短半径超短半径水平井技术详解
短半径水平井新技术特点和现状
短半径水平井新技术特点和现状短半径水平井是在中长半径水平井技术基础上发展起来的一项钻井新技术，该技术能成倍的提高油井产量和提高采收率，改善井网布置，合理有效的开发各类油藏，不但可以节约钻井及油田开发综合成本，尤其是对难以开发的薄油气层，极大地提高了采收率和经济效益。
一、短半径水平井的特点短半径水平井的定义一般是指造斜井段的造斜率大于1°/m的水平井，即曲率半径小于57.3m，又称大曲率水平井。
短半径水平井具有井眼小、造斜率高、曲率半径和靶前位移短等特点。
短半径水平井的主要特点和优缺点见表1。
二、短半径水平井的发展现状短半径水平井在国外各大公司中，美国贝克•修斯是具有代表性的一家公司。
七十年代中期，美国的Eastman Whipstock公司通过八年的研究试验，研制出了短半径造斜钻井系统，经改进完善，在美国南部一些油田和加拿大北坡的Knparnk油田广泛应用提高产量4倍以上。
1983年以来设在西德的Eastman Christenden公司又作了进一步改进并完型生产，九十年代初期经过一次较大的兼并，将与钻井技术有关的数家服务公司从资金、人才和技术方面进步了择优调整，组建了能从事钻井“一条龙”服务的Baker Hughes Intep公司，在技术研究和工具仪器方面都有很强的竞争能力，近年来已侧钻段半径水平井300余口。
Sperrg-Sum公司在以发展仪器为主的基础上，已能为提供定向井与水平井钻井的全面服务。
该公司短半径水平井技术也处于领先地位，它的无线随钻MWD和ESS电子多点采用了柔性连接方式，广泛用于短半径侧钻水平井。
目前，短半径水平井的最大水平位移和最长水平段已分别达到953m和600m；开窗侧钻点最大井深已达到7751m。
水平段最长的短半径水平井是美国的Mobil Erdgas-Erdoel Gmbh公司在德国钻成的Reitbrook 308井（120.7mm井眼），水平段长600m，水平位移953m。
侧钻短半径水平井钻井技术在TKCH井的应用
该技术在TKCH井的 应用可以提高油气 产量，降低钻井成 本，提高钻井效率 。
侧钻短半径水平 井钻井技术是一 种在现有井筒内 进行侧钻，形成 短半径水平井的
技术。
技术原理主要包 括：侧钻工具、 短半径水平井钻 井工具、水平井
钻井技术等。
侧钻工具主要 包括：侧钻头、 侧钻杆、侧钻
马达等。
短半径水平井钻 井工具主要包括： 短半径水平井钻 头、短半径水平 井钻杆、短半径 水平井钻井泵等。
减少钻井时间：侧钻 短半径水平井钻井技 术可以缩短钻井时间， 从而降低钻井成本。
提高钻井效率：侧钻 短半径水平井钻井技 术可以提高钻井效率， 从而降低钻井成本。
减少钻井设备损耗：侧 钻短半径水平井钻井技 术可以减少钻井设备损 耗，从而降低钻井成本。
提高钻井安全性：侧钻 短半径水平井钻井技术 可以提高钻井安全性， 从而降低钻井成本。
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注意事项：在应用侧钻短半径水平井钻井技 术时，需要注意井筒的稳定性和安全性，避 免发生井筒坍塌等事故。
提高钻井效率：缩短钻井时间，降低钻井成本 提高钻井质量：减少井壁坍塌、井漏等事故发生 提高钻井安全性：减少钻井过程中的风险和隐患 提高钻井环保性：减少钻井过程中的污染和排放
侧钻短半径水平井钻井技术提高了TKCH井的采收率 技术特点：提高了钻井效率，降低了钻井成本 应用效果：提高了TKCH井的产量和采收率 技术优势：提高了TKCH井的采收率，降低了钻井风险
侧钻短半径水平井钻井技术提高了 TKCH井的产量
侧钻短半径水平井钻井技术提高了 TKCH井的钻井效率
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侧钻短半径水平井钻井技术降低了 TKCH井的钻井成本
侧钻短半径水平井钻井技术提高了 TKCH井的钻井质量
超短半径水平井技术特点及应用探究
超短半径水平井技术特点及应用探究摘要：超短半径水平井技术具有成本低、周期短、地层污染小等特点，还能大幅度提高油井产量和原油产量。
油田在开发之后，已经进入开发中后期，部分老油田面临着老井改造、薄差油层剩余油挖潜和稳产增产的技术压力：针对这一技术难题，油田通过使用超短半径水平井钻井技术，在老井眼油层中的油层套管内部开窗侧钻，同时使用旋转自封器等工具，解决了薄差油层增产的技术难题，在水平段施工过程中，解决了大曲率造斜段钻进过程中的高摩阻等难题，能够完成了水平段超过16ｍ的长水平段施工，在油层内穿行超过15ｍ，提高了该油层的泄油面积：该项技术为油田薄差油层剩余油挖潜、降本增效、提高采收率提供新技术途径：关键词：超短半径水平井技术；薄差油层；长水平段施工；技术特点油田在经过开发之后，已经进入开发中后期，很多区块均属于陆相多油层砂岩油田，目前已进人高含水和特高含水期，剩余油分布零散，整体动用较差，面临着老井改造、薄差油层剩余油挖潜和稳产增产的技术压力。
超短半径水平井剩余油挖潜技术是提高老区油田采收率的技术，具有中靶率高、施工周期短、产量高、钻井成本低等特点。
所以，油田针对这一技术难题，也采用了超短半径水平井技术，解决了薄差油层增产的技术难题，克服了水平段钻进中大曲率造斜段的高摩阻等难题，提高了该油层的泄油面积，为油田薄差油层剩余油挖潜、降本增效、提高采收率提供了一条新的技术途径。
1超短半径水平井钻井技术简介1.1技术原理超短半径水平井技术，就是不用打新的井眼，在原井套管内部油层的位置进行开窗作业。
这种技术为了解决常规弯螺杆造斜方式不能实现造斜段高曲率增斜的难题，必须使用柔性钻杆在造斜段和水平段进行钻进。
这种柔性钻具每在油层中钻进5ｍ长的距离后，钻具就能够弯曲成90％而曲率半径只在3.2ｍ，当钻具在完成造斜后，可以继续在水平段钻进一定距离，从而达到剩余油挖潜的目的。
可以采用多功能导向管、筛管、裸眼等不同方式完井来适应不同储层的特点。
超短半径水平井讲稿
工艺特点
优点
缺点
造斜率＞1°/m
1、井眼曲线段最短
1、非常规的井下工具
曲率半径＜57.3m
井眼尺寸： ф95.25mm～ф152.4mm
钻井方式：高造斜率马达方 式或转盘钻柔性组合
钻杆：ф73mm
测斜工具：柔性测斜仪或 MWD 地面设备：动力水龙头或顶 部驱动系统
2、中靶准确度高
3、从一口直井可以 钻多口水平分支井
*薄油气层 水平井可大大增加泄油面积，和同一地层的直井相比， 开采指数可提高4~10倍。
*不规则油气藏 （如互不连通的砂体） 用水平井可以连通互不关 联的、或具有一定高低差的油气藏。
*重油或稠油油藏 水平井可发挥重力泄油的优势，提高产量。 *水锥和气锥的油藏 发生水锥或气锥的油藏可在油层的中上部造斜，
中原油田钻井工艺研究所也进行了“柔性 钻井技术”的研究，采用特殊斜向器、铰接柔 性钻杆配合铰接马达或转盘钻进行水平钻进，、 下柔性筛管完井。目前已在中原油田和陕北油 田现场试验6口井，其中3口水平段长6m左右 （最长8.05m），曲率半径均小于1m，孔径 116mm。
辽河油田钻井院研制了水力扩孔工具并已 钻了2口试验井，均获高产。
蒸气注入管 MD1,500m
双井连通式水平井
产量比直井提高8倍。
水平井质量和效益的技术关键
合适的油气藏选择 井眼轨迹控制 井壁稳定 油气层保护 固井完井
一、短半径水平井的特点 短半径水平井的定义一般是指造斜井段的造斜率
大于1°/m的水平井，即曲率半径小于57.3m，又 称大（高）曲率水平井。
短半径水平井具有： 1、井眼小 2、造斜率高 3、曲率半径小 4、靶前位移短等特点。
Pneussag公司的铰接马达系统。该系统与 Eastnman christenson公司铰接马达系统 主要不同点在于造斜段总成的结构。它主要由 旋转的内驱动管和不旋转的外铰接管两部分组 成。旋转内驱动管内铠装有胶管，既可在一定 角度内弯曲，又可循环钻井液。不旋转的铰接 外管可单向弯曲一定角度而不发生方位变化， 既可按井眼轨迹弯曲，不可向钻头传递转压。 钻头、近钻头稳定器垫块及单身弯曲铰接接头 稳定器构成决定曲率半径的3个接触点，不配备 弯外壳（或弯接头）。有Φ120.65mm和 Φ171.45mm两种规格，可供Φ177.8mm和 Φ244.5mm套管内侧钻短半径水平井。
超短半径水平井喷射钻井机理
超短半径水平井喷射钻井机理嘿，朋友们！今天咱来唠唠超短半径水平井喷射钻井机理这档子事儿。
你说这超短半径水平井喷射钻井啊，就好比是在地下挖地道的超级能手！想象一下，它就像个机灵的小老鼠，能在地下快速又巧妙地打出一条通道来。
这其中的关键呢，就是那股喷射的力量。
就跟咱打喷嚏似的，“噗”的一下，带着强大的冲击力，把岩石啥的都给冲开。
可别小看了这股力量，它可是能让钻井变得又快又好的绝招呢！而且啊，这超短半径水平井喷射钻井还有个厉害的地方，就是它特别灵活。
它能在那些复杂的地下环境里游刃有余，不管是遇到硬石头还是软泥巴，它都能搞定。
就好像一个武林高手，啥场面都能应对自如。
它的工作过程也挺有意思。
就像是一场精彩的表演，先是找准位置，然后“嗖”的一下就开始行动啦。
那速度，那效率，真让人惊叹不已！这可不是随随便便就能做到的，得有高超的技术和精准的控制才行。
咱再想想，如果没有这超短半径水平井喷射钻井，那好多事情可就难办了呀！那些地下的宝藏怎么能快速被发现和开采呢？好多工程不就没法顺利进行了嘛！所以说啊，它可真是个大功臣呢！你说它这么厉害，是不是得好好研究研究它的机理呢？只有把它弄明白了，咱才能更好地利用它呀！就好比你有个厉害的工具，你得知道怎么用才能发挥出它最大的作用，对吧？这超短半径水平井喷射钻井机理就是我们打开地下宝藏大门的钥匙呀！咱们得感谢那些研究这个的科学家和工程师们，是他们让这个神奇的技术不断发展和完善。
让我们能享受到它带来的好处。
总之呢，超短半径水平井喷射钻井机理是个特别重要又特别有趣的东西。
它就像一个隐藏在地下的秘密武器，为我们的生活和发展提供了强大的助力。
咱可得好好了解它，利用它，让它为我们创造更多的价值呀！这就是我对超短半径水平井喷射钻井机理的看法，你们觉得呢？。
茂加65-82井双分支超短半径水平井钻完井技术
茂加65-82井双分支超短半径水平井钻完井技术I. 引言- 介绍茂加65-82井双分支超短半径水平井钻完井技术的背景和意义- 概述论文内容II. 茂加65-82井双分支超短半径水平井钻探技术分类- 描述茂加65-82井双分支超短半径水平井钻探技术分类和特点- 解释每种技术的原理、优缺点及适用范围III. 茂加65-82井双分支超短半径水平井钻完井技术关键技术- 分析茂加65-82井双分支超短半径水平井钻完井技术的关键技术- 讨论每种关键技术的作用和应用场景- 阐述关键技术对钻井成功的影响及对后续作业的指导意义IV. 茂加65-82井双分支超短半径水平井钻部署流程- 介绍茂加65-82井双分支超短半径水平井钻部署流程- 分析流程中不同阶段的操作流程及采取的安全措施- 讨论流程实施中可能遇到的问题及对策V. 结论- 总结茂加65-82井双分支超短半径水平井钻完井技术的主要内容- 分析技术应用的优势和不足- 展望技术未来的发展方向和应用前景第一章：引言随着油气资源的日益减少和储量的逐渐枯竭，如何提高油气勘探开采的效率和生产率成为了石油工业的重要任务。
超短半径水平井钻探技术由于在群测群防、增产节能及废井治理方面等方面具有显著的优势而日益受到关注。
本文以茂加65-82井双分支超短半径水平井钻完井技术为例，对该技术的钻探分类、关键技术、部署流程等方面进行详细介绍。
第二章：茂加65-82井双分支超短半径水平井钻探技术分类1. 常规水平井技术常规水平井技术又称传统水平井技术，主要是以主井或副井为钻探目标，钻孔长度较长，普遍应用于岩性好、透水性好的地层。
2. 超短半径水平井技术超短半径水平井技术是一种利用特殊钻头、钻具和采用不同方法加固措施等，实现水平井由大半径曲线到小半径曲线钻探的一种技术。
超短半径水平井技术主要适用于储层厚度较薄，井径大小、沉积相差别悬殊的地层中。
3. 分支水平井技术分支水平井技术即为通过一个垂直井口钻探进入地下岩层之后，以此为基础构建一些分支井弯道，以增加井筒面积，从而达到产能增强的目的。
超短半径径向水平井技术介绍
径向水平井技术简介长城钻探工程技术研究院一、技术概要径向水平井技术是近年发展起来的一项新技术；技术原理在油层部位钻孔，利用高压水力破岩作用在油层中的不同方向上钻出多个径向水平井眼，从而增大泄油面积，有效提高储层动用程度及最终采收率。
长城钻探工程技术研究院经过三年研究攻关，突破了套管钻孔和喷射钻进等核心技术，采用全部自主研发的工具，成功进行了三口井试验。
形成了自主知识产权超短半径径向水平井工具系统。
试验井产液量平均增加2倍以上，显示了该套技术良好的应用前景。
超短半径径向水平井示意图二、技术需求大部分老油田已进入开发的中后期，面临以下问题：1）单井产量逐年下降；2）大量的剩余储量不能被有效开采；3）低品位油气藏达50%以上。
三、技术优势径向水平井是低成本提高单井产量有效的一种技术手段，具有以下几方面优势：1）直井改造，节省建井成本；2）小修作业机配合施工，成本低；3）直井管理，生产、配套、维护成本低。
四、技术特点1、增大采油半径，提高采收率各分支径向喷射长度达50～100m。
单井的采油半径大大增加，油井的采油速度及最终采收率都将得到提高。
国外应用效果表明，该技术增油效果明显，增加产量一般在50%～500%。
主要应用于以下几方面：1）可增大生产层供油面积2）可穿透井眼污染区域3）可改善地层渗透性4）可改善注水效果5）可降低底水锥进速度2、施工成本低，周期短1）地面设备体积小，运行成本低需小修作业机即可满足施工作业2）对套管无破坏套管不需要段铣、不需完井五、适用范围1、主要适用井况1）新井完井2）老井二次完井3）油井解堵4）注水井解堵2、适应油层1）适应的地层主要是中高压中低渗油层，如砂岩、泥质粉砂岩、泥页岩等具有一定孔隙及层理的沉积地层，同时也适用于灰岩油层、煤层。
2）油层应具有一定的厚度，一般有效厚度应大于2米，且油层平面较为发育，均质性较好3）油层油水分布情况清楚4）油层上下隔层发育良好5）井筒状况良好6）油层不存在严重的出砂现象六、施工需要的主要地面设备及井下专用工具1、作业机1台（21米）2、400型水泥车1台3、Φ73mm油管(建议使用外加厚油管)4、供水罐车1台5、高压泵等6、井下专用工具：钻孔工具系统、喷射工具系统等七、主要技术指标1、套管钻孔孔径：φ25mm2、地层水平井眼孔径：φ30mm～φ50mm3、水平距离：30～50m八、目前能够施工井型1、油层套管尺寸：5 1/2″2、井深3000米3、套管内通径≥118mm4、井斜不大于30度。
超短半径水平井讲稿
石油大学和大港油田联合开发了适用转盘和 动力水龙头钻短半径水平井的柔性钻井系统。 该系统由柔性钻杆和造斜短节两部分组成。钻 杆用薄壁无缝管切割蘑茹口，可随钻柱旋转。 造斜短节外壳切有单向弯曲的割缝，在钻压的 作用下可单向弯曲，施工中不旋转，其内有铠 接的胶管，用以循环钻井液，并有一传动轴， 将上部钻的旋转动力传柱给钻头，样机通过了 室内台架试验，未下井进行现场实钻试验。
蒸气注入管 MD1,500m
双井连通式水平井
产量比直井提高8倍。
水平井质量和效益的技术关键
合适的油气藏选择 井眼轨迹控制 井壁稳定 油气层保护 固井完井
一、短半径水平井的特点 短半径水平井的定义一般是指造斜井段的造斜率
大于1°/m的水平井，即曲率半径小于57.3m，又 称大（高）曲率水平井。
短半径水平井具有： 1、井眼小 2、造斜率高 3、曲率半径小 4、靶前位移短等特点。
中原油田钻井工艺研究所也进行了“柔性 钻井技术”的研究，采用特殊斜向器、铰接柔 性钻杆配合铰接马达或转盘钻进行水平钻进，、 下柔性筛管完井。目前已在中原油田和陕北油 田现场试验6口井，其中3口水平段长6m左右 （最长8.05m），曲率半径均小于1m，孔径 116mm。
胜利油田在“九五”期间，开展了 短半径侧钻水平井项目的科研攻关， 使短半径侧钻水平井技术有了新的突 破，形成了系列配套技术。共在不同 类型油藏区块上完成侧钻水平井18口， 其中139.7mm套管内短半径侧钻水 平井10口。短半径水平井平均造斜率 为1.1°/m，最高造斜率3.6°/m，目 的层垂深误差小于2m，侧钻点最深达 4515.5m。
近年我国开展了柔性短半径水平井钻井工具的 攻关研究，并取得了多项可喜的成果。石油勘探 开发科学研究院机械所自行研制的铰接螺杆马达 系统采用两节螺杆马达接头所需要的动力，其间 用铰接头连接。最大刚性长度为1.5m，造斜率3°5°/m，曲率半径≤18m，能在28m曲线井眼长度 内将井眼由垂直变为水平，样机室内试验和现场 中间试验达到设计要求，并通过有关专家的验收 和评定，有ф120.65mm和ф89.9mm两种规格， 供套管内侧钻短半径水平井使用。
超短半径水平井钻井技术在注入井解堵中的应用
超短半径水平井钻井技术在注入井解堵中的应用章节一：引言-介绍超短半径水平井钻井技术及其优点-介绍注入井解堵的背景和意义-阐述超短半径水平井钻井技术在注入井解堵中的应用前景章节二：超短半径水平井钻井技术的特点和优势-超短半径水平井钻井技术的定义和原理-阐述超短半径水平井的构造和特点-介绍超短半径水平井钻井技术的优势章节三：注入井解堵技术-注入井解堵技术的定义和原理-介绍注入井堵塞的成因和机制-介绍注入井解堵的解决方案章节四：超短半径水平井钻井技术在注入井解堵中的应用-阐述超短半径水平井钻井技术在注入井解堵中的原理和方法-介绍超短半径水平井钻井技术在注入井解堵中的优势和应用效果章节五：结论-总结超短半径水平井钻井技术在注入井解堵中的应用价值-展望超短半径水平井钻井技术在注入井解堵领域的发展前景-为推广应用超短半径水平井钻井技术提供建议第一章：引言近年来，随着油气勘探领域的不断发展，钻井技术也在不断创新和进步。
超短半径水平井钻井技术是一种新兴的钻井技术，具有钻孔路径短、钻井速度快、生产效率高等显著优势。
注入井解堵作为一项解决注气油藏堵塞难题的技术，也一直是油气勘探和采集领域的研究热点之一。
本文旨在探讨超短半径水平井钻井技术在注入井解堵中的应用，旨在为油气勘探和采集领域提供思路与方法。
第二章：超短半径水平井钻井技术的特点和优势超短半径水平井钻井技术是一种新型的钻井技术，是在传统的垂直井和水平井的基础上发展而来。
它采用高精度导向技术，将钻头定向到水平井段，以实现高效开采油气。
超短半径水平井钻井技术的主要特点如下：1. 钻孔路径短：超短半径水平井相对于传统水平井，其钻孔路径更短，更精准，钻井半径通常小于50米。
2. 钻井速度快：超短半径水平井钻井速度通常在每天1000米以上，大大提高了油田的生产效率。
3. 生产效率高：超短半径水平井钻井技术具有强大的产能，其申请地开采效果好，大大提高了油气生产产量。
4. 节约成本：与传统水平井相比，超短半径水平井钻井过程中需要的钻杆和钻头等工具更少，可以有效减少成本。
超短半径径向水平井技术介绍
技术特点1、增大采油半径，提高采收率各分支径向喷射长度达50～100m。
单井的采油半径大大增加，油井的采油速度及最终采收率都将得到提高。
国外应用效果表明，该技术增油效果明显，增加产量一般在50%～500%。
主要应用于以下几方面：1）可增大生产层供油面积2）可穿透井眼污染区域3）可改善地层渗透性4）可改善注水效果5）可降低底水锥进速度2、施工成本低，周期短1）地面设备体积小，运行成本低需小修作业机即可满足施工作业2）对套管无破坏套管不需要段铣、不需完井五、适用范围1、主要适用井况1）新井完井2）老井二次完井3）油井解堵4）注水井解堵2、适应油层1）适应的地层主要是中高压中低渗油层，如砂岩、泥质粉砂岩、泥页岩等具有一定孔隙及层理的沉积地层，同时也适用于灰岩油层、煤层。
2）油层应具有一定的厚度，一般有效厚度应大于2米，且油层平面较为发育，均质性较好3）油层油水分布情况清楚4）油层上下隔层发育良好5）井筒状况良好6）油层不存在严重的出砂现象六、施工需要的主要地面设备及井下专用工具1、作业机1台（21米）2、400型水泥车1台3、Φ73mm油管(建议使用外加厚油管)4、供水罐车1台5、高压泵等6、井下专用工具：钻孔工具系统、喷射工具系统等七、主要技术指标1、套管钻孔孔径：φ25mm2、地层水平井眼孔径：φ30mm～φ50mm3、水平距离：30～50m八、目前能够施工井型1、油层套管尺寸：5 1/2″2、井深3000米3、套管内通径≥118mm4、井斜不大于30度。
小井眼侧钻短半径水平井钻井技术
小井眼侧钻短半径水平井钻井技术
小井眼侧钻短半径水平井是一种新兴的钻井技术，它主要是应用于石油勘探、开发和生产过程中，特别是在油气储层中无法进行常规开采或生产的情况下。
小井眼侧钻短半径水平井采用侧钻技术，在原有钻孔的基础上向侧面扩展钻孔，使井筒能够在短距离内穿过厚储层，提高生产效率和采选率。
小井眼侧钻短半径水平井的核心是钻头的设计和控制技术，这是确保钻井效果和生产效率的关键。
它不仅需要有足够强的钻头，而且还需要使用先进的电子技术、控制系统和联机分析等技术来实现井筒追踪、、控制、数据采集和分析，以便更快、更准确地控制方向和位置。
相较于常规单井钻井技术，小井眼侧钻短半径水平井在产能和效益上显然更高。
但也存在着一些潜在的技术和环境问题，例如稳定性、环境污染、数据保存等难题。
因此，在使用该技术时需要全面考虑各种因素，最大限度地减少风险，同时不断技术创新提高钻井技术的效率和成功率。
总之，小井眼侧钻短半径水平井是一种新型的钻井技术，在石油生产领域中具有广泛应用前景。
在保障钻井质量的前提下，高效、精确、安全的钻井技术将为油气储量的开采和生产带来新机遇，为我国的能源供应提供有力支撑。
超短半径径向水平井新技术及其在煤层气开采中的应用_张义
超短半径径向水平井新技术及其在煤层气开采中的应用张 义 鲜保安 赵庆波 鲍清英 张继东 高 颖(中国石油勘探开发研究院廊坊分院,河北廊坊 065007)摘 要:超短半径径向水平井钻井技术是近几十年来发展起来的一项新型油田增产技术。
利用该技术在早期或老期油气井、压裂效果不好的探井以及近井地带污染/堵塞严重的已开发井中开展试验,取得了较好的增产效果,但由于转向系统、水力破岩钻头等几项关键技术问题,一直没有得到大面积的推广应用。
本文在分析常规径向水平井转向系统、破岩钻头等关键技术优缺点的同时,介绍了这几项关键技术近几年来国内外取得的新进展及其在煤层气钻井中的优势。
关键词:径向水平井 转向系统 水力破岩钻头 煤层气 旋转Study on New Technologies of Ultra -short Radius Radial HorizontalWells and Application in Coal -bed Methane DevelopmentZhang Yi ,Xian Bao 'an ,Zhao Qingbo ,Bao Qingying ,Zhang Jidong and Gao Ying(Langfang B ranc h ,R esearc h Institute of Petroleum E xploration and Development ,Petrochina ,H ebei 065007)A bstract :Ultra -short radius radial horizontal wells technology is a ne w stimulation for oil development in re -cent years .It has got a good stimulation effect in old oil or gas wells ,bad fractured wells ,and near borehole dama ge wells .However ,this technology has not been used widely due to some critical technologies 'pr oblems such as turning system ,hydraulic r ock -breaking bit ,etc .In this paper ,both pr os and cons of the critical technologies of common radial horizontal wells technology are analyzed .Meanwhile ,new progresses and advan -tages in CB M drilling of these critical technologies both home and abroad are also introduced in detail .Keywords :Radial horizontal well ;turning system ;hydraulic rock -breaking bit ;CBM ;revolving 美国的Bechtel 和Petrophsics 两家公司在20世纪80年代联合研制出利用高压水射流钻头通过特制井下转向器进行径向水平钻进的钻井系统。
大庆油田超短半径水平井钻井技术
年 月 )*++ "
曲率+*Y&H 的高曲率造斜段#水平段如何进行后续 现造斜段的高曲率增斜和水平段的稳斜施工$
施工)!"如何实现筛管完井#防止井壁坍塌#并为后 续的冲砂等修井作业提供便利$
FBF!主要施工工艺
大庆油田针对该技术难点#研制了专用的井下 +"!+!"'LHH 套管内大角度快速开窗$利用
杆特制 * !++L'#HH三牙轮钻头等工具!形成了一套较为完善的超短半径水平井钻井技术#该技术采用纯机械造斜
原理!不需弯螺杆等动力钻具即可完成!')H 曲率半径的造斜段施工!造斜能力达到$+#Y)*Y&+H"高强度柔性钻杆
的应用确保了井下钻具组合顺利通过大曲率造斜段及水平段的稳斜钻进"并实现!++L'# HH 井眼防砂筛管完井!满
井$工程设计参数%完钻垂深+*)"'"L H#完钻井
深 造斜点井深 方位角 +*#!'++ H#
+*)L'"L H#
真水平位移 造斜段长 @?'!LY! "#
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#'*? H#
水平段长)*'*>H$井眼轨道设计垂直剖面如图+
所示$
出送斜钻具#下入特制开修!窗"一体化复式铣锥#先 正循环冲洗#后反循环开窗#铣至井深+*)?'"L H# 完成开窗施工#起出钻具$
+"曲率半径小#造斜段长#H 即可钻入储层# 缩短了施工周期)同时#可有效避免穿透水层#不用 固井堵水#避免了井下故障的发生$
超短半径水平井介绍
旋转射流破岩过程示意图
凸锥井底流场UV矢量放大图
轴向速度
切向速度
径向速度
旋转射度的钻头 （3）--旋流强度为零的钻头
破碎坑直径随泵压的关系 • 泵压相同，旋转射流比普通射流的钻孔直径高多倍。
（1）、（2）--不同旋流强度的钻头 （3）--旋流强度为零的钻头
径向水平井技术概念
径向水平井是指沿井眼的不同半径方向钻出的
多个水平井眼，其曲率半径只有 0.3 米左右，
正是由于其曲率半径远比短半径水平井更短，
有时也称“超短半径水平井”，英文名称 “Ultrashort Radius Radial Well”。
目前所有的超短半径水平井技术都配有特殊的
工具系统。
主要内容
一、径向水平井技术的特点和现状
二、国内工艺技术水平（石大） 三、地面及现场试验 四、超短半径水平钻井技术的发展前景 五、径向水平井钻井系统配套
一、技术特点和现状
水平钻井方法分类
方 法 超短半径 短半径 中半径 长半径 曲 率 半 径 米 0.23～0.3 6～12,10～60 90～150,60～280 180～600,280～860 井 眼长 度 米 10～60 15～210 150～450 300～900 完 井 裸眼、割缝管或砾石填充 裸眼或割缝衬管 裸眼或割缝衬管 割缝衬管或选择性完井
破碎坑深度随泵压的关系
（1) 门限压力降低40％以上；（2)破岩深度大; （3) 破岩体积高几十到上百倍。
旋转射流的扩散形状
试验后的钻头
钻井液中 含有压裂砂
钻杆
钻杆曲率单调 钻杆弯曲轨迹图
变化段受力分析图
ASME606 与国产 20#低碳合金钢的性能参数对比表 材料 ASME606-Ⅳ 20#碳素结构钢 屈服强度 483Mpa 245Mpa 断裂强度 640MPa 410MPa 延伸率 30% 25%
大庆油田超短半径水平井钻井技术
大庆油田超短半径水平井钻井技术宫华;郑瑞强;范存;徐月庆;耿晓光;张朝纯【摘要】The ultra-short radius horizontal well technology can effectively develop thin, vertical fracture, heavy crude and low permeability reservoirs. The technical principles of this technology and the specially designed drilling tools for Daqing Oilfield were introduced. The fast milling in $139.7 mm casing,the short radius build-up/holding and the whole well reverse circulation in ^ 117. 5 mm borehole were introduced. The advantages of this technology were analyzed. Using Well Xing-Ping G2 as an example,the field application of this technology was introduced in detail. The results show that the liner completion operation in this well was achieved successfully which lays a foundation for continuous production and the necessary workovers. Since 2009, this technology has been used in 16ultra-short radius horizontal wells in Daqing Oilfield with the maximum curvature of 16. 93°/m and targeting rate of 100%.%针对超短半径水平井钻井存在的造斜段井眼曲率大于10°/m、常规钻具无法顺利通过大曲率造斜段、筛管完井困难等技术难题,大庆油田成功研制了旋转自封器、φ139.7 mm导向锚定系统、多功能导向管、高强度柔性钻杆、特制φ117.5mm三牙轮钻头等工具,形成了一套较为完善的超短半径水平井钻井技术.该技术采用纯机械造斜原理,不需弯螺杆等动力钻具即可完成3.2m曲率半径的造斜段施工,造斜能力达到(15°～20°)/m；高强度柔性钻杆的应用确保了井下钻具组合顺利通过大曲率造斜段及水平段的稳斜钻进；并实现φ117.5 mm井眼防砂筛管完井,满足后续修井作业要求.自2009年以来,大庆油田已完成16口超短半径水平井施工,平均钻井周期12.14 d,平均井眼曲率15.21°/m,中靶率100％.介绍了大庆油田超短半径水平井钻井技术的关键技术研究与现场应用情况.【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2011(039)005【总页数】4页(P19-22)【关键词】超短半径;水平井;柔性钻杆;套管开窗;杏-平;G2井;大庆油田【作者】宫华;郑瑞强;范存;徐月庆;耿晓光;张朝纯【作者单位】中国石油大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院,黑龙江大庆163413;中国石油大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院,黑龙江大庆163413;中国石油大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院,黑龙江大庆163413;中国石油大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院,黑龙江大庆163413;中国石油大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院,黑龙江大庆163413;顺通井下技术服务公司,辽宁盘锦124010【正文语种】中文【中图分类】TE24320世纪80年代初, 美国Petrolphysics公司和Bechtel公司开发出一种新的特殊钻井技术——超短半径水平井技术[1-3]。
超短半径水平钻井技术
二、超短半径水平井钻井技术的发展历史与现状
三、超短半径水平井钻井工艺技术及设备 四、地面及现场试验 五、超短半径水平钻井技术的发展前景 六、目前存在的技术难点
水平钻井方法分类
方 法 超短曲率半径 短曲率半径 中等曲率半径 长曲率半径 曲 率 半 径 米 0.23～0.3 6～12,10～60 90～150,60～280 180～600,280～860 井 眼长 度 米 30～60 15～210 150～450 300～900 完 井 射开油管或砾石填充 裸眼或割缝衬管 裸眼或割缝衬管 割缝衬管或选择性完井
转向器及锚定装置
转向器规格：3 m ×Ø 110 mm 转 向 半 径 ：0.3 m
锚定器规格：1.2 m ×Ø 110 mm
水力破岩钻头
以较小的射流压力和排量高速破岩；
形成一个较大截面积的规则井眼； 具有足够长的使用寿命。 多喷嘴组合钻头。 单喷嘴旋转射流钻头。
导向元件 钻杆
旋转射流
喷头 喷嘴
回流 井底圆锥
多喷嘴
锥形射流喷嘴
凸锥井底流场UV矢量放大图
轴向速度
切向速度
径向速度
射流扩展角随旋流强度的变化规律
（1）、（2）--不同旋流强度的钻头 （3）--旋流强度为零的钻头
破碎坑直径随泵压的关系
•泵压相同时，旋转射流的钻孔直径比普通射流的钻孔直径高出许多倍。
•随泵压升高，旋转射流的钻孔直径增加幅度要比普通射流明显的多。
沿水平井段的生产管进行电化学射孔；
下入柔性割缝衬管或滤网；
割断生产管。
或将钻杆拉回，裸眼完井或砾石充填完
井。
二、发展历史与现状
美国、苏联、法国、罗马尼亚、日本、加拿大
超短半径水平井介绍
ASME606-Ⅳ连续管性能参数表 外径 1.25” 壁厚 3.4mm 轴向拉伸极限 170kN 抗内压极限 98MPa
•完井技术
目前国内采用砾石充填完井
–下入割缝筛管; –第一步，正循环充填。大约完成井眼环空容积的 70へ80%的充填。 –第二步，反循环充填。直到填满整个环形空间为
止。
三、地面及现场试验
径向井眼及主井结构图
柔性造斜钻具钻出井是短半径井，也可能 是超短半径井，但不属于径向井
①柔性钻挺 ④旋转 ②不旋转的柔性壳体
⑥外径 3-3/4”
不旋转
②轴承密封
径向水平钻井的基本工艺过程
1. 通井和磨铣套管(1．5へ3米长)； 2. 扩大井眼（直径约0．6米）； 3. 下入斜向器，井下锚定器定位；
高压水射流钻径向水平井
主要研究： 新型高效旋转射流， 专用造斜器 旋转射流钻头 用途：在老油井中对应生 产层位置钻出多个超 短半径（0.3米）的径 向水平井网，使老井 更新、死井复活，有 效地开发稠油藏、薄 油藏，大幅度提高原 油采收率。
径向水平井典型分布
①套管 ②地层
④油层
⑤径向井眼
四、超短半径水平钻井技术的发 展前景
1. 提高原油采收率 2. 薄油层、稠油层、低渗透油气层、裂缝性油
气层等
3. 老井改造
– 美国和加拿大 100000 口老井日产仅为 0.5 ～ 2 米 3 ，
提高产量2～6倍
– 我国东部上万口老井，产量极低。
4. 辐射井眼完井
五、径向水平井钻井系统配套
现场提供：
7）钻井周期11天13小时，创造了钻井周期最短、 效率最高的同类型钻井最好记录。
地面试验
旋转射流破岩钻孔试件
6超短半径
由于超短半径侧钻水平井的转向曲率半径很短（只有
0.3m），不能用常规完井方法进行完井，在现有的技术条
件下，只能采用筛管砾石充填完井或裸眼完井。完井难度
高17-16侧平1井，垂深1109.78m，水平段长12.69m和
10.26m ，方位240 和90 ，钻井周期 14.03d。
经济、社会效益分析
据不完全统计，在我国的东部老油田有成千上万口老井，产量极低，甚至
绝产，胜利油田目前有低产井、报废井4000余口。超短半径侧钻水平钻井
技术的发展，无疑给死井复活，老井更新，老油田的稳产增产带来了新的
油3.4t/d，产水4.5t/d，产气68m3/d，含水57%。
辽河油田锦州采油厂钻成两口试验井
锦45-04-19井，油层为7m厚的砂岩稠油油 藏，原井后期产油0.5t/d 左右，于97年用超短 半径侧钻水平井进行改造，水平段长15.86m， 投产后成为高产井，产量提高89倍。 锦45-38-303井，油层中间有3m的泥岩夹层， 原井后期产量很低，于99年用超短半径侧钻水 平井进行改造，在同一油层中钻了三个水平井 眼，水平段长分别为6.7m、2.8m、2.1m，投产 后成为高产井，产油14t/d。
超短半径侧钻 水平井钻井技术
主讲人：王敏生 胜利钻井工艺研究院
目
国内外现状
录
超短半径侧钻水平井概念
超短半径侧钻水平井工艺流程
超短半径侧钻水平井完井方案
超短半径侧钻水平井特点
超短半径侧钻水平井的用途
胜利油田两口井实践
应用前景预测
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4、泥浆密度窗口小，易出现井漏、井塌
地层的破裂压力和坍塌压力随井斜角和井斜方位角而变 化。 在原地应力的三个主应力中，垂直主应力不是中间主应 力的情况下，随着井斜角的增大，地层破裂压力将减小 ，坍塌压力将增大，所以泥浆密度选择范围变小，容易 出现井漏和井塌。 在水平井段，地层破裂压力不变；随着水平井段长的增 长，井内泥浆液柱的激动压力和抽吸压力将增大，也将 导致井漏和井塌。 要求精心设计井身结构和泥浆参数，并减小起下管柱的
钻柱尺寸的影响：钻柱尺寸大，环空间隙小，相 同排量条件下返速高，有利于携岩。
6、保证固井质量难度大
水平井固井存在的主要问题：
•顺利将套管下入井内问题； •套管在井内的居中及顶替效率问题； •井眼高边的自由水通道问题；
提高注水泥质量措施
使用扶正器使套管居中：在弯曲段和水平段，至 少一根套管一个扶正器，或两根套管三个扶正器 ； 在保证不压裂地层的条件下，使用大排量紊流注 水泥 注水泥过程中，尽量采用上下提放或旋转套管 从循环泥浆转换到注水泥浆，最好不要停泵，尽 量减少井内泥浆的静止时间（触变性问题）； 使用长段隔离液（200m~300m长），充分清除泥
地层破裂压力随井斜角的变化规律
垂直主应力是中间主应 力
地层破裂压力随井斜角的变化规律
垂直主应力是最大主应力，两个水平主应力相等
地层破裂压力随井斜角的变化规律
垂直主应力是最大主应力，两个水平主应力不相 等
地层破裂压力随井斜角的变化规律
垂直主应力是最小主应力。
地层破裂压力随方位角的变化规律
二、水平井的主要技术问题
1、水平井目标区的设计 2、井眼轨迹控制要求高、难度大 3、管柱受力复杂 4、泥浆密度窗口小，易出现井漏、井塌
5、携带岩屑困难
6、保证固井质量难度大
7、井下缆线作业困难
8、完井工艺难度大
1、水平井目标区的设计
水平井目标区的设计是水平 井是否有效益的关键技术， ①水平井合理井位的选择； ②水平井完井方法选择； ③水平井靶区参数设计： 水平段长设计； 水平段方位设计； 水平段井斜角计算； 水平段垂向位置计算； 水平井靶体设计。
7、井下缆线作业困难
大斜度和水平井段，测井仪器不可能依靠自重滑 到井底。
钻进过程中的测斜和随钻测量，均可利用钻柱将
仪器送至井下。射孔测试时亦可利用油管将射孔
枪弹送至井下。
只有完井电测时井内为裸眼，仪器难以送入。 目前解决此问题的方法有多种，利用钻柱送入是 主要方法，但仍不甚理想。
泵入挺杆系统：
5、携带岩屑困难
第一洗井区：井斜角 00～450(0～300)
由于井眼倾斜，岩屑在上返过程中将 沉向井壁的下侧，堆积起来，形成“ 岩屑床”。特别是在井斜角 45°~60°的井段，已形成的“岩屑 床”会沿井壁下侧向下滑动，形成严 重的堆积，从而堵塞井眼。 要求精心设计泥浆参数和水力参数。
第三洗井区：井斜角550～900(60～900)
煤层气多分支水平井技术
大宁煤矿DNP02项目
超薄油层水平井
塔里木哈得地区油层大多是厚度 0.9~1.5m、埋深都在 5000m左 右的超薄油层，在该地区已成功开发 9 口水平井，平均产量是 同地区直井的3~6倍，取得了良好的经济效益和社会效益.
油层厚度 0.9~1.5m
HD1-27H（2002年，塔里木油田）
深层双阶梯薄油层水平井
井 2号砂层厚度 0.6m～1.8m，主 要为1.0m～1.2m
深
5488m 4790m 365m 100%
侧钻点 水平段长 油层穿透率
水平位移 571.78m
2002年7月18日用Ø9.53mm 油嘴求产，获得高产工业 油流，日产原油240m3。
泥岩隔层 3.0m～3.8m
3号砂层厚度 1.2m～2.1m，主 要为1.5m～1.7m
先下钻，然后从钻杆内下入仪器 ； 仪器上部联接“挺杆”，再上部 是电缆；
3、管柱受力复杂
由于井眼的井斜角大，井眼曲率大，管柱在井内运动 将受到巨大的摩阻，致使起下钻困难，下套管困难， 给钻头加压困难。 在大斜度和水平井段需要使用“倒装钻具”，下部的 钻杆将受轴向压力，压力过大将出现失稳弯曲，弯曲 之后将摩阻更大。 摩阻力、摩扭矩和弯曲应力将显著地增大，使钻柱的 受力分析、强度设计和强度校核比直井和普通定向井 更为复杂。 由于弯曲应力很大，在钻柱旋转条件下应力交变，将
第二洗井区：井斜角 450～550(30～600)
影响携岩效果的因素
井斜角的影响：形成了三个洗井区。最复杂的是 第二洗井区。顺利钻过第二和第三洗井区的关键 在于大排量。 钻柱偏心的影响：钻柱总是偏向井壁下侧，钻井 液流动主要在上侧方向的环空中，所以偏心不利 于清除岩屑床。 钻柱旋转的影响：钻柱旋转有利于搅动岩屑床。
2、井眼轨迹控制要求高、难度大
（1）目标垂深的不确定性，即地 质部门对目标层垂深的预测有 一定的误差。
难度大，是指在轨迹控制过程中存在“两个不确 定性因素”。轨迹控制的精度稍差，就有可能脱 靶。
（2）造斜工具的造斜率不确定性。 这两个不确定性的存在，对直 井和普通定向井来说，影响不 大，但对水平井来说，则可能 导致脱靶。
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，• 不仅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”。
水平井合理井位的选择
限制水平段长度的因素
目标段太长，下钻摩阻可能大得 下不去；滑动钻进加不上钻压。 摩阻增大，受压钻柱发生屈曲失 稳，更增大摩阻；在某种工况下 ，钻柱受力可能超过钻柱的强度 极限，导致钻柱破坏。
水平井长度限制条件
水平段过长，下钻或开泵井内波 动压力过大，可能压漏地层。
水平段过长，起钻的抽吸可能导 致井壁坍塌。