水平井水平段长度优化与分析研究
关于水平井水平段影响因素的分析
关于水平井水平段影响因素的分析【摘要】20世纪80年代以来，水平井技术在世界各国得到了普遍应用，而且目前已经成为一项重要的油田开采技术被广泛地应用。
随着勘探事业的不断发展，水平井技术也得到了大幅度的提高，相应地对于水平井水平段的设计也就成了一个非常重要的问题。
水平井优于直井的最主要原因就在于水平井水平段的存在，也正是为了钻进水平段，水平井的钻井费用相对直井则要高得多，所以水平段在整个水平井的设计中具有非常重要的作用，水平段的长度不但影响着水平井的单井产量、钻井成本以及石油泄漏的面积，而且在很大程度上还影响着油田的钻井数目及开发投资的成本等。
所以研究水平井水平段的影响因素，尤其是水平段长度的影响因素对于水平井的钻井具有非常重要的现实意义。
【关键词】水平井水平段最优长度影响因素产能1 水平井水平段井筒压差及其长度的影响因素水平井的生产段较长，所以当油藏中的流体流入水平段并沿井筒向井底流动时，水平段会出现一定的压差，该压差反过来又会影响油藏中流体的流入。
由此看来，由于水平井水平段的流动是变质量流，因此在水平井水平段存在着流动压降，而当水平段较长时，会导致水平段的井筒末端油藏和井筒的压降非常小甚至为零。
所以研究水平井水平段的有效长度对水平井设计具有非常重要的意义。
根据计算水平井水平段长度的模型，可以计算出水平段的长度与水平段的压差和预期要达到的油藏产量的因果关系，即水平段的长度最直接的影响因素是水平井的开发成本与油藏的采收率和采收速度。
要想获得较高的采收率和采收速度，可以将水平段的长度设计的足够长，但是相应的油田水平井的开发成本会大幅度增加；而如果采用较小的水平段长度，则成本会降低，但是会直接影响采油速度和采收率。
由此看来，水平井水平段的长度主要受采油预期想要达到的效果所影响。
2 水平井水平段最优长度原则一般对于某一水平井来说，水平段长度在设计时是遵从“最优长度”原则的，因为水平段长度并不是越长，水平井的油量及产能的增幅就越大。
水平井的水平段施工难点及相应的措施
水平井的水平段施工难点及相应的措施和普通定向井钻井施工相比，水平井钻井作业有一定的难度,特别是小井眼水平井,由于钻具尺寸小、柔性大、钻具和井壁间的环空间隙小等特点，施工存在不少难点，主要包括：(以下主要讨论小井眼水平井的施工)1.1钻具偏心弯曲变形大，滑动钻进加压困难小眼水平井施工时，下部所用钻具外径只有60.3mm，刚度高、柔性小。
在下部井段躲进时，因钻具偏心伸展变形，引致滑动躲进摩阻非常大、旋转躲进扭矩小，钻压传达非常困难，严重影响钻井速度，这就是小眼水平井施工的最小难点。
1.2泥浆上返速度底，岩屑输送困难小眼水平井施工，由于钻具和井壁的环空间隙最轻处只有8mm，泥浆排在量低、上返速度慢，进尺快，满足不了大排量携砂的需要，造成岩屑输送困难，给安全施工带来了隐患。
1.3水平段长，中靶精度建议低小眼水平井，水平段和常规中、小尺寸的水平井一样，水平段长、水平位移大、靶点多，同时水平段上下0.6米、左右7.6米的靶点范围，使得轨迹控制难度增加。
1.4井下繁杂情况多1.4.1在小井眼循环系统中其功率分配与常规井眼不同。
在常规井眼中，环空压耗只占到10%左右，而在小井眼中则占75%以上，国外一些资料甚至指出占90%，环空压耗的大幅度减少并使钻井液的当量密度也大幅度减少。
1.4.2井眼小，钻具与井眼之间的环空间隙小，起下钻具产生的压力波动大。
1.4.3临近油气井经过多年的开采后地层实际压力系数低。
1.4.4大井眼环路空间隙大，环空返速低，泥浆剪切吸收促进作用显著，而在大肚子井段则返速很低，给携沙洗井带来很大的困难。
1.4.5环空压耗低，压持效应显著，而钻头水眼处的水功率又大，井底冲洗困难，并容易留下隐患。
1.4.6大井眼环路空间隙大，钻具上加划拨产生的压力兴奋和穿刺促进作用很大，极易导致井壁失稳，产生掉块，增加洗井时的难度，严重时造成坍塌卡钻。
1.4.7在两端扣过程中，出现压差卡钻的几率很高，在斜井段，钻具与井壁接触面积大，与泥饼相粘附，在压差作用下造成卡钻。
浅谈长水平段水平井钻井技术难点及对策
旋转导 向钻井技术 ， 因为水 平 段较 长 ， 造斜 率较 高 ， 大斜 度 井段 以及 水平 井 段 段复合 钻井技术 、 ２ ． ２ ． ３ 加 强钻井液体 系和配方 优化 ， 融合具体 区块 提高钻 井 套管对井壁的侧压 力较大 ， 进而较大提高了下套管的摩擦 阻 液应用 技术能 力 ； 力， 令 套 管较 难成 功 下到 指定 位 置 ， 特 别对 于较 浅 的水 平井 更 ２ ． ２ ． ４ 强化 智能完井 技术 探究 ， 为提高低 效油气藏 研发效 益 为 明显。 建立长 效井筒基础 。 １ ． ２水泥浆替代效率低
由于全 球石 油以 及天然 气开 采的 持续深 入 ， 有些 油 气藏 的 长水平 段水 平井钻 井设计体 系 ， 以此构 成符合长 水平 段水平井 勘探 效果并 不理 想 ， 而长 水平 段水平 井技 术具备 更大 范 围提 升 技术特 点 ， 提 高对现场施工 的保障效果 。 产量 与采收 率 的技术 优势 ， 对 油气藏具 有 良好 的勘探效 益 。所 ２ － ２提高工艺技术创新 ， 加大长水平段钻井完井技术能力 以， 全 球 各地 油 气 田大量 运用 长水 平 段水 平井 技 术 ， 用 于提 升 为 了提 高 水平 段长 度在 １ ５ ０ ０ ｍ以上 的水 平井 钻 井技 术能 对特 殊 气藏 的 开采 效益 。可是 长水 平 段水 平井 的技 术 困难 较 力 ， 需 要在 以下几点技术上 进行攻关 ： ． 多钻 井工 艺较繁 琐 ， 对 设备及 工具标 准较 高 ， 因此 ， 加 大长水 平பைடு நூலகம் ２ ． ２ ． １实施长 水平 段水平 井摩 阻扭矩 监测 和控 制技 术的 探 段水 平井技术 的研究 力度 已经变成 当前 石油工 业的必然 形势 。 讨， 研 发摩 阻扭 矩监 测 、 对 所需 软件 系统 和处理 井 下繁 琐状 况 需要 的工具 进行讲 解 ； １水平井钻 井技 术的难点 ２ ． ２ ． ２研 发长水 平 段井 眼轨迹 良好控 制技 术 ， 比如 ： 长 水平 １ ． １下套管较难
红河油田长8油藏水平井分段压裂参数优化研究
后产量 也逐 渐升 高 ； 但增 加 到一定程 度 时 ， 压后 产量 的增 幅越来 越小 。研究 选取 一个基 本 的单 段水 平井 模型 （ 水平 段长 １ ２ ０ １ Ｔ １ ， 裂缝 半长 １ ５ ０ ｍ） ， 进行 了单
段裂 缝导 流能力优 化 （ 图 １ ） 。 从 图 １中可 看 出 ， 裂缝 导 流 能力 对 日产 油量 的 影 响期为 １年 内 ， 结合 红河 油 田长 ８储层 物性 特征 ，
由细 砂和少 量 中砂 组成 ， 储 集 层 砂 岩 的 岩石 类 型 以 长石 岩 屑 、 岩屑长石砂岩 为主， 孔 隙度为 ４ ． ４ ９ ／ ６ ～
裂 缝导 流能 力 主要 影 响压 后 的稳 产期 ｌ ７ ］ ， 对 特 低渗透 油藏 而言 ， 随着 裂缝导 流能力 的逐 渐升 高 ， 压
缝 发育层 段裂缝 导 流能力 为 ４ ０ ￣５ ０ １ Ｔ Ｉ ｃ ｍ。
２ ． ３ 裂 缝 半 长 优 化
２ 水 平 井 分 段 压 裂设 计 参 数 优 化
水平 井分 段压裂 设计 优化 技术是 水平 井分段 压
选取 水平 段模 型 （ 水平段长 １ ２ ０ ｍ） ， 在 不 同 渗 透 率条件 下 ， 开展 了裂 缝 长 度对 压 裂 产 能影 响 模 拟 研究 ， 模 拟结 果见 图 ２ 。
裂 配套技 术之 一 ， 也 是 决 定 压 裂增 产 效 果 的关 键 技 术 。该优 化技 术在 水平井 分段 压裂 产能 预测模 型 的 基 础
从 图 ２中可看 出 ， 优 化 的 裂缝 半 长 与储 层 渗 透 率 成反 比， 即储层 渗 透 率越 低 ， 所 需 裂缝 半 长 越 长 ， 且 裂 缝长度 对单井 产 量 的影 响越 明显 ， 根 据 红河 油 田长 ８油藏 储层 物性 特征 ， 推 荐 基质 层 段 压 裂 裂缝
水平井水平段最优长度设计方法研究_范子菲
子 ; rw 为水平井井半径 , m; U=
Kh Kv
,油层各向异性比值 ;
Zw 为水平段到油藏底部距离 , m;
单位长度水平井
采油指数 J s 的单位为 m3 /d· M Pa· m。
2. 2 井筒内流动
井筒流动模型是假设整个水平段打开采油 ,这种假设情况适用于裸眼完井、割缝衬管或割缝筛管完井方
式 ,水平井水平段内压力梯度方程为
主题词 水平井 最优长度 层流 紊流 摩擦损失 设计 方法
1 前 言
由于水平井和油藏具有大的接触面积 ,水平井的生产压差小于垂直井的生产压差 ,因而水平井可以减少气
锥和水锥的锥进趋势。
由于水平井水平段内摩擦损失的缘故 ,原油沿水平井井筒流动出现一个压降 ,如果水平段内压降和油藏内
压降相当 ,导致水平段末端压降很小或者为零 ,那么水平段末段出现不产油的井段 ,因而水平段内摩擦损失减
1997年 1月
AC T A PET RO L EI SINICA
第 18卷 第 1期
水平井水平段最优长度设计方法研究
范子菲 方宏长 俞国凡
(石油勘探开发科学研究院 北京
)
(辽河石油勘探局
)
提 要
由于水平井水平段内摩擦损失的缘故 ,如果水平段内压降和油藏压降相当 ,导致水平段末端压降很小或者为零 ,这种现象 常常出 现在高渗透层的低压降生产油藏和生产压差受到限制的锥进油藏。因而研究水平井最优长度设计方法对水平井开发方案设计具有指 导意义。本文分三种情况 (底水油藏、气顶底水油藏、气顶油藏 )建立了油藏内流动模型、井筒内流动模型、水平井水平段最优长度数学 模型 ,在建立模型过程中 ,考虑了水平 段内流动状态 (层流、紊流 )和管壁相对粗 糙度对摩擦损失和水平井产能的影响 ,最后通 过实例 计算得到了几个结论。
水平井钻井技术难点及对策分析
水平井钻井技术难点及对策分析随着石油勘探开发技术的不断发展，水平井钻井技术在油田开发中得到了越来越广泛的应用。
水平井可以有效提高油气开采率，降低地层压力，延长油井寿命，减缓油田衰竭速度。
在水平井钻井过程中，也存在一些技术难点需要克服，本文将对水平井钻井技术难点进行分析，并提出相应的对策。
一、难点一：井眼质量控制在水平井钻井过程中，井眼质量的控制是一个非常关键的问题。
井眼质量不良会导致井壁稳定性差、裂缝漏失等问题，严重影响井下作业的顺利进行。
而水平井的钻井难度和井眼质量的控制关系非常密切，这就需要在水平井钻井过程中对井眼质量进行严格的控制。
对策分析：1. 合理设计井眼参数。
在进行水平井钻井之前，需要充分了解地层情况，设计出合理的井眼参数，包括井眼直径、井眼轨迹、井段布局等，确保井眼质量可以得到有效控制。
2. 选择适当的钻井液。
钻井液的选择对井眼质量有着重要的影响，需要根据地层情况和钻井工艺选择适当的钻井液，确保能够有效地稳定井眼。
3. 采用先进的管柱技术。
现代水平井钻井中，管柱的设计和施工技术已经相当成熟，可以采用多级管柱设计、工具互换技术等方式来提高井眼质量的控制。
二、难点二：钻井位置控制水平井钻井中，钻井位置的控制是一个重要的技术难点。
如果钻井位置控制不当，可能会导致井眼偏离预定轨迹，甚至偏向其他井眼，造成油气井资源的浪费，同时也会对环境产生一定的影响。
对策分析：1.应用导航工具。
在水平井钻井过程中，可以应用一些导航工具，比如地质导向测量工具、导向钻头等，在钻井过程中进行实时测量，保证钻井位置的控制。
2.精确测量井身轨迹。
在钻井过程中，可以通过各种方式对井身轨迹进行精确测量，包括地质测井、测斜井等，确保钻井位置的准确控制。
3.优化钻井工艺。
通过优化钻井工艺，可以提高钻井位置控制的精度，比如使用惯性导向技术、动态定位技术等，来提高钻井位置控制的准确性。
三、难点三：水平段钻井技术水平井钻井技术的难点之一是水平段的钻井技术。
薄层油藏水平井优化数值模拟研究与应用
薄层油藏水平井优化数值模拟研究与应用摘要：采用petrel作为地质建模软件，建立油藏层面构造模型和属性模型，得到油藏三维精细数据体。
利用数值模拟技术对水平井的井位、射孔位置、水平段长度、水平井轨迹及注采参数进行优化研究。
根据优化结果，在研究区域已实施水平井1口，产油量是周围直井同周期相同生产时间的5倍。
研究成果在稠油老区二次开发的现场应用中取得了较理想的开发效果。
关键词：水平井；层面构造；属性模型；数值模拟；二次开发；优化技术引言曙光油田稠油老区以薄互层稠油油藏为主，占稠油老区总地质储量的68.4%。
该类油藏于1986年开始投入热采开发，处于吞吐开发后期。
措施效果差、产量递减快、经济效益逐年下降。
按照现井网及开发方式，生产效果难以改善，采收率无法提高，开展二次开发方式探索已势在必行。
结合petrel作为地质建模软件，建立油藏层面构造模型和属性模型，得到油藏三维精细数据体。
利用数值模拟技术对杜66水平井的井位、射孔位置、水平段长度、水平井轨迹及注采参数进行优化研究，从而指导水平井二次开发的高效进行。
1 油藏概况1.1 油藏地质特征杜66块是曙光油田稠油老区薄互层状稠油油藏中最大的一个断块，构造上位于辽河断陷西部凹陷西斜坡中段，开发目的层为下第三系沙河街组沙四段上部杜家台油层，全块构造完整，断块构造形态为一个由北西向南东倾伏的鼻状构造。
油藏埋深-800～-1200m，有效厚度42.1m，平均单层厚度2.5m，平均孔隙度25.5%，净总厚度比0.396，地层水为nahco3型。
断块含油面积4.9km2，地质储量3940×104t。
2 油藏三维地质模型及数值模拟2.1 精细三维地质模型建立以杜66块杜i组为研究对象，杜161井为中心的50口井区域作为水平井有利部署区。
纵向上共划分为15层，其中9个油层，6个隔夹层，另外杜ⅰ2层再细分为3个层，平面上建立12m×12m，共计47250个网格结点的构造模型。
水平井水平段长度优化及对比分析
＝ ＝ｌ１１ ４． ｍ （ ６）
在进行水平井开发 设计时 ，水平井水平段长度不仅 影响水平井单 井的产 量和采 收率 ，还 会影响 水平井 的钻井成本 ，即油 田的早期投 资。从理 想的情况看 ，水平段长度越大 ．水平井 的产能越高 。但在实 际生产 中，由于井网部署 、钻井工 艺 、 油层 保护措施 、储层特点 、经 济效益 、 井筒摩阻等 因素的影响，水平段长度并不是越长越好 。对于 某一具体 的油田，水平 井水平段存在 —个合理长度 区『 。理沦上 ，通 Ｈ Ｊ 常 采用产能公式法 、 数值模拟 方法 及考虑技术经济条件法来优化水平 井水平段长度 。本文综合上述 三种 计算方法的结论 ，确定了该区块水
２０ ６ ｍ、２ ０ ８ ｍ共ｌ 个不同水平 ３
ｆ ３）
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总结与展望参考文献刘鹏举杨洁浅谈中医治疗运动损伤j承德医学院学报20082512董利升运动损伤的中医保健法j长春中医药大学学报20092513马桂芝方剑乔针灸疗法抗运动疲劳的研究进展j江西中医药20073894刘建华王新欣针灸疗法提高运动能力的应用研究j辽宁体育科技20083055邱茂良等针灸学m上海科学技术出版社1985年10月6姬乃春针灸治疗运动损伤的发展进步探讨j陕西中医200829107卢咏梅斟酒在运动领域中的研究现状及思考j上海针灸杂志20062528王启才针灸配合运动疗法探析j中国针灸200222109谢敏豪方子龙等中药消除运动性疲劳的研究进展j体育科学199919510陈琼雪等温针灸对大强度负荷后疲劳恢复的初探j现代康复2000114
08-浅谈坪北油田水平井长水平段地质设计优化
该尽量设计成从储层顶部穿至底部。
敬请各位领导专家批评指正
2.1 水平井形式优化
主要根据油层层数、泥岩隔层等确定水平井采用单层还是双阶梯形式
（1）根据油层数多少确定水平井形式
如果井组区域是单油层，其他层没有油层或者油层不好， 则采用单层水平井开发该井组。
（1）根据油层数多少确定水平井形式
P43-75
GR 50 SP 30 110
水层 0.0
AC 250 400 R4 0 150 200 10 ILD 50
水平井的方位取决于储层裂缝发育状况、储层砂
体的空间展布、构造特征、水平井投产方式、注水开 发后见水方向等因素，只有综合考虑各影响因素设计 水平井段的方位，从而完善井网，达到科学有效开发 油田的目的。
2.2轨迹方位优化
（1）考虑储层裂缝特征
坪桥北区西块微地震储层裂缝监测成果图
315° P 53-89 25°
在水下分流河道。
PX11-1HF
PX11-1HF部署方位为北北西向，与砂体延伸方向垂直。
（3）考虑水平井投产方式、注水开发后见水方向
坪北油田属于特低渗储层，油井自然产能很低，需要压裂投产生 产才能获得较好的开发效果，而且人工裂缝为北东东向。
2006-2011年主侧向压力图
16.0 14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 2006年 2007年 2008年 2009年 2010年 2011年 2.9 4.1 4.5 5.4 5.6 5.8 10.5 12.0 12.9 13.9 14.2 14.5
（2）油层中部穿越 PH9-1导 眼
深 GR 度 30 180 岩 心 录 0 井 R4 200
垂深1495.4m 油 斑 高角 度缝
长水平段水平井钻井技术难点及对策
长水平段水平井钻井技术难点及对策摘要：目前，国内外长水平段水平井的数量不断增加，在油气开采过程中，长水平段水平井的运用，可以有效提高油井采收率，未来，长水平段水平井技术仍然具有很大的发展空间。
但是在钻井过程中，极易出现各种难点问题，这些难点问题的存在，不仅会使钻井效率严重下降，还会间接影响油井的产量。
关键词：长水平段；水平井钻井技术；难点；解决对策1水平段长度与位置确定1.1技术难点对于长水平段及水平井的相关技术，其最主要的技术优势是水平段相对较长，但其长度及在储层中位置的确定会受到很多因素的影响，如产量要求、作业成本、完井技术等。
实际情况中大多从产量角度进行分析：伴随水平段实际长度不断增加，井筒和油气藏之间的接触面积随之增大，但流体的流动阻力也在增大，虽然前者能起到增大产量的作用，但后者却起到相反的作用，最终对正常生产造成不利影响。
1.2处理对策通常情况下，长水平段水平井长度最佳值和井筒中由于摩擦作用损失的单井产能明显降低情况下的长度相等。
而水平段位置，越接近气藏顶部，水平井的渗流阻力越大，产能因此降低。
基于此，水平段最佳位置可用以下方程表示：ZW=0.9h （1）式（1）中，ZW表示水平段至油气界面直线距离，单位：m；h 表示油气层实际厚度，单位：m。
2井眼的轨迹控制2.1技术难点（1）造斜段与稳斜段对于设计工作有较高要求。
（2）水平段的最佳位置选择要求决定了轨迹控制同样有极高的精度要求。
（3）在水平段不断延伸的条件下，井眼摩阻增大，导向工具难以传递，加大控制难度。
（4）钻遇岩性所具有的多样性特点进一步增大了轨迹控制难度。
2.2处理对策（1）优化选取造斜点。
对于造斜点而言，其应选择在岩性相对较好、岩层较为稳定的位置，以便提高造斜效率，同时保证井眼的稳定性。
（2）优化选取造斜段的种类。
大多情况下优先选取圆弧形造斜段，这样可以有效降低摩擦阻力，并减轻套管磨损。
（3）优化选取钻具组合。
钻具组合包括钻头、螺杆、钻具、扶正器和 LWD 等，通过对钻具组合的优化选取与灵活调配，能为加压和轨迹控制提供极大的便利。
厚油层高含水期水平井优化设计技术研究
剩余油分布规律 不清 ． 挖潜技术 相对单一 ． 研究厚油层开发 剩余油影 ２ ． ７ 水平段长度优化 响 因素及分 布规律 ． 根据剩余 油分布规律及 控制 因素 ． 研究 挖潜技术 对 于中高渗 断块油藏 ． 储层物性好 ． 单 井泄油半 径比较 大 ． 主要 是 及水平井 开发 的相关技术政 策 ． 进一步提 高油藏采收率 ， 对 于实现厚 利用水 平井生产压差小 的特点 ， 减缓底水锥 进和舌进的速度 ， 减缓 含 油层持续稳定发展具有重要 意义 ． 对于其 它地 区同类油藏开发具有较 水 上升速度 ． 提高储量有效动用程度 ． 改善 开发效果 油藏数值模拟结 果表明 ： 水平段长度超过 １ ０ ０ ｍ时 ， 长度再增 加 ， 累增油量增加速 度减 高的指导价值 缓． 所以一般水平段长度保持在 １ ０ ０ ｍ左右 为宜 ２ ． ８生产压差对开发效果的影响 随着生产压差的增加 ． 水 平井的液量 、 油量 、 含水依次上升 ， 即生 利用 Ｅ Ｃ Ｌ Ｉ Ｐ Ｓ Ｅ油藏数值模拟软件 ．建立一个概念模 型来研究水 产压差越大 ， 产液量 、 产油量越高 ， 含水上升加快 。在生产压差 比较小 平井开发厚油层油藏的开采规律 时（ 生产压 差小 于 １ ． ０ Ｍ Ｐ ａ ） ． 产量的大小 与生产压 差的大小基本 上有 １ ． ２油藏基本参数 产 量比较稳定 ， 但是 比较小 ， 含水上升 比较慢 。在生产压差 孔 隙度是 Ｏ ． ２ ５ ． Ｘ方 向和 Ｙ方 向的渗透率 是 ８ Ｏｘ ｌ ０ ｘ ｌ ￣ ｍ２ ， Ｚ方 线性关系． 大于 １ ． ４ ＭＰ ａ ） ， 初期 的产量 比较 大 ， 但是下 降 比较快 ， 不 利 向渗透 率初始取 ８ ０ ｘ ｔ ｚ ｍ ２ ：油层顶深 是 ２ ０ ０ ０ 米 ，地层水 的体积系数 比较大时 （ 而且随着生产 压差 的增加 ， 产量增加的幅度逐渐减小 ， 尤其是 １ ． ０ ２ ５ ． 地层 水的压缩 系数 ４ ． ４ ｘ １ ０ － ５ ／ ＭＰ ａ ， 地 层水 的粘度 ０ ． ４ ２ ｍＰ ａ 岩 于稳产。
长水平段水平井钻井技术难点分析及对策
长水平段水平井钻井技术难点分析及对策本文以长水平段水平井钻井技术难点为切入点，展开分析，并以此为依据，提出提升高钻井作业设计水平、加大钻井施工管理力度、创新长水平段水平井钻井技术等几方面重要解决对策。
标签：长水平段;水平井钻井技术;钻井液;钻井速度引言在我国油气勘探和钻井作业行业迅猛发展的背景下，长水平段的水井数量也在逐步增加，通过正确运用钻井技术，能够有效提升我国整体油气开采效率和实际开采质量。
长水平段水平井钻井因为自身的水平当段比较长，在实际运用钻井技术进行施工作业期间，就会遇到多种不同形式的技术难题，本文从开展钻井作业的技术难点内容入手，展开阐述，针对如何解决水平井钻井技术难点问题进行深入探讨。
1 长水平段水平井钻井技术难点1.1管套下放相对困难长水平段水平井与其他类型的油气井进行比较，其具有水平段较长的特点，这样在井下部分位置的斜度就会比较大。
在此种状况下开展套管下放施工作业，井壁就会使套管承受较大的压力，不仅会加大套管下放过程中的的摩擦阻力，同时也会增加套管下放难度，进而就会降低实际钻井施工效率。
基于此，在实际开展套管下放作业期间，要选择较小深度的油气井开展套管下放工作，如果油气井比较深，则需要运用其他方式完成钻井工作。
1.2水泥浆存在问题在开展长水平段水平井钻井施工工作期间，因为套管自身具有相应的重量，就会加大对井下水泥浆替代率的影响;同时还会因为井壁对套管产生较大的压力，进一步使水泥浆受到影响。
在实际钻井期间，钻柱上会产生相应的环形空间，而在这个环形空间内部会产生大较大的压差，就会加大水泥浆的问题[1]。
如使含砂量不断加大，流动阻力也会不断提升等。
为了能够有效解决该项问题，通常状况下都会通过加入原油的方式，达到提升水泥浆性的目的;但是加入的原油量一旦缺乏合理性，就会导致水泥浆在凝结之后产生大量的空隙，进而就会降低水泥浆整体质量。
2 长水平段水平井钻井技术难点对策2.1提升高钻井作业设计水平在长水平段水平井开展钻井工作的过程中，其面临着诸多难点问题。
压裂水平井水平段长度及裂缝参数优化
影响因素研究［J］. 新疆石油天然气，2013，9（3）：62-65. ［8］高海红，曲占庆，赵梅 . 压裂水平井产能影响因素的实
图 1 水平井压裂人工裂缝类型示意图
考虑到海上油田后期治理的难度，海上压裂 水平井和陆上常规压裂水平井有所差异。水平段
收稿日期：2021-02-25 基金项目“：十三五”国家科技重大专项（2016ZX05058）。 作者简介：王大为（1982-），男，博士，高级工程师，从事海上油田开发方案研究工作。
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dj - di
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X fi
ú û
（5）
由于
( ) arch 1 + x2 = ln x + 1 + x2
（6）
可将（5）式简化为 pe - pfj =
( ) μB ∑ ( ) 2πKhh
N-1
qfi ln
i=0
Re X fi
可以近似看作是地层厚度为 w，流动半径为 h/2，边
界压力为 pfj 平面径向流，如图 3 所示。考虑裂缝内
的流动阻力，则有
p fj
-
p wfj
=
qfj μB 2πKfj wj
ln
h 2rw
（8）
式中：pwfj 为第 j 条裂缝底部的井筒压力，Pa。
60
第 17 卷 第 2 期
王大为，等：压裂水平井水平段长度及裂缝参数优化
N-1
∑ Q = qfi i=0
水平井合理射孔段长度优化
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一、水平井长、短射孔井段改造对产量的影响
2020/3/3
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一、水平井长、短射孔井段改造对产量的影响
统计分析中我们看到：在投产初期，以长、短射孔井段压裂投 产的水平井在平均日产液、油和含水的变化上区别不大，后期略有 差别。以短射孔段改造的水平井目前的平均产量和投产初期相比一 直保持平稳，由初期的平均日产液12.2（t/d）保持至目前12.9 （t/d）,部分井一直高产；长射孔段井初期到目前略有下降，由原来 的平均日产液11.9（t/d）降到9.2（t/d），部分井后期产量递减。
扶平13井2、3段连续油管井温测试成果图
总射孔段895-988 m
温度异常区889-915m 895.9-897.1 m
Байду номын сангаас
2020/3/3
935.0-936.2 m 温度异常区928-945 m
60m 88m
总射孔段610-670 m
温度异常区602-624m 611-617 m
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二、长、短射孔段改造井测试结果对比分析
利用连续油管携带存储式温度压力计对扶平13井的2、3 段进行了井温测试，测试解释结果对提高水平井的人工裂缝 认识程度、指导压裂设计、压后评估及效果评价提供了科学 的依据。
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二、长、短射孔段改造井测试结果对比分析
扶平13井第2、3段连续油管井温测试取得认识
垂深（米）
扶平13井轨迹剖面图
日产（t）
庙平1、2、3井射孔段优化改造后生产动态（投产---4月）情况
庙平1井生产曲线
30
100.0
25
80.0
20 60.0
15
40.0 10
长水平段水平井井眼轨道优化设计方法
难， 即管柱 在井 内的摩 阻和 扭 矩 特 别 大 。在 相 同工 况下 ， 长水 平段水 平 井 的水平 段 长度 延 伸 能 力 主要 取 决 于管柱 摩 阻扭 矩 的大 小 ； 或 者 说 长 水平 段 水 平 井 延伸 能力 取决 于克 服管柱 摩 阻扭矩 的技术 水 平和
关键参数进行优选 ， 可以得到优化轨道设 计 ， 从 而达到 降低施工难度 的 目的。结合华 北油 田某井工 程实列 ， 论述 了
长水平段水平井井 眼轨道优化设计方法 。 关键词 ： 长水平段水平井 ； 轨道 ； 优化 ； 摩 阻； 扭 矩
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｅ ２ ４ ３ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２—７ ４ ２ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ —０ ０ ３ ５— ０ ３ Ｗｅ ｌ ｌ ｂ ｏ ｒ ｅ Ｔ ｒ ａ ｊ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｙ Ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｌ ｏ ｎ ｇ Ｈｏ ｒ ｉ ｚ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ － ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｗｅ ｌ Ｉ ／ Ｘ Ｕ Ｈ ａ ｏ ，Ｄ Ｏ Ｎ Ｇ Ｚ ｈ ｉ — ｈ ｕ ｉ （ Ｄ ｉ ｒ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ Ｓ ｉ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ Ａ ｄ ｍｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｂ ｕ ｒ ｅ ａ ｕ ， Ｄ ｏ ｎ ｙｉ ｇ ｎ ｇ Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ ２ ５ ７ ０ １ ７ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
水平气井水平段最优长度计算及影响因素分析
６ｌ ・
郑腊年 ， 等： 水 平 气井水 平段 最优 长度计 算及 影 响 因素 分析
ｍ （ ｐ ） ＝ ２ Ｊ ｆ Ｕ 代 替油 相压 力Ｐ ， 气相 ‘ 一 ／ 代替
油 相 。 Ｂ 。 ／ ２ ， 又 由文献 ［ ７ ］ 可知 ， 当 和 ｚ按 ０ ． ５ （ Ｐ
在水平井开发油气藏 的过程 中， 随着水平段长
度 的增 加 ， 泄油面积增 大， 如 果 井 筒 中没 有 压 力 损
失， 那么其长度应该尽可能长。然而 ， 水平井筒 内流 体的流动为变质量流 ， 水平井筒内存在一定 的压降 ， 特 别是 气井 ， 当产气 量很 大 时 ， 水 平井 筒 内的 流动 会 产生较大的流动阻力 ， 此时沿井筒 的压力降不可忽 略 。Ｄ ｉ ｋ ｋ ｅ ｎ ＿ １ 于１ ９ ９ ０年 首 次 提 出水 平 油 井 内不 能 忽略压降 ， 其后许 多学者 Ｉ ４ 在这方面做 了大量研
化 和气 藏 向水平 井流 动 的关 系 ］ ：
— 一一ｑ ｈ ｓ ） （ ７ ／ ） ）
＋ Ｐ ）的值计算 ， 用压力平方法表示 的压力和用拟
压 力表 示 的压 力 相 等 ， 即： ＝２ ｄ ｐ＝
由式 （ ７ ） 、 （ １ ） 对 求导 后并 相减得 ：
究 。本 文针 对底 水 气 藏 水 平 井 ， 根 据 范 子 菲底 水 油
图 １ 气藏渗流与井筒流动耦合示意 图
） ．
１ ． １ 气 藏渗 流模 型
（
藏水平井产能公式 ， 利用气相渗流与液相渗流的相 似原 理 ， 推 导 出底 水气 藏 水平井 产 能公 式 ， 并将 其 与 井筒耦合得出水平井产量随位置变化的关 系ｐ 。 ）一ｍ（ ｐ ） 。 则 油藏 水平 井 产 能解 析 公式 可 改
用等效水平段长度评价水平井损害程度
Ｅｖ ａ ｌ ｕａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｄ ａ ｍａ ｇ ｅ ｔ ｏ ｈ ｏ ｒ ｉ ｚ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ ｗｅ ｌ ｌ ｓ ｔ ｈｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｅ ｑ ｕ ｉ ｖ ａ ｌ ｅ ｎｔ ｈ ｏ ｒ ｉ ｚ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ ｗｅ ｌ ｌ ｌ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ Ｌ ｉ ｕ Ｂ ｉ ｎ ， Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ Ｓ ｈ ｉ ｑ ｉ ｎ ｇ ， Ｎ ｉ ｅ Ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ｒ ｏ ｎ ｇ ， Ｚ ｈ ａ ｏ Ｙ ｏ ｎ ｇ ｊ ｉ ｅ
ａ ｃ ｃ ｒａ ｕ ｔ ｅ ｌ ｙ ｂ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｔ ｏ ｈ ｏ ｉ ｒ ｚ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ ｗｅ ｌ ｌ ｓ ． Ａ ｎ ｅ ｗ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｆ ｏ ｒ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｆ ｏ ｍａ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｍ ａ ａ ｇ ｅ ｏ ｆ ｈ ｏ ｉ ｒ ｚ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ ｗｅ ｌ ｌ ｓ ｉ ｓ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｓ
ＤＯ Ｉ ： １ ０ ． １ １ ６ ９ ８ ／ Ｐ Ｅ Ｄ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． １ ３
用等效 水平段 长度评价 水平井损 害程度
刘 斌 ，程 时清 ，聂 向荣 ，赵 永杰
（ 中国石油 大学 （ 北 京 ）石油工程 教育部 重 点实验室 ）
基金项 目：国家科技 重大专项 “ 复杂结构井优化设计与控制关键技 术”（ ２ ０ １ １ Ｚ Ｘ ０ ５ ０ ０ ９ ． ０ ０ ５ ） 摘 要 ：表征 直 井损 害的表皮 系数及 附加压 降不 能准确 应用 于水平 井。根 据 Ｍａ ｌ ｅ ｋ ｚ ａ ｄ ｅ ｈ提 出的等效水 平段长 度概 念 ，
长水平段水平井钻井技术难点分析及对策
长水平段水平井钻井技术难点分析及对策郭元恒;何世明;刘忠飞;敬承杰【摘要】长水平段水平井拥有直井和一般水平井无法比拟的技术优势。
然而由于其水平段较长、钻遇岩性的复杂多样、钻井液和钻具与地层接触时间长等因素使得在钻进和固井过程中存在很多技术难题。
为提高长水平段水平井的钻井技术水平，首先对钻进和固井中的技术难题做了归纳总结，再对不同的技术难题做了原因分析，认为长水平段水平井的钻进技术难题主要由水平段过长造成，而固井技术难题主要是由水平段延伸方向与套管和水泥浆的重力方向垂直或近似垂直造成；最后结合现场实践提出了优化井眼轨迹，优化钻井液、水泥浆性能，优化钻进、固井工具组合，优化套管下入方法等技术措施，提高了钻进效率和固井质量，对今后长水平段水平井的钻进和固井施工有一定的指导作用。
%Long lateral-section horizontal wells play an important role in exploiting oil and gas reservoir. Compared with vertical well and general horizontal well, it has unparalleled technical advantages. However, because of some factors such as long lateral-section, complex rock lithology, and long contacting time by drilling liquids or drilling tools and formation, many technical problems rise in the process of drilling and cementing. To raise the drilling level of long lateral-section horizontal wells, the paper summarizes these problems firstly, and analyses the reasons of drilling and cementing difficulties secondly. It concludes that the drilling difficultiesof long lateral-section horizontal wells are caused by thelong lateral-section, and the cementing difficulties are mainlycaused by the status of horizontal-section being vertical or approximately vertical to the gravity direction of pipe and slurry. Finally the paper proposes some measures such as optimizing well trajectory, optimizing the performance of drilling liquids and cement liquids, optimizing drilling and cementing tools, and optimizing the tripping method of casing, which raises the quality of drilling and cementing and brings some guid-ance on the drilling and cementing of long lateral-section horizontal wells.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】5页(P14-18)【关键词】长水平段;水平井;钻井技术;钻井液;水泥浆【作者】郭元恒;何世明;刘忠飞;敬承杰【作者单位】中石化石油工程技术服务有限公司，北京 100101;西南石油大学石油工程学院，四川成都 610500;西南石油大学石油工程学院，四川成都 610500;塔里木油田塔中项目部，新疆库尔勒 841000【正文语种】中文【中图分类】TE22随着国内外石油与天然气勘探开发的不断深入，一些油气藏的开发效果很不理想，如：低孔低渗、垂直裂缝、小型圈闭、多层系、海上等油气藏，底水或气顶油藏、页岩气藏［1］。
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作用 。
［ 键 词 ］ 水 平 井 ；长 度 优 化 ；油 藏 数 值 模 拟 ；底 水 ； 回归 方 程 关 ［ 图分 类 号 ］ Ｔ ３ ５ ６ 中 Ｅ ５． ［ 文献 标 识 码 ］ Ａ ［ 章 编 号 ］ １０ —９ ５ （０ ２ ７ Ｏ １ 一Ｏ 文 ０ ０ ７ ２ ２ １ ）Ｏ 一 ｌ９ ６
石油天然气学报
２１ 年 ７ ０２ 月
第３ 卷 ４
第７ 期
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｌａ ｄ Ｇａ ｃ ｎ ｌ ｇ Ｊ １２ １ Ｖｏ． ４ Ｎｏ ７ ｏ ｒ ａ ｎ ｓＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｕ ． ｏ ２ ｏ Ｏｉ １３ ．
水 平 井 水 平 段 长 度 优 化 与 分 析 研 究
Ｃ ３Ｐ Ｎ１ 一 ７井 区 和 Ｂ ９ １区 块 的 Ｂ ９ １Ｐ ＡＥ ０ ＡＥ ０ 一 １井 区 开 展 对 应 研 究 。
Ｃ ３Ｐ 井 区属 于 复 杂 断 块 高 渗底 水 蒸 汽 吞 吐开 采 的 稠 油 油 藏 ，控 制 面 积 ０ １ｋ ，控 制 储 量 Ｎ１一 ７ ． ２ ｍ
庞 伟
（ 国石 化 石 油 工 程 技 术 研 究 院 ，北 京 １ ０ ） 中 １ １ ０ ０ （ 国石 油大 学 （ 东 ）石 油 工 程 学 院 ， 山东 东 营 ２ ７ ６ ） 中 华 ５０ １
陈 德春 姜 立 富
李 昌 恒 （ｐ ｃ国右油长庆油田分公司，陕西 西安 ７０２） １ ０１
的 研究 。
原油 粘度 、控 制 面积 、底 水对水 平井 水平 段长度 的影 响 ，建立 了 Ｃ ３和 Ｂ ９ １区块水平 井水 平段 最 Ｎ１ ＡＥ ０ 优 长度 的 ｌ ｌ 方程 ，为水 平井 长度设 计提 供方法 。 ｎＪ １］
１ 地 质 模 型 的建 立 与历 史 拟 合
为 了对 比蒸 汽吞 吐开 采和 常规开 采油 藏时水 平井 长度 设计 的异 同 ，分 别选 取胜利 油 田 Ｃ ３区块 的 Ｎ１
水平 段长 度设计 是提 高水平 井 开发效 果和 效益 首先要 解决 的 问题 。国 内外优化 水平 井水平 段长 度 的
方法 主要 有 ７种 ：以钻井 技术 为优 化 目标 的定 性方 法［ 、以产 能为优 化 目标 的解 析 方法 ＿ 、以经 济效 １ ］ ２ ］ 益 为优化 目标 的解 析方法 ＿ 、综 合考 虑产 能和经 济效 益 的解析方 法 ｑ］ ５ ］ 、以产 能 和含 水 率为 优化 目标 的
解析 方法 ｌ 、以产能 为优化 目标 的 电模 拟方 法口 ｆ 、以产 能 为优 化 目标 的数 值模 拟 方 法＿ 】 引。前 ６种 方 法适 用 于常规 类型 油藏 ，对边底 水 油 藏 、热 采 稠 油油 藏 无 能 为力 ；数值 模 拟 方 法 可用 来 优 化 边底 水 油
藏 、稠 油油藏 水平井 长度 ，但 目前 只 以单 井 为研 究 目标［ 却未 进 行 推 广 ，无 法 提供 可 供 借 鉴 的定 量 １ 公式 。笔 者 以 Ｃ ３Ｐ Ｎ１一 ７井 区和 Ｂ ９ １Ｐ 井 区为 研究 对 象 ，利 用 油藏 数 值模 拟 技 术 ，研 究 了渗 透 率 、 ＡＥ ０ 一 １
井 区 的地 质 资 料 ，利 用 油 藏 数 值 模 拟 软 件 Ｃ ＭＧ 建 立 了三 维 非 均 质 地 质 模 型 ，优 化 了 Ｃ ３Ｐ Ｎ１ 一 ７井 区 蒸 汽 吞 吐 开 采和 Ｂ ９ １Ｐ ＡＥ ０ 一 １井 区 常规 开采 时水 平 井水 平 段 最 优 长 度 ，分 析 了渗 透 率 、地 面 原 油 粘 度 、控 制 面 积 、底 水 等 对 水 平 段 长 度 影 响 的敏 感 性 ，建 立 了 Ｃ ３和 Ｂ Ｅ ０ 区块 水 平 井 水 平 段 最 优 长 度 的 回 归 方 Ｎ１ Ａ ９１ 程 。结 果 表 明 ，对 水 平 井 、渗 透 率 、 地 面 原 油 粘 度 、 控 制
（ｐ 石 油 （ｐ ）有 限公 司天 津 分 公 司 ，天 津 ３ ｏ ５ ） ｃ海 ｃ国 ｏ＇ ２ ４ （ｐ ｃ 国石 化胜 利 油 田分 公 司 河 口 采 油厂 ，山东 东 营 ２ ７ ０ ） ５ ２ ０
姚 俊 涛
［ 要 ］ 针 对 水 平 井水 平 段 长 度 设 计 的重 要 性 和 目前 设 计 方 法 的局 限性 ，基 于 Ｃ ３Ｐ 摘 Ｎ１一 ７井 区和 Ｂ ９ １Ｐ ＡＥ ０一 １
ｍ 。
，
平 均 １９ ０ ７× １ ｇ ；含 油 饱 和 度 ６ ； 地 面 原 油 密 度 ９ ０ ｇ ｍ ０ ｍ。 ５ ８ ｋ ／ ；平 均 地 面 原 油 粘 度
４ ０ ｍＰ ２ ０ ａ・Ｓ 同层 有 ３口井 。 ；
［ 收稿日期］２ １ —１ ｏ ０ １ ２—２ ［ 作者简介］庞 伟 （９ ３一 ，男 ，２０ 年中 国石油大学 （ １８ ） ０７ 华东）毕业 ，硕士 ，工程师 ，现主要从 事水平井完井 、测试和油藏模拟方面
面积 ；水 平 段 最 优 长 度 回 归方 程 的 计 算 结 果 与 油 藏 数 值模 拟 结 果 的 平 均 相 对 误 差 分 别 为 ２ ２ 、 １７ 、 ．９ ．４
１ ６ 、２ ｏ ％，可用 于指 导 Ｃ ３和 Ｂ Ｅ ０ ．６ ．８ Ｎ１ Ａ ９ １区块水平井水平段长度设计 ，对 同类油田具有重要的借鉴