水平井钻井液技术

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1、水平井钻井液技术水平井钻井液技术钻井工程技术研究院钻井工程技术研究院内 容n概述n水平井井眼净化n水平井井壁稳定n水平井摩阻控制n水平井防漏堵漏n水平井储层保护n水平井钻井液水平井是指一种井斜角大于或 等于86，并保持这种角度钻完 一定长度水平段的定向井。定 义n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n我国在四川打成了磨3井和巴24井之后，针对水平井钻井技术中工程设计、轨迹控制、水平井钻井完井液、水平井固井和完井及测井等5项关键技术进行攻关，取得了丰硕成果，并成功在各油田推广应

2、用n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，缩短油出建设时间，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1863年，瑞士工程师首先提出钻水平井的建议；1870年，俄国工程师在勃良斯克市钻成井斜角达60的井； 瑞典和美国研制出测量井眼空间位置的仪器，1888年俄国也设计 出了测斜仪器；1929年，美国加利福尼亚州钻成了几米长的水平分支井；30年代，美国开始用挠性钻具组合在垂直井内钻曲率半径小 的水平分支井眼；1954年苏联钻成第一口水平井；1964年一1965年我国钻成两口水平井，磨-3井、巴-24井；自从80年代以来，随着先进的测量仪器、长寿命马达和

3、新型 PDC钻头等技术的发展，水平井钻井大规模高速度的发展起来。水平井钻井技术发展概况水平井钻井技术发展概况“八五”期间进行水平井钻井研究试验，形成了配套技术。经过“八五”攻关、“九五”攻关与推广，形成成熟技术，可以完成多种类型的水平井钻井设计与施工技术。“十五”以后，水平井钻井技术得到了进一步发展，重点突出了深层水平井、薄油层水平井、大位移水平井、分支水平井、侧钻小井眼水平井等方面的关键技术，取得了重大进展。“十一五”以来，我院围绕东濮油田、普光气田勘探开发的需求，大力开展水平井钻井技术配套应用，形成以东濮老区薄油层提高采收率、套管开窗侧钻挖掘剩余油、普光气田超深天然气安全高效开发等系列水平

4、井钻井技术，较好的满足了油田勘探开发的需要。中原水平井概况中原水平井概况 中原水平井钻井技术发展简况p1988年中原油田开始水平井钻井技术研究p1990年完成创多项全国技术指标的第一口水平井-卫2-25井p1994年完成第一口5 1/2套管开窗侧钻井-侧明151井p1995年研究形成径向水平井技术 p1998-2000年每年推广100口5 1/2 套管开窗侧钻井p2000年引进第一套无线MWD p2001年完成4口水平井p2004年完成侧钻小井眼水平井6口，侧钻短半径水平井2口 序 号井 号类类型井深 (m)垂深 (m)最大 井 斜 ()开窗侧侧 钻钻井深位移 (m)最大造 斜 率 （/m ）

5、水平段 长长 (m)完成 年份施工 地点1TK318CH-1短半径侧钻侧钻 水 平井5705.085451.8497.053962731.42132004塔河油田2TK318CH-2短半径侧钻侧钻 水 平井5793.865444.9895.25399.99337.811.4276.72004塔河油田3丰收3-平18 1/2井眼 常规规水 平井2448.282120.796.21690669.10.38333.482004江苏苏油田4周9-5-3CH5 1/2套管 开窗侧侧 钻钻水平 井2685240088.22320.593000.401502004江汉汉油田5濮侧侧平1309 5/8套管 开

6、窗侧侧 钻钻水平 井30682859.59217602850.45702004中原油田6濮侧侧平165 1/2套管 开窗侧侧 钻钻水平 井2549.67239387.321072420.6078.112004中原油田7桥桥69-平18 1/2常规规 天然气水 平井42483692.4192.13280721.420.42461.732004中原油田8濮1-侧侧平 2395 1/2套管 开窗侧侧 钻钻水平 井26622430.6893.72156254.220.55612004中原油田9濮6-侧侧平 655 1/2套管 开窗侧侧 钻钻水平 井2856.672751.16762503196.680

7、.46802004中原油田序 号井 号类类型井深 (m)垂深 (m)最大井 斜()开窗或 侧钻侧钻 井 深位移 (m)最大造 斜率 （/m ）水平段 长长 (m)施工 日期施工 地点10濮2-平18 1/2井眼 常规规水平井28802371.5592.72086.02629.220.45389.512004中原油田11文92-平 18 1/2井眼 常规规水平井36803177.794.92844606.20.44376.52003中原油田12云2-平18 1/2井眼 常规规水平井32002234.12941890.871099.660.41757.612003中原油田13胡5-平18 1/2井

8、眼 常规规水平井26102096.5993.11755.69646.830.532842003中原油田14濮1-侧侧 平2315 1/2套管 开窗侧钻侧钻 水平井2600240896.52042265.90.601092005中原油田15濮1-侧侧 平1935 1/2套管 开窗侧钻侧钻 水平井2788240191.321375000.60158.112005中原油田1采用水平井开发，占地面积小，综合投入少，资金流动加快，油田整体开发综合效益提高 2水平井眼增大了油藏泄油面积，减缓、减小水锥气锥，大大提高原油采收率。通常水平井单井单产量是直井的4-7倍水平钻井的意义1 1、开发低渗透油气藏开发低

9、渗透油气藏增加泄油长度增加泄油长度增大传导率增大传导率通过水平井穿透低渗透储层中的天然裂缝通过水平井穿透低渗透储层中的天然裂缝 ，亦可对水平井进行增产处理，可显著提高油，亦可对水平井进行增产处理，可显著提高油 气采收率气采收率 2 2、开发裂缝性油气藏开发裂缝性油气藏 3 3、开发薄层的油气藏开发薄层的油气藏 4 4、减少气、水锥进，延长无水开采期减少气、水锥进，延长无水开采期 5 5、改善蒸汽驱效率，开发稠油油藏改善蒸汽驱效率，开发稠油油藏水平井的用途水平井的用途 6 6、提高聚合物驱油效果提高聚合物驱油效果水平井能大大提高注入能力和区域扫油效率，水平井能大大提高注入能力和区域扫油效率， 尤

10、其对聚合物和活性剂的注入很有效尤其对聚合物和活性剂的注入很有效 7 7、改善水驱和注水改善水驱和注水利用水平井开发，压力降不像直井那样集中在利用水平井开发，压力降不像直井那样集中在 某一点上，而是分散在比较长的泻油井段上，因而某一点上，而是分散在比较长的泻油井段上，因而 压力降较小，油水界面的变形也比较小压力降较小，油水界面的变形也比较小, ,含水量缓含水量缓 慢增加慢增加。 8 8、避免出砂，或者降低出砂几率避免出砂，或者降低出砂几率出砂量与井眼附近的流体流速成正比。由于水出砂量与井眼附近的流体流速成正比。由于水 平井的泻油长度远远大于垂直井的泻油长度，因而平井的泻油长度远远大于垂直井的泻油

11、长度，因而 水平井井壁附近的流体流速远远小于直井井壁附近水平井井壁附近的流体流速远远小于直井井壁附近 的流体流速的流体流速水平井的类型及各种类型水平井的特点（1）水平井的类型： 根据水平井曲率半径的大小分为：长曲率半径水平井（小曲率水平井）；中曲率半径水平井（中曲率水平井）；短曲率半径水平井（大曲率水平井）。造斜率分类造斜率半径 国际长28/25.4 m2865716 m 中830/25.4m716191 m 中短3060/25.4m19195 m 短60200/25.4m9528 m 国内长8/30m286.5m 中820/30m286.586m 中短2070/30m8524m 短70300

12、/30m245.77m水平井的分类长半径水平井长半径水平井造斜率：造斜率：2 /30m2 /30m6 /30m6 /30m应用范围：水平位移较大的水平井应用范围：水平位移较大的水平井钻具组合：常规的钻具组合（弯接头、弯钻具组合：常规的钻具组合（弯接头、弯 外壳、多稳定器钻具组合）外壳、多稳定器钻具组合）测量工具：常规测量工具（单点、多点、测量工具：常规测量工具（单点、多点、 有线和无线有线和无线MWDMWD）水平段长度：取决于可用的工艺技术水平水平段长度：取决于可用的工艺技术水平完井：常规完井技术，完井方式取决于油完井：常规完井技术，完井方式取决于油 藏条件藏条件水平井的分类中半径水平井中半径

13、水平井造斜率：造斜率：6 /30m6 /30m20 /30m20 /30m应用范围：水平位移较大的水平井应用范围：水平位移较大的水平井钻具组合：常规的钻具组合（弯外壳、钻具组合：常规的钻具组合（弯外壳、 导向钻具组合）导向钻具组合）测量工具：常规测量工具（单点、多点测量工具：常规测量工具（单点、多点 、有线和无线、有线和无线MWDMWD）水平段长度：水平段长度：300m300m900m900m完井：常规完井技术，完井方式取决于完井：常规完井技术，完井方式取决于 油藏条件油藏条件短半径水平井短半径水平井造斜率：造斜率：1 /m1 /m10 /m10 /m应用范围：水平位移不大的水平井应用范围：水

14、平位移不大的水平井钻具组合：特殊钻具组合（铰接马达钻具组合：特殊钻具组合（铰接马达 、挠性钻杆等）、挠性钻杆等）测量工具：特殊的测量工具测量工具：特殊的测量工具水平段长度：水平段长度：60m60m120m120m完井：多数裸眼完井：多数裸眼水平井的分类优优点缺点长长 半 径 水 平 井1.穿透油层层段最长长 2.使用标标准的钻钻具及套管 3.“狗腿严严重度”最小 4.使用常规钻规钻 井设备设备 5.可使用多种完井方法 6.可采用多种举举升采油工艺艺 7.测测井及取芯方便 8.井眼及工具尺寸不受限制1.井眼轨轨道控制段最长长 2.全井斜深增加最多 3.钻钻井费费用增加 4.各种下部钻钻具组组合较

15、长较长 5.不适合薄油层层和浅油层层 6.转盘转盘 扭矩较较大 7.套管用量最大 8.穿过过油层长层长 度与总总水平位移比最小中 半 径 水 平 井1.进进入油层时层时 无效井段较较短 2.使用的井下工具接近常规规工具 3.使用动动力钻钻具成导导向钻钻井系统统 4.离构造控制点较较近 5.可使用常规规的套购购及完井方法 6.井下扭矩及阻力较较小 7.较较高及较稳较稳 定的造斜率 8.井眼轨轨迹控制井段较较短 9.穿透油层层段较长较长 （1000米） 10.井眼尺寸不受限制 11.可以测测井及取芯 12.从一口直井可以钻钻多口水平分枝井 13.可实现实现 有选择选择 的完井方案1. 要求使用MW

16、D测测量系统统 2. 要求使用加重钻钻杆或抗压缩钻压缩钻 杆短 半 径 水 平 井l.井眼曲线线段最短 2.侧钻侧钻 容易 3.能够够准确击击中油层层目标标 4.从一口直井可以钻钻多口水平分枝井 5.直井段与油层层距离最小 6.可用于浅油层层 7.全井斜深最小 8.不受地表条件的影响1非常规规的井下工具 2非常规规的完井方法 3穿透油层层段短（120180米） 4井眼尺寸受到限制 5起下钻钻次数多 6要求使用顶顶部驱动驱动 系或动动力水龙头龙头 7井眼方位控制受到限制 8目前还还不能进进行电测电测（2） 各 种 类 型 水 平 井 的 特 点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