水平井钻井技术经验概述
定向井(水平井)钻井技术概述
测量方式
氢氟酸测斜仪，机械式罗盘的电测井方法。
多种引进的有线随钻测斜系统投入工业使用和发展了电子测量系统及陀螺测量系统
发展了无线随钻测斜系统,引进了带地质参数的MWＤ系统
定向井钻井水平
简单的单口定向井、水平井位移小，精度低
钻成大量高难度定向井、大组丛式井、多目标井、套管定向开窗井、水平井也从大半径水平井发展到了中半径水平井
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。
钻成位移过万米的大位移井
径向水平井可在0．3米之内完成增斜过程
我国定向井钻井技术发展情况
(表二)
年代
内容
60年代
80年代
90年代
剖面设计及轨
迹计算方法
设计采用查表法、图解法等精度不高的方法
发展了曲率半径法，最小曲率半径法等多种更为精确的轨迹计算和设计方法，编制了能进行轨迹预测和防碰扫描的计算机软件包。
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。
钻井的概述
钻井的概述钻井是石油勘探和开发最主要的手段之一。
通过钻井才能证实勘探地区是否含油以及含油量多少;通过钻井才能将地下的油气开采出来。
钻井技术水平不仅直接影响到勘探的效果和油气的产量，而且关系到油田开发总成本的高低。
因此，提高钻井技术水平和钻井效率，降低钻井成本，对油气田开发具有十分重要的意义。
石油钻井，按钻井的目的，分为勘探井和生产并;按井身轴向角度，分为垂直并和定向井，定向井包括斜直井和水平井:按钻井的环境条件，分为陆地钻井、沙漠钻井和海洋钻井海洋钻井又按钻井装置分为固定钻井和浮式钻井等。
钻机是实现钻井工作的套综合性机组。
钻井技术水平的高低很大程度上取决于钻井设备的装备水平，无论是何种类型的钻井工艺，对钻井设备都有下列基本要求:(1)为了有效破碎岩石、形成井眼，钻具要有旋转钻进的能力。
因此要求机械设备必须给钻具提供足够的转矩和转速，并维持一…定的钻压;(2)为了满足钻具送进、起下钻具、可换钻头、下套管和处理井下事故的需要，机械设备应冇一定的起重能力及提升速度:(3)为了清洗井底、排出岩屑，要求机械设备能够提供钻井液，并产生足够的泵压和排量。
在满足这些基本要求的基础上，适应于不同钻井类型，形成了品种繁多、规格各异的钻井设备系列。
目前的钻井作业一般采用旋转式钻井法，就是将许多根长9m或12m的钻杆经螺纹连接起来，在儿端部装上钻头，由转盘给钻头一个旋转力进行钻井。
随着钻井技术的发展，钻井的深度越来越深，超深钻片的深度已达15000m以上。
钻井工艺也在不断提高，由原来的单孔重直钻井发展到钻定向斜片、水平井和丛式钻井。
新的钻井工艺对钻井机械提出越来越高的要求。
普通的以柴油机为动力的直接钻井方式，已满足不了现代钻井工艺的要求，先进的电驱动系统采用品闸管供电的直流电动机驱动或以变频装置供电的交流变频电动机驱动，方便灵活，控制性能好，得到了迅速的发展。
随着钻井工艺技术和钻井方法的不断改进与提高，各种新型钻井技术和设备，如顶部驱动钻机系统、随钻测量系统、钻井智能专家系统等，必将得到更广泛的应用。
水平井钻井工艺技术
技术难度大：水平井 钻井技术需要精确控 制钻头方向和深度， 技术难度较大
成本高：水平井钻 井技术需要投入大 量的设备和人力， 成本较高
风险大：水平井钻 井技术存在一定的 风险，如钻头损坏 、井壁坍塌等
环保问题：水平井钻 井技术可能会对地下 水和生态环境造成影 响，需要加强环保措 施
智能化：利用人工智能、大数据等技术，实现钻井过程的自动化、智能化 环保化：采用环保材料、环保工艺，降低钻井对环境的影响 高效化：提高钻井效率，缩短钻井周期，降低钻井成本 安全化：加强钻井安全防护，降低钻井事故发生率 国际化：加强国际合作，推广水平井钻井技术，提高国际竞争力
钻头：选择适合水平井钻井的 钻头，如牙轮钻头、PDC钻头 等
钻机：选择适合水平井钻井的 钻机，如旋转钻机、冲击钻机 等
泥浆泵：选择适合水平井钻井 的泥浆泵，如高压泥浆泵、低
压泥浆泵等
泥浆处理设备：选择适合水平 井钻井的泥浆处理设备，如离
心机、振动筛等
井下工具：选择适合水平井钻 井的井下工具，如测斜仪、压
降低钻井成本： 通过优化钻井工 艺和设备，降低 钻井成本，提高 经济效益
提高钻井质量： 采用先进的钻井 技术和设备，提 高钻井质量，减 少钻井事故
环保钻井：采用 环保钻井技术和 设备，减少钻井 对环境的影响， 实现绿色钻井
减少污染：采用 环保材料和工艺， 减少钻井过程中 的污染
提高效率：采用 先进的钻井技术 和设备，提高钻 井效率，减少能 源消耗
钻井技术：采用水平井钻井技术，提高 钻井效率，降低成本
应用效果：成功钻多口，提高了采收 率，降低了钻井成本
技术挑战：克服了地质条件复杂、钻井 难度大等挑战
经验总结：水平井钻井技术在复杂地质 条件下具有显著优势，值得推广应用
长水平段水平井钻井技术分析
长水平段水平井钻井技术分析长水平段水平井钻井技术是指将井身小半径段横贯在油层厚度内，以增加油层接触面积，提高油井生产能力的一种钻井技术。
下面就长水平段水平井钻井技术的分析进行叙述。
长水平段水平井钻井技术是目前油井开发的一种重要方式之一，它可以有效地提高油层的开采效果。
与传统的直井开采方式相比，长水平段水平井钻井技术有以下优点：1. 增加油层接触面积：长水平段水平井钻井技术可以将井身小半径段横贯在油层中，将井迹延伸到更广阔的面积内，从而可以增加油层与井管的接触面积，提高开采效果。
2. 提高油井生产能力：长水平段水平井钻井技术可以使油井与油层的接触更加紧密，有效地增加了油井的储量和产量。
由于水平井的井壁曲率较小，井眼直径较大，流体阻力小，流体能够更流畅地从地层流入井内，从而提高了油井的产能。
3. 提高油层的开采效率：长水平段水平井钻井技术可以使井筒横贯在整个油层厚度内，使得储量更加均匀地开采，减小了剩余油饱和度，从而提高了油层的开采效率。
4. 减少地面占地面积：由于长水平段水平井钻井技术可以实现一个井眼下多个井筒的复合开采，从而减少了单井的开采数量，降低了地面的基础建设成本，减少了开采对地面的占地面积。
5. 降低成本：长水平段水平井钻井技术可以减少钻井的井眼数量，降低了钻井的成本。
由于长水平段水平井钻井技术可以提高油井的产能和开采效果，使得单位投资下的油井产量更高，从而降低了油田的勘探开发成本。
长水平段水平井钻井技术在油田开发中有着广泛的应用，但也面临着一些挑战。
长水平段水平井的钻井技术复杂度较高，需要具备高水平技术人才，增加了钻井的技术要求和难度。
长水平段水平井的井眼质量对油井的开采效果影响较大，井眼质量的提高需要投入更多的人力、物力和财力。
长水平段水平井钻井技术是目前油井开发中的一种重要技术，它可以增加油层接触面积，提高油井的生产能力和开采效率，从而降低了勘探开发成本。
但同时也需要面对一些技术难题和挑战。
长水平段水平井钻井技术分析
长水平段水平井钻井技术分析长水平段水平井钻井技术是指利用水平井钻井工艺钻出长水平段水平井的一种技术方法。
通过将井眼水平段长度增加，可以增大钻井井壁与地层接触面积，提高钻孔的生产能力和采收率。
下面对长水平段水平井钻井技术进行详细的分析。
长水平段水平井钻井技术需要选择合适的井位。
对于含油气层，应选择具有较好储集性能、良好生产能力、厚度适中的地层作为目标层位。
还需考虑井位的经济性和可操作性。
通过综合分析沉积相、构造背景、物性等因素，选择出最具有发展潜力的井位。
长水平段水平井钻井技术需要选择合适的钻井工艺。
水平井钻井工艺一般包括直推法、定点推进法和弯曲导向法等多种方法。
长水平段井需要选用具有较高技术要求的弯曲导向法，通过使用弯曲钻杆或利用导向钻头进行导向，使钻井井眼弯曲，实现井眼在水平方向上的钻进，进而形成长水平段水平井。
其三，长水平段水平井钻井技术需要进行合理的钻具设计。
钻具设计应充分考虑长水平段水平井的特殊要求，包括井眼稳定性、泥浆密度、泥浆性能、井眼尺寸等因素。
选用合适的钻杆和复合导向工具，使钻井作业的效率和安全性得到保障。
其五，长水平段水平井钻井技术需要合理设计井眼防治措施。
由于长水平段水平井井眼较长，井壁稳定性较差，需要采取一系列的井筒防治措施，以保证井壁的稳定和钻井的顺利进行。
常见的井筒防治措施包括井壁支撑、砂固化、管柱固化等。
长水平段水平井钻井技术是一种有效提高油气井产能和采收率的技术方法。
通过合理选择井位、钻井工艺和钻具设计，并采取合理的钻井液和井眼防治措施，可以实现长水平段水平井的顺利钻进和工程目标的实现。
这对于开发和生产油气田具有重要的意义。
水平井钻井技术ppt
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4.1 国外水平井技术发展概况
Sperry Sun公司使用8-3/4″牙轮钻头、旋转导向系统和磁 测距技术，在加拿大不列颠哥伦比亚省Jedney油田创出了 将两口井距3104m的井底部相交的纪录；测量深度为 5864m，总垂深1545m。
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阶梯式水平井
4、水平井的发展状况
4.1 国外水平井技术发展概况
上世纪80年代水平井技术呈大规模、加速发展趋势，至1985 年底全世界共钻水平井100口，至1995年一年为1500口； 1996年一年即钻水平井2700口。目前已经成为成熟技术。
Sperry-Sun公司在卡塔尔海上所钻ALS-8B井，水平段最长 5004m。
Mobil公司在德国钻成的R—308井（4 ¾ ”井眼），创短半 径水平井水平段最长600m的世界记录。
美国Bechtel公司采用高压水射流技术开发的超短半径水平 井系统，在 4 ¾ ”井眼中同一深度半径方向钻24个辐射状 的水平井眼，水平段长30 60m，曲率半径0.3m。
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4.2 国内水平井技术发展情况
专题讲座之一：
水平井钻井技术
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水平井技术为提高勘探效果、单井产量和油 藏采收率开辟了一条崭新途径,给石油工业发 展带来了一场新的革命,已列为当今石油工业 最重要的关键技术之一。
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主要内容
一、水平井技术概述 二、水平井的主要技术问题 三、水平井轨迹控制技术
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一、水平井技术概述
1、水平井的基本概念 2、水平井的基本类型 3、水平井的用途 4、水平井的发展状况
水平井钻井技术介绍
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。
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。
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。
其二，对允许偏差限制过严会加大实际钻井中井眼控制的难度，加大钻井成本。因此，在进行 靶体设计时应综合考虑所钻油层的地质特性，钻井技术水平和经济成本等因素，在满足钻井目 的的前提下，尽量放宽允许偏差，以降低控制难度和钻井成本。 靶体的垂向允许偏差即靶体的高度，它与油层厚度及油藏形态有关，必须等于或小于油层厚 度。靶体的上下边界应避开气顶和底水的影响，保证把水平段的井眼轨道限定在有利的范围 内。一般来说，靶体上下边界对称于水平段的设计位置，但在有特殊要求的情况下并不必须对 称．即上、下偏差可以是不等值的。 靶体的宽度(即横向允许偏差)一般是其高度(即垂向允许偏差)的几倍(多为5倍)靶体的端面称 为靶窗，后端面称为靶底，常见的靶体是以矩形靶窗为端面的长方体，或拟长方体，如图2—2 所示。加大靶窗的宽度，有利于降低着陆控制即中靶的难度。有时在地质设计允许的前提下， 加大长方靶体两侧的方位允差，以减少在水平钻进时纠方位的麻烦，因而得到的是靶底大于靶 窗的棱台形靶体。
水平井钻井技术概述
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表一我国定向井钻井技术发展情况表二第二节水平井钻井技术简介所谓水平井,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;1．水平井钻井技术发展概况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,美国国加利福尼亚州钻成了几米长的水平分支井筒；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井分支井眼；1954年苏联钻成第一口水平位移；1964年—1965年我国钻成两口水平井,磨—3井、巴—24井；自来80年代以来,随着先进的测量仪器、长寿命马达和新型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;我国水平井钻井在90年代以来也取得了很大发展,胜利油田已完成各种类型水平井百余口,水平井钻井水平和速度不断提高;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;2．不同曲率水平井的基本特征及优缺点1．不同曲率水平井的基本特征表2．长曲率半径水平井的优缺点优点缺点1．穿透油层段最长可以>1000米 1．井眼轨道控制段最长2．使用标准的钻具及套管２．全井斜深增加最多3．“狗腿严重度”最小３．钻井费用增加4．使用常规钻井设备４．各种下部钻具组合较长5．可使用多种完井方法５．不适合薄油层和浅油层6．可采用多种举升采油工艺６．转盘扭矩较大7．测井及取芯方便７．套管用量最大8．井眼及工具尺寸不受限制８．穿过油层长度与总水平位移比最小３．中曲率半径水平井的优缺点优点缺点1．进入油层时无效井段较短 1．要求使用MWD测量系统2．使用的井下工具接近常规工具２．要求使用加重钻杆或抗压缩钻杆3．使用动力钻具或导向钻井系统4．离构造控制点较近5．可使用常规的套购及完井方法6．井下扭矩及阻力较小7．较高及较稳定的造率8．井眼轨迹控制井段较短9．穿透油层段较长1000米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Measure Depth;2测深：测点的井深,是以测量装置Angle Unit的中点所在井深为准3井斜角：该测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角见图;•井斜角常以希腊字母α表示,单位为度;4•井斜方位角：是指以正比方位线为始边,顺时针旋转至井斜方位线所转过的角度见图;•井斜方位角常以希腊字母Φ表示,单位为度;实际西磁偏角应用过程中常常简称为方位角; • A地图磁偏角示意图5磁方位角：磁力测斜仪测得的井斜方位角是以地球磁北方位线为准的,称磁方位角;井口B图井斜角示意图图井斜方位角示意图6磁偏角：磁北方位线与真北方位线并不重合,两者之间有一个夹角,这个夹角称为磁偏角;磁偏角又有东磁偏和西磁偏角之分,当磁北方位线在正北方位线以东时, 称为东偏角；当磁北方位线在正北方位线以西时称为西偏磁偏角;•进行磁偏角校正时按以下公式计算：真方位角＝磁方位角＋东偏磁偏角真方位角=磁方位角－西偏磁偏角7•井斜变化率：是指井斜角随井深变化的快慢程度,常以Kα表示,•精确的讲井斜变化率是井斜角度α对井深L•的一阶导数;dαKα＝───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：dΦＫΦ＝───dL井斜方位变化率的单位常以每100米度进行表示;9全角变化率狗腿严重或井眼曲率：从井眼内的一个点到另一个点,井眼前进方向变化的角度两点处井眼前进方向线之间的夹角,•该角度既反映了井斜角度的变化又反映了方位角度的变化,通常称为全角变化值;•两点间的全角变化值γ相对与两点间井眼长度ΔL变化的快慢及为全角变化率;用化式表达如下：γＫ＝───ΔL实际钻井中,井眼曲率的计算方法：目前计算井眼曲率的方法有很多;有公式法、查表法、图解法、查图法和尺算法五种;后四种办法皆来源于公式法;计算井眼,曲率的公式计有三套：第一套公式：对于一个测点：K＝SQRKα2＋KΦ2sin2α对于一个测段：K＝SQRΔα／ΔL2＋ΔΦ／ΔL2SIN2αcBΔΦγΔa图第一套公式的图解法第一套公式的图解法参见图：1．作水平射线OA；2．作∠BOA＝αc两测点平均角；3. 以一定长度代表单位角度,量OB＝ΔΦ两测点方位角差；4．自B点向OA作垂线,垂足为C点；5．按步骤3中的比例,量CA＝Δα；6．连接A、B,并量AB长度,按步骤3比例换算成角度,此角度及狗腿角γ;第二套公式：由于误差较大,现场使用少略第三套公式：γ＝SQRα12＋α22－2α1α2COSΔΦBa2 γ1．选取一定比例,经一定长度代表单位角度,作线段OA,使其长度代表α1；2．作OB线段,使∠BOA＝ΔΦ；3．按步骤1的比例,量OB＝α2；4．连接A、B,并量邓AB的长度,按步骤1的比例换算成角度,既为γ．10垂深垂直井深：即某测点的垂直深度,以H表示;•是指井身任意一点至转盘面所在平面的距离;11水平投影长度：是指自井口至测点的井眼长度在水平面上的投影长度;以S•表示;12水平位移：简称平移,是指测点到井口垂线的距离;在国外又称为闭合距 Closure Distance;13平移方位角：又称为闭合方位角Closure Azimuth,常用θ表示,•是指以正北方位线为始边顺针方向转至平移方位线上所转过的角度;14视平移：又称为投影位移,井身上的某点在垂直投影面上的水平位移;在实际定向井钻井过程中,这个投影面选在设计方位线上;所以视不移也可以定义为水平位移在设计线上的投影;15高边：在斜井段用一个垂直于井眼轴线的平面于井眼这时的井眼不能理解为一条线,而是一个具有一定直径的圆相交,由于井眼是倾斜的故井眼在该平面上有一个最高点,最高点与井眼圆心所形成的直线及为井眼的高边;16工具面：工具面就是造斜工具弯曲方向的平面;17磁性工具面角：造斜工具弯曲的平面与正北方位所在平面的夹角;18高边工具面角：造斜工具弯曲方向的平面与井斜方位角所在平面的夹角;19装置角：造斜工具弯曲方向的平面与原井斜方向所在平面的来夹角,通常用ω•表示;20反扭矩：在用井底动力钻具钻进时,都存在一个与钻头转动方向相反的扭矩,该扭矩被称为反扭矩;21反扭角：使用井底动力钻具钻进时,都存在一个与钻头转动方向相反的扭矩,由于该扭矩的作用,使得井底钻具外壳向逆时针方向转动一个角度,该角度被称为反扭角;22 贮层顶部：水平井段控制油层的顶部23)贮层顶部：水平井段控制油层的底部24)设计入口角度：进入储层顶部的井斜角度25)着陆点：井眼轨迹中井斜角达到90°的点26)入口窗口高度：入靶点垂直方向上下误差之和27)入口窗口宽度：入靶点水平方向左右误差之和28)出口窗口高度：出靶点垂直方向上下误差之和29)出口窗口宽度：出靶点水平方向左右误差之和30)着陆点允许水平偏差：着陆点允许水平方向前后的误差31)单弯动力钻具：动力钻具壳体上具有一个弯曲角度的动力钻具,特点是造斜率较弯接头组合高,钻头偏移较小32)双弯动力钻具：同向双弯,动力钻具壳体上具有两个弯曲方向相同的弯曲角度的动力钻具,具有比单弯动力钻具更高的造斜率33 DTU动力钻具异向双弯：动力钻具壳体上具有两个弯曲方向相反的弯曲角度的动力钻具,钻头偏移最小,不仅可以导向钻进,而且可以配合转盘钻进；附：常用单弯动力钻具、双弯动力钻具、DTU异向双弯造斜率表;第四节定向井、水平井基本施工步骤简介1定向井井位的确定井位坐标要求：基本数同一般直井;丛式井坐标需一同下发,以便作出丛式井整体设计;注明各中靶点的坐标及垂直深度,提供最新井位构造图;2地面井口位置的选择工程、地质设计及测量人员根据井位坐标和地面实际条件确定井口位置和井架整托方向丛式井;井口位置选择尽量利用地层自然造斜规律;多目标井井口位置在第一靶点和最后一个靶点联线的延长线上;井架立好后需要进行井口坐标的复测;3定向井设计地质设计在坐标初测后提出初步设计,在坐标复测后提出正式设计;地质设计除包括一般井内容外,在工程施工中要求必须说明靶点相对与井口的位移和方位,多目标井说明靶点之间的稳斜角度;附最新井位构造图、油藏剖面图、设计轨迹水平投影图和垂直投影图;工程设计必须符合地质设计要求;井身轨迹设计数据表,特殊工艺技术措施;井身结构及分段钻具组合和钻井参数等;4设备要求钻机根据定向井垂直井深、水平位移、井身结构和井眼曲率选择设备类型;推荐设备标准使用于位移／垂深〈的定向井：垂深〈2800米、水平位移〈600米,选用3200米钻机；垂深〈3500米、水平位移〈1200米,选用4500米钻机；垂深〈4500米、水平位移〈2000米,选用6000米钻机；垂深〈4500米、水平位移〉1500米,选用7000米钻机;5定向井靶区半径标准不同井深靶区半径要求总公司标准：。
水平井钻井技术
目标段井斜角的计算
已知：地层倾角δ；目标段 设计方位线与地层下倾方 位线的夹角为Δφ； 求：目标段的井斜角T
T 90o tg 1[tg cos ]
2、井眼轨迹控制要求高、难度大
要求高，是指轨迹控制的目标区的要求高。 普通定向井的目标区是一个靶圆，井眼只要穿过此靶圆即为合 格。水平井的目标区则是一个扁平的立方体，如图所示，• 仅 不 要求井眼准确进入窗口，而且要求井眼的方位与靶区轴线一致， 俗称“矢量中靶”。
L2-P1井
109m 11m
640.22m
（3）连通水平井
多井联通实现连续生产 ，提高产量。
顺9-平1井 顺5井
顺9-平1井等25对连通水 平井，使该矿单井芒硝 产量提高8倍以上。是水 平井在非石油行业应用 的成功范例。 重要的是为井喷救援、 非石油行业应用积累了 重要经验。
486m
（4）单井蒸气驱重力泄油水平井、 多井联合蒸汽吞吐热采井
水射流破岩必须具备三个基本条件：
一是形成的孔眼要有足够大的 面积； 二是形成的孔眼必须具有规则 的形状； 三是具有较高的破岩效率和钻 进速度。 常规的圆射流不具备这些功能 ，因此设计利用旋转射流。
旋转射流可以钻出大于喷 嘴面积百倍的规则孔眼。 并比普通圆射流的破岩效 率高得多。 旋转射流破岩形成的孔底 成规则的内凸锥状，完全 与圆射流形成的类半球状 或锥状不同。 其破岩成孔的过程和孔底 形状如左图。
4.1 国外水平井技术发展概况
Sperry Sun公司使用8-3/4″牙轮钻头、旋转导向系统和磁 测距技术，在加拿大不列颠哥伦比亚省Jedney油田创出了 将两口井距3104m的井底部相交的纪录；测量深度为 5864m，总垂深1545m。 Mobil公司在德国钻成的R—308井（4 ¾ ”井眼），创短半 径水平井水平段最长600m的世界记录。 美国Bechtel公司采用高压水射流技术开发的超短半径水平 井系统，在 4 ¾ ”井眼中同一深度半径方向钻24个辐射状 的水平井眼，水平段长30 60m，曲率半径0.3m。
胜利油田首口小井眼长水平段水平井钻井技术
胜利油田首口小井眼长水平段水平井钻井技术一、引言介绍论文的背景和意义，阐述该技术的研究意义和应用前景。
二、首口小井眼长水平段水平井概述1.首口小井眼长水平段水平井的定义和特点2.首口小井眼长水平段水平井的分类与应用三、首口小井眼长水平段水平井钻井技术1.首口小井眼长水平段水平井成钻技术概述2.首口小井眼长水平段水平井钻井工艺及钻具组合设计3.首口小井眼长水平段水平井液压学行为研究四、钻井过程中的难点及解决方案1.首口小井眼长水平段水平井钻井过程中的难点2.针对钻井难点的解决方案五、结论与展望1.结论总结2.展望未来首口小井眼长水平段水平井钻井技术的发展前景。
第一章：引言胜利油田地处中国东北地区，是国内最大的陆上油田之一。
胜利油田钻井技术一直处于国内领先地位，但随着油藏逐渐开采深入，储量耗散，提高采收率的技术需求越来越迫切，对新型钻井技术的开发研究也日益重要。
胜利油田通过不断探索和研究，发现首口小井眼长水平段水平井钻井技术可以有效提高油藏储量，改善采油效率。
本文就围绕该技术展开介绍研究。
第二章：首口小井眼长水平段水平井概述1. 首口小井眼长水平段水平井的定义和特点首口小井眼长水平段水平井是一种将井眼钻至油层水平方向并延伸一定长度的油井，这种井型具有井壁面积大、水力阻力小、产出能力强、高效节能等特点。
首口小井眼长水平段水平井经测算，能够提高采收率30%以上，同时减少钻井机械尺寸或水平段的数量、缩短钻井时间，具有明显的经济效益。
2. 首口小井眼长水平段水平井的分类与应用首口小井眼长水平段水平井按照区域分布可分为水平井与斜井，按照水平段长度可分为500m以下和500m以上的水平井。
针对不同的地质条件和勘探对象，可以灵活选择首口小井眼长水平段水平井的类型和长度。
应用于油气储层勘探生产中，该技术可以有效改善油气储量，降低钻井成本，提高效率，提高采收率。
第三章：首口小井眼长水平段水平井钻井技术1. 首口小井眼长水平段水平井成钻技术概述首口小井眼的钻井是一项复杂的工序，包括成钻前的井眼加固和井口整平，完成井眼预加固后，需要在小径段井壁挖掘一定长度，进而将钻头从水平状态转换到扶斜钻进状态，开始钻进水平段。
水平井钻井技术概述完整版
水平井钻井技术概述完整版水平井是一种井底部分或全部在地下水平方向延伸的钻井。
与传统的垂直井相比，水平井具有以下几个主要优点：首先，它可以增加井底与油气储层接触长度，从而扩大产能；其次，水平井可以改善油气的流动性，减少产量损失；此外，水平井还可以降低井底压力，减少地层综合损害，提高采收率。
水平井钻井技术主要包括以下几个步骤：首先，选择合适的位置进行水平井的定位。
选择水平段的位置通常是根据油气储层的特征进行确定，根据地质勘探资料和地质模型，选择对应的位置进行钻井。
其次，进行导向钻井。
导向钻井是将钻铤送到地下指定的位置，通过调整钻井方向控制井眼的走向。
导向钻井可以利用地磁、地震等物理方法，也可以借助于惯性导航系统和全站仪等工具进行。
第三，进行水平段钻井。
在导向钻井的基础上，继续在水平方向进行钻井。
水平段钻井通常使用高转速、低推力的钻机，采用连续循环钻井方法进行。
第四，完成井筒完井和测试。
在完成钻井后，需要进行井筒完井操作，包括套管下入、固井、开除砂器等，最后进行井筒测试，评估井筒和储层的产能。
水平井钻井技术在实际应用中有许多变种。
例如，曲线水平井是一种在导向钻井中添加一个弯曲部分的水平井形式，可以更好地适应地层的特点；多段水平井是在一个井筒中钻探多个水平段，以更好地发挥地层的产能；水平侧向井是一种特殊的水平井形式，可以在地层的侧向进行钻井；而水平井注水技术则是将水平井与注水技术结合起来，用于增强油气储层的压力，提高采收率。
总的来说，水平井钻井技术是一种现代油气开采中非常重要的技术，它可以改善油气的流动性，提高产能，减少开采成本。
随着油气资源的逐渐减少，水平井钻井技术将会得到更广泛的应用，并进一步改进和完善。
苏里格气井水平井钻井液技术经验方法
精心整理苏里格气井水平井钻井液技术方案苏里格气井水平井钻井液最关键的技术是井眼净化、大斜度井段“双石层”和水平段泥岩的垮塌、预防PDC钻头的泥包、润滑性、产层保护等。
1基本情况直井段：保持了本区块直井、定向井钻井液方案。
斜井段:继续采用强抑制无土相复合盐钻井液体系。
水平段：采用无土相酸溶暂堵钻井液体系。
2技术难点2.12.2苏5区块漏失最为频繁。
2.32.42.53技术方案3.13.1.1导管0.1%CMC+5-6%白土，密度50-80米之后，采用低固相钻井液体系，密度:1.01---1.03g/cm3，粘度:31-35s。
若流砂层已完全封住，用清水聚合物钻井液体系，配方为0.2%CMP+0.2%ZNP-1。
钻井液性能：密度:1.00---1.02g/cm3，粘度:31-32s。
3.1.2下表层表套前技术措施打完表层后配白土浆（约40-50方）密度：1.03-1.05g/cm3，粘度：40-50s，采用地面小循环清扫井底后打入井里封固裸眼井段，起钻连续灌白土浆，确保井口流沙层段为白土浆，防止下表套过程中流沙垮塌。
3.2二开直井段技术措施3.2.1二开提前预水化聚合物胶液利用候凝搞井口期间提前预配聚合物胶液300方，0.1%K-PAM+0.2%ZNP-1+0.2%CMP。
3.2.2二开进入安定组前50米钻井液上罐钻进，根据粘度高低适量加入K-PAM、ZNP-1，每钻进50-70米清洗1次锥形罐，性能达到:粘度≥31s,密度≤1.02g/cm3，钻进中分2-3次加入0.5吨XL-007，钻穿直罗100米后下罐采用大池子循环，在延长组底部100米钻井液再次上罐钻进，分2-3次加入0.5吨XL-007及其它化工，进入纸纺组100米后下罐采用大池子循环(主要针对苏里格)。
3.2.33.2.4补充新浆配方误判断井下、钻具故障。
3.2.5每天或起钻前稠浆、大排量清扫。
3.3斜井段技术措施3.3.1斜井段钻井液配方及维护3.3.1.13.3.1.2掌握转化时机。
水平井钻井工艺技术
水平井钻井工艺技术水平井钻井是现代石油工业中的重要技术之一，它能够在地下开采更多的油气资源。
水平井钻井工艺技术是指在垂直井眼中转向至水平方向并进行钻井的一套技术方案。
水平井钻井的工艺技术主要分为三个阶段：井底转向、钻进和完井。
井底转向是水平井钻井的第一步。
在垂直钻井过程中，利用测斜工具等设备来监测井眼的方位与倾角，并在需要转向为水平井的位置进行操作。
常用的方法有水泥跳变和电动驱动器等。
通过这些操作，使钻头转向至水平方向。
钻进是水平井钻井的核心环节。
在转向完成后，钻井作业人员会选择一种适合当前条件的钻具工艺，如常规钻头、定向钻头等。
在钻进的过程中，需要经常监测井眼的倾角和方位，以保证井眼一直保持在水平方向。
此外，还需要能够及时处理各种可能出现的问题，如井眼偏斜、井眼垮塌等。
完井是水平井钻井的最后一步。
在钻进完成后，会进行完井作业，包括安装套管、射孔和压裂等。
这些作业是为了确保井眼的完整性和油气的产出。
完井工艺可以根据不同的地质情况和开采要求进行优化设计，以提高井眼的完整性和产能。
水平井钻井工艺技术的发展为石油工业带来了巨大的进步。
水平井能够在相同的储量条件下提高油气的采收率，降低开采成本，并延长油田的寿命。
目前，水平井钻井技术已广泛应用于世界各地的油田，成为石油工程中不可或缺的技术之一。
总之，水平井钻井工艺技术是利用转向和钻进等操作在垂直井眼中开展水平井钻井的一套技术方案。
通过井底转向、钻进和完井等环节的有序操作，能够实现水平井的钻井与开采。
这一技术的应用使得油气资源能够更有效地被开发利用，为石油工业的进一步发展提供了有力支持。
随着水平井钻井技术的进一步发展，人们对该技术的应用范围和效果有了更深入的认识。
水平井钻井的主要优势在于其能够沿着油层产层延伸，与垂直井相比，可以最大限度地提高油气的采收率。
下面我们将就水平井钻井工艺技术的相关内容进行更详细的讨论。
首先，钻井工艺技术的不断优化，使得水平井钻井变得更加高效和安全。
长水平段水平井钻井技术分析
长水平段水平井钻井技术分析长水平段水平井钻井技术是一种针对油气储层垂直厚度较大、水平延伸较长的井型，利用水平钻井技术钻进油气层水平段并进行开发的技术方法。
本文将对长水平段水平井钻井技术进行分析。
1. 钻井方案设计：钻井方案设计是长水平段水平井钻井技术的第一步。
在设计钻井方案时，需要结合井型、地质条件、井深和井斜等因素进行综合考虑，确定合理的钻进方向和井斜控制策略。
在水平段钻进过程中，还需要考虑固井和完井等后续工艺，确保井筒的稳定性和油气的顺利开采。
2. 钻井工艺：长水平段水平井钻井技术在钻井工艺上与传统垂直井有所不同。
钻井采用正压钻井方法，通过提高钻井液密度以控制油气井口压力，防止井漏和井喷。
钻井过程采用连续下钻技术，即钻机一次性连续下钻到设计井深，并根据需要进行测斜测量和方位调整，以确保井眼的准确定位。
3. 钻井液体系：长水平段水平井钻井过程中，钻井液的选择和配置非常重要。
由于钻井液在水平段钻井中既要兼顾冷却、润滑和悬浮钻屑的功能，又要保证井漏和井喷的安全，因此需选择低漏失、高温高压稳定性好的钻井液体系。
常用的钻井液体系包括高密度钻井液、高温高压钻井液、聚合物钻井液等。
4. 钻井工具和技术：长水平段水平井钻井过程中，钻井工具和技术的选择和应用对钻井效果具有重要影响。
常用的钻井工具包括水平定向钻头、测斜仪、方位调整工具等。
在钻井技术方面，常用的技术包括挤压工艺、导向钻井技术和水平井控制技术等，通过这些技术手段可以实现井眼的准确定位和控制。
5. 钻井安全：长水平段水平井钻井过程中，钻井安全是至关重要的。
在钻井过程中，要注意控制井压、井漏和井喷等安全风险。
还需要根据不同地质条件和井型选择合适的防漏和防喷措施，例如应用各种套管和井壁稳定剂等。
长水平段水平井钻井技术是一种针对油气储层特殊条件的井型，通过合理的钻井方案设计、优化的钻井工艺、选择合适的钻井液体系、应用适用的钻井工具和技术以及保障钻井安全等方面的措施，可以实现长水平段水平井的高效钻井和顺利开采。
水平井钻井工艺技术措施分析
水平井钻井工艺技术措施分析摘要：水平井钻探工作的危险性非常大，而且，在施工的过程中，对各种工艺技术的要求也很高。
随着我国科学技术的发展，人们要加大对该方面工艺水平的研究和不断提升，为水平井钻探工作的质量以及人们的安全提供可靠的技术保障，也促进我国经济效益的发展。
关键词：水平井；钻井工艺；技术措施通过对水平井钻井工艺技术措施的探讨，采用最优化的钻探施工方式，钻探出优质的水平井筒，满足油气田勘探开发的技术要求。
经过严格的水平井钻井施工设计，优选最佳的钻井液体系，提高水平井钻探的效率。
不断研究新工艺技术措施，提高水平井钻探施工自动化程度，提高钻井施工安全性，避免发生井喷及井喷失控事故。
一、水平井钻井技术概述水平井钻井技术是常规钻井技术的创新和发展，水平井虽然可以提升油气的质量，但是水平井在掘进的过程中存在一定的难度。
水平井的关键在于井眼轨迹，只有符合了设计要求的井眼轨迹才能够使得水平井质量达到要求。
水平井通常应用于低渗透地层以及垂直裂缝中，在浅层的油气开采中应用效果较好。
水平井钻井技术中专用工具：低转速、大扭矩的马达，能够进行灵活控制的弯头，稳定器，扩孔器，加压器（给水加压）以及高效PDC钻头等。
为了能够提升钻井效率，可控弯头和稳定器可以灵活活动，保证水平井的井眼轨迹符合设计的要求。
随着水平钻进技术的发展，水平井钻井的优化设计、井眼轨迹控制、钻具的优化组合、钻井液以及钻头组合等都得到了很大的发展和进步。
二、水平井钻井工艺技术1欠平衡钻井工艺技术常规的平衡钻井工艺技术措施，是应用钻井液进行压井，会出现污染储层的情况，给后续的油气藏开采带来危害。
应用欠平衡钻井工艺技术措施，保持井筒的欠平衡条件，使井筒液柱的压力略低于储层的压力，达到绿色环保的技术要求，解决储层污染的问题。
在实施欠平衡钻井施工过程中，必须结合井控技术措施，优选井控设备和设施，防止发生井喷事故，提高水平井钻井的安全系数。
采用实时的压力监测系统，防止发生安全事故。
长水平段水平井钻井技术分析
长水平段水平井钻井技术分析长水平段水平井钻井技术是近年来油气勘探开发中的一项重要技术，通过合理地设计、钻井和完井工艺，能够有效地提高油气井的产能和采收率。
本文将从井型选择、钻井液体系、钻井过程和井壁稳定等方面对长水平段水平井钻井技术进行分析。
井型选择是长水平段水平井钻井技术中的重要环节。
根据油气田地质情况和开发目标，选择合适的井型对于确保钻井成功和产能提高至关重要。
在长水平段水平井钻井中，常见的井型包括直井、贯穿井、分支井和扇井等。
直井适用于沉积物连续且层厚均匀的油气层，贯穿井适用于沉积物非连续或层厚不均匀的油气层，分支井适用于具有多个有效产层的油气田，扇井适用于连续分布有多个产层的油气田。
选择合适的井型既能够减少钻井风险，又能够提高油气采收率。
钻井液体系是长水平段水平井钻井技术中的另一个关键因素。
钻井液的性能直接影响钻井速度和井壁稳定。
在长水平段水平井钻井中，常用的钻井液有水基、油基和气基钻井液。
水基钻井液具有成本低、环境友好等优点，但其密度、黏度和滑动胶体等性能较差，不适用于井深较大或钻井复杂的情况。
油基钻井液具有很好的井壁稳定性、孔隙回探能力和油性封隔能力等优点，适用于井深较大或钻井复杂的情况，但成本较高。
气基钻井液具有低粘度、低密度和高泡沫性等特点，能够有效地减少钻井过程中的井壁塌陷和井底泥浆沉积，但其气井标记和井壁稳定性较差。
合理选择和调整钻井液体系，能够在钻井过程中提供良好的井底清洁、井壁稳定和孔隙回探能力。
钻井过程是长水平段水平井钻井技术中的核心环节。
在钻井过程中，应采取合理的钻头结构、合适的钻进速度和适当的钻井技术，以确保井眼的质量和井筒的稳定。
钻头结构应具有良好的切削性能和自清洁能力，以提高钻进速度和降低钻头损坏率。
钻进速度应根据地质情况和井筒稳定性来确定，过快的钻进速度可能导致井壁塌陷和井眼质量下降，过慢的钻进速度则会增加钻井成本和时间。
钻井技术包括循环泥浆排渣、定向钻井和井眼壁稳定等方面，应根据井型和地质情况来选择和优化。
长水平段水平井钻井技术分析
长水平段水平井钻井技术分析长水平段水平井钻井技术是一种重要的非常规钻井技术，适用于开采难以到达或难以生产的油气储层。
本文将对长水平段水平井钻井技术进行深入的分析。
长水平段水平井钻井技术是指在已经完成垂直钻孔的基础上，通过钻机在开采层内持续钻探几百到几千米长的水平井段。
这种钻井技术不仅仅可以扩大井壁面积，降低井底压力，增加产量，而且可以使得储层压力分布更加均匀，从而达到提高采收率的目的。
长水平段水平井钻井技术广泛应用于油气钻采工程和煤层气开采工程等领域。
适用于那些难以到达或生产的地区，以提高产量和采收率为目的。
此外，长水平段水平井钻井技术还可以用于增加井壁面积，加强储层控制能力，提高井筒机械强度等方面。
1. 提高采收率。
通过增加井壁面积，减少局部压力，加强储层控制能力等方式，从而提高采收率。
2. 提高产量。
因为长水平段水平井钻井技术的井壁面积更大，所以可以更有效地开采储层，从而提高产量。
3. 改善油气井的井身结构。
长水平段水平井钻井技术可以更好地控制井身结构，从而加强储层控制能力，提高井筒机械强度。
1. 高成本。
因为需要不断钻探几百到几千米的水平井段，因此需要大量的钻井设备和成本。
2. 高难度。
长水平段水平井钻井技术需要对井内垂直井、水平井和水平段的构造进行复杂的规划设计，要求钻井操作者有较高的技术水平。
3. 井内风险大。
因为长水平段水平井钻井技术需要不断地进行钻探，井身内部随时会发生石头掉落、地层滑动等危险事故，需要特别注意作业安全。
综上所述，长水平段水平井钻井技术是一项具有广泛应用前景的非常规钻井技术。
它不仅可以提高采收率和产量，而且可以改善油气井的井身结构。
但是，由于高成本、高难度和井内风险大等因素，也需要谨慎评估其适用性。
水平井钻井技术经验概述
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。
dαKα＝───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：dΦＫΦ＝───dL井斜⽅位变化率的单位常以每100⽶度进⾏表⽰。
9）全⾓变化率（狗腿严重或井眼曲率）：从井眼内的⼀个点到另⼀个点，井眼前进⽅向变化的⾓度（两点处井眼前进⽅向线之间的夹⾓），?该⾓度既反映了井斜⾓度的变化⼜反映了⽅位⾓度的变化，通常称为全⾓变化值。
长水平段水平井钻井技术分析
长水平段水平井钻井技术分析
长水平段水平井钻井技术是一种基于井壁稳定性和井底流动特性的新型钻井技术。
其主要技术特点是井身稳定性好，井壁塌陷和钻井液失控的风险小，同时井底水力特性也得到了有效控制，从而实现了高效率、高质量的水平井钻井。
以下是对长水平段水平井钻井技术的详细分析：
1. 钻井液配方的优化
钻井液是长水平段水平井钻井技术成功的重要保障之一。
在钻井液的配方中，需要考虑到井壁稳定性、井底水力特性和环保性等因素。
要实现严格控制井底水压、效果快速，需要采用高浓度液相中加入低浓度高分子物质防止暂堵，从而保持液柱稳定并控制井底水压。
此外，控制钻井液的pH值和含固量也是保证钻井液质量的关键因素。
2. 钻头选择和通流控制
长水平段水平井钻井技术采用大小头钻具配套的方式进行施工，即先采用大口径套管达到初步稳定后，再采用小口径套管进一步加强套管稳定性。
同时，需要严格控制流量和旋转速度，以免伤害套管。
这一点对井壁稳定性和井底水力特性的控制至关重要。
3. 构建水平段的施工技术
在钻井过程中，需要适当的调整井斜角度和井深，以达到满足施工要求。
在井口处，采用双慢钻频的方式，从而实现了高效率、高质量的施工。
同时，需要严格控制钻头和套管的接口，并加以保护，从而避免井底地层受损。
4. 其他技术措施
当处理钻井液回收时，需要注意对其进行相应的处理，避免碎屑和固体物质在液相中积累，防止对液柱产生负面影响。
此外，在施工过程中，还需要注意井壁稳定控制、钻井液体积和循环排量的配合，从而保证施工的高效率和高质量。
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10）垂深（垂直井深）：即某测点的垂直深度，以H表示。 是指井身任意一点至转盘面所在平面的距离。
γ
Ｋ＝───
ΔL
实际钻井中，井眼曲率的计算方法：目前计算井眼曲率的方法有很多。有公式法、查表法、图解法、查图法和尺算法五种。后四种办法皆来源于公式法。计算井眼，曲率的公式计有三套：
第一套公式：对于一个测点：K＝SQR（Kα2＋KΦ2sin2α）
对于一个测段：K＝SQR（(Δα／ΔL)2＋(ΔΦ／ΔL)2SIN2αc）
dΦ
ＫΦ＝───
dL
井斜方位变化率的单位常以每100米度进行表示。
9）全角变化率（狗腿严重或井眼曲率）：从井眼内的一个点到另一个点，井眼前进方向变化的角度（两点处井眼前进方向线之间的夹角）， 该角度既反映了井斜角度的变化又反映了方位角度的变化，通常称为全角变化值。 两点间的全角变化值γ相对与两点间井眼长度ΔL变化的快慢及为全角变化率。用化式表达如下：
6．可采用多种举升采油工艺６．转盘扭矩较大
7．测井及取芯方便７．套管用量最大
8． 井眼及工具尺寸不受限制８．穿过油层长度与总水平位移比最小
（３）．中曲率半径水平井的优缺点
优点缺点
1．进入油层时无效井段较短1．要求使用MWD测量系统
2．使用的井下工具接近常规工具２．要求使用加重钻杆或抗压缩钻杆
3．使用动力钻具或导向钻井系统
完井方式
无限制
无限制
裸眼或割缝管
（2）．长曲率半径水平井的优缺点
优点缺点
1．穿透油层段最长（可以>1000米）1．井眼轨道控制段最长
2．使用标准的钻具及套管２．全井斜深增加最多
3．“狗腿严重度”最小３．钻井费用增加
4．使用常规钻井设备４．各种下部钻具组合较长
5．可使用多种完井方法５．不适合薄油层和浅油层
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。
B
ΔΦ
γ
αcA
0
C
Δa
图1.4第一套公式的图解法
第一套公式的图解法（参见图1.4）：
（1）．作水平射线OA；
（2）．作∠BOA＝αc（两测点平均角）；
（3）.以一定长度代表单位角度，量OB＝ΔΦ（两测点方位角差）；
（4）．自B点向OA作垂线，垂足为C点；
（5）．按步骤(3)中的比例，量CA＝Δα；
（6）．连接A、B，并量AB长度，按步骤(3)比例换算成角度，此角度及狗腿角γ。
法
发展到三维设
计和大组丛式
井整体设计
计算机专家系
统进行定向井
的设计和指导
定向井施工
发展了大型集成设计软件包
井斜控制理论
斜直井段的二
维分析
考虑了井眼的
曲率及满眼组
合的特性
三维数据分析，由静态发展到动态
发展了多种分
析计算方法并
编制了计算机
程序
在原来多种分析的基础上引入了数学及其它边沿学科
定向造斜工艺
涡轮加弯接头
钻成位移过万米的大位移井
径向水平井可在0.3米之内完成增斜过程
我国定向井钻井技术发展情况
（表二）
年代
内容
60年代
80年代
90年代
剖面设计及轨
迹计算方法
设计采用查表法、图解法等精度不高的方法
发展了曲率半径法，最小曲率半径法等多种更为精确的轨迹计算和设计方法，编制了能进行轨迹预测和防碰扫描的计算机软件包。
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பைடு நூலகம்多底井）
国外定向井发展简况
（表一）
年代
内容
50年代
60年代
70年代
80年代
90年代
剖面设计及
迹计算方法
误差很大的正
切法，进行定
向井设计轨迹
计算
18种二维计算
方法，如更精
确的曲率半径
（1）．不同曲率水平井的基本特征表
井型
项目
长半径水平井
中半径水平井
短半径水平井
造斜率
<6°/30米
6°—20°/30米
150°—300°/30米
曲率半径
304—914米
291—87米
12—6米
井眼尺寸
无限制
121/4″—43/4″
61/4″—43/4″
钻井方式
转盘钻或导向钻井系统
造斜段：特种马达或导向钻井系统
引入人工智能和专家系统
井斜控制理论
进行了钻具的二
维静态分析主要
使用有限元法
发展了多种新的分析计算方法，例如：平衡梁法、加权余量法等，并编制了计算机分析程序
理论分析模型由静态态发展到动态，由二维发展到三维
定向造斜工艺
使用地面定向法
（钻杆打钢印）。
数据测量使用电测井数据。
使用精度高的磁性单多点测斜仪进行定向和轨迹数据测量，发展了有线随钻测斜仪定向。
4．离构造控制点较近
5．可使用常规的套购及完井方法
6．井下扭矩及阻力较小
7．较高及较稳定的造率
8．井眼轨迹控制井段较短
9．穿透油层段较长（1000米）
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
真方位角＝磁方位角＋东偏磁偏角
真方位角=磁方位角－西偏磁偏角
7 ）井斜变化率：是指井斜角随井深变化的快慢程度，常以Kα表示， 精确的讲井斜变化率是井斜角度（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：
第二套公式：（由于误差较大，现场使用少略）
第三套公式：γ＝SQR（α12＋α22－2α1α2COSΔΦ）
B
a2γ
0A
a1
图1.5第三套公式的图解法
第三套公式图解法（参见图1.5）：
（1）．选取一定比例，经一定长度代表单位角度，作线段OA，使其长度代表α1；
（2）．作OB线段，使∠BOA＝ΔΦ；
（3）．按步骤(1)的比例，量OB＝α2；
磁方位角。
井口
A
B正北方位线
αA井眼方向线井底B
井斜方位角ΦB
重力线αB井斜方位线
图1.2井斜角示意图图1.3井斜方位角示意图
6）磁偏角：磁北方位线与真北方位线并不重合，两者之间有一个夹角，这个夹角称为磁偏角。磁偏角又有东磁偏和西磁偏角之分，当磁北方位线在正北方位线以东时，称为东偏角；当磁北方位线在正北方位线以西时称为西偏磁偏角。 进行磁偏角校正时按以下公式计算：
水平段：转盘钻井或导向钻井系统
以使用特种工具的转盘钻进为主，目前也使用特种马达方式
钻杆
常规钻杆
>15°/100米使用抗压钻
杆
铰接驱动钻杆
测量工具
无限制
有线随钻测斜仪，MWD，但井眼<61/8″时不能使用
转盘钻井时使用多点测斜仪
马达钻井时使用有线随钻测斜仪
地面设备
常规钻机
常规钻机
需要配备顶部驱动系统或动力水龙头
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
我国水平井钻井在90年代以来也取得了很大发展，胜利油田已完成各种类型水平井百余口，水平井钻井水平和速度不断提高。
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）。
2）．不同曲率水平井的基本特征及优缺点
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。
发展了导向钻井系统初步研制出径向水平井造斜工艺
测量方式
氢氟酸测斜仪，机械式罗盘的电测井方法。
多种引进的有线随钻测斜系统投入工业使用和发展了电子测量系统及陀螺测量系统
发展了无线随钻测斜系统，引进了带地质参数的MWD系统