小井眼开窗侧钻水平井钻井技术的研究

小井眼开窗侧钻水平井钻井技术的研究

【摘要】随着施工工艺的进步，钻井技术也得到了很大的发展，小井眼开窗侧水平井钻井技术就是建立在已有的技术之上的一项新技术，这种技术的产生标志着钻井工艺已经上了一个新的台阶。本文主要针对这种技术进行了方案设计分析，旨在使人们加强对于该项技术的了解，更好地将其应用去钻井中去，提高油井的采收率以及产量，实现经济效益和社会效益的双赢。

【关键词】小井眼开窗侧钻水平井钻井技术工程方案设计

随着社会经济的发展，能源的开发和利用成为了重要的课题摆在了人们面前，以往的钻井技术效率不高，产量也十分有限，这远远不能满足我国经济发展的要求。除此之外，我国还存在着大量的停产井、报废井等，如果令其闲置的话将会造成大量的损失，而这些新技术能够有效地将这些井变废为宝，赋予其心的活力，这样不但能够节省大量的资金，还能够改善我国钻井的结构，提高钻井的效果，更好地推动我国经济的发展。

1 侧钻方式的选择

为了达到良好的效果，就需要合适的侧钻方式，根据目前的施工状况来看主要存在着两种侧钻方式。

1.1 段铣侧钻

这种侧钻方式主要利用是利用段铣来将其本来的一段套管去掉吗，再向其中注入水泥，之后再利用侧钻的钻具钻出。这种施工工艺掌握起来并不是十分困难，并且具有很强的稳定性，既能够有效

水平井钻井技术及其在石油开发中的应用

水平井钻井技术及其在石油开发中的应用 经济的快速发展使人们对石油的需求急剧增加以及对环境保护意识的日益增强，如何高效，清洁，经济地开采地下能源已经成为目前继续解决的问题。在此情况下，水平井钻井技术应运而生。它是起源于20世纪80年代并在石油，天然气开发中得到广泛应用的一项综合技术。水平井钻井技术的发展对油井产量提高已经油田采收率提高都起到了只管重要的作用，水平井钻井技术的出现是石油钻井技术方面重大的突破。 水平井技术作为油气田开发的一项成熟，适用技术，在油气田开发中日益得到推广应用，近几年来，随着水平井工艺技术的突破性进展，综合钻井成本逐年下降，经济效益的显著提高，水平井在许多不同油气藏开发中逐步得到广泛应用。本文介绍了水平井的优点及应用范围，论述了水平井的施工技术，并结合钻井工程实例，详细说明了水平井钻井技术在石油开发中的应用，最后点出了水平井钻井技术的应用效果和存在的问题。并得出了相应的结论。 关键词：水平井，钻进工艺，攻关目标水平井钻井技术存在的问题，井眼轨迹控制，随钻测量。

第1章绪论 现在，随着经济的发展，人们对石油的需求越来越大，水平井钻井技术成为最重要的钻井技术之一。在此情况下，水平井钻进技术应运而生。它是起源于20世纪80年代并在石油、天然气开发中得到广泛应用的一项综合性技术。其目的主要是提高石油的产量，降低采油成本。并且随着MWD (随钻测量仪)、PDC (聚晶金刚石复合片钻头)和高效导向螺杆钻具的应用，水平井技术已日趋完善。 总的来说。21世纪水平井钻井技术发展的趋势是向自动化，智能化，轻便化和经济化的方向发展。 传统的公关领域，主要是为钻井施工提供实用心情的工艺技术和装备，目的是提高钻井速度，降低钻井成本。水平井是未来钻井队的主要作业方式，对水品经的研究和发展将成为我们今后的最重要的课题之一，一定要重视和完善。

开窗侧钻钻井技术

开窗侧钻钻井技术 开窗侧钻钻井技术是在定向井、水平井、小井眼钻井技术基础上发展起来的一种综合钻井技术，在一定程度上代表了钻井工艺的发展水平。利用该技术能使套损井、停产井、报废井、低产井等复活，改善油藏开采效率，有效地开发各类油藏，提高采收率和油井产量，降低综合开发成本；能充分利用老井井身结构对油藏开发再挖潜，充分利用原有的井场、地面采输设备等，减少钻井作业费、节约套管使用费、地面建设费，降低施工成本，缩短施工周期，提高综合经济效益；该技术的推广还有利于环境保护。目前，油藏区块多年的开采，已进入开发后期，由于各种原因造成大量的停产井、报废井；由于地层复杂，勘探和开发难度大，存在大量的套损井、低产井。应用开窗侧钻钻井技术进行老井重钻，使老井复活并增加产能，市场前景广阔，经济和社会效益好，因而该技术在未来具有广阔的发展前景。 一、侧钻的作用及意义 侧钻的作用：1、油气水井侧钻在开发区利用原井眼，完善并保持了部分井网，可减少打部分调整井。 2、在开发区利用原井眼，可利用油气水井侧钻加深层位，获取新的油气流。 3、通过油气水井侧钻，使部分停产井恢复生产，提高油气井利用率及开发效果。 4、侧钻作为井下作业大修主要工艺措施，有利于老区改造挖潜，提高井下作业工艺技术水平。 侧钻意义：1、油藏储层构造及断块复杂，打不到目的层的垂直井 2、因水淹、水窜而储量动用程度差，剩余油具有可采价值的生产井 3、生产过程中油层套管严重破损的停产报费井 4、井下复杂事故以及为满足开发特殊需要等原因的油气水井 二、开窗的方法及类型 定斜器开窗侧钻方法：将一定规格的定斜器送入油层套管内预计开窗的位置固定，然后使用磨铣工具沿定斜器轴线一侧磨铣出一定形状的窗口从窗口钻新井眼的方法。这种方法是常用的常规侧钻开窗方法。 截断式开窗侧钻方法：采用液力扩张式铣鞋在预定井段磨铣切割套管达到开

水平井钻井技术经验概述

第一章定向井（水平井）钻井技术概述 第一节定向井、水平井的基本概念 1．定向井丛式井发展简史 定向井钻井被（英）T．A．英格利期定义为：“使井筒按特定方向偏斜，钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为，定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井，虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然 石油管理局的河50丛式井组，该丛式井组长384米，宽115米，该丛式井平台共有钻定向井42口。 2．定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型： 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井 多分枝井（多底井） 国外定向井发展简况

（表一）

10．井眼尺寸不受限制 11．可以测井及取芯 12．从一口直井可以钻多口水平分枝井 13．可实现有选择的完井方案 （4）．短曲率半径水平井的优缺点 优点缺点 1．井眼曲线段最短1．非常规的井下工具 2．侧钻容易２．非常规的完井方法 3．能够准确击中油层目标３．穿透油层段短（120—180米）4．从一口直井可以钻多口水平分枝井４．井眼尺寸受到限制

5．直井段与油层距离最小５．起下钻次数多 6．可用于浅油层６．要求使用顶部驱动系或动力水龙头 7．全井斜深最小７．井眼方位控制受到限制 8．不受地表条件的影响８．目前还不能进行电测 第三节定向井的基本术语解释 1）井深：指井口（转盘面）至测点的井 眼实际长度，人们常称为斜深。国外 称为测量深度（MeasureDepth）。 2）测深：测点的井深，是以测量装置 率是井斜角度（α）对井深（L?）的一阶导数。 dα Kα＝─── dL 井斜变化率的单位常以每100米度表示。 8）井深方位变化率：实际应用中简称方位变化率，?是指井斜方位角随井深变化的快慢程度，常用KΦ表示。计算公式如下： dΦ ＫΦ＝─── dL

页岩气水平井钻井技术

页岩气水平井钻井技术 摘要当前我国页岩气水平井钻井施工整体表现出成本高、周期长、复杂事故多等问题。针对这些问题，本文对国内页岩气井进行了技术跟踪，归纳了当前我国页岩气水平井钻井过程中所面临的轨迹优化及控制、井壁稳定、摩阻扭矩、井眼清洁以及固井技术等难点问题。 关键词页岩气水平井轨迹控制井壁稳定摩阻 美国页岩气资源的规模化开发和商业化利用，正在改变着世界能源格局，而同为世界能源进口大国的中国，同样拥有丰富的页岩气资源。政策以及相关支持政策的陆续出台，不但表明了我国政府大力发展页岩气资源的决心，而且正在积极推进我国页岩气产业的全面、快速发展。 页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附或游离状态为主要存在方式，在一定地质条件下聚集成藏并具有商业开发价值的非常规天然气。与常规天然气藏相比，页岩气储层孔隙度主体小于10％，储层孔隙为0~500nm，孔喉直径介于5~200nm，渗透率极低，一般多采用水平井并经水力压裂技术改造后进行开发。当前，公认的具备商业开采价值的页岩气藏需具备以下条件：①页岩气储集层厚度大于100ft（30m）；②富有机质页岩有机质丰富，TOC > 3 %；③成熟度Ro在1.1-1.4之间；④气含量>100ft3/t；⑤产水量较少，低氢含量；⑥黏土含量小于40 %，混合层组分含量低；⑦脆性较高，低泊松比、高杨氏弹性模量；⑧围岩条件有利于水力压裂控制。页岩气藏作为典型的连续型油气聚集，往往分布在盆地内厚度大、分布广的集“生-储-聚”为一体的页岩烃源岩地层中。页岩作为粘土岩常见岩石类型之一，是由粘土物质经压实、脱水、重结晶作用后形成的，其成分复杂，除包含高岭石、蒙脱石、水云母、拜来石等粘土矿物外，还含有诸如石英、长石、云母等碎屑矿物和铁、铝、锰的氧化物与氢氧化物等自生矿物，页岩层理构造发育，多呈页状或薄片状（图1左），并沿层理发育有大量裂隙和微裂隙（图1右），脆性高、易碎，外力击打作用下易裂成碎片，且吸水膨胀性强，长时间裸露浸泡后极易引起井壁缩径、垮塌、掉块等复杂事故。例如，四川威远-长宁构造完成的3口页岩气水平井，水平井段钻进过程多次遭遇井壁垮塌、掉块等复杂，引发卡钻、报废进尺等事故，并导致3口水平井储层段40%进尺作业占总作业时间70%以上。同时，页岩气水平井井壁失稳问题频发，不但严重影响到钻井周期、钻井成本等问题，还直接导致井身质量差、固井难度大、储层污染严重等问题，这些问题都给后续开发带来极为不利的影响。据不完全统计，截止2012年初，四川威远、长宁及云南昭通页岩气产业化示范区完钻的4口水平井，平均井深3357米，平均钻井时间118天，而北美地区井深4000~5000米，水平段1500~2000米的页岩气井钻井周期通常在15~20天，水平段钻井时间仅为5~8天。由此可见，我国相对落后的页岩气水平井钻井技术，已经成为制约我国页岩气工业快速发展的重要瓶颈。

短半径水平井新技术特点和现状

短半径水平井新技术特点和现状 短半径水平井是在中长半径水平井技术基础上发展起来的一项钻井新技术，该技术能成倍的提高油井产量和提高采收率，改善井网布置，合理有效的开发各类油藏，不但可以节约钻井及油田开发综合成本，尤其是对难以开发的薄油气层，极大地提高了采收率和经济效益。 一、短半径水平井的特点 短半径水平井的定义一般是指造斜井段的造斜率大于1°/m的水平井，即曲率半径小于57.3m，又称大曲率水平井。 短半径水平井具有井眼小、造斜率高、曲率半径和靶前位移短等特点。短半径水平井的主要特点和优缺点见表1。 二、短半径水平井的发展现状 短半径水平井在国外各大公司中，美国贝克?修斯是具有代表性的一家公司。七十年代中期，美国的Eastman Whipstock公司通过八年的研究试验，研制出了短半径造斜钻井系统，经改进完善，在美国南部一些油田和加拿大北坡的Knparnk油田广泛应用提高产量4倍以上。1983年以来设在西德的Eastman Christenden公司又作了进一步改进并完型生产，九十年代初期经过一次较大的兼并，将与钻井技术有关的数家服务公司从资金、人才和技术方面进步了择优调整，组建了能从事钻井“一条龙”服务的Baker Hughes Intep公司，在技术研究和工具仪器方面都有很强的竞争能力，近年来已侧钻段半径水平井300余口。 Sperrg-Sum公司在以发展仪器为主的基础上，已能为提供定向井与水平井钻井的全面服务。该公司短半径水平井技术也处于领先地位，它的无线随钻MWD和ESS电子多点采用了柔性连接方式，广泛用于短半径侧钻水平井。目前，短半径水平井的最大水平位移和最长水平段已分别达到953m和600m；开窗侧钻点最大井深已达到7751m。水平段最长的短半径水平井是美国的Mobil Erdgas-Erdoel Gmbh公司在德国钻成的Reitbrook 308井（120.7mm井眼），水平段长600m，水平位移953m。

侧钻水平井面临的技术难点解析

侧钻水平井面临的技术难点解析 近年来随着塔河油田（西北局油田分公司）勘探开发的进一步深入，一些相对成熟的钻井新技术新工艺已成功运用到钻探施工中，其中侧钻水平井因其经济效益高，投入相对低等因素被广泛应用到油田的开采和勘探开发中。结合实际施工过程，从技术方面就侧钻水平井遇到的难点问题进行了简单的阐述与分析。 标签：油藏；孔道；开窗；摩阻 1井身轨迹难以控制对钻具组合要求很高 侧钻水平井井身结构中主要有4种制式的结合，即直、增、稳、平，我们一般可按下部地层情况和储层靶点设计要求，设计其结构类型，如直-增-稳-增-平，直-增-平等等。因造斜段处造斜率大，井眼轨迹不易控制，可能导致脱靶。另外，侧钻水平井的井眼曲率比普通定向井要高得多，造斜的难度要大得多，需要水平井特殊的造斜工具。这一方面要求精心设计其水平轨道，一方面要求具有较高的轨迹控制能力。综上，侧钻水平井对钻具要求很高。 2钻头选型较难掌握要合理使用以提高机械钻速 钻头选型的正确与否将对钻井队提高机械钻速，缩短钻井周期并节约成本和增创效益起着至关重要的作用。争对不同地层选择适合的钻头选型和水眼，并配以合理的钻井参数将能最大限度的提高钻头水力参数效能，充分发挥钻头的使用功用，以此提高机械钻速。 在施工中我们主要是靠两方面来进行考虑如何选择怎样的钻头类型。一是靠工程设计和地质设计中的相关要求和地层情况进行分析选判。二是主要靠常年侧钻施工中不断积累的经验进行选择，它以钻头使用数据进行参照对比，因此具有一定的科学理论依据。 3钻井液体系要实时维护确保施工顺利进行 3.1携岩洗井 钻井工程上应保证足够的排量、一定的旋转钻具洗井和短程起下钻次数；钻井液应保证具有优良的流变性，以便于自如地进行调整，满足不同井斜角区域的携岩要求，确保不形成岩屑床，保持井眼清洁。 3.2减阻防卡 一般侧钻施工中侧钻点较深，侧钻后增斜、水平段钻进等作业项目多，起下钻次数多，停钻时间长，易发生卡钻事故，故提高钻井液的润滑能力是保证侧钻井井下安全的关键问题。因此，要保证钻井液含油量在8%以上，钻井液在混油

小井眼钻井技术在桩西区块应用

小井眼钻井技术在桩西区块应用 桩海潜山169区块的部署开发是近年来胜利油田的一重大举措，该区块在古潜山八陡组和中生界顶部均钻遇良好油气显示，表明该块多层系含油，是油气较为富集的区域。总结桩169-斜1和桩169-斜2井小井眼施工经验，对出现的问题细致分析，并予以反馈，为该区块的后续施工提供一些借鉴。 标签：小井眼；钻井技术；流变性；抑制性；封堵性； 1 前言 一方面由于胜利油田开发逐年深化，另一方面由于国际低油价的影响，小井眼开发由于投资少、钻井液用量少、排放废弃物少等优势，在胜利油田开采老区剩余油方面带来了良好的经济效益和社会效益，小井眼钻井技术也受到越来越多的关注和重视。特别是将小井眼钻井技术应用到滩海大位移井井，是该技术的又一大进步。 2 施工难点分析 以桩169-斜2井为例，该井为四开井，四开井眼为149.2mm*（4786-5458.29）m，井斜30.7度，位移（1962-2306）m，施工过程中面临如下困难。 2.1 钻具安全 小井眼施工具有环空间隙小，压耗大，钻具强度低等难点，给井下安全带来极大隐患。 2.2 易形成岩屑床 一方面小眼井中，钻杆接头与钻头直径相差很小，接头外径与井壁相切后，在钻杆本体下侧形成较大井眼，容易沉积岩屑。另一方面由于“上弦月效应”，钻井液在井眼截面上形成流速分布上的差异化，加之重力作用使岩屑翻转沉向下井壁，同时该井小井眼井段处于井斜30度稳斜段，井斜对岩屑运移影响较大，增加了形成巖屑床的可能。 2.3 井壁失稳 地质资料显示在井段5245-5253m存在红色泥岩，由于火成岩、泥岩地层交接性差，容易出现大颗粒掉块，另一方面在斜井段，井眼的上侧井壁处于悬空状态，仅靠钻井液的液柱压力平衡地层应力和上井壁岩石的重力。当发生抽吸时，上井壁失去支撑，加剧了井眼的坍塌，一旦卡钻，则会造成难以处理的复杂局面。 2.4 降摩减阻难度大

第一章 定向井(水平井)钻井技术概述

第一章定向井（水平井)钻井技术概述 定向井、水平井的基本概念 定向井丛式井发展简史 定向井钻井被（英）Ｔ．A．英格利期定义为:“使井筒按特定方向偏斜,钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为，定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井,虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。 定向井首先是从美国发展起来的，在十九世纪后期,美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题，认为钻出来的井必定是铅垂的,但通过后来的井筒测试发现，那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。 第一口救援井是1９34年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离，在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交,然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。 目前最深的定向井由ＢP勘探公司钻成,井深达10,65４米； 水平位移最大的定向井是BP勘探公司于己于１99７年在英国北海的ＲyｔｃｈＦarm 油田钻成的M11井,水平位移高达1，0１１4米。 垂深水平位移比最高的是Statoｉl公司钻成的的33/９—C２达到了１:3．14； 丛式井口数最多，海上平台:９6口；人工岛:17０口; 我国定向井钻井技术发展情况 我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步,首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—１5井和磨三井,其中磨三井总井深1685米,垂直井深表遗憾３5０米，水平位移444.2米,最大井斜92°，水平段长160米；70年代扩大实验，推广定向井钻井技术;80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。 我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JF１28井，井深达到7000米，垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井，水平

阶梯水平井钻井技术

阶梯水平井钻井技术 冯志明　颉金玲 (大港油田集团公司定向井技术服务公司,天津大港　300280) 摘要　阶梯水平井是在水平井完成第1水平靶区后,通过降斜、稳斜、增斜段的调整,进入并完成第2水平靶区井段的水平井钻井技术。该技术将水平井技术又推上了一个新的高度。使水平井的应用扩展到常规油气层,连续薄油层、断块油层等复杂油气田。文中从施工难点、优化工程设计、井眼轨迹控制3方面论述了阶梯水平井的钻井技术。列举了TZ406井、YX2P1井、LN61-H1井3口阶梯水平井的施工数据。针对TZ406井施工经过、施工要点、施工技术措施,对阶梯水平井的设计、轨道控制技术、施工难点经验、体会和认识,做了全面的论述。现场应用表明:阶梯水平井显著地增加了产量,大幅度地提高勘探开发的综合经济效益,必将成为油气田开发的重要手段之一。 主题词　水平井　导向钻井　井眼轨迹　工程设计　钻具组合 作者简介　冯志明,1966年生。1987年毕业于重庆石油学校钻井工程专业,工程师。　颉金玲,1945年生。毕业于华东石油学院,现任副经理,高级工程师。 阶梯水平井是指在一个井眼中连续完成具有一定高度差的两个或者多个水平井段,形成具有两个或多个台阶的井眼轨迹,用一个井眼开采或者勘探两个或多个层叠状油藏、断块油藏的水平井井型。利用阶梯水平井连续在这两个油层中水平延伸一定长度,节约了重复钻井的投资,增加了单井产量,可取得最佳的开发效果。 一、施工难点 1口成功的阶梯式水平井,能实现取代2口或多口水平井的开发目的,既节约投资,又能获得好的效益。常用于阶梯式水平井开发的区块具有以下特点:(1)层叠式或不整合薄油藏;(2)断块油藏;(3)上部油层断失或尖灭,存在下部可供开采的油藏。 1.目的层油层薄,区块复杂,井眼轨迹拐点多,不平滑,不利于送钻和钻压传递,控制和调整井眼轨道工作量大。着陆、阶梯过渡段控制困难。 2.对钻井装备、钻井液净化设备要求高,井眼的净化和携砂难度大,大斜度井段易形成岩屑床,造成井下复杂情况发生,需要有足够的动力,配套齐全的净化设备。 3.钻具组合、监测仪器等针对性强,技术含量高,钻柱受力复杂。 二、优化工程设计 1.优化井身剖面设计　阶梯水平井的地质设计,通常只给定AB段、CD段两个阶梯水平段的入窗窗口和目标靶区,工程设计则需要满足以下3个方面的条件。(1)满足地质对轨迹控制的要求:即中靶要求。(2)井下专用钻具、工具、仪器装备能满足设计井眼轨迹控制的要求。(3)完井电测、下套管、固井等完井工艺技术水平须满足开放要求。 阶梯式水平井,与普通水平井不同的是怎样依据地质要求,对第1水平段终点到第2水平段终点间的井身剖面进行设计。 2.优化井身结构　根据TZ406井、YX2P1井和LN61-H1井的施工技术,结合国内外其它地区阶梯水平井的施工经验、油层特点和完井方式,一般认为技套必须封固目的层以上的异常高压以及易垮塌、破碎带等不稳定地层,以保证水平井安全、快速地钻井和完井。 三、井眼轨迹控制技术 1.合理的钻具组合设计　分析近年来完成的数十口水平井资料,总结出几套适合于常规水平井和阶梯水平井施工,目前国内工艺技术和装备又能够实现的钻具组合结构。 (1)侧钻钻具组合。钻头+螺杆钻具+定向接头+无磁钻铤+MWD短节+钻铤+钻杆。该钻具组合常用于回填导眼后的侧钻井段和第1造斜井段的施工,平均造斜率达10～12(°)/30m。 (2)钻盘微转增斜钻具组合。钻头+稳定器+无磁钻铤+MWD短节+无磁钻挺+稳定器+钻铤+ 22石油钻采工艺　2000年(第22卷)第5期DOI:10.13639/j.od pt.2000.05.006

第12章 小井眼钻井工艺重点讲义资料

第十二章小井眼钻井工艺 第一节小井眼定义和用途 (2) 一．小井眼定义 (2) 二．小井眼的用途和前景 (2) 三．小井眼的局限性和难度 (2) 第二节小井眼钻井设备 (2) 一．套管程序 (3) 二．固井 (3) 三．钻井液 (4) 第三节钻头 (4) 一．钻头的种类 (4) 二．钻头类型的选择 (4) 第四节小井眼钻具 (5) 一．钻具的种类 (5) 二．小井眼钻具组合 (5) 三．小井眼对钻具的要求 (6) 第五节小井眼连续取心技术 (6) 一．小井眼连续取心的特点 (6) 二．小井眼连续取心用的工具 (7) 第六节小井眼井控 (7) 一．小井眼井控与常规井的差别 (7) 二．小井眼的溢流检测 (8) 三．小井眼压井方法 (8) 四．小井眼井控设备分类 (9) 第七节连续油管技术 (9) 一．连续油管的材质及其物理机械性质 (9) 三．连续油管的地面设备 (10) 四．连续油管的使用寿命 (12) 五．连续油管在小井眼钻井中的应用范围 (12) 六．连续油管钻井的优点和局限性 (13) 参考文献 (14)

第一节小井眼定义和用途 一．小井眼定义 到目前为止，还没有一个统一的小井眼定义。美国阿莫科（Amoco）公司认为，不少于90％以上的井段是用直径小于177.8毫米（7英寸）的钻头钻成的井眼，或70％以上的井段直径小于152.4毫米（6英寸）的井称小井眼。我们认为只要能满足以下条件之一的就可称为小井眼： 1．一口井中90％井段是用直径小于177.8毫米（7英寸）的钻头钻成的井眼。 2．水平井水平段的井径小于200毫米（77／8英寸）的井眼。 3．在老井眼开窗侧钻、加深，井径小于177.8毫米（7英寸）的井眼。 4．井的最后一段井眼直径通常是从95.2～104.8毫米（33／4。～41／8英寸），从中可获得大量评价井的资料，可在该井眼内进行完井作业的井。 二．小井眼的用途和前景 经过石油工业几十年的共同努力，小井眼技术日臻完善，可在很多领域发挥效益。 1．钻早期勘探井和评价井：在浅海区域采用简易平台钻小井眼探井或评价井，进行早期地质勘探和评价，可以减少资金的投入。 2．钻开发井：对井深较浅、单井产量低的边际油田，采用小井眼可以节约开发投资，提高经济效益。 3．提高老油田的产量：利用小井眼钻井技术，重返老井进行加深、侧钻、钻大斜度或水平井，进行二次开采，使老井产量提高。 4．借助国际经验、技术优势，建立我国海洋石油钻井作业的小井眼体系，使小井眼技术在我国海洋石油钻井作业中逐步成熟和发展。 三．小井眼的局限性和难度 尽管小井眼具有广泛的用途，但还存在一定的局限性，主要有以下几方面： 1．某些技术还不过关，小井眼钻井中使用的硬件和软件还未能完全满足需求。 2．钻探深度受到限制，加深钻探时的技术难度更大。 3．井控困难。 4．井下事故和复杂情况不易处理。 第二节小井眼钻井设备 目前，我国海上现有钻井设备都能满足钻小井眼的要求。当前国际上适用于小井眼的钻机有石油钻机、矿业连续取心钻机、混合钻机和连续油管作业钻机等。这些钻机的共同特点

小井眼钻井技术毕业论文

小井眼钻井技术毕业论文

摘要 小井眼钻井在石油工业中应用始于50年代，80到90年代小井眼钻井技术取得了突破性进展，成为继水平井之后油气勘探开发中又一门热门技术。数年来国内外对小井眼钻井技术进行了大量的研究，也取得了很多成果，展现了良好的应用与发展前景。在国内，中原油田在小井眼侧钻技术方面形成了一套新的研究方法和技术，在此研究基础上开发了配套的高效钻井工具，得到初步应用，取得了良好的效果。本文通过对国内外小井眼钻井技术的基本理论及在国内的一些实际应用的叙述使大家对小井眼钻井有个更清晰的认识。 关键词：小井眼；钻井工艺；侧钻工艺

目录 前言 (1) 第1章小井眼的基本概念 (2) 1.1小井眼钻井技术发展概况 (2) 1.2小井眼技术发展的原因 (4) 1.2.1 经济因素 (4) 1.2.2 技术进步 (4) 1.2.3勘探开发的需要 (4) 1.2.4环境保护的压力小 (5) 第2章小井眼钻井系统、装备及工具 (8) 2.1小井眼钻井系统 (8) 2.1.1转盘钻进系统 (8) 2.1.2连续取芯钻进系统 (8) 2.1.3井下动力钻具钻进系统 (8) 2.1.4小井眼水平钻井系统 (8) 2.2 国外小井眼钻井设备的发展现状 (9) 2.3 国内小井眼钻井设备现状 (12) 2.4 对我国研制小井眼钻井设备的几点建议 (12) 2.4.1 钻机 (13) 2.4.2 钻井井下工具 (13) 第3章小井眼技术的难点及对策 (15) 3.1小井眼井控与常规井控的差别 (15) 3.1.1环空间隙（小井眼环空体积小） (15) 3.1.2 系统的压力损失大 (16) 3.2小井眼井涌检测技术 (17) 3.2.1 Amoco公司井涌检测法（出入口流量法） (17) 3.2.2 Anadrill公司的井涌检测方法 (17) 3.2.3 BP公司研制了一种小井眼井涌早期检测系统 (17) 3.3小井眼压井方法---动态压井法 (18)

微小井眼钻井技术概况、应用前景和关键技术

第32卷 第1期 2010年1月石 油 钻 采 工 艺 OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGY Vol. 32 No. 1 Jan. 2010 文章编号：1000 – 7393（ 2010 ） 01 – 0005 – 05微小井眼钻井技术概况、应用前景和关键技术 陈朝伟　周英操　申瑞臣　赵　庆　方世良　郭庆丰　王金茹 （中国石油集团钻井工程技术研究院，北京　100195） 摘要：微小井眼钻井技术具有大幅度降低钻井成本、利于环保和适于恶劣环境下作业等优点。全面发展微小井眼钻井技术之前需要了解该技术的内涵、国内应用前景和关键技术。为此，明确了微小井眼钻井技术的概念，介绍了微小井眼钻井技术的发展现状，分析了该技术在老油田、浅层油气、煤层气、“三低”油气藏等的开发效益和应用前景，提出了微小井眼钻井技术的发展方向，即以小型复合连续管钻机为基础、井下钻具为主导、其他技术相辅助，提出国内需分布实施微小井眼钻井技术，应加大连续管技术、工具及微小井眼钻井基础理论研究、管柱力学、水力学软件等方面的研究力度。 关键词：微小井眼；钻井技术；连续管；关键技术；应用前景 中图分类号：TE246 文献标识码：A Overview ，Application Prospects and Critical Technologies of Micro Hole Drilling Technology CHEN?Zhaowei,?ZHOU?Yingcao,?SHEN?Ruichen,?ZHAO?Qing,?FANG?Shiliang,?GUO?Qingfeng,?Wang?Jinru （Drilling Research Institute ,CNPC ,Beijing 100195,China ） Abstract: The advantages of micro hole drilling technology （MHT ） include reducing costs, conducive to environment protec-tion, and suitable for harsh environment. The connotation, application prospects and critical techniques are the problems to be solved before developing and applying MHT. Therefore, the concept of MHT is determined, and the application prospects in China is analyzed, showing?that?MHT?can?be?applied?in?old?oil?field , shallow oil and gas, coalbed methane, “3-low” reservoirs, and so on. Development program of MHT is proposed, which is based on built for purpose micro hole coiled tubing rig, cored by BHA, and assisted by other techniques. This can be good reference for developing MHT in China. Key words: Micro hole; MHT; Coiled tubing; Critical technology; Application prospects 作者简介： 陈朝伟，1979年生。2007年毕业于北京大学，获固体地球物理学博士学位。主要从事微小井眼、连续管钻井技术以及钻井力 学的研究，高级工程师。E-mail ：chenzwdri@https://www.wendangku.net/doc/5511664393.html, 。微小井眼钻井技术是一项正处于试验和研发阶 段的钻井新技术，由于受到美国能源部（DOE ）的重 视而引起了国内外的广泛关注。该技术是适应石油 勘探开发成本逐渐增加和环保观念不断提升而发展 起来的一种高效率、低成本、低污染的钻井技术。从 井眼尺寸上，微小井眼是继常规井眼和小井眼之后 发展的一个新阶段。本文重点介绍了微小井眼钻井 技术的概念、优缺点和发展现状，分析了国内应用前 景，提出了国内发展该技术的研究方向。1　微小井眼钻井技术概况Overview of MHT 1.1　微小井眼钻井技术及其发展现状MHT and its developing actuality 1994年，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室（Los Alamos National Laboratory ，LANL ）首先提出微小井眼（Micro Hole ）钻井的概念（指用连续管钻小尺寸井眼的钻井技术，图1）［1］。2004年，美国能源部

准噶尔盆地石炭系小井眼侧钻短半径水平井钻井技术

准噶尔盆地石炭系小井眼侧钻短半径水平井钻井技术 为落实排66区块地质储量，部署了准噶尔盆地石炭系首口短半径水平井——排664侧井，Φ244.5mm技套内侧钻Φ152.4mm井眼。文章介绍了轨道优化设计、石炭系地层侧钻方法、降低测量仪器磁干扰技术、钻具组合优化配套和井眼净化等工艺技术。该井的成功钻探不仅落实地质储量，同时为后续开发井提供了施工经验和技术支持。 标签：准噶尔盆地；石炭系地层；小井眼；短半径；水平井 1 简介 排664断块位于准噶尔盆地西部隆起车排子凸起北部，勘探程度较低，加上地质结构复杂，石炭系的岩性序列、储集空间、储盖组合、油藏类型等方面的资料缺乏，勘探成果难以突破。因此，在排664井老井眼基础上，利用小井眼短半径技术侧钻对目的储层进行勘探落实。该技术的实施不仅避开了上部复杂层段，而且降低勘探费用，缩短钻井周期，该井为准噶尔盆地石炭系地层小井眼侧钻短半径水平井首次成功实施。 2 主要技术难点 排664侧井是在排664井Φ244.5mm技术套管下部裸眼段侧钻Φ152.4mm井眼短半径水平井，自侧钻点以深均为石炭系地层，主要技术难点有以下几点：（1）石炭系侧钻困难，石炭系火成岩硬度高、可钻性差、侧钻困难；为减小套管磁干扰影响，侧钻点下压4m，提高了侧钻后轨迹控制难度。（2）套管（老技套）被磁化导致随钻仪器测量数据不准确，设计磁场强度为57μT，但实钻测量场强为100μT。（3）造斜率要求高，设计造斜率达80°/100m。（4）水平段长，设计水平段长529.52m，水平位移600m；钻压传递、钻进困难，根据摩阻扭矩模拟计算350m之前比较好控制，后续井段难度大[1]。（5）岩屑返出能力差。由于技术套管尺寸Φ244.5mm，侧钻井眼尺寸Φ152.4mm的现实情况，环空返速低，岩屑返出难；井眼小，钻进时间长，易形成岩屑床。 3 井身结构及井眼轨道优化设计 3.1 井身结构设计 根据老井的井身结构，结合地层特点、地层压力及钻井技术状况，参考已钻井实钻井身结构，以有利于安全、优质、高效钻井和保护油气层的原则进行设计，充分考虑地层的不确定性，以保证完成钻探目的。 3.2 井眼轨道优化设计 为降低技套磁干扰。直井段多钻进4m左右，至井深889m开始侧钻；按降

套管开窗侧钻水平井技术研究.

51/2″套管开窗侧钻水平井技术 研究报告 中原石油勘探局钻井一公司 二○○五年十月

51/2″套管开窗侧钻水平井技术 研究验收材料 编写：赵敬奎 审核：

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51/2″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、增加经济效益的重要途径，采用老井侧钻水平井是开采剩余油和特殊油藏更为经济的方法，特别对油层套管腐蚀、破裂、出水、水锥、气锥及稠油低压油层和垂直裂缝发育等油藏使用效果更佳。

中原油田是典型的复杂断块油气田，随着油田进入开发后期，很多油井含水率高达95%以上。为挖潜增效，必须对老油田、老区块进行改造，以提高油气采收率，开展套管开窗侧钻水平井研究工作，重点解决以下问题： 1）在老开发区由于油藏的非均质性，受注水（或底水）开发的影响，造成部分井（层）水洗不均（或水锥）甚至暴性水淹，严重影响了油水井利用率及采收率。 2）对于低渗透油田，因油藏裂缝较发育，油藏储集类型

复杂，已开发的低渗透油田整体效益差，开发难度大，采油速度底。 3）随着开发时间的增长，油水井井况日趋变差，有的井出砂严重、套损严重、事故井、报废井逐年增多。 上述情况的开发区储量动用程度差、剩余油多，不利于油田稳产，且严重影响了开发效果。采用侧钻水平井工艺技术，通过纵向上层位选择，平面上方位控制，开采老区剩余油，有利于提高采收率。 采用原生产井开窗侧钻水平井可以达到以下目的：1）有利于缓和或阻止地层压力的衰减；2）对注水作用引起的高含水可以把水控制到最低限度，从而减少用于堵水的费用和地面设施；3）有利于动用水洗不均层油藏的储量，提高开发效果；4）利用原生产井部分套管有利于少投入、多产出。因而开窗侧钻水平井工艺技术研究具有广泛的推广应用前景。 1.2.3完成情况

水平井钻井技术概述完整版

水平井钻井技术概述 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

第一章定向井（水平井）钻井技术概述 第一节定向井、水平井的基本概念 1．定向井丛式井发展简史 定向井钻井被（英）T ．A．英格利期定义为：“使井筒按特定方向偏斜，钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为，定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井，虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。 定向井首先是从美国发展起来的，在十九世纪后期，美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题，认为钻出来的井必定是铅垂的，但通过后来的井筒测试发现，那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。早在1895年美国就使用了特殊的工具和 技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。 第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离，在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交，然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。 目前最深的定向井由BP勘探公司钻成，井深达10，654米； 水平位移最大的定向井是BP勘探公司于己于1997年在英国北海的Rytch Farm 油田钻成的M11井，水平位移高达1，0114米。 垂深水平位移比最高的是Statoil 公司钻成的的33/9—C2达到了1:； 丛式井口数最多，海上平台：96口；人工岛：170口； 我国定向井钻井技术发展情况 我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步，首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—15井和磨三 井，其中磨三井总井深1685米，垂直井深表遗憾350米，水平位移米，最 大井斜92°，水平段长160米；70年代扩大实验，推广定向井钻井技术； 80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。 我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JF128井，井深达到7000米，垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井，水平位移最大的大位移井是大港定向井公司完成的井，水平位移达到2666米，最大的丛式井组是胜利石油管理局的河50丛式井组，该丛式井组长384米，宽115米，该丛式井平台共有钻定向井42口。 2．定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型： 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井 多分枝井（多底井） 国外定向井发展简况

水平井钻井技术介绍

水平井钻井技术介绍 水平井钻井技术第一章绪论水平井钻井技术是20世纪80年代国际石油界迅速发展并日臻完善的一项综合性配套技术，它包括水平井油藏工程和优化设计技术，水平井井眼轨道控制技术，水平井钻井液与油层保护技术，水平井测井技术和水平井完井技术等一系列重要技术环节，综合了多种学科的一些先进技术成果。由于水平钻井主要是以提高油气产量或提高油气采收率为根本目标，已经投产的水平井绝大多数带来了十分巨大的经济效益，因此水平井技术被誉为石油工业发展过程中的一项重大突破。第一节水平井的分类及特点水平井是最大井斜角保持在90°左右，并在目的层中维持一定长度的水平井段的特殊井。水平钻井技术是常规定向井钻井技术的延伸和发展。目前，水平井已形成3种基本类型，如图1—1所示。(1)长半径水平井(又称小曲率水平井)：其造斜井段的设计造斜率K＜6°／30m，相应的曲率半径R＞286.5m。(2)中半径水平井(又称中曲率水平井)；其造斜井段的设计造斜率K=(6°～20°) ／30，相应的曲率半径R=286.5～86m。水平井剖平面示意图(3)短半径水平井(又称大曲率水平井)：其造斜井段的设计造斜率K＝(3°～10°) ／m，相应的曲率半径R＝19.1～5.73m。上述3种基本类型水平井的丁艺特点和各自的主要优缺点分别列于表l—l和表1—2。大斜度井、水平井和多井底井技术的应用都有一个共同的目的．这就是降低综合成本和提高油层的开采量。对于同一尺寸的井眼，直井由于出油(气)面积比较小、其几何条件所提供的效率就比较低．而水平井几何条件所提供的效率达到最高，如图1—2和图1—3 所示。大斜度井(井斜角大于60°的井)主要适用于层状油藏。多井底井(在一个井眼内钻几口井)主要用于很厚的垂直渗透油层(具有低孔隙率和垂直裂缝的块状石灰岩)或者短半径横向引流类的井。1．天然垂直裂缝在垂直裂缝油藏中，油气完全处在裂缝中，裂缝之间的非生产底层一般为6~60m 厚，所以垂直井可能只钻到一个产层．也可能一个产层也钻不到，而水平井可以与产层垂直相交，横向钻穿若干个产层裂缝．这样就比垂直井的开采量要高得多。2．水锥和气锥1)水锥水平井可以在油层的中上部造斜，然后在生产层中钻一定长度的水平井段。水平井不仅减少水锥的可能性如图1—4 所示。2)气锥水平井的井眼全部在油砂中有助于避免气锥问题。并可以控制采收率，不致于使气锥的压力梯度过高。水平井成功地减少了水锥、气锥等有害影响。3．低渗透性地层由于固井的影响，石灰岩油藏的孔隙度和渗透率即使在短距离内也可能有相当大的变化。与此相似．砂岩油藏中内部岩层构造倾角的变化也能造成孔隙度和渗透率的变化，这些油藏水平相交可以提高产量。4．薄油层对于薄油层．通过在油层的上下边界之间钻个水平井段可以大大地增加井与油层的接触表面积。对于厚的油层则可以优先选择成本较低的直井完井方法，或者考虑应用多底井的可能性(见图1—5)。5．不规则地层平钻井已经成功地应用产开发不规则油藏。这种含油地层互不关联，孤立存在，地震测量也难以指定其准确位置．所以钻直井或常规定向井很难钻到这类油藏。然而短半径水平井可以从现有直井中接近油藏的位置进行造斜．并且可以避免可能的水锥和气锥问题。6．溶解采矿很多矿藏当今采用溶解采矿法进行开采，水平井可以提高这些矿藏开采的经济效益。7．边际构造、丛式井和加密井水平井可能适用于边际构造，为了在短期内增加总的开采量可以钻从式水平井组(见图1—6)。8．层状油层水平井采油获得的产量增量取决于油层垂直渗透率的值。在垂直与水平渗透率之比值较低的情况下，如水平纹理的油层，大斜度井的效率要远高于水平井的效率。如图1—7。9．重油产层在重油产层中、水平钻井技术具有提高产量的能力。横穿油藏的水平井既可以作为生产井也可以作为注水井。水平井具有如下的优点和应用：(1) 开发薄油藏油田，提高单井产量。水平井可较直井和常规定向井大大增加泄油面积，从而提高薄油层中的油产量，使薄油层具有开采价值。(2) 开发低渗透油藏，提高采收率。(3) 开发重油稠油油藏。水平井除扩大泄油面积外，如进行热采，还有利于热线的均匀推进。(4) 开发以垂直裂缝为主的油藏。水平井钻遇垂直裂缝的机遇较直井大得多。(5) 开发底水和气顶活跃的油藏。水平井可以减缓水锥、气锥的推进速度，延长油

开窗侧钻水平井技术

开窗侧钻水平井技术 在北布扎奇油田的推广应用 华油能源集团钻修井工程部 二○一二年十一月

目录 一、项目来源1 二、油藏地质基本情况2 三、推广技术及改进创新3 （一）套管开窗技术3 1、井眼准备3 2、开窗工具控制方式4 3、开窗位置的确定4 4、开窗技术5 （二）井眼轨迹控制技术5 1、井眼轨迹控制系统6 2、井眼轨迹控制技术7 （三）钻井液技术8 1、钻井液配方及维护8 2、钻井液维护技术要求8 3、钻井液性能参数9 （四）完井和固井技术9 1、早期完井方式9 2、改进后的完井和固井10 3、主要完井和固井工具11 4、固井水泥浆性能17 5、完井和固井施工程序17 四、现场实施情况18 五、经济和企业效益19 （一）直接经济效益19 （二）间接经济效益19 （三）企业效益20 六、结论及认识20 一、项目来源 2009年北布扎奇公司为提高北布扎奇稠油油田的开发效益，决定对5口事故或者高含水井实施侧钻水平井改造。经过公开招标，我公司中标承担这5口侧钻水平井的大包工程服务（套管开窗、侧钻轨迹控制，泥浆体

系服务和完井材料及施工服务）。 该项目以开发侏罗系J20油藏为目的，在老井的7＂套管(K55 壁厚8.05mm)内约350米处开窗侧钻，水平段目标点垂深约为420~440米，设计的靶前位移为70~80米，水平段长度为200米，斜深约610米～650米。 2010年北布扎奇油田10口井侧钻水平井钻井项目是继2009年在当地成功完成了5口侧钻水平井的基础上, 我公司再次中标并顺利完成了10口井的钻井项目。 2012年北布扎奇20口井侧钻水平井钻井项目是我公司在该油田的延续性项目。 二、油藏地质基本情况 北布扎奇油田油层埋藏浅，两套含油层系：白垩系(平均埋深340m)、侏罗系(平均埋深420m)，侏罗系是侧钻水平井的目的层位。油藏岩性为分选较好的松散型细-粉砂岩欠压实。 原油重度 18—20 API， 0.94 g/cm3，粘度：190 - 290 cp。 原始条件下，各油藏均属正常温压系统。白垩系油藏中部深度340m，油藏压力4.3MPa，压力梯度1.1，油藏温度29°C；侏罗系油藏中部深度420m，油藏压力5.2MPa，压力梯度1.1，油藏温度31°C。 油藏压力分布情况：地层压力情况为上大下小，压力系数约为1.1。