石油工程毕业设计

中国石油大学（华东）现代远程教育毕业设计（论文）

题目：水平井钻井技术及其在石油开发中的应用

学习中心：河南油田学习中心

年级专业：网络08秋石油工程(钻井)

学生姓名：李明荣学号：0860363003

指导教师：徐清俭职称：讲师

导师单位：河南油田人力资源开发中心

中国石油大学（华东）远程与继续教育学院论文完成时间：2010 年07 月01 日

摘要

本文介绍了水平井的优点及应用范围，论述了水平井的施工技术，并结合钻井工程实例，详细说明了水平井钻井技术在石油开发中的应用。

关键词：水平井，钻进工艺，井眼轨迹控制，随钻测量

目录

第1章前言 (1)

第2章水平井钻进技术介绍 (2)

2.1水平井钻进技术简介 (2)

2.2 水平井的优点及应用 (2)

2.3 水平井钻进技术的发展 (3)

第3章水平井主要钻进工艺 (5)

3.1 井身轨迹控制 (5)

3.1.1 直井段 (5)

3.1.2 造斜段和水平段 (5)

3.1.3稳斜段、水平井段井眼轨迹控制技术 (5)

3.2 中井、完井 (6)

3.3 钻井液的性能要求及除屑措施 (6)

第4章应用实例 (7)

第5章结论 (9)

参考文献 (10)

致谢 (11)

附录： (12)

第1章前言

当今，随着对能源需求的日趋增加以及对环境保护意识的日益增强，如何高效、清洁、经济地开采地下能源已成为目前急需解决的问题。在此情况下，水平井钻进技术应运而生。它是起源于20世纪80年代并在石油、天然气开发中得到广泛应用的一项综合性技术。其目的主要是提高石油的产量，降低采油成本。并且随着MWD (随钻测量仪)、PDC (聚晶金刚石复合片钻头)和高效导向螺杆钻具的应用，水平井技术已日趋完善。

第2章水平井钻进技术介绍

2.1水平井钻进技术简介

水平井是定向井的一种特殊类型。定向井就是使井身沿着预先设计的井斜和方位钻达目的层的钻井方法。它是沿着预先设计的井眼轨道，按既定的方向偏离井口铅垂线一定距离钻达目标的井。通俗讲，定向井就是钻井时，钻头垂直向下钻至预定深度，再“拐弯”钻达目标的井。

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。水平井钻进技术是在定向井钻进技术的基础上发展起来的，它是指在石油钻进过程中，通过控制钻头钻进的轨迹，使之沿油层的走向钻进，以最大限度地增加油层的泄油面积，提高油田采收率和勘探效果。其核心技术主要包括水平井油藏工程及优化设计、水平井井眼轨道控制、水平井钻井液与油层保护、水平井测井和完井等。

2.2 水平井的优点及应用

水平井钻进技术之所以会得到越来越广泛的应用，是因为它具有常规钻进、定向钻进无法比拟的优点，而且随着无线随钻监测系统和钻进工艺的发展，水平井的优越性将更加突出。

对水平井的应用，除了少量的非石油方面(如用水平井作为引排煤层中甲烷的通道、对煤层气化方法可用水平井作为注入空气及产出煤气的通道等)以外，水平井主要用于石油和天然气的勘探与开发。它可大幅度地提高油气产量，具有显著的综合效益。较之直井和常规定向井，水平井主要有如下优点:

(1)恢复老井产能。在停产老井中侧钻水平井较钻调整井或加密井要节约费用，开发低渗透油藏，提高采收率。

(2)开发重油稠油油藏。水平井除扩大泄油面积外，如进行热采，还有利于热线的均匀推进。

(3)开发以垂直裂缝为主的油藏。水平井钻遇垂直裂缝的机遇较直井大得多。

(4)开发薄油藏油田，提高单井产量。水平井能大大增加泄油面积，从而提高薄油层中的油产量，使薄油层具有开采价值。

(5)用水平井可钻穿多层陡峭的产油层，往往相当于多口直井的勘探效果。

(6)有利于更好地了解目的层的性质。水平井在目的层中的井段较直井钻进长得多，可以更好更多地收集目的层的各种特性资料。

(7)有利于环境保护。一口水平井可以替代一口到几口直井，可以大大减少钻进过程中对环境的污染。

2.3 水平井钻进技术的发展

水平井技术于20世纪20年代提出，40年代付诸实施，80年代相继在美国、加拿大、法国等国家得到广泛工业化应用，并由此形成研究、应用水平井技术的高潮。

如今，水平井钻井技术已日趋完善，由单个水平井向整体井组开发转变，并以此为基础发展了水平井各项配套技术，与欠平衡等钻井技术、多分支等完井技术相结合，形成了多样化的水平井技术。

石油行业对钻井技术低成本、低污染、精确轨迹、高产量的技术需求，促使水平井数量逐年增长。

石油剩余资源和低渗、超薄、稠油和超稠油等特殊经济边际油藏开发的低本高效，是水平井技术发展的直接动力。

目前，国外水平井钻井成本已降至直井的1.5至2倍，甚至有的水平井成本只是直井的1.2倍，而水平井产量是直井的4至8倍。

最初，水平井主要用于开发低渗透裂缝性地层横穿裂缝和气顶、底水油藏减缓气水推进。近年来，随着钻井技术进步和钻井成本的不断降低，应用范围不断扩大。如今，水平井技术已作为常规钻井技术应用于裂缝性碳酸盐岩、页岩、砂岩地层，有效开发枯竭油藏、致密气藏等所有类型的油藏。水平井技术也出现了一些应用新趋势：水平井作为注入井，提高产量；分支水平井开采多个产层；开采老油田剩余油；多目标开发产层；开采气藏或疏松砂岩油藏；水平井资料用于油藏描述；薄层油藏、注水剖面修正、持续增产。

目前，国外水平井钻井技术已发展成为一项常规技术，无论大、中、短曲率半径水平井，其井身质量、钻速、钻时、钻井成本、综合效益都可以得到保证。就总体而言，目前国外水平井钻井技术的井身结构设计、钻具配置、钻头、井下动力钻具、轨迹控制、随钻测试、泥浆技术等都有了很大程度的提高，大大降低了水平井的技术风险。

在大力推广水平井、分支井、多底井技术的同时，水平井技术的发展还有很多不完善的地方。目前，水平井、分支井、多底井地下渗流机理研究落后于钻井技术，许多传统的开发原理和开采工艺技术已经不再适用，这些问题严重影响了水平井技术及多底、分支井的推广与应用。

20世纪90年代以来，钻井技术逐步细化为具有代表意义的水平井、多分支水平井、