水平井钻井钻具组合

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

关于定向井的钻具组合方面的介绍

定向井常用钻具组合

（l）弯接头带动力钻具——造斜钻具

目前，最常用的造斜钻具组合是采用弯接头和井下动力钻具组合进行定向造斜或扭方位施工。这种造斜钻具组合是利用弯接头使下部钻具产生一个弹性力矩，迫使井下动力钻具（螺杆钻具或涡轮）驱动钻头侧向切削，使钻出的新井眼偏离原井眼轴线，达到定向造斜或扭方位的目的。

造斜钻具的造斜能力与弯接头的弯曲角和弯接头上边的钻铤刚性大小有关。弯接头的弯曲角越大，弯接头上边的钻铤刚性越强则造斜钻具的造斜能力也越强，造斜率也越高。

弯接头的弯曲角应根据井眼大小，井下动力钻具的规格和要求的造斜率的大小选择。现场常用弯接头的角度为1°～ 2.5°，一般不大于3°弯接头在不同条件下的造斜率见表10—4。

造斜钻具组合使用的井下动力钻具型号应根据造斜井段或扭方位井段的井深选择。使用井段在1000m以内，一般采用涡轮钻具或螺杆钻具，深层定向造斜或扭方位应使用耐高温的井下马达。

造斜钻具组合、钻井参数设计和钻头水眼应根据厂家推荐的钻井参数设计。

由于井下动力钻具的转速高，要求的钻压小（一般3～8t），因此，使用的钻头不宜采用密封轴承钻头，尤其是在浅层，可钻性好的软地层应使用铣齿滚动轴承

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

构 造：AAA背斜构造中部

井 别：采油井

BBB

井 型：短半径水平井井钻井工程设计

CCC油田公司 2013年04月16日

设计名称：BBB井钻井工程设计

设计单位：DDD公司钻井工程技术研究院设计中心 工程设计人：ABCDE

日期：2013.04.16 设计单位审核人： 日期：

设计单位技术负责人： 日期：

FFF采油厂批准人： 日期：

目 录

1 设计依据 .............................................................................................. 1

1.1 设计依据 ........................................................................................................................

短半径侧钻水平井技术

侧钻水平井配套技术

胜利石油管理局 钻井工艺研究院 王敏生

短半径侧钻水平井技术

侧钻水平井是指使用专门的井下工具，从老 井套管内侧钻而成的水平井 利用原井场和地面流程，减少占地 利用老井上部井段，降低成本 充分利用老井开发地质资料 扩大泄油面积，提高产量和采收率

下斜向器

开窗侧钻

水平段钻进

短半径侧钻水平井技术

复杂断块油藏实现稳产的需要地 壳 运 动 多 次 地 质 事 件

实现稳产的途径： 寻找新的资源接替 开发难动用储量 挖掘老区剩余油潜 力，提高采收率

短半径侧钻水平井技术

停产井资源利用的需要胜利油田 开发30多年来， 已钻井近4万 口，随着开发 时间的增加， 已有4000多口 油井因井下管 柱损坏、高含 水、产能低于 经济极限等原 因关井停产

油层

短半径侧钻水平井技术

开发剩余油，提高采收率的需要

剩余油

水锥

需要寻求一种既能利用报废井，又能提高采 收率，最大限度挖掘剩余油的钻采工艺技术

短半径侧钻水平井技术

需要研究攻关套管内短 半径侧钻水平井技术长半径 R1 >860 m

K1 <2 °/30 m

中半径 R2 > 287 m K2 < 6 °/30 m

短半径水平井更适 合胜利

中原油田钻井 科技成果材料 5/2″套管开窗侧钻水平井技术 1研究报告 中原石油勘探局钻井一公司 二○○五年十月 5/2″套管开窗侧钻水平井技术 研究验收材料 1编 写：审 核： 赵敬奎 目 录 1、前言………………………………………(3) 2、研究思路…………………………………(3) 3、理论及实验研究……………(3) 4、现场应用情况…………………………..(10) 5、效益分析及推广前景………………..(11) 6、结论与认识 7、经费决算报告 8、用户意见及效益证明 9、附件（实验报告）： 钻井配套工具示意图……………….(13) 效益证明…………………………….(14) 中原油田5/2″套管 开窗侧钻水平井技术研究项目研究报告 一、前言 1.1项目来源与推广意义 近几年来，为了提高低产油井、低渗透油田和老油田的采收率，国外用钻井技术施工了一批水平井，我国也钻成不少水平井。水平井通过增加井身与储层的接触面，来改变储层流动条件，并将流动通道由原来的径向流改为平面流，因此降低了液流速度及压差。水平井钻井是提高产量、增加经济

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