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1、 摘 要大庆油田截止1999年底累计发现套损井6860口，占投产井数的16.32%，发现套损井700口。随着油田开发时间的延长，已套损井的损坏程度逐年加剧，造成修井难度增大1，一是套损部位通径较小；二是多点套损井比例高，按目前工艺技术无法修复或因修复成本太高等原因，被迫报废处理，但地下储层仍有开采价值。采用侧斜工艺技术进行修复可以利用原井场，不用重新征地，不需重新铺设地面管线，可以利用一段原井眼，不影响原来的井网布置和开发方案，不需再钻更新井，恢复原有的注采关系，修复速度也将大为提高，保证了油田稳产，同时在技术上为油田提供新的修井手段，利用此项技术可以为国内外其他油田服务。通过本论文的研究，形
2、成了一套完整的套损井侧斜修井工艺技术2，包括：优化井眼轨迹设计、钻头选型、钻具组合设计、水力参数设计、井眼测量仪器、新技术新工艺应用等。为油田大修井提供新的修井手段，研制的侧斜井计算机软件开发应用，能够满足侧斜井设计和施工的需要。关键字：套损井；侧斜井；修井Abstract By the end of 1999 daqing oilfield total casing Wells that 6860 mouth, the number of production Wells 16.32% casing Wells, 700. With the extension of time oilfiel
3、d development, has damaged casing Wells, caused by increased the difficulty, one is workover casing part size smaller,2 a multipoint casing Wells, according to the current high rate cannot be repaired or technique for repairing cost is too high, forced to scrap treatment, but the underground reservo
4、irs are still exploitation value.Using skews technology can be used to repair the original location, not to land, need not repaved ground line, can use a former well, do not affect the original pattern arrangement and development plan, do not need to update Wells, drilling restore original injection
5、-production relation, repair rate will rise greatly, guarantee the stable, while in technical field for oilfield workover, provides a new method for using the technology can and other oilfield services.Through the study, this paper has formed a complete set of casing Wells skews workover technical,
6、including: optimization design, the drill hole trajectory design, selection, downhole assembly design, borehole hydraulic parameters measurement instruments, new technology and new technology application, etc. To provide new big oilfield workover, workover means of side slope of computer software de
7、velopment and application, and can satisfy the side slope design and construction.Key words: casing Wells;Side slope; workover大庆石油学院华瑞学院本科生毕业设计（论文）目 录第1章 绪论11.1 侧斜修井技术概述11.2 国内外研究现状11.3 技术难点2第2章 侧斜井井身剖面设计方法研究32.1 侧斜井靶区设计32.2 取套深度和侧斜点优选42.3 侧斜井剖面设计5第3章 侧斜井实钻轨道计算与防碰分析113.1 实钻轨道计算113.1.1 计算方法的选择113.2 侧
8、斜井井眼轨道相互关系分析13第4章 侧斜井井眼轨迹预测及控制方法184.1 侧斜井井眼轨迹预测184.2 侧斜井井眼轨迹控制方法20第5章 侧斜井现场试验配套技术研究255.1 钻头类型的优选255.2 钻具组合设计255.3 侧斜井实钻轨道监控255.4 利用地层与钻头的相互作用关系进行方位控制285.5 完善固井工艺技术295.6 侧斜井井壁失稳机理及预防技术的研究30第6章 侧斜井现场应用效果及效益分析316.1 侧斜井现场应用效果316.2 侧斜井与更新井经济效益对比33结 论34参考文献35致 谢36II第1章 绪论1.1 侧斜修井技术概述1.1.1 侧斜修井技术简介侧斜修井3-8是
9、利用定向工具及钻具，在原井眼的一定深度内按照预定的方位进行侧斜钻进，避开下部井眼和套管，重新开辟出新井眼，根据设计的轨迹钻进，控制井眼轨迹中靶，下入新套管固井。侧斜修井的主要技术指标有：井斜角要小于3度，目的层水平位移要小于30米。该技术在原井眼地面位置不变，通过下部侧钻，使新井底与原井底产生一定距离，基本上保持了直井的特征，不影响原井网的开发部署。因此侧斜修井技术为深部套损井和实施报废井的彻底修复提供了一个新的途径。1.1.2 侧斜修井技术的应用侧斜修井方法是油田生产后期使套损井恢复生产的重要手段，它可以使用一般方法不能修复的井重新投入恢复生产，主要应用于以下几方面：（1）对于套损深度超过8
10、00米，油层部位套管错断、破裂、外漏的井，在保证彻底封固原井眼射孔段的条件下采用侧斜技术；（2）对于打开通道实施取套未成的油水井，在彻底封固原井眼射孔段的条件下，可以应用侧斜技术恢复生产；（3）对于井塌、吐沙严重，井下落物卡阻无法打捞的油井，可以应用侧斜技术恢复生产。因此，侧斜修井技术有着较好的应用价值和广泛的应用前景。1.2 国内外研究现状1.2.1 大庆油田套损现状油田开采过程中，伴随着地层物理、化学性能的变化，大量油水井套管损坏，造成了巨大经济损失9。就大庆油田来说，截止1999年底，累计发现套损井6860口，占投产井数的16.32%，并且已实施报废井1770口。随着开发时间的延长，套损
11、井的损坏程度逐年加剧，造成目前修井难度增大。另外，套管通径小，修复率低，单井套损点多通径小严重者造成无法修复。采用侧斜工艺技术进行套损井的修复可以利用原井场，不需要新铺设地面管线，可利用一段原井眼，井眼位移小，不影响原来的井网部署和开发方案，不降低产能，并且减少占地面积。侧斜修井的最大优点是可以修复用其它方法不能解决的套损井，使原来的报废井恢复产能，具有较高的技术经济价值10。1.2.2 国内外研究现状目前通过有关对国外技术资料的检索和查阅，还没有与侧斜井修井技术完全一致的技术报道。通过调查结果显示国内外其他油田大都通过套管内开窗侧钻方式进行修井作业。国内的侧斜修井技术还处于研究起步阶段，还没
12、有一套完整成熟的配套技术。中原油田在2001年7月份采取类似的工艺完成了三口井的修井施工，而大庆油田自2000年就开始研究侧斜井的工艺技术。从大庆油田的情况看，经过了四十年的开发，地下情况十分复杂多压力层系矛盾突出，套损井数量增多，其特点是分布范围广，套损点大多集中在标准层及油层部位，套损部位通径小、套损点多、甚至套管发生整体位移、位置较深，并且每口井的套损情况也不同。因此研究侧斜修井技术，提高修井速度，加快套损区产能恢复已成必然。侧斜修井技术还处于发展研究阶段，其发展趋势是研制裸眼用斜向器，不用打水泥塞就可进行侧钻，缩短施工时间降低成本，同时采用先进的井眼控制技术，如导向钻井技术等提高井眼轨
13、迹控制精度。1.3 技术难点通过调研国内外侧斜修井技术的研究状况，认真研究了大庆油田套损井的损坏特点，详细分析了大庆油田套损井侧斜修井的技术现状11，归纳总结了大庆油田侧斜修井的主要技术难点如下：（1）套损井分布范围广，套损点多且多位于标准层及油层部位，而每口井的套损情况又不完全相同，套损呈现多样化；（2）套损部位通径小，位置较深，施工作业困难，特别是套管发生整体位移时，施工处理呈现复杂化；（3）由于水平位移的限制，侧斜井井斜角较小（一般小于3），方位难于控制，因此井眼轨迹控制难度大；（4）比起常规定向井技术，侧钻前由于增加了取套作业，侧斜点位置难以按定向井轨迹设计的要求进行优选，因此优化设计
14、的条件不易满足；（5）由于侧斜井都为套损井，上部地层经过钻井液和地层水的长期浸泡，井壁疏松、易垮塌，容易出现井下复杂情况。第2章 侧斜井井身剖面设计方法研究侧斜修井施工基本都在大庆油田老区，经过油田的不断开发，油田井网也在不断变化，各井之间的距离在逐渐变小，因此，侧斜井的井身剖面设计应充分考虑这些变化。通过研究不同井网对井身剖面设计的影响，不论是四点法井网、五点法井网还是九点法井网，对侧斜井井身剖面设计影响最关键的因素是井网中的各井间距和各井眼的轨迹与方位12。除对距离较近的井眼，必需进行防碰计算外，还应考虑将井眼的设计方位错开。综合考虑大庆油田老井网的特点，结合侧斜井现场施工的实践，大庆油田
15、对侧斜井井身质量要求井斜角不能超过3、水平位移不能大于30m，全井井眼曲率小于1.5/30m，由于井斜角小，实际操作中由于地层和井眼之间的不均质性，存在侧斜开始时不容易形成新井眼，侧斜后方向又不稳定，极易产生漂移而难以控制，因此侧斜井的井身剖面设计采用特殊方法，选用井身剖面为：直井段-侧斜段-稳斜段-降斜段，并且，将最大井斜角定为已知，在侧斜过程中，只要井斜角达到2-3，方位与原井眼方位相反，返出的岩屑约50%为新井眼岩屑，钻速均匀就表示已经侧斜出去，形成新井眼。为防止与老井眼相碰，在侧斜后进行50m稳斜钻进，接着选用双钟摆钻具和PDC钻头组合降斜，最后进入靶区13。2.1 侧斜井靶区设计 对于套损井侧斜修井的靶区设计，根据地质要求，结合现场施工的实际，靶区都控制在一个扇形区域内，但是在实际靶区设计时，究竟目标在哪着陆方能使脱离靶区的可能性最小，因此目标点应该进行优化计算14。它中靶的最大区域应与扇形的边相切的圆，其圆心就是靶心。因此靶心应设计在扇形的轴线上，且距圆点（井口）的距离计算如下： （2-1）式中：给定扇形的半径，m； 给定的控制扇形圆心角的一半； Y靶心距圆点的距离，m。
