至测点间的井眼实际长度。

2．井斜角：测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角。

3．方位角：以正北方向线为始边，顺时针旋转至方位线所转过的角度，该方向线是指在水平面

一.设计资料 要进行一口定向井的轨道设计工作,作业者至少应提供靶点的垂深、水平位移和方位角,或提供井口与靶点的座标位置,通过座标换算,计算出方位角和水平位移。此外,定向井工程师还要收集下列资料: 1.作...

第一节 定向井井身参数和测斜计算 一．定向井的剖面类型及其应用

定向钻井就是“使井眼按预定方向偏斜，钻达地下预定目标的一门科学技术”。定向钻井的应用范围很广，可归纳如图9－l所示。

定向井的剖面类型共有十多种，但是，大多数常规定向井的剖面是三种基本剖面类型，见图9－2，称为“J”型、“S”型和连续增斜型。按井斜角的大小范围定向井又可分为：

常规定向井井斜角＜55° 大斜度井井斜角55～85°

水平井井斜角＞85°（有水平延伸段） 二．定向井井身参数

实际钻井的定向井井眼轴线是一条空间曲线。钻进一定的井段后，要进行测斜，被测的点叫测点。两个测点之间的距离称为测段长度。每个测点的基本参数有三项：井斜角、方位角和井深，这三项称为井身基本参数，也叫井身三要素。

1．测量井深：指井口至测点间的井眼实际长度。

2．井斜角：测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角。

3．方位角：以正北方向线为始边，顺时针旋转至方位线所转过的角度，该方向线是指在水平面

定向井和水平井钻井技术

第一节 定向井井身参数和测斜计算

一．定向井的剖面类型及其应用

定向钻井就是“使井眼按预定方向偏斜，钻达地下预定目标的一门科学技术”。定向钻井的应用范围很广，可归纳如图9－l所示。 定向井的剖面类型共有十多种，但是，大多数常规定向井的剖面是三种基本剖面类型，见图9－2，称为“J”型、“S”型和连续增斜型。按井斜角的大小范围定向井又可分为： 常规定向井井斜角＜55° 大斜度井井斜角55～85°

水平井井斜角＞85°（有水平延伸段） 二．定向井井身参数

实际钻井的定向井井眼轴线是一条空间曲线。钻进一定的井段后，要进行测斜，被测的点叫测点。两个测点之间的距离称为测段长度。每个测点的基本参数有三项：井斜角、方位角和井深，这三项称为井身基本参数，也叫井身三要素。

1．测量井深：指井口至测点间的井眼实际长度。 2．井斜角：测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角。 3．方位角：以正北方向线为始边，顺时针旋转至方位线所转过的角度，该方向线是指在水平面上，方位角可在0—360°之间变化。 目前，广泛使用的各种磁力测斜仪测

水平井钻井专用工具

水平井钻井技术是指在一定钻井工艺的控制下使井眼由垂直状态变为水平状态或近似水平状态，这种钻井原理同定向钻井极为类似，也可以说，水平井钻井即是一种难度较大的特殊定向钻井。水平井要求在产层或某一指定的地层钻成有一定长度延伸的水平段，这就决定了其工艺上固有的特殊性。而工具的选择与使用必须能够保证钻头（或钻柱）按照设计的井眼轨迹准确运行。

水平井、特别是中半径水平井井身轨迹的特殊性，需要造斜工具必须具有较高的造斜能力，这是钻成水平井的基本保障；其次，在满足高造斜率要求的基础上还必须使工具有较好的稳定性。要想使井眼有一定的偏斜并不困难，以往的定向钻井工艺早已解决了这方面的问题，但当井斜角大到一定程度后，继续增斜、至使井斜角接近或超过90°，这就存在着很大的难度，这是常规的定向钻井工具所不能完成的。另外，水平井段的钻进也是我们前未遇的新问题，钻柱在这种特殊状态下的延伸必须有特殊的工具辅以维持。

为了满足水平井钻井施工的需要，设计制造出钻各种大、中曲率半径水平井的井下专用工具，通过现场试验使用进一步改进完善，总结出适合水平井钻井的工具模式。一般说来，水平井钻井的生产工序环节，大致上分为造斜，增斜、稳

水平井

分支水平井防砂工艺技术的应用研究3

梅明霞　高雪峰　智勤功　卫然　孙秀钊

　　　(中石化胜利油田有限公司采油工艺研究院)

卢　刚(胜利油田孤岛采油厂)

Ξ

　　摘要　目前分支水平井防砂工艺在国内

已形成一套完整的分支水平井防砂工艺技

术,能够满足51/2in、7in井筒分支水平井防

砂工艺技术要求,介绍了分支水平井防砂管

柱的结构设计的理论研究,胜利油田第一口

防砂分支水平井的现场试验,从射孔工艺技

术、防砂管柱、效果分析阐述了分支水平井

防砂技术的应用。

主题词　水平井　防砂　工艺　射孔

　　分支井是指在一个主井眼内钻出两个以上的井眼,主井眼可以是直井也可以是斜井或水平井。针对胜利油田疏松砂岩的地质特点,在水平井、侧钻水平井防砂工艺的基础上,开展了分支水平井防砂工艺技术研究工作,采用管内射孔滤砂管防砂工艺技术成功地对胜利油田桩西采油厂第一口分支水平井(桩1-支平1井)实施了防砂作业。利用分支水平井防砂工艺技术,控制更大面积储量,控制底水锥进,改善疏松砂岩油藏开发效果,提高产能及采收率,收到了初步效果。这是胜利油田,也是国内第一口防砂分支水平井,填补了我国在该技术领域的空白。目前已形成一套完整的分支水平井防砂工艺技术,能够满足51/2 in、7in井筒分支水平井防

水平井相关技术现状

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水平井相关技术现状 近期水平井相关技术研发动态 水平井砾石充填应用实例 压裂微地震监测技术实例

近期水平井相关技术研发动态

田洪亮 中国石油经济技术研究院

近期水平井相关技术研发动态 DYN Aenergetics公司研制出无弹片射孔枪 公司研制出无弹片射孔枪 压裂液新进展- 压裂液新进展-斯伦贝谢 美国Maurer工程公司开发出高压连续管喷射 工程公司开发出高压连续管喷射 美国 钻井系统

DYN Aenergetics公司研制出无弹片射孔枪 公司研制出无弹片射孔枪 传统的射孔作业会在井下残留很多弹片。 传统的射孔作业会在井下残留很多弹片。在射孔期间，安装在射孔枪内的聚能射孔弹破裂成 小碎片，使得高达数百克的弹片可能残留在井下。 在井眼较长的水平井段，则会有重达数吨的钢屑和 其他碎屑残留在井内，这些废弃物可能损害敏感的 井眼和井口设备。

DYN Aenergetics公司研制出无弹片射孔枪 公司研制出无弹片射孔枪 过去， 过去，解决这一问题的方法是采用锌质聚能射 孔弹来替代钢质聚能射孔弹。 孔弹来替代钢质聚能射孔弹。射孔后，锌质射孔弹破碎成细颗粒，并在随后的酸 化中溶解。

但是，

中国水平井技术应用评价及实例分析

目 录

第一章 国外水平井技术发展现状

第一节 国外水平井应用情况 第二节 国外水平井钻井技术 第三节 国外水平井完井技术 第四节 国外水平井测井技术 第五节 国外水平井油层保护技术 第六节 国外水平井数值模拟技术 第七节 国外水平井新技术

第二章 国内水平井技术发展现状

第一节 国内水平井技术应用概况 第二节 水平井油藏工程 第三节 水平井钻井技术 第四节 水平井完井技术 第五节 水平井测试技术 第六节 水平井油层保护技术 第七节 水平井采油工程

第三章 国内不同类型油藏的水平井的应用评价

第一节 底水油藏中的水平井

第二节 复杂断块油藏中的水平井 第三节 裂缝油藏中的水平井

第四节 稠油、特稠油油藏中的水平井 第五节 超稠油油藏中的水平井 第六节 中高含水油藏中的水平井 第七节 生物礁油藏中的水平井

第八节 低渗透油藏中的水平井 第九节 特低渗透油藏中的水平井 第十节

第一部分 大庆油田水平井总体情况

第二部分 大庆油田水平井井下作业配套技术第三部分 目前存在的问题及下步攻关重点

大庆油田水平井总体情况52口44口 单井日产液17.4t 38口 日产油15.2t 累计产油20.8万吨 南1-2-平25井日产百吨

1991-2005年 2006年 目前投产井数

工作量前所未有！中国石油大庆油田公司PETROCHINA DAQING OILFIELD COMPANY

总体情况：大庆油田通过多种类型油藏大胆尝试，拓宽了水平井应用领域，在外围薄层、多层葡萄花

油层，特低渗透扶杨油层，长垣厚层水淹层，火山岩气层，裂缝潜山等多种类型油气藏，尝试应

用了复式水平井、阶梯式水平井、分支水平井、导眼侧钻水平井等多种类型水平井。

中国石油大庆油田公司PETROCHINA DAQING OILFIELD COMPANY

总体情况：由于大庆油田的地质开发特点，与其它油田相比，水平井具有井眼尺寸小 (为Φ140mm套管,而其它油田主要为Φ178mm套管)、井眼曲率大(一般为40--600/100m,最大水平井井眼曲率为730/100m, 最大侧钻水平井曲率为1150/100m) 、水平段长 (一般 为800m—1000m,最长水平段1268m)

如果说普通水平井是“L”型，纵长横短，那么苏5-15-17AH

井则是“?”型，纵横距离几乎相等。失之毫厘谬以千里，水平段一寸长一寸难、一寸险。川庆钻探长庆钻井总公司凭着多年来的技术积累，完成了深6706米，水平段3056米的气井施工，创造了当时国内陆上水平井最长水平段纪录，成为川庆钻井史上的一座丰碑。

从“L”型到“?”型 3056米水平段的艰难奇迹！

7月12日午时，鄂尔多斯天空骄阳似火，热浪袭人，金黄的沙地被郁郁葱葱的沙柳掩盖的严严实实，远处的羊群与瓦蓝的天际接壤，让这块神气的土地显得水草丰美。

顺着鄂托克旗一直向东，驱车行驶在平整的石子路上，不免让人心旷神怡。眼看快到苏5-15-17AH井场，承担该井施工任务的70165钻井队队长马小月不时将头探出窗外：“这里变化真大，刚开始打井的时候环境没有这么好。”

看着马小月兴奋的样子，司机师傅也有意识的放慢了车速。 苏5-15-17AH井被铁丝的防护栏隔开，金黄的采气树傲然挺立于50平米见方土地上当中，上面大大小小装满了红色闸门，表面看上去，这和普通气井没啥两样。“这口井的意义主要在于开辟了长庆区域超长水平段施工的一个先河，拿到了今后承钻同类井的‘准入证’”。长庆钻井总公司定向井