长庆大偏移距三维水平井设计与应用
大位移水平井轨迹控制在桩166-平3井应用
３ ． １ 、 直井 段 ：采用常规 塔 式钻具 组合 ， 使用 电子 多点ＹＳ Ｓ 监 控井 眼轨迹 。 该井 段控 制 较好 ，井深 １ ６ ６ ０ ｍ， 最大 井斜 １ ． ２ １ 。 ，水 平位 移 ８ ． ３ ７ ｍ。 ３ ． ２ 、 二开 斜井段 ： 钻 至井深 １ ６ ８ ６ ． １ ４ ｍ时开始定 向造斜 ， 按照设 计第一 段造 斜率 １ ０ 。 ／ｌ Ｏ Ｏ ｍ， 井斜 增 至２ ５ 。 。 为 了达 到 中３ １ １ ． １ ｍｍ井 眼 的造 斜效 果 ， 钻 具组 合： ０３ ｌ １ ． １ ５ ａ ｒ ｍ钻头 ＋ ２ ０ ３ ａｍ动力 钻具 （ ｒ １ ． ２ ５ ７ ） ＋ ２ 编号 ： １ ０ ０ ９ —９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ４ ） １ 卜０ ３ ６ １ — ０ １
１桩 １ ６ ６ ＿ ＿ 平３ 井 基本 情 况 桩１ ６ ６ 一 平３ 井 是胜 利油 田在桩 西 布置 的一 口海 油 陆采大 位移 水平 井 ，构
造位 置位 于济 阳坳 陷沾化 凹 陷桩 西潜 山披 覆构 造带桩 斜 １ ４ ６ 块 高部 位 。 钻探 目
合 ，体现 出井 身剖 面优 化设 计起 到 的作 用 。 ３施 工过 程
成岩 屑床 。 岩 屑上 返过程 中被 磨得很 细 ， 很难 从泥浆 中清除 ， 造成摩 阻增 大 、 导 致井 隋况复 杂 。 地 层复 杂 ， 上 部新生 代纯泥岩 段造浆 严重 ， 不易控 制泥浆 性 能
的稳 定 。 馆 陶组 存有 大段 的底 砾岩 ， 渗透性 强 ， 且 极不 稳定 。
压加 不上 ， 极易憋 泵 ， 机 械钻速 低 。 斜井段 长 ， 岩 屑在 自重作用 下下沉 ， 很容 易形
的为 开 发桩斜 １ ４ ６ 块 沙三段 油层 。 桩１ ６ ６ 一 平３ 井基 本 设计 数据如 表 １ 。
大偏移距水平井轨迹设计方法研究
大偏移距水平井轨迹设计方法研究摘要：随着钻井技术特别是大偏移距水平井的不断发展，钻井的难度也不断增加，对钻井过程中的力学分析和计算要求越来越高。
由于大偏移距水平井需大幅度扭方位作业，加大了轨迹控制的难度，且钻具及套管受力较复杂，摩阻扭矩较大，水平段托压严重，易引发井下事故。
针对大偏移距水平井轨迹设计难点，本文通过对大偏移距水平井的定义进行阐述，分析了该类水平井的轨迹设计方法，对今后钻井工程设计及现场施工有一定的指导意义。
关键字：大偏移距；油田；钻井；水平井；大偏移距水平井的最大特点是水平位移大，裸眼段长，在斜井段的钻探过程中，不仅要增加井斜，还要对方位进行同步调整，极大地增加了钻柱和套管柱在井筒内的摩阻扭矩，严重制约了三维水平井的发展。
基于工厂化平台钻井模式普遍应用，水平井井眼轨迹逐渐往大偏移距方向发展。
一口井井眼轨迹的好坏很大程度上由井眼“狗腿”度决定。
“狗腿”度对摩阻具有很大影响，主要是因为在弯曲井段管柱的刚度效应明显增强，钻柱与井壁间的接触力增大，导致摩阻也随之增大。
一、大偏移距水平井定义三维水平井是指井口不在水平段方位线上的水平井，其井口到水平段方位线的垂直距离称为偏移距。
偏移距大于200m的三维水平井称为大偏移距三维水平井，偏移距介于100~200m的三维水平井成为中偏移距三维水平井，偏移距小于100m的三维水平井称为小偏移距三维水平井。
如图1所示，在水平投影图中，靶点A与靶点B构成的靶体与井口坐标O不共线，OD就是其偏移距。
OA是水平段的靶前位移，是AD实际有效靶前位移，大偏移距三维水平井在现场施工过程中主要参考有效靶前距AD、偏移距OD及垂深对实钻剖面进行优化，φ是水平井的设计方位角，φA、φB分别是靶点A、靶点B的闭合方位，φD为先期定向方位角。
图1 带靶前位移的大偏移距水平井概念描述图二、大偏移距水平井轨迹模型分析1、大偏移距水平井几何评价模型以往的水平井轨道设计优化及最优控制技术均是建立在数学或力学模型基础上，约束条件多、迭代次数多、计算复杂、无成形软件可供计算，对井眼轨迹实际可优化性及操作性不高。
大偏移距丛式水平井三维井眼轨迹设计方法研究
３ ３ ０ ９ ０ ． ０ ０ ２ ０ ． ０ Ｈ Ｄ ２ ７ ０ ． ０ Ｏ ２ ９ ８ ９ ． Ｏ ７ ０ ． Ｏ ０ ４ ３ ４ １ ０ ． ６ １ ４ ９ ． １ ２ ３ ３ ７ ． ２ ３ ３ ２ ５ ８ ． １ ９ ４ ． １ ５ ５ ３ ４ ９ ３ ． ０ ３ ４ ９ ． １ ２ ３ ３ ７ ． ２ ３ ３ ３ １ ２ ． １ ２ ０ ． ０ ０ ６ ３ ７ ４ ０ ． ６ ９ ８ ９ ． ９ ４ ３ ４ ４ ． ０ １ ３ ３ ９ ７ ． ０ ０ ５ ． ０ Ｏ ７ ４ ６ ７ ０ ． ５ ７ ８ ９ ． ９ ４ ３ ４ ４ ． ０ １ ３ ３ ９ ８ ． ０ ０ ０ ． ０ ０
１ ５ ０ ０ ． ０ ０ ２ ０ ． ０ Ｏ ２ ７ ０ ． ０ ０ １ ４ ９ ４ ． ９ ５ ２ ． ４
２ ７ ２ ２ ． ３ ０ ４ ４ ． ４ ６ ２ ８ ５ ． ３ １ ２ ７ ０ ０ ． ６ ５ ６ ． ０ ０ ３ ５ ０ ２ ． １ ４ ４ ４ ． ４ ６ ２ ８ ５ ． ３ １ ３ ２ ５ ７ ． ２ ６ ０ ． ｏ ０ ３ ８ ４ ５ ． ２ ３ ８ ９ ． ９ ４ ３ ４ ４ ． ０ １ ３ ３ ９ ７ ． ０ ０ ６ ． ０ ０ ４ ７ ７ ５ ． １ ０ ８ ９ ． ９ ４ ３ ４ ４ ． ０ １ ３ ３ ９ ８ ． ０ ０ Ｏ ． ０ ０
二
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（ ２ ） 大偏 移 距 水 平 井 需 要 提 前 定 向 调 整 轨 迹 。通 过 提 前 定 向 消耗 大部 分 偏 移 距 ， 以 小井 斜 小 曲率 调 整 方 位 。
／
参 考文 献
［ １ ］ 罗玉金 ； 汪兴华 ． 丛式井 的优快钻井技术 ［ Ｊ ］ ． 重庆科技
大位移水平井钻井技术应用
、
相含量高的钻井 液，容 易混入细小岩屑颗粒，使钻井液润滑能 力下降 。这些问题 的存在使大位移水平井钻井中非常容易 出现 钻具摩阻扭矩变 大的问题 ，从而影响钻井效率和质量 。能否科 学预测和降低钻 具摩 阻扭矩是水平段钻井能否成功 的关键 。 因此 ， 需要采取 以下技术措施 ，有效降低钻具 的摩阻扭矩， 从而提高钻井效率和质量 。一是优化钻具组合和 结构 ，在斜井 段钻井中， 选用柔性 的斜坡钻杆 ， 减少钻具与井壁之间的接触 ， 从而降低摩擦 阻力；在钻井过程 中，尽量使用加重钻杆取代一 般钻铤，采用倒装钻 具组合 ，使钻井动力能够有效地传递到钻 头上，并减少钻井 中的黏卡现象 ；选用无磁承压钻杆 ，营造无 磁钻井 作业 环境 ，提高随钻测量数据的准确性 。二是选用高性 能的钻 井液，选择润滑性好 、携岩能力强的钻井液辅助钻井作 业 ，降低钻 具在钻进过程 中的摩阻扭矩 。三 是运用现代技术辅 助钻井 作业 ，综合使用莫尔软件等现代 化钻井软件对摩阻扭矩 等参数进行准确地预测和计算 ，为钻井作业提供科学的依据。 （ 二 ）易形成岩 屑床 的问题及处理措施 大位移水平井钻井中易形成岩屑床 ，特别是在稳斜段和水 平 段，这是因为钻具在稳斜段和水平段钻进 时靠近下井壁 ，岩 屑沉积 后不 易清 除；井眼 中部环空增大，钻 具出现偏心现象， 携岩能力变 差，也是造成岩屑床的一个原因；钻井液性能对携 岩 效果 也会产生影响 。因此 ，在钻井中一是增大排量来控制环 空的返 回速度 ，较高 的环空返速可净化 油井 ，但过高会造成井 壁破坏 ，所 以要控制好环空返速 。二是选用悬浮性好 、携岩能 力强的钻井 液，并根据需要补充高分子聚合物 。三是分段实施 钻 井， 在 并斜 角超过 ３ ０ 。后， 根据 岩屑床情况进行短程起 下钻 、 分段循环钻井液 ，以此来有效 的清除岩屑。四是优化钻井轨迹 设计方 案，通过在设计方案 中控制造斜 率和稳斜段长度 ，实现 防止岩 屑在造斜段堆积 的 目的 ，并简化钻具结构 ，因为越简单 的钻 具越 能预 防岩屑床形成 。 综上所 述，大位 移水平井 因其长水平段 的特点在开发特殊 油气藏 中具有重要作用 ， 但在钻井过程 中也面临一些技术难点， 通过对其钻井轨迹控制技术和需要注意的问题进行探究，有助 于加深对大位移水平井钻井的 了解，提 高大位移水平井的钻井
长庆油田三维水平井固平26—24井施工技术
长庆油田三维水平井固平26—24井施工技术长庆油田三维水平井施工难度较大，主要存在是偏移距较长，定向段托压现象严重，严重制约着水平井的提速，进而增加了施工井的井下风险。
本文通过口井的施工过程，较好的解决了施工中存在的难点，为同一区块水平井的施工提供了借鉴意义。
标签：三维；偏移距；托压1 固平26-24井施工技术难点（1）本井造斜点267.5米，侧钻定向，偏移距较长。
防斜打直技术是保证上直段满足设计施工要求的基础。
若上直段位移偏大，或严重偏离设计线，将为下部施工造成很大困难，加大井身轨迹控制的难度。
因此，在施工中要采用合理的钻具组合及钻井参数，并加强对井斜的监测工作，若发现井斜角偏大或偏离设计线，应及时吊打或螺杆纠斜，确保井身质量。
（2）本井靶前位移503.96米，我们在施工开始前，根据上直段测斜数据，进行了优化，因靶前距较小，实际施工中充分把握好造斜率的实际情况，在定向施工中没有一个点狗腿度超标。
（3）本井地层研磨性比较高，下部地层不适合高转速，如果转速过高。
将加大对钻头及螺杆磨损严重，我们及时将五头转子螺杆换为七头转子螺杆，以增加扭矩降低转速，增加马达运行效率，降低马达磨损。
2 固平26-24井施工对策2.1 一开直井段0～230.45.00m（1）为了保证井身质量，开孔吊打，轻压钻进，逐渐加深后转入正常钻进，每钻完一个单根洗井2～3分钟，修整井壁。
（2）上部地层松软，钻时快，易垮塌，防止沉砂卡钻，接单根时要不断开转盘活动钻具。
（3）钻达设计井深后，加重泥浆维持井壁稳定，下套管前大排量循环洗井两周以上，进行短起下钻，确保井眼畅通，顺利下套管、固井。
（4）起钻投测电子多点，计算井眼轨迹数据。
2.2 二开上直段230.45m～265.22m（1）开眼要直，钻水泥与地层交界面时容易打斜，钻压一定要小，待钻铤全部进入新地层后再正常加压钻进。
（2）钻进时，要求送钻均匀，钻压和转速在设备能力允许范围内尽量按设计要求执行，不能猛增猛减。
三维平井与二维水平井深度解析
2017年12月三维平井与二维水平井深度解析吴农宣张艺宝田荣飞（川庆钻探工程公司长庆钻井总公司，陕西西安710018）摘要：水平井按照有无偏移距可分为常规二维水平井和空间三维水平井，两种水平井施工过程中钻井液要求相同，二增斜段之前根据井深结构不同，钻具组合略有不同，钻完井钻具及套管摩阻三维水平井略大，三维水平井在基础参数，设计思路和轨迹控制上和二维水平井有本质的区别，本文就单纯围绕三维水平井和二维水平井基础参数，设计及轨迹控制思路的区别进行深层解析。
关键词：三维；二维；水平井1设计及轨迹控制思路（1）二维水平井和三维水平井在轨迹设计上有明显不同，为便于说明问题，这里把偏移距比较小（30-50米之间）及直井段消偏井斜小于3度的水平井归结成二维水平井，小偏移距井和没有偏移距的井即二维水平井在设计思路上相似，区别在于需要在造斜点之前降斜，开始定向时方位容易到位，合水区块由于洛河存在大型漏失表层一般都需要封洛河，表层深根据地面海拔在600-800米不等，施工的井多为老区块调整井，防碰任务重，二开后直井段短且靶前距短等因素造成小偏移距井需要5-10度直井段消偏并走负位移如（固平26-30等），且靶前距短，这种井也归为三维水平井讨论范畴。
（2）二维水平井工程设计造斜点到目标靶区的垂深和靶前距的差值基本在30-50米。
基本设计思路为直井段+一增+稳斜段+二增，稳斜段用来调整造斜点到目标靶区的垂深和靶前距的差值。
轨迹控制过程中尽量贴合设计线。
2分井段思路（1）直井段及第一增斜段一趟钻：未取消中途电测之前设计思路采用双增剖面或单圆弧剖面，去除稳斜段，通过降低第一增斜段增斜率，提高第二增斜段增斜率满足PDC 造斜能力。
轨迹控制过程中在入窗井斜角满足83度以上，以及保证中测后二增增斜率能满足牙轮钻头增斜能力的前提下尽量欠井斜钻进，以实现一增多走垂深尽快达到中测标志层的目的。
（2）直井段到入窗一趟钻：取消中测后采取直井段走适当负位移并适当提高靶前距来实现斜井段一趟钻。
长庆油田三维水平井技术研究与应用
2015年17期 129长庆油田三维水平井技术研究与应用王 平 张彦斌 张 磊 张贵军长庆油田分公司工程监督处，陕西 西安 710021摘要：本文主要对长庆油田三维水井的技术运用进行深入研究，结合具体的地质条件，在对水平井布井方式以及水平井工艺难度等方面，突出在水平井开发中中的技术运用。
关键词：长庆油田；三维水平井；技术研究；应用 中图分类号：TE243 文献标识码：A 文章编号：1671-5799(2015)17-0129-011 简述长庆油田三维水平井运用的技术特点1.1 水平井的整体特点在长庆油田水平井的开发利用中，主要要形成对三维水平井的综合分析运用，在对三维水平井特点分析的基础上，形成技术运用的整体性。
三维水平井能有效的增强井筒与油层的接触面积，在提升钻井的能量上起到良好的带动作用，并能有效的实现油气纵向运移到井眼的距离，提升整个采油的效率。
同时，在三维水平井的井眼增大的基础上，增大与储层的接触面积，促进水底进水的突进方式，对于整个线性分布能起到更好的推动作用。
因此，通过三维水平井开采技术的运用，可以全面实现采油的整体效益，在直井开发中的低渗透现象的有效防止，减少对油藏相关压力的运行，构建有效的躯体压差，对于整个开采有很大的帮助。
1.2 三维水平钻井产能的提升因素在长庆油田水平钻井的整体开发中，要注重对采油能量的整体控制，其中，主要是对于水平段的长度、储层的渗透率以及各异向性等，并针对采油中出现的各种现象和故障，包括储层的整体厚度，储层的伤害程度等，形成整体控制的方式，从而增强在整个储层渗透率的有效控制。
其中，在产能的提升过程中，要通过合理的改造措施，减少对储层的伤害，并增强整个渗透率的提升等。
1.3 井下液体火药的配备方式在三维水平井的操作过程中，要注重对液体火药的配方运用，在实现井下点火的过程中，要密切关注点火的可靠度。
因此，在吐哈水平井的钻井的技术运用中，要科学的加强对液体火药的配方，分析出影响液体火药压裂能量的关键性影响，注重水的含量的影响。
试论大位移水平井钻井设计与施工
中最具 关 键Ｉ 陛的技术研 究之一 。
． ４ 保证井眼轨迹的有效控制 为 １ ２ ８ ． ０ ０ ａ ｒ ｍ的加 重 型钻 杆 倒装 进行 钻具 间的组 合 ； 在水 平井 ２
的 后端 ， 当 钻柱 因重 力不 足 必须要 克服 摩 擦阻 力时 ， 可在 水平 井 的 直井 段加 一 部分 钻铤 ， 针 对井 斜 角在 ３ ０ 。 以上 的 井段 部位 处 可 以增加钻 杆的 重量 ， 从而 保证钻 压可 以顺利 传递 。若是钻 井 套管 中的 摩擦 系数 为 ０ ． ２ ５ ， 那 么裸 眼中相应 的摩擦 系数 可达 ０ ． ３ ， 因此在 井 口处 要 增加 ３ 柱 直径 为 １ ７ ７ ． ８ ｍｍ的钻铤 ， 从 而保
得 到 了极 大 的提升 。并使 水平井 的类 型越 来越 丰富 ， 所 涵盖 的 过程 中建 造 出更加牢靠 的井 身 ， 采 用 了水 平井裸 眼砾石 充填完 专业 知 识也越 来越 具 专业 化 。在 各种 不 同类 型的钻 井技 术中， 井技 术 。大位移 井在建 设过程 中 ， 摩擦 阻力控制是 整个施 工的
２ ． ３ 优化 大位 移水 平井 钻井 施工 工艺 为 了在施工过 程 中保 证钻 压的 顺利 传递 ， 可 以采用调 配钻 １ 大位 移水平井钻井设计 具 组 合的 方式来 进 行施 工 ， 在水 平 井的直 井 段采用 钻铤 ， 逐渐 １ ． １ 钻具 的组 合 设计 增 加钻 杆 的重量 ； 同时 要优 选钻 井施 工 中使 用的润 滑剂 ， 从而 在对 钻具 进行组 合设计 优化 的过程 中 ， 主要 目的是 为 了可 有 效 降低 施工过 程 中的摩擦 系数 ； 及时调 整好 滑动钻井 以及复 以在下 钻的过 程 中有效克 服井 眼中的 摩擦 阻力 ， 使其可 以顺利 进 而确 保井 眼中轨迹 的平 滑程 度 ； 可利 用 划 眼 下 至 井底 ， 在钻 井 的过程 中可以减 少 因摩 擦产 生的 阻 力 ， 进而 合 钻井 的 比例 ，
苏里格致密气大偏移距三维水平井设计优化及配套技术综述
苏里格致密气大偏移距三维水平井设计优化及配套技术综述摘要苏里格致密气大偏移距三维水平井技术的成熟为长庆气田减少井场征地、减少环境污染取得显著效果。
目前长庆气田已经实现了最大偏移距766m等多项指标。
为大井组布井打下了坚实基础。
三维水平井可转化为两个二维水平井方式设计和实施：先小井斜扭方位，将偏移距完成后增斜。
其受力分析比相同条件下二维水平井复杂得多，造成摩阻增加及套管下入问题是设计、施工关注的重点。
关键词大偏移距;三维井;受力分析;套管下入分析;一次上返前言受成本、工具限制，目前长庆三维水平井普遍采用转化为两个二维水平井方式设计和实施。
根据偏移距不同，适度提高造斜点，通过限定初始井斜、造斜率、微调等方式，实现小井斜扭方位走偏移距，后增斜入窗进水平段，这种设计对工具要求不高，现场易实施。
从立体图可看出：三维剖面既扭方位，又增井斜，造成的摩阻增加和套管能否顺利下入是设计和施工关注重点[1]。
1 大偏移距三维水平井剖面优化1.1 三维与二维水平井受力对比分析假定在相同井身结构、钻具组合、相同靶前距350米、垂深2300米、水平段1200米、相同全角变化率条件下，对比0米和500米偏移距受力分析。
从以下斜井段和水平段的受力分析数据可以看出：相同条件下的三维井的受力较之二維井的受力状况更加复杂，总体而言无论在斜井段还是水平段都会导致摩阻增加、扭矩增大。
1.2 相同造斜点、不同全角变化率相同全角变化率、不同造斜点受力对比分析可以看出：选取相同全角变化率，提高造斜点使得起钻摩阻略有下降、而滑动摩阻和侧向力却增加。
滑动摩阻增加、侧向力过大会造成套管局部磨损严重，形成键槽卡钻等复杂情况。
大三维水平井由于消除偏移距需要，可适度提高造斜点，但过度提高造斜点会使得钻具受力更加复杂，并不利于现场实施。
造斜点高使得定向容易（起下钻和测量快，容易定准，进尺快，动力钻具工作时间短）;上部地层软，形成的键槽软，易破坏掉;用较小的井斜获得的位移大。
华庆油田大位移水平井钻井工艺技术
华庆油田大位移水平井钻井工艺技术华庆油田水平井今年年初开始起步，由年初的井深2000m以内，水平段300m 以内水平井，通过不断探索，与施工单位的密切合作交流与配合，完成600m水平段以上水平井4口，其中800m水平段水平井2口，1000m水平段水平井1口，庆平2井，井深达到3383m，水平段长1049m，水平位移达到1049m，水平位移达到1347.52m。
创超低渗油藏水平井之最，也创长庆油田水平井之最，说明我部的水平井技术得到了较大发展，经过了从没有水平井，到短水平段水平井，由短水平段水平井到长水平段、大位移水平井的三级跳，满足了华庆超低渗油藏发展的需要。
为长庆油田水平井的发展，特别是对长庆大位移、长水平段的发展奠定基础，为长庆油田的5000万吨产能建设作出贡献。
一、水平井钻井施工情况全年完井11口，井身质量全部合格，其中川庆所钻6口井井身质量全优。
年完井平均井深2269.55m，平均水平段长度441.72m，平均钻井周期20.71天，平均建井周期25.82天，平均钻机月速度2668.7m/台月。
其中水平段600m以上水平井钻井周期均在30天以内。
做到了安全，优质，快速的钻井。
庆平2井水平投影图如图1所示图1 庆平2井设计与实钻水平投影图二、大位移、长水平段水平井施工的主要难点1.确定油层难度大，中测以后，对比地层，确定水平井入窗垂深，油层深度，调整靶点难度大。
华庆油田超低渗油藏油层不稳定，厚度也不均匀，水平井钻井水平段在油层中穿行难度大，油层钻遇率难保证，尤其水平井入窗找油难度特别大。
2.优化钻具结构、精准控制轨迹为满足低磨阻、低扭矩要求，避免因轨迹突变造成后续井段施工磨阻、扭矩大而无法施工的情况出现，对轨迹轨迹控制要求严格，轨迹控制技术难度大。
3.低磨阻的泥浆技术，钻井液技术决定一口大位移，长水平段水平井施工能否顺利完成，直井段要满足防塌需要，下部需要有良好的润滑性，以降低钻井施工磨阻。
三维水平井YP-3X井钻井难点与对策
石 油 天 然 气 工程
２ ０ １ ３ 年１ １月
２ 钻 井难 点 分 析
阳字井 组井 场为 典型 的黄 土 高原 地 貌 ，沟壑 纵 横 ，梁 峁 相 问 。ＹＰ 一 ３ Ｘ 井 钻遇 地 层 较 多且 地 质 条 件
复 杂 多 变 ，该 井 设 计 斜 井 段 位 于 三 维 施 工 段 ， 与 二 维 井 段 相 比 ，钻 井 难 度 大 。 ２ ． １ 工 程 设 计 难 度 大
・８ ９ ・
三 维水 平 井 Ｙ Ｐ 一 ３ Ｘ 井钻 井 难点 与对 策
周 文 军 ，巨 满 成 ，王 彦 博 ， 低渗透油 气田勘探开发国家工程实验室 、 段 志 锋 ，张 燕 娜 ｔ 中石油长庆油田分 公司油气工艺 研究院， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ２ １ ／
［ 摘 要 ］ 鄂 尔 多 斯 盆 地 致 密油 资 源 丰 富 、分 布 广 泛 ，是 长庆 油 田建 设 西 部 大 庆 战 略 目标 的 重 要 接 替 区 。 但
机 械 钻速 １ ３ ． ９ ８ ｍ／ ｈ 。 图１ Ｙ Ｐ － ３ Ｘ井井身结构设计示意图
［ 收稿 日期］２ ０ １ ３—０ ５ —０ ２ ［ 基金项 目］ 国家科技重大专项 （ ２ ０ １ １ Ｚ Ｘ Ｏ ５ Ｏ ４ ４ ） ；中 国石油天然气股份有限公司重大科技专项 （ ２ ０ １ １ Ｅ 一 ２ ６ ０ ２ 一 ｏ ５ ） 。 ［ 作者简介］周文军 （ １ ９ ８ ３一 ） ，男 ，２ ０ ０ ８ 年 中国石 油大学 （ 华东 ）毕业 ，硕士 ，工程师 ，现从事油气田钻完井工艺技术研 究。
实现 其经 济有 效开 发 。丛式 水平 井 开发有 利 于提 高单井 产量 、有 效节 约土 地资 源 、便 于后 期 的集输 与管 理 ，可有 效 降低综 合开 发成 本 ，但长 庆油 田致 密油 藏 主要分 布 于山大 沟深 、沟 壑纵横 的黄土塬 地 区 ，由 于井 场受 限 以及井 眼水 平段 方 向需垂 直最 大 主应力 方 向 ，导 致井 组部 分水平 井偏 移距 较 大 ，井 眼轨 迹 由 二 维 演变 为三 维 。为实 现致 密油 藏经 济有 效开 发 ，针对 三 维水 平 井钻 完 井 的一 系 列 瓶 颈技 术 展 开攻 关 ， 并 在 ＹＰ 一 ３ Ｘ井 开展 试验 ， 旨在有 效解 决井 身结 构 优化 、剖 面 轨迹 控 制 、Ｐ ＤＣ钻 头设 计 、泥 页 岩 防塌 等 难题 ，探索 致 密油 藏丛 式水平 井 钻完 井技 术 ，实现 致密 油资 源 的快 速 高效 开发 。
浅谈水平井井眼轨迹控制技术在长庆油田的应用
浅谈水平井井眼轨迹控制技术在长庆油田的应用孙海峰何积鹏李刚肖春学（川庆钻探长庆钻井总公司陕西西安７１００１８）摘要：随着全球对化石能源需求量的不断攀升，能源的开采开发方式研究受到了越来越多重视。
水平井在油田被誉为提高单井产量的“金钥匙”，具有在油层内穿行的距离长、泄油面积增大、单井产量高等一系列优点，其投入产出比在多种井型中占有明显的优势，正不断探索用于低渗透气田的开发研究。
井眼轨迹控制技术作为水平钻井整套技术的关键环节，是提升勘探开发质量的突破口和切入点，在长庆油田乃至全国各个油田有着深刻的应用。
关键词：水平井；低渗透油气藏；水平井井眼；轨迹控制随着现代钻井过程中井斜角不断增加，常规定向井向大斜度井直至水平井发展，在这个过程中重力因素逐步转变为干扰钻井施工的因素，如井斜角的增加导致起下钻、施加钻压的困难；固相从钻井液和水泥浆中析出的可能性增加，提高了卡钻和其它井下事故的可能性等。
这就要求水平井在井身设计、井眼轨道控制等各个技术环节的设计必须具有与传统定向井不同的特殊性。
一、水平井井眼轨迹控制的难点与普通定向井相比，水平井的井眼轨迹控制技术既有类似，同时差异也很显著，体现了水平井轨迹控制技术的难度所在。
（１）井眼中靶要求更高：水平井的靶体通常可以描述为一个以矩形窗口为前端、呈水平或近似水平的长方体，或者形状相近的几何体，这就要求井眼在三维情况中靶，井眼轨迹不仅要进入靶窗而且还要防止由于水平段钻进过程中造成的脱靶。
（２）摆放工具面角困难：随着水平井斜井段的延伸，由于摩阻的增大，钻具在井眼中转动更加困难，因此增加了工具面角摆放的难度。
（３）钻井过程控制难度大：由于地质未知性、造斜工具受井斜角影响等客观因素的影响，水平井的井眼轨迹控制难度较大。
二、影响水平井井眼轨迹的因素１．地质构造条件。
从造斜段到水平段，实控井眼轨迹要钻遇诸多地质情况，进而造斜率出于变化之中。
由于造斜点处地层相对松软不易起井斜以及穿越坚硬的油盖层导致增斜幅度过大，井斜和方位变化率控制难度较大。
长庆大偏移距三维水平井设计与应用
长庆大偏移距三维水平井设计与应用【摘要】长庆油田大规模部署水平井，水平井布井数量逐年增多，目前受区域开发地貌，布井方式及水平井工艺难度的影响，丛式井水平井组多由两口设计方位相反的水平井组成，丛式水平井开发还处于探索试验阶段。
通过应用nds软件进行三维剖面理论分析论证，施工方案制定，进行了阳平3、阳平5井进行试验，实钻优化轨迹施工，精细管理，两口三维水平井顺利完钻。
该技术实现了300m偏移距1500米水平段水平井钻井，给长庆油田水平井开发设计提供了一个很好的依据及选择。
【关键词】大偏移距三维水平井丛式水平井轨迹控制1 前言2006年以来，长庆油田大力推广应用水平井钻井技术取得显著效果，水平井钻井速度和单井产量都有较大幅度提高，大大降低了综合开发成本，为继续提高单井产量、实现经济有效开发，继续探索三维水平水平井钻井技术，以适应长庆油田水平井开发趋势。
2011年进行了阳平1、阳平2井三开1500m水平段水平井实验，2012年在1500m水平段基础上进行大偏移距水平井实验。
阳平3、阳平5井就是该项目实验井位。
本文通过阳平3、阳平5井设计论证及施工的成功，可作为后续三维井设计施工的依据及基础。
阳平3、阳平5井概况阳平3、5井位于西峰地区西233井区，为典型的黄土高原地貌，沟壑纵横，梁峁相间。
黄土层厚80～100m，地表高差100～200m，地面海拔1036～1450m，平均1341m，改井场海拔1263m，设计方位345°，垂深1952.1m，靶区上下偏差2m，左右偏差20m，水平段16个靶点长1500m，偏移距300。
2 设计论证阳平3、阳平5井设计前提是1500m水平段和300米偏移距情况下设计：2.1 靶前距优化考虑大偏移距钻进磨阻较大和长水平段钻进，井眼曲率取值在3-4°/30m，垂直靶前距为430-573m，靶前位移524-646m，考虑第一次进行大偏移距水平井施工，靶前位移选择600m，目的最大限度减少施工难度。
合水区块油井三维水平井三趟钻轨迹控制技术
合水区块油井三维水平井三趟钻轨迹控制技术田荣飞 吴农宣 张艺宝(川庆钻探工程公司长庆钻井总公司， 陕西 西安 710018)摘要：长庆油田合水区块位于甘肃合水县境内，地势北高南低，沟壑纵横，地面海拔1130～1450m，相对高差320m，第四系黄土覆盖厚度35～240m，根据合水区块井偏移距大，直井段较短、井漏严重、直罗延长大面积井塌等具体特点, 而总结研究出的一套较成功的三维水平井井眼轨迹控制技术。
即二开后使用三趟钻施工技术，直井段和消除偏移距井段使用四合一钻具加两米短钻铤，造斜短使用牙轮钻头加1.5度螺杆，水平段PDC钻头加球形扶正器和1.25度螺杆，使机械钻速得到了有效的提高，同时提高斜井段增斜率，减少了滑动井段，缩短了施工周期，并有效提高合水区块油井水平井的施工效率。
关键词：水平井；合水区块；钻具组合；轨迹控制0 引言长庆油田合水区块受地形地貌影响三维水平井布局比较多，靶前距不长，偏移距较大，而且容易井塌井漏，根据本区块的实际情况总结出一套适合该区块的轨迹控制技术。
现通过对长庆油田合水区块固平17-62油井水平井的研究，分析该区块三维水平井三趟钻轨迹控制技术，避免了在大井斜井段既要增斜又要大范围扭方位的矛盾，降低了水平井施工风险，从而使水平井井眼轨迹更加平滑，井身质量得到可靠保证,钻井速度得到提高。
1 基本数据(1)固平17-62井位于庄211井区位于甘肃合水县内设计地面海拔1400.04m、补心距5.2m、目的层位长63、水平段长度600m、靶前距324.72m、偏移距141.6m、设计方位165.04°、完钻井深2557m、完钻垂深1809.94m。
(2)水平井井眼轨迹质量要求①直井段井斜≤2°,斜井段全角变化率≤10°/30m。
②水平段剖面符合率＞95%，全角变化率≤2°/30m。
④靶前位移误差±20m。
④目的层平均井径扩大率≤10%。
长庆测井新技术应用
长庆油田测井新技术应用及对新技术的需求姚绪刚杨双定长庆石油勘探局测井工程处二○○二年七月长庆油田测井新技术应用及对新技术的需求三十年来，长庆测井始终紧密围绕服务于油田油气勘探、开发这一主题，立足于“低孔、低渗、低丰度”的地质特点，不断探索和改进资料采集、处理和解释方法，树立并不断强化现代经营思想，依靠科技进步，逐步形成了适应“鄂尔多斯盆地”特殊地质条件的、有长庆特色的测井技术系列和解释方法。
近年来，测井新技术的应用，使数据采集和处理解释技术有了较大的进步，数据采集实现了由模拟——数字——成像测井的飞跃，测井资料的处理解释技术已步入工作站时代，特殊处理技术也取得了一定的成绩，如水平井资料处理、地应力分析、裂缝识别等。
这些技术进步使长庆测井在鄂尔多斯盆地的油气勘探开发中发挥着越来越重要的作用。
一、采集技术长庆测井经过多年实际测井经验和对本油田地质规律探索，形成了独具特色的测井系列：（1）裸眼井地层评价测井系列裸眼井中，用测井资料对储集层做出预测性评价使用的一套测井方法。
该系列称裸眼井地层评价测井系列。
目前长庆油田裸眼井地层评价测井系列针对气探和油探有所不同，见表1－2。
ECLIPS测井系列的应用，实现了由模拟测井、数控测井到成像测井的三级跳。
ECLIPS系统集数字数据采集、多任务、多用户计算机和图形科技等世界最先进技术于一身，使得测井质量监控手段得到加强．并使得设备、人员、数据的安全性以及作业时效得到很大的提高。
（2）套管井地层评价测井系列在已下套管的井中，用测井资料对储集层做出预测性评价所用的一套综合测井方法，该系列也用于储集层监护，长庆套管井地层评价测井系列见表3。
（3）生产动态测井系列为了评价生产效率，需要了解和监测生产井的产出剖面以及注入井的注入剖面。
随着油气勘探开发形势的发展，生产测井在油气田中起着越来越重要的作用，特别是面对新气区的勘探与试采工作的开展。
此类问题通过测量井下流体的流动参数，求解各层的产量和产出比例来解决。
适用于长庆大偏移距三维水平井的新型剖面和轨迹评价几何模型
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ — １ ０ — ２ ７ 修 回 日期 ： ２ ０ １ ４ — １ ０ — ２ ８
第一作者简介 ： 梁海军 （ １ ９ ８ ４ 一 ） ， 男（ 汉族 ） ， 陕西延 安人 ， 工程师 ， 现从事油气 田钻完井工艺技术研究工作 。
西部 探矿 工 程
２ ０ １ ５ 年第 ｌ ０ 期
移 距 三 维 水 平 井 实 钻轨 迹 空 间井 眼 轨 迹 图为 例 ， 说 明
三维无 因次系数 原 理 。
３ 五点 六段 式 剖面
大 偏 移 距 三 维 水 平 井 经 过力 学 计 算 、 摩 阻 扭 矩 分 析 及 现 场 实钻 井 数 据 回归 统 计 优 化分 析 ， 通 过 三 维 无 因次 系数 对传 统 五段 式 剖 面及 在其 基 础 上 的优 化模 型
摘
一
要： 针 对 长庆 油 田大偏 移距 三 维 水平 井 井眼轨 迹优 化控 制技 术难度 大及 缺乏 剖 面优化 优 劣的 统
评 价标 准等 问题 ， 在 统 计 分析 了长 庆 油 田２ ０ １ ３ 年 上 百 口具 有代 表 性 实钻 井 眼轨迹 数据 的基础 上 ，
首次建立了以靶前距不为 负值为主要 约束条件的几何法剖面优化评价模型 ， 并在该模型的评价优选 下， 构造 了优 于传统 五段 式 的五 点 六段 式三 维水平 井轨 迹模 型 ， 通过 现场 施 工证 明 ， 该 几何 评价模 型
平井 的设 计方 位 角 ， 、 分 别 是靶 点 Ａ 、 靶 点 Ｂ的
以往 的水 平井 轨 道设 计优 化 及 最优 控制 技 术 均是 建立在数学或力学模型基础上 ， 约束条件多 、 迭代次数 多、 计算复杂 、 无成形软件可供计算 ， 对井眼轨迹实际 可优化性及操作性不高 。因此本文 引入计算简洁 、 实 用性 强 的三 维 无 因次 系数 法这 一 几何 模 型来 定 量描 述 大偏 移距 水 平 井 井 眼 轨迹 的空 间三 维 程 度 复 杂形 态 ， 进 而可 以评 价 出不 同模 型 优化 下 的 轨迹 剖 面优 劣 。无 因次系数值越大 ， 三维水平井井眼轨迹三维程度越高 ， 轨迹 曲率 越 大 ； 反 之则 越 小 。下 面 以长 庆油 田某 大 偏
长庆油田陇东三维水平井用PDC钻头个性化设计
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９ ５
长庆油 田陇 东三维水平井用 Ｐ ＤＣ钻头 个性化设 计
许 明光 ，陈玉平 ，王建军 （ 渤 海钻探 石油工程 总承包分公 司 ，西安 ７ １ ０ ０ ０ ０ ）
【 摘 要 】长庆陇 东油 田因受地形地貌和整体开采方案的制约，需要 采用三维水平井开发 。水平井施 工中由于上部地层复 杂，靶前距 离短 ， 偏移 距 大，井 眼轨 迹控制难度 大，对于 Ｐ Ｄ Ｃ 钻 头的性能提 出了更 高的要 求。针 对该 区块地 层和定 向轨 迹控制特 点，笔者进行 了三维水 平井用 Ｐ Ｄ Ｃ 钻 头个性化设计 ，现场应用表 明：钻头平均机械 钻速 和单只钻 头进尺 分别提 高 了 ２ １ ． ２ ９ ％ 和２ ０ ． １ ２ ％ ，较好地满足 了三维水平井 的优快施工 。 【 关键词 】三 维水平 井；可钻性 ；Ｐ Ｄ Ｃ钻 头；个性化设计
G0-7三维水平井井组工厂化钻井工艺
G0-7三维水平井井组工厂化钻井工艺王万庆;石仲元;付仟骞【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2015(000)002【摘要】G0-7三维水平井组部署在长庆油田苏里格气田东南部，由1口直井、2口定向井、2口常规水平井、4口三维水平井组成，采用工厂化钻井作业“一字型”施工模式，3部钻机同时施工，每部钻机施工1口常规井和 2口水平井。
针对丛式井组施工难点，从防碰绕障、井身剖面优化、井眼轨迹控制、降摩减阻等方面制定一系列措施，形成“预分法”井眼防碰绕障、三维井剖面优化、三维井井眼轨迹控制及 CQ-SP2钻井液体系等特色技术。
该丛式井组水平井平均机械钻速达9.68 m/ h，同比提高18.19％，平均钻井周期为55.67 d，比原有模式施工周期缩短8.82%。
该井组工厂化作业顺利完成为长庆油田部署三维水平井井组工厂化作业提供了有力技术支撑。
【总页数】5页(P27-31)【作者】王万庆;石仲元;付仟骞【作者单位】川庆钻探工程公司长庆钻井工程总公司，陕西西安 710018;川庆钻探工程公司长庆钻井工程总公司，陕西西安 710018;川庆钻探工程公司长庆井下技术作业公司，陕西咸阳 712000【正文语种】中文【中图分类】TE24【相关文献】1.涪陵页岩气田水平井组优快钻井技术 [J], 张金成2.长庆油田丛式三维水平井井组钻井整体设计研究与应用 [J], 杨光3.G 0-7“工厂化”井组钻井工艺技术 [J], 王万庆;石仲元;杨光;隗崇华4.页岩气藏水平井组“工厂化”压裂模式实践与探讨 [J], 李军龙;何昀宾;袁操;邹清腾;覃军;李建忠5.昌吉致密油水平井组工厂化钻井认识及实践 [J], 张伟;耿清雷;屈刚因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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长庆大偏移距三维水平井设计与应用
【摘要】长庆油田大规模部署水平井，水平井布井数量逐年增多，目前受区域开发地貌，布井方式及水平井工艺难度的影响，丛式井水平井组多由两口设计方位相反的水平井组成，丛式水平井开发还处于探索试验阶段。
通过应用NDS 软件进行三维剖面理论分析论证，施工方案制定，进行了阳平3、阳平5井进行试验，实钻优化轨迹施工，精细管理，两口三维水平井顺利完钻。
该技术实现了300m偏移距1500米水平段水平井钻井，给长庆油田水平井开发设计提供了一个很好的依据及选择。
【关键词】大偏移距三维水平井丛式水平井轨迹控制
1 前言
2006年以来，长庆油田大力推广应用水平井钻井技术取得显著效果，水平井钻井速度和单井产量都有较大幅度提高，大大降低了综合开发成本，为继续提高单井产量、实现经济有效开发，继续探索三维水平水平井钻井技术，以适应长庆油田水平井开发趋势。
2011年进行了阳平1、阳平2井三开1500m水平段水平井实验，2012年在1500m水平段基础上进行大偏移距水平井实验。
阳平3、阳平5井就是该项目实验井位。
本文通过阳平3、阳平5井设计论证及施工的成功，可作为后续三维井设计施工的依据及基础。
阳平3、阳平5井概况
阳平3、5井位于西峰地区西233井区，为典型的黄土高原地貌，沟壑纵横，梁峁相间。
黄土层厚80～100m，地表高差100～200m，地面海拔1036～1450m，平均1341m，改井场海拔1263m，设计方位345°，垂深1952.1m，靶区上下偏差2m，左右偏差20m，水平段16个靶点长1500m，偏移距300。
2 设计论证
阳平3、阳平5井设计前提是1500m水平段和300米偏移距情况下设计：2.1 靶前距优化
考虑大偏移距钻进磨阻较大和长水平段钻进，井眼曲率取值在3-4°/30m，垂直靶前距为430-573m，靶前位移524-646m，考虑第一次进行大偏移距水平井施工，靶前位移选择600m，目的最大限度减少施工难度。
2.2 剖面优化设计
设计确定采用高造斜点，提前走偏移距同时最大井斜控制在20度以内，完成偏移距和扭方位施工；后续井段实现二维常规增斜轨迹控制的剖面设计思路。
3 施工难点分析
走偏以段井斜控制要求高，要确保该段施工井斜、方位、及位移参数控制与设计吻合，轨迹控制要求高。
大尺寸井眼增斜规律较少，钻具组合选择困难。
大尺寸井眼扭方位施工难度大，定向钻头选型困难。
定向钻进井段，井眼钻机液要求润滑性，和强的抑制性。
长水平段钻进钻具摩阻明显增加，钻具受力复杂，轨迹控制困难。
水平段增长，钻遇泥岩几率增多，垮塌严重，井下安全问题突出；
裸眼段长，钻具摩阻大，滑动效率低；
4 轨迹控制
4.1 直井段防碰轨迹控制
（1）钻具结构：311.2PDC*0.4+Ф228L
Z*8.04+Ф203MWD*0.89+ Ф203NMDC*9.16+ 631*410*0.5+Ф178DC*3*27.49+Ф127DP（加厚）*48根+Ф127DP+133KL。
（2）复合钻井与滑动钻进相结合，使用无线随钻仪器监控轨迹，滑动钻进控制方位在设计走偏移方位左右，防止绕障时轨迹与邻井有相碰趋势。
4.2 斜井段轨迹控制4.2.1？造斜稳斜段轨迹控制
该段目的是提前走部分偏移距，轨迹严格按照设计轨迹钻进。
实钻中庆平5井该段采用与设计方位夹角20度方位进行增斜走偏移钻进，该段施工顺利。
阳平3井严格按照设计，方位75度与水平段方位垂直，改段控制属于常规增斜稳斜控制，均顺利达到设计目的。
4.2.2？增斜段轨迹控制
阳平5井增斜段采用311.2钻头钻进，试验PDC钻头进行增斜，增斜率达不到设计要求，试验失败，后采用牙轮钻井完成该段施工，该井段平均机械钻速3.89 m/h，下入244.5mm技术套管至窗口。
阳平5水平段完钻最大上提磨阻为25吨，同井场二开结构阳平4井最大磨阻32均顺利完钻，阳平3井考虑在扭完方位后下入技术套管，后续以215.9PDC钻头钻进，提高钻井速度，较少钻井投入成本。
该段采用上海中盟PDC钻头（M4666C），平均机械钻速14.85 m/h，有效提高了斜井段施工效率。
4.3 轨迹控制结果
阳平5井采用三开结构三维水平井以48.77天顺利完钻，较设计周期提前16.23天。
第二口超长水平段三开结构丛式水平井阳平3井，以24.58天成功完钻，较设计周期缩短了22天。
5 结论
（1）三维设计采用垂直靶前距500米左右，从整体减低斜井段狗腿度，最大限度的降低了施工难度。
（2）311.2mm井眼在扭方位井段狗腿度设计调整为2°/30m，有利于滑动控制，减少滑动段，提高钻井效率。
（3）虑该井组的轨迹要求，做到井组轨迹的优化，减少防碰难度。
同时要做好施工顺序的安排，来减少不必要的防碰问题，提高施工速度和质量。
（4）做好井下安全措施。
丛式三维水平井井身轨迹复杂，岩屑携带较为困难，施工中要保证钻井液性能，及时进行短起下作业来保证井下的安全。
（5）下步可采用该技术针对偏移距300米以上水平井进行设计试验，提高长庆油田技术竞争力和技术实力。
参考文献
[1] 王伟.三维型斜面圆弧井眼轨迹控制技术[J].石油钻采工艺，2007，29（4）：10-12
[2] 苏义脑.水平井井眼轨道控制[M].北京：石油工业出版社，2000
[3] 韩志勇.斜面圆弧形井眼的轨迹控制新模式[J].石油钻探技术，2004，2：1-3。