《侧钻水平井工艺技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《侧钻水平井工艺技术（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、侧钻水平井工艺技术,辽河石油勘探局工程技术研究院 靳树忠 二00五年八月,1、水平井、侧钻水平井发展综述,2、侧钻水平井特点、主要优越性,3、侧钻水平井分类、工艺流程,4、侧钻水平井钻井工艺技术,5、侧钻水平井钻井液工艺技术,6、侧钻水平井仪器随钻测量工艺技术,7、侧钻水平井完井工艺技术,8、结束语,一、水平井、侧钻水平井发展综述,水平井、侧钻水平井比现代石油工业的历史还要长。早在200年前，英国在煤层中钻了一口水平井，以求从其中找油，随后于1780年和1840年间进行生产。20世纪初，美国和德国开始采用这种技术，1929年，美国在得克萨斯州钻了第一口真正的水平井。该井仅于1000米深处从井筒
2、横向向外延伸了8米。由于工业上采用了水力压裂作为油层增产的有效技术措施，使水平井钻井停滞不前。例如，苏联和中国在50年代和60年代就已开始钻水平井，但直到1979年才又重新起。,一、水平井、侧钻水平井发展综述,水平井、侧钻水平井的发展历史可分为两个阶段： 第一阶段：70年代前，从技术上证实了钻水平井的可行性。结论：水平井技术上可行，经济上不行。原因：地点选择不对，而不是技术上不过关。第二阶段：70年代后，水平井钻井技术取得显著进行，水平井在一定范围内进入生产应用阶段。,80年代初试验，90年代大规模推广，目前在美国已列为常规技术，用于各类油藏。中国油田进行水平井、侧钻水平井主要是从“八五”和“
3、九五”期间开展攻关研究和大面积推广应用的 。 成本：已降至直井1.5-2.0倍，最小为直井的1.2倍。 产量：为直井4.0-8.0倍,辽河油田历年新钻水平井、侧钻水平井增长概况,从几何角度看 1、与常规侧钻井相比：造斜率要高。 2、在产层内有水平段或近水平段。,从钻井角度看 1、钻具组合不同。 2、井眼轨迹控制难度大。 3、井眼净化比较困难。 4、测井、完井工艺与工具有所不同。,从开发与采油角度看 1、钻穿沟通多垂直裂缝发育带。 2、减少水锥和气锥现象。 3、增加油气藏泻油面积。 4、钻遇薄油层，提高开发效果。 5、井筒内流态是直线流动，阻力小、流动平稳、压降低。,(1)提高单井产能计算结果表
4、明：在相同泄油面积情况下，300m以上的水平井的采油指数是垂直井的3倍以上。提高单井产能的主要原因：水平井提高了油井与油藏的接触面积，另外水平井相当于一条长的准确定向的裂缝。,(2)减缓水气脊进(water or gas cresting)水平井尽量远离油气或油水界面，同时在保持与垂直井相同产量的情况下，大大降低了井筒附近的生产压差和流体流动速度，减缓了油井生产对油水或油气界面变形的影响。水平井段长600m的水平井，其计算的临界速比垂直井高约4倍。,(2)减缓水气脊进(water or gas cresting),(3)开发一些特殊类型的油藏,裂缝性油藏； 层状油藏; 倾斜的层状油藏 稠油油藏
5、； 薄油层； 低渗透油藏； 高含水后期正韵律厚油层； 断块油藏。,按曲率半径划分 1、长曲率侧钻水平井 2、中曲率侧钻水平井 3、短曲率侧钻水平井 4、超短曲率侧钻水平井,按其他原则划分 1、大位移侧钻水平井 2、阶梯侧钻水平井 3、多底/分支侧钻水平井 4、直井侧钻水平井 5、定向井开窗侧钻水平井 6、水平井开窗侧钻水平井,目前常用的侧钻方式有套管锻铣、斜向器开窗两种方式，最普遍应用的是斜向器开窗。,开窗点应尽量低，以尽可能多地利用老井套管； 开窗点以上套管完好，无变形，无漏失； 曲线段和造斜段尽可能避开水淹区； 选择砂岩和非膨胀泥岩地层开窗,侧钻水平井 开窗位置优选,优点： 实现了一趟钻完
6、成对原井眼的密封、斜向器坐封、开修窗工作，一体化操作，程序简单； 缩短周期，降低成本； 多折面斜面， 窗口全宽比例加大，事故隐患降低； 能满足油田中后期利用老井进行各种套管侧钻井的施工，应用范围广。,专利号：2004200306165，,已经成功应用,多段制剖面设计 悬链线剖面设计 & 抛物线剖面设计 最小曲率法的三维剖面设计与二维剖面设计(X.S. Liu, 1989) 弯曲方程法 ( Schuh, 1992) 恒曲率方程法 (B. Guo, 1993) 井眼轨迹模拟法 (S.Z.Jiang,1994) 地理曲率模型法(Williamson,2000),目前普遍应用的的设计方法为 最小曲率法
7、。,设计参数 造斜点和造斜率 稳斜段 造斜段 水平段 靶区 工具面,由油藏条件决定越大越好越简单越好 要求快速安全钻达油水界面,设计方法,靶区设计,力学分析 钻压，扭矩& 拉伸, 弯曲 钻机设备和地面设施 最小摩阻的井身剖面设计 造斜率评估 疲劳极限 (旋转钻进时) BHA的造斜率预测 BHA的设计及优选,钻具组合设计原则： 钻柱摩阻最佳。 优先选用成熟钻具组合。 满足强度要求。 有利于减少起下钻次数。 必须有较大的可靠性及实用性。 根据井身剖面选择钻具组合。,轨迹控制系统,螺杆造斜能力计算,导向钻进原理,100 200 300,2200,2100,2000,Kop=2061.00m,入靶点2
8、143.77m,井斜89.4,终点2354.82m 井斜89.5 ,静33-71cp井垂直剖面图,设计轨道,实钻轨道,轨道控制实例,-120,-80,-40,0,40,80,20,60,100,140,180,220,260,静33-71cp井水平投影图,设计轨道,实钻轨道,轨道控制实例,设计特点 具有较强的结构性，良好的流变性和稳定性； 摩阻力低，润滑性强； 较好的抑制性和抗污染性； 有利于保护油气层, 减少对储层的损害； 密度合理, 有利于近平衡钻井和井壁稳定。,井眼稳定性 井眼清洁：消除岩屑床 井眼摩阻、提拉力及扭矩大,钻井液设计维护难点,侧钻水平井钻井液体系卤水水包油完井液组分：盐水+
9、生物聚合物+预胶化淀粉+矿物油+乳化剂+暂堵剂根据多年研究与结合辽河的实际情况，在辽河油田区块稠油油藏侧钻水平井、古潜山侧钻水平井及其它水平井均使用该钻井液体系，满足了水平井稳定井壁、携带岩屑、润滑防卡和保护油层等的要求，已成功应用30余口侧钻水平井及侧钻分支井。侧钻水平井钻井液性能维护要点： 1、高抑制性、低滤失量、井眼稳定 2、大井斜段的井眼净化 3、润滑性好防止卡钻 4、低动塑比 5、油气层的保护性,辽河静31-59FP分支侧钻水平井设计性能,1.随钻测量：井斜、方位、温度 2.工具外径：45mm和35mm 3.工具长度：2000mm以上可调 4.工作温度：+6125C 5.仪器精度：井
10、斜：0.2方位：0.2工具面：2 6.所用井型：无限制,测量参数,井斜角 方位角 工具面角 温度 磁倾角 磁场强度 重力和 井深 钻压 大钩负荷 立管压力,QDT-MWD技术规范,排量： 75-165gpm 3.5-in O.D.钻铤 100-425gpm 4.75-in O.D.钻铤 150-600gpm 6.5-in O.D.钻铤 400-1100gpm 8.5-in O.D.钻铤 压降：400gpm-100psi 抗温：125C 抗压：140Mpa 工具外径：1.88in 工具长度：7.26m9.75m11.89m,测量精度 井斜：0.1 工具面角：0.5 方位：0.15 磁倾角： 0.
11、1,辨别页岩和非页岩 评估砂岩、石灰岩中的粘土含量 关联补充测井数据，确定地质层位 选择取心位置和下套管位置,自然伽玛地质导向,锦27-81-479CP井伽玛数据 井深： 1559.62 水平段长：354.32,最大耐温：150C最大耐压: 20000psi(140Mpa)发射频率：2MHz+400KHz测量精度：0.5欧姆米测量范围：最高至2000欧姆米探测深度：2.5m 垂直分辨率：30cm 距离底部：2.8m测量曲线:32条原始电阻率曲线及8条补偿曲线,电阻率技术参数,由于侧钻水平井井斜大，常规的测井已不能满足该类井的测井要求，故对于侧钻水平井而言，主要依靠电缆左右下放和钻具送入法进行测
12、量。测井仪器应用在辽河主要有湿接头和泵冲法两种。已成功地应用于95/8、7、51/2套管侧钻水平井中。,完井设计: 确定要使用的尾管及井眼尺寸 光管与筛管长度优选 根据地层决定完井方式和筛管优选 考虑采油下泵要求 考虑尾管的通过度问题 考虑后期水泥塞和附件的易钻性满足的三个基本标准 拉伸或连接标准 挤毁或破裂标准 疲劳标准 与入井工具相匹配,辽河油田的实践证明了侧钻水平井/侧钻分支水平井技术是既能增加可采储量、提高产量和采收率、节省投资又能少打井的有效手段。是油田特别是老油田中后期挖潜增效、提高动用难动用储量程度的行之有效的办法，值得大力提倡。侧钻水平井作为一种特殊钻井工艺，今后大面积的推广仍需要有关配套政策和其它配套完善技术、设备的大力支持。,谢 谢 大 家,
