水平分支井钻井工艺
水平井钻井技术
12-1/4“领眼作业（1） 12-1/4“领眼作业 领眼作业（ 钻领眼的必要性
由于水平井作业的特殊性，必须保证水平段在油层中钻进， 由于水平井作业的特殊性 ， 必须保证水平段在油层中钻进 ， 所以 必须得到精确的油层埋藏深度数据。 必须得到精确的油层埋藏深度数据。 为了保证领眼数据的可靠性， 为了保证领眼数据的可靠性 ， 做领眼设计时必须保证领眼进入油 层的窗口数据和1# 靶点之间距离小于100米。 层的窗口数据和 靶点之间距离小于 米 钻 具 组 合 ： 12-1/4”PDC+9-5/8”PDM(AKO ： 1.50°)+8”F/V+10-
5/8”STB+8”CDR+8”M10+8”NMDC+8”(F/J+JAR)+X/O+5”HWDP11 钻至钻进至236米，循环，做地漏试验。(泥浆密度:1.05SG.漏失压 力:2.2MPa, 当量泥浆密度：1.99SG) ，做地层漏失试验。 旋转钻进至KOP 1# 348米，造斜钻进至1# EOB 1105米. 稳斜钻进至1556米，井斜已达到80°左右，扭拒增大至17Kn.m， 泵压增大至20MPa左右。 为改善井眼清洗状况，破坏井眼岩屑床。决定循环，做短起下。
渤海石油实业公司钻完井中心
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确定合理的井身结构
根 据 A25H 和 A26H 两 口水平井及秦皇岛32口水平井及秦皇岛 6地区作业的经验。 地区作业的经验。 地区作业的经验 本井要钻遇平原组和 明化镇地层 ， 地层比 较稳定， 较稳定 ， 属于正常压 力体系。 力体系。 因此简化井身结构， 因此简化井身结构 ， 一方面能满足作业要 求 ， 又能降低作业成 本。
17-1/2“表层作业 17-1/2“表层作业
定向井水平井钻井技术-简介
1. 地面定向法(定向下钻法) Nhomakorabea十字打印法：
1) 事先在每根要使用的钻杆公母接头上， 扁錾打上“十”字钢印；要注意两个钢 印必须处在同一条母线上； 2) 下钻过程中测量每两个单根连接处的钢 印偏差角度，上相对于下顺时针为正， 逆时针为负，进行详细记录；
3) 下完钻后，将所有偏差值相加即得到最 上面钢印与造斜工具面的偏差角度，若 为正说明钢印在工具面的顺时针方向某 角度处，若为负说明钢印在工具面的逆 时针方向某角度处， 。
• (2) 计算水平距离的加权平均值JJ：
n 1
1 1 1 J i ( Li 1 Li 1 ) J1 ( L2 L1 ) J n ( Ln Ln 1 ) 2 2 2 JJ i 2 Ln L1
• (3) 轨迹符合率的计算：
实钻井眼轨迹
靶区
水 平 位 移
N
北
β-方位角 实际轨迹 靶点
β
设计轨道
E东
• 测点的井眼方向和测段的段长
L L2 L1
et cos1 eH sin 1 cos1 eN sin 1 sin 1 eE
• 井眼轨迹的其他参数：
– – – – 垂深(H)、N坐标(N)、E坐标(E) 水平长度(S)和水平位移(A) 平移方位角(β)和视平移(V) 井眼曲率(K)
（4）邻井距离扫描图的绘制
原理：
1) 寻找最近测点
• • 两口井都要有测斜资料。 从基准井出发，寻找基准井上每一个测 点与被扫描井距离最近的测点。
•
由于每个测点在空间的坐标位置是已知
的，所以可以计算基准井上某一点（M） 到被扫描井上每一点的距离，然后进行 比较，找出最近测点。
水平井钻井技术
xx油田泊松比计算结果
4.大位移井井壁稳定技术研究
计算结果
40
内摩擦角（度）
38 36 34 32 30 900 1000 1100 1200 1300 井深(m) 1400 1500 1600
xx油田内摩擦角计算结果
大位移井井壁稳定技术
计算结果
10 8
粘聚力
6 4 2 0 900
1000
1100
L1和L3由用户根据需要给定， 可以同时为0
空间多点约束设计的理论模型
A点与其切线方向构成的直线为：
AS1 A L S1
在直线AS1上取点M ,在直线DE上取点N后，连接 MN，则MN与AS1构成平面1，MN与DE构成平面2 。 在1与2上分别取点用斜平面法采用圆弧过渡进行 设计。
4.大位移井井壁稳定技术研究
计算结果
XX井安全泥浆密度窗口
轨迹设计技术
轨迹设计方法
常规井身剖面设计
空间斜平面内的直线加园弧
空间斜平面内园弧加直线
空间多点约束轨迹设计
非常规井身剖面设计
悬链线剖面 修正悬链线剖面 拟悬链线剖面
设计方式-空间多点约束轨迹设计
起点
L1:用户给定
大位移井井壁稳定技术
分层地应力的计算模型
垂直应力
H v 0 hgdh
最大、最小主应力(模型A)
s h r ( z Pp ) Pp 1 s
H
s 1 ( z Pp ) Pp s
由于水平井的泻油长度远远大于垂直井的泻油长度因而水平井井泻油长度远远大于垂直井的泻油长度因而水平井井壁附近的流体流速远远小于直井井壁附近的流体流速壁附近的流体流速远远小于直井井壁附近的流体流速大位移井的井周应力分析大位移井的井周应力分析钻井液安全密度窗口计算钻井液安全密度窗口计算分层地应力的计算模型分层地应力的计算模型泥页岩强度和力学参数的确定泥页岩强度和力学参数的确定力学化学耦合计算模式及水化力学化学耦合计算模式及水化对井壁稳定的影响研究对井壁稳定的影响研究大位移井井壁稳定计算结果大位移井井壁稳定计算结果小结小结大位移井的井周应力分析大位移井的井周应力分析井壁处的主应力井壁处的主应力坍塌压力计算岩石剪切破坏坍塌压力计算岩石剪切破坏破裂压力计算拉伸破坏破裂压力计算拉伸破坏分层地应力的计算模型分层地应力的计算模型垂直应力垂直应力最大最小主应力最大最小主应力模型模型a分层地应力的计算模型分层地应力的计算模型最大最小主应力最大最小主应力模型模型b岩石力学参数的确定岩石力学参数的确定内聚力内聚力cc内摩擦角内摩擦角动静态的弹性模量和泊松比动静态的弹性模量和泊松比岩石抗拉强度岩石抗拉强度有效应力系数有效应力系数力学化学耦合计算模式及水化对井壁稳定的影响研力学化学耦合计算模式及水化对井壁稳定的影响研r处时间为处时间为tt时的吸附水重量百分比时的吸附水重量百分比水化耦合计算模型水化耦合计算模型计算结果计算结果259001000110012001300140015001600最小应力上覆应力最大应力xx油田地应力分析结果计算结果计算结果01020304059001000110012001300140015001600静态posion比动态posion比xx油田泊松比计算结果计算结果计算结果3032343638409001000110012001300140015001600计算结果计算结果109001000110012001300140015001600计算结果计算结果xx油田抗拉强度计算结果020406089001000110012001300140015001600计算结果计算结果xx井安全泥浆密度窗口随井斜角地变化102030405060708090井斜角度坍塌压力破裂压力计算结果计算结果xx井安全泥浆密度窗口计算结果计算结果xx油田xx层位泥页岩坍塌压力随钻井时间的变化计算结果计算结果xx井安全泥浆密度窗口常规井身剖面设
鱼骨状水平分支井建35-支平1井钻井技术
鱼骨状水平分支井建35-支平1井钻井技术I. 建35-支平1井概述- 井位及地质背景- 钻井目的及设备- 钻井方案II. 钻井过程介绍- 钻井前准备工作- 钻井参数控制- 钻井液配置与循环- 钻头选型与更换- 钻进记录及监控III. 近井段困难与解决方法- 地层崩塌与掉漏处理- 硬岩差钻及钻头磨损- 钻具卡钻与故障处理- 井壁稳定度困难IV. 钻井防控- 安全措施及管理- 环境保护措施- 防污染技术应用V. 钻井成果总结- 钻井进度与效率- 井壁完整性测井数据分析- 地质结论及钻井经验总结VI. 结论- 建35-支平1井的技术创新及应用- 钻井过程中的经验教训- 可持续发展钻井的思考备注：以上提纲仅供参考，具体论文的章节划分应根据实际情况进行调整。
I. 建35-支平1井概述本章节主要介绍建35-支平1井的井位、地质背景、钻井目的及钻井方案。
该井位位于中国北方陆架的渤海湾海域，属于常规油气勘探区域。
地质背景为二叠系—三叠系煤系-二叠系酸性火山-沉积岩。
钻井目的是为了寻找油气资源，并获取井壁数据及样品进行地质研究。
钻井方案考虑了区域地质特征，钻井设备及技术条件，设计了一套具有稳定性、效率性和节能性的综合钻探技术方案。
II. 钻井过程介绍钻井过程是整个钻井作业过程的核心环节。
本章节将从钻井前准备、钻井参数控制、钻井液配置与循环、钻头选型与更换、钻进记录及监控等方面进行详细介绍。
首先，钻井前准备工作包括勘探前工程、设备检查、现场调研等环节，为准确评估埋藏层地质情况、确定钻井方案提供了基础数据。
其次，钻井参数控制是钻井过程中的关键环节。
合理的钻井参数调控能提高钻井效率，井壁稳定，降低井壁损伤及油气井井眼减小的机会。
再次，钻井液配置与循环是保障钻井过程稳定性的重要环节。
科学的钻井液配置方案保持井壁稳定，提供对岩层的压力平衡，同时可以清理钻蚀屑，防止钻具损坏。
钻头选型与更换也是影响钻井过程的重要因素。
合适的钻头选型可提高钻进效率，降低钻头磨损率，同时，及时更换磨损的钻头可保证钻具的正常运行。
鱼骨状水平分支井钻井技术
管柱设计图 下深（m） 工具名称 长度（m）
1458.5 1460
钻杆 Y445-220 封隔器 1.5
鱼骨状水平分支井的基本思路
主井眼的井眼轨迹采用微降的设计，采用地质导向钻井技术控制井眼 轨迹钻进至着陆点，并用φ244.5mm技术套管封固着陆点以上地层。 水平段主井眼与各分支井眼的井眼尺寸均为φ215.9mm。 在主井眼及各分支井眼钻进过程中，如果需要换钻头或 进行短起下钻作业，必须保证下钻时钻头顺利进入起钻 时的井眼。 各分支井眼按照前进式钻进方式依次施工。
天然高分子基钻井液的优势有： 处理剂易生物降解； 白沥青可实现屏蔽暂堵，是很好的油气保护 剂； 聚合醇可吸附在油气层孔道表面及油水界面， 降低界面张力，减少水锁效应；
在实钻过程中，根据钻进过程摩阻系数大小或活动钻具拉力情况及时增加 润滑剂加量，保证施工安全。在斜井段钻进中，用好固控设备，及时清除钻井 液中的钻屑和有害固相，保持钻井液的无固相，及时补充水基润滑剂等处理剂， 保持体系良好的稳定性。控制钻井液含砂量小于 0.3% 。钻进过程中每钻进 200m短起下钻，破坏并清除岩屑床，以保证井眼通畅。钻进时每班对钻井液进 行全面分析，根据分析结果和现场情况补充相应的处理剂，保证钻井液性能满 足安全施工需要。
West(-)/East(+) (150 m/in)
四、鱼骨状水平分支井应用实例
实例四： 埕北26B-支平1井 井身结构
26″Bit×90m+ 17 1/2″Bit×401m+12 1/4″Bit× 1407m+8 1/2″Bit主眼和4个分支
长水平段水平井钻井技术研究
长水平段水平井钻井技术研究1. 引言1.1 概述长水平段水平井钻井技术是一种针对油气田中水平段水平井进行钻井的技术。
随着油气勘探开发技术的不断提高和油气资源储量的逐渐减少，长水平段水平井钻井技术的研究变得越发重要。
长水平段水平井钻井技术可以有效提高油井的产量，降低工程成本，延长井下生产周期，是目前油气开发领域的热点技术之一。
通过综合利用先进的钻井设备、技术和工艺流程，可以实现长水平段水平井的高效钻井和完井，从而更好地开发油气资源。
本文通过对长水平段水平井钻井技术进行详细研究和分析，旨在探讨该技术的实际应用问题，提出优化方案，为长水平段水平井钻井技术的进一步发展和完善提供参考依据。
【概述】1.2 研究意义长水平段水平井钻井技术的研究意义包括以下几个方面：1. 提高油气开采效率：长水平段水平井钻井技术可以有效提高油气开采效率，通过水平井的钻井和完井可以获得更大的产量，实现更有效的油气开采。
2. 减少钻井成本：相比传统的垂直井钻井技术，长水平段水平井钻井技术可以减少钻井成本和开发周期，提高经济效益。
3. 提高油气资源利用率：长水平段水平井钻井技术可以更充分地开发和利用地下油气资源，减少资源浪费，提高资源利用率。
长水平段水平井钻井技术的研究意义在于提高油气开采效率、降低成本、提高资源利用率和拓展新领域，对于油气勘探开发领域具有非常重要的意义和价值。
2. 正文2.1 长水平段水平井钻井技术简介长水平段水平井钻井技术是一种在地下水平方向钻探并完善油气井的技术。
长水平段水平井钻井技术的出现，可以有效提高油气开发的效率，降低勘探成本，延长油气井的寿命。
长水平段水平井钻井技术在油气勘探领域具有重要的应用价值。
长水平段水平井钻井技术主要分为定向钻井和水平井钻井两种类型。
定向钻井是指在垂直井的情况下，通过特殊的工具和技术，在特定井段进行一定角度的倾斜钻井。
水平井钻井则是在特定井段进行水平方向的钻探，以增大油气开采面积，提高产量。
侧钻水平井工艺技术
安装方式等因素的影响，以确保套管的强度和密封性。
射孔和测试是完井技术的关键环节，它们需要考虑到地层条件、油气性 质和开采要求等因素的影响，以确保油气开采的效率和安全性。
04 侧钻水平井的优缺点
井眼轨迹控制技术需要利用定向钻井技 术和随钻测量技术，实时监测井眼的轨 迹，并根据监测结果调整钻头的钻进方 向和角度，以确保井眼轨迹的准确性和
稳定性。
井眼轨迹控制技术还需要考虑到地质条 件、钻井液性能和钻具组合等因素的影 响，以制定出更加合理的钻进方案和措
施。
钻井液技术
钻井液是侧钻水平井工艺中不可或缺的组成部分，它涉及到钻头的冷却、润滑、携带岩屑和 稳定井壁等方面。
应用拓展
非常规油气资源开发
01
侧钻水平井技术在非常规油气资源开发中具有较大潜力，未来
可应用于页岩气、煤层气等非常规油气资源的开采。
老油田挖潜与增产
02
利用侧钻水平井技术对老油田进行挖潜和增产改造，提高老油
田采收率和经济效益。
多分支井与水平对接井技术
03
研究多分支井和水平对接井技术，实现多目标开发，提高油气
可能影响原有井眼
侧钻水平井技术需要高超的钻井技术 和经验，操作难度较大。
在已存在的井眼上进行侧钻，可能会 对原有井眼造成影响，如井眼坍塌、 堵塞等。
可能遇到复杂地质条件
在侧钻水平井施工过程中，可能会遇 到复杂的地质条件，如岩层不稳定、 地下水活跃等，给施工带来困难。
05 侧钻水平井的未来发展
技术创新
田的开发效率。
环境影响与可持续发展
水平定向钻施工方案
水平定向钻施工方案水平定向钻是一种新型的钻井技术，它通过利用斜井钻探中的水平定向分支技术，将传统的竖直钻井转变为具有水平延展性的钻井方式，实现了地下水资源的高效开发利用。
本文将从钻井原理、施工工艺、优势和应用前景等方面进行详细论证。
水平定向钻的施工原理主要包括钻井参数选择、水平控制、水平段的完井，以及套管与管柱的设计等内容。
首先，在钻井参数选择方面，需要根据所需钻取的水平井段来确定井斜角度、钻头选型、注水压力等参数。
其次，在水平控制方面，通过测斜工具、地磁工具等进行位移监测和控制，保证钻孔的水平度。
再次，在水平段的完井方面，需要进行水泥浆排除，充填固结剂，防止钻井液返潮等操作。
最后，在套管与管柱的设计方面，需要设计适配的套管尺寸和完井管柱，确保井壁的稳定性和完整性。
水平定向钻的施工工艺主要包括钻孔施工、水平控制、完井和试产等步骤。
首先，进行钻孔施工，通过连续旋转和推进的方式进行钻探，控制好井斜角度和进尺速度。
然后，进行水平控制，通过测斜仪和地磁仪等工具测量井斜角度和方向，以及位移和偏差信息，及时调整钻探参数进行控制。
接下来，进行完井作业，包括水泥套管、酸化处理、注水以及防砂操作等。
最后，进行试产作业，通过生产试油或试水等方式，判断井段的产能及水气分布情况，为后续的生产作业提供依据。
水平定向钻相比传统的钻井技术具有许多显著的优势。
首先，它能够有效地增加井底面积，提高地下水资源的开采效率。
其次，它可以减少钻探井数和钻井时间，减少工程投资并节约能源。
再次，它可以实现油气层的水平延展开采，减少透水性差的岩层的渗透性损失。
最后，水平定向钻具有较好的适应性，可以应用于各种地质条件和开采需求，对于多层次的油气井井网布置和密集开采具有重要意义。
水平定向钻技术在油气勘探和取水工程中具有广阔的应用前景。
在油气领域，通过水平定向钻技术可以实现油气田的高效开发和油气井的集中化布置，提高油气采集率和经济效益。
在取水工程中，水平定向钻也可以用于地下水资源的合理开发和利用，解决水源的不足问题。
水平井钻井完井关键技术
水平井钻井完井关键技术摘要：随着新技术的不断发展，水平井完井技术作为连接钻井和石油开采而又相对独立的一门科学技术，为我国油气开发开辟了一种新的途径，并迅速在石油开采行业得到了广泛的推广和应用。
但是，目前水平井完井中存在的技术难点，仍然制约着该技术的进一步发展。
针对开采现场条件、设备的变化对水平井完井关键技术进行了探讨，以期为相关工作者提供一定的借鉴。
关键词：水平井；钻井；完井；关键技术引言我国石油产业近几年的规模不断扩大，为我国经济的发展提供了充足的石油能源。
但由于石油开采量的逐年增加也导致石油的产油量逐渐下降。
同时石油开采的地理环境也更加复杂，对石油开采的技术水平提出了更高的要求。
因此，我国石油企业为了解决这些问题，开始不断提高自身的钻井技术，从而保证油田的产油能力。
1水平井完井技术简介水平井完井技术于20世纪80年代开始用于石油工业勘探开采领域，我国于20世纪90年代引进、推广、应用，为我国提高油气开采效率和开采质量发挥了巨大的作用。
完井作业作为钻采过程的最后一道工序，同时又是采油的开始，为国内外油气田开采带来了巨大的社会效益和经济效益。
水平井完井技术是指水平裸眼井在钻井时，一旦达到设计井深，就应具有以一定结构将井底和油层联通的工艺过程，这样建立起来的水平井能为油层提供更多关于油层储藏的信息，对丰富人们对油藏的认识具有极大的作用。
完井方式的优选、完井工具的开发以及完井质量的好坏直接关系到探井能否顺利实施、油井能否长期稳定使用，并最终影响到油田的经济效益。
因此，在进行水平井完井作业时，必须严格遵守一定的原则，保证完井顺利进行。
2重点探区钻井完井技术2.1超深井安全高效钻井关键技术为降低超深井钻井过程中的钻井液漏失量并提高机械钻速，在建立地层压力剖面、研究井漏与井眼失稳机理的基础上，优化了井身结构，研制了系列钻井提速工具，研发了微流量早期监测系统及防漏堵漏浆，形成了超深井安全高效钻井关键技术，并取得了较好的应用效果。
水平井水平分支井
第一靶点
切入点
井眼轨迹
NgⅡ的油层 L
1480 1490
中海石油（中国）有限公司天津分公司钻井部
15
15
旋转导向钻井系统
① AutoTrack
中海石油（中国）有限公司天津分公司钻井部
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16
旋转导向钻井系统
② PowerDrive
中海石油（中国）有限公司天津分公司钻井部
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17
旋转导向钻井系统
转盘面：0m ø508.0mm隔水导管环空水泥返至泥面 ø339.7mm套管环空水泥返至井口生产平台
ø244.5mm套管二级固井环空返高:480~800m
ø444.5mm井眼:606.00m ø339.7mm套管:604.06m
ø244.5mm套管一级固井环空返高:1470.00m
垂直井深：1502.65m
5
5
歧口17-2油田水平井大斜度井井身结构
30”导管100m
平原组 448m
20”套管250m
明上段 1390m
井号 (m) P30 P31 P32H P33
井深 (m) 4690 4435 4540 4539
垂深 (m) 2027 2078 1869 2054
井斜角 水平位移
(o)
(m)
87.00 3697
推动下，心轴旋转，心轴的凸轮结构推动扶正翼块运动，实现
变径的目的
中海石油（中国）有限公司天津分公司钻井部
28
28
可变径扶正器
HALLIBURTON的可变径扶正器
可变径扶正器直径为ø279.4mm和ø298.5mm。当可变径扶正器处于最 小直径状态时，在泥岩内的造斜率为0.5º-1.0º/30m，当可变径扶正 器处于最大直径状态时，在砂岩内的降斜率为2.0º-3.2º/30m
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在目标层位附近以水平方向进行钻井，并使钻井井筒在水平方向上保持一定的长度。
这种钻井技术主要应用于油气开发中，能够提高油气井的产能和采收率，并克服了传统垂直井在油气储集层开采上的弊端。
下面对长水平段水平井钻井技术作一简要分析。
长水平段水平井钻井技术可以有效增加井壁暴露面积。
由于井壁与储集层的直接接触，增大了井壁周长，从而提高了油气井的产能。
长水平段水平井钻井技术能够减小油层产能和采收率的轴向隔离，实现了多层油气的有效开采。
长水平段水平井钻井技术可以降低地层压力和增加含水层的生产。
水平钻井井筒距离井筒高度远，井迹与目标层位垂直井的切向较小，地层压力相对较小。
这不仅减小了井筒附近的地层应力，降低了钻井施工难度，而且能够增加含水层的生产，提高了水文环境的综合效益。
长水平段水平井钻井技术能够提高油气井的钻井速度。
传统垂直井在储层附近往往要进行多次的井壁固井，而水平井的井壁固井频率较低，钻井速度相对较快。
水平井的高压维修技术逐渐发展完善，也降低了水平井的维护成本和维修时间。
长水平段水平井钻井技术对人员的要求较高。
水平井的施工要求钻井控制技术水平高，需要有经验丰富的钻井工程师进行施工管理。
而且，钻井井筒在水平连续段的控制要求也较高，需要能够保持井眼方位和稳定性的技术手段。
长水平段水平井钻井技术在油气开发中发挥了重要的作用，能够提高油气井的产能和采收率，并克服了传统垂直井的一些弊端。
在实际应用中仍然需要进一步研究和改进技术，以适应各种地质条件和开发需求。
水平井技术课件
水平井完井液
钻井液
在钻进过程中使用的液体，具有携带岩屑、平衡 地层压力等功能。
完井液
在钻达目的层后，用于保护油气层的钻井液，具 有低渗透性、稳定性等特点。
油气分离液
用于将钻采出的油气进行分离的液体，具有高效 分离和低伤害性。
水平井完井工艺
钻进工艺
采用定向钻井技术，控制钻头 沿着设计轨迹钻进，形成水平
05
水平井技术案例分析
案例一：某油田的水平井钻井实践
总结词：成功应用
详细描述：某油田在钻井过程中采用了水平井技术，通过精心设计和施工，成功 地完成了钻井作业。该案例展示了水平井技术在提高油田采收率方面的应用效果 。
案例二：某气田的水平井完井实践
总结词：高效益
详细描述：某气田在完井过程中采用了水平井技术，有效提高了单井产能和采收率。该案例证明了水平井技术在气田开发中 的高效益，为类似气田的开发提供了借鉴。
案例三：某油田的水平井增产实践
总结词：显著增产
详细描述：某油田通过采用水平井技术，实现了单井产量的显著提升。该案例进一步证实了水平井技 术在油田增产方面的优势，为其他油田提供了可复制的成功经验。
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完井工艺
钻达目的层后，进行完井作业， 包括固井、射孔、酸化等，以实 现油气资源的有效开发。
03
水平井完井技术
水平井完井设备
水平井钻机
用于钻凿水平井段的钻机，具备大扭矩和稳定性的特 点。
井下测量仪器
用于监测钻进过程中的井斜、方位角等参数，确保井 眼轨迹的准确性。
井口装置
包括防喷器、采油树等设备，用于控制井口压力和油 气流动。
水平井技术的发展历程
长水平段水平井钻井技术研究
长水平段水平井钻井技术研究随着石油勘探与开发不断深入，长水平段水平井钻井技术得到了越来越广泛的应用。
该技术可以极大地提高油气井的产能及采收率，因此备受关注。
本文将从以下几个方面进行研究：一、长水平段水平井的定义长水平段水平井是一种井筒方向与地层走向垂直或接近垂直的井，其井身包括一段水平井段，表现为一段长水平井段与一段垂直井段的复合井，有时也称为定向水平井。
长水平段水平井的优点在于能够增加油藏的联系面积，提高采收率，降低储层损伤等。
1. 钻井复杂：长水平段水平井需要进行多次水平钻进，涉及井身弯曲和跨度大的地层导向，钻井难度大；井壁稠油层和地层深部钻井时会出现高温高压等问题，需要钻井工艺和技术措施来解决。
2. 油藏稳定：长水平段水平井钻井会对油藏造成挤压和应力影响，需要科学调整油井完井方案，采用防塌和防漏措施，保持油藏的稳定。
3. 井壁保护：井壁稠油层和高压地层钻井时，会产生毛细作用，导致井壁稳定性差，容易出现井壁崩塌、漏泄等问题。
为保证井壁的完整性，需要采用高效钻井液、防漏措施等手段，加强井壁的保护。
1. 钻井液技术：长水平段水平井钻井中最重要的一项技术研究是钻井液技术。
钻井液需要满足对流性能好、高温高压稳定性好、防污染等要求。
国内外钻井液研究的主要方向是环保型钻井液研究、高温高压稳定性研究和水基钻井液研究等。
2. 地质条件研究：长水平段水平井钻井的成功与否离不开地质条件研究。
地质条件研究包括岩心、地震、地质资料及井壁稳定性等，常规地球物理勘探技术和非常规技术也为长水平段水平井钻井提供了更加准确的地质信息。
3. 钻井技术应用：钻井技术的应用关乎到整个钻井质量和钻头采收率。
常见的钻井技术有旋转钻进、立式冲击钻、旋转喷射钻、液压驱动钻具等。
1. 钻井液技术向高温、高压方向发展2. 钻井技术逐步实现数字化3. 推广高效断层导向技术4. 变频钻柱、高温高压密封及钻井锚固等装备技术逐步成熟总之，长水平段水平井钻井技术的研究与应用将不断深化，在满足环保、高效、高质量的根本要求的基础上，实现油气勘探和开采的可持续发展。
水平井固井(分支井)
分支井措施方案
• 完成四级完井
分支井措施方案
• 依照此方式完成各分支 井的施工。
分支井措施方案
第六步: 分支洗井等井下作业
各分支的重入，在锁定接 箍内安装可取式重入斜向器实 现重入功能。进行洗井等井下 作业，试油可以从下至上逐个 分支进行试油。
四分支井采用合采，采油 泵下入主井眼中。
分支井措施方案
• 钻 8-1/2” 分支 • 下7” x 5-1/2” 衬管固井，测
声幅
分支井措施方案
钻具组合：浮鞋+套管+坐放短节+套管柱+变扣短节内 带尾管胶塞（厂家）+尾管下入工具（厂家）+钻杆短节+钻 杆连接到地面
分支井措施方案
第四步: 结合处构成
•下入洗井总 成，洗井
•套铣至斜向 器
•斜向器解卡 并提出井内
冀东分支井措施方案
LatchRite™预制窗口分支 井施工系统，具体施工步骤
分支井措施方案
第一步: 主井眼构成
• 钻12-1/4” 井眼 • 下入 9-5/8” 套管 安装预制窗口接 头及锁定接头。 • 下入带陀螺仪的钢丝绳定位工具， 窗口高边定位
• 套管固井 • 钻l 8-1/2” 主井眼 • 安装 5-1/2” 衬管
五级 分支井完 井结构图 。左图为 合采，右 图为分采 。
分支井措施方案
分支井措施方案
LatchRite™预制窗口分 支井施工系统主要工具
分支井措施方案
锁定接箍
1、窗口出口定位和定向 2、采用锁定接箍不需要常规
锚定装置 3、保持下部主井眼同径
分支井措施方案
复合式预制窗口 1、带有内套筒的预制窗口易
与主井眼套管连接 2、复合预制窗口便于钻入 3、锁定接箍用于窗口定向和
水平井(平台井)钻井知识及钻井新技术(20140527)
内
容
一、水平井技术简介及工程设计 二、水平井钻井技术
三、水平井测量技术
四、鱼骨水平井钻井技术
五、分支水平井钻井技术
六、超短半径径向水平井技术
七、大位移水平井钻井技术
八、“工厂化”水平井高效钻井技 术
一、水平井技术简介及工程设计 水平井
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
一、水平井技术简介及工程设计
钻 具 组 合 优 选 的 原 则
a. 钻柱摩阻最佳
b. 优先选用成熟的钻具组合
c. 满足强度要求 d. 有利于减少起下钻次数 e. 必须有较大的可靠性及实用性 f. 根据井身剖面选择钻具组合
一、水平井技术简介及工程设计
制定原则 钻 井 液 方 案 的 制 定 润滑防卡 井壁稳定
一、水平井技术简介及工程设计
水平井综合设计 设计步骤: 第一步：提出候选目标油气藏。由作业公司提出候选目 标油气藏。 第二步：地质评价。审查油气藏条件是否适合钻水平井 。是否有法律争议，是否符合公司经营战略。 第三步：初步油气藏筛选初步进行产量递减和现值研究 ，储量分析。 第四步：经济效益分析，初步经济分析和初步成本预测 。是否受土地租赁和规划条例限制。
井口
KOP 第一增斜段 稳斜调整段 第二增斜段 水平段
一、水平井技术简介及工程设计
水平井井身轨迹类型
“L”型剖面 又称“直—增—稳—增—降 —水平”剖面，由直井段、第一 增斜段、稳斜段、第二增斜段、 降斜段和水平段组成，突出特点 是在第二增斜段与水平段之间设 计了一个降斜段，使水平段垂深 比控制点（井段）垂深小。这种 剖面是辽河油田杜84块开发馆陶 组水平井比较普遍采用的一种井 身轨迹类型。
浅析煤层气多分支水平井钻井关键技术
Engineering Technology150《华东科技》浅析煤层气多分支水平井钻井关键技术赵 俊（云南煤层气资源勘查开发有限公司，云南 曲靖 655000）摘要：随着我国社会和经济的高速发展，对煤层气的需求量持续增加，各种煤层气开采工程越来越多，对煤层气开展要求不断提升。
为了进一步提升煤层气的开采效果，可以将煤层气多分支水平井钻井关键技术应用到实际钻井工程中，在降低煤层气开采难度的同时，还能够进一步提升煤层气开采质量。
为此，笔者在本文中对煤层气多分支水平井钻井关键技术进行探讨，希望对促进我国煤层气开采事业的发展，可以起到有利的作用。
关键词：煤层气；多分支水平井钻井；关键技术我国地域非常广大，很多地区的煤层气资源相对比较丰富，具有非常大的开采潜力。
根据大量研究发现，我国煤层气具有低饱和、低压、低渗透等特征，如果采用传统垂直开采的方式，往往开采局限性相对比较低，煤层气开采难度也相对比较低。
为了有效解决这个问题，可以将煤气层多分支水平井应用到煤层气的开采过程中，提升对煤层气的开采效果。
1 多分支水平井的技术优势 相对于垂直井的开采优势。
在煤层气垂直井开采的过程中，其通常会采用射完井、钻井、水力压裂增产技术，但这些技术方法在实际使用的过程中，往往会具有一定的局限性。
然而，在煤层气多分支水平井钻井技术的应用中，其就可以有效化解地质条件所带来的各种影响，其同垂直钻井开采技术相比，主要有如下几个优势：（1）能够更进一步增加气体的导流能力，其流动阻力能够不受裂缝长度的影响，相对于割理系统，煤层气流动阻力会降低很多。
（2）通过对多分支水平井开采技术的应用，能够有效避免在开采过程中，对地层所造成的伤害。
此外，通过该技术的应用，还能够进一步提升波及面积，加强割裂地区的联系[1]。
产量优势。
同直井开采技术相比，在多分支水平井开采技术得到应用之后，能够更进一步提升煤层气的开采效率，对资金的使用率也相对比较高，进一步提升煤层气开采经济效益，让钻井工序得到更进一步的减少。
水平井钻井技术
无底水、无气顶油藏，水平段宜于油层中部; 有底水或气
顶油藏，水平段应尽量远离油、气、水界面；重油油藏，水平 段应在油层下部，使密度较大的稠油借助重力流入井眼。
H 90
三、水平井靶区参数设计
4、水平井靶体设计 水平井靶体设计实质：确定水平段位置的允许偏差范围， 允许偏差限制过严会加大井眼控制难度与钻井成本。 靶体垂向允许偏差必须等于或小于油层厚度。靶体上下边 界对称于水平段设计位置，但也可以不对称。 靶体横向允许偏差一般是垂向允许偏差的几倍(多为5倍) 加大靶窗宽度， 有利于降低着陆控 制难度。减少水平 钻进时纠方位的麻 烦。
第一节水平井设计中的几个问题
三、水平井靶区参数设计 水平井的靶区：一般是一个包含水平段的长
方体或拟柱体。
靶区参数：主要包括水平井段井径、方位、 长度，水平段井斜角、水平段的垂向位置，水平 井靶区形状尺寸及允许偏差范围。
H 90
三、水平井靶区参数设计
1、水平段长度设计
设计方法：根据油井产量要求，计算最佳水平段长度，综 合考虑钻柱摩阻、钻机能力、井眼稳定周期等因素的限制。 2、水平段井斜角确定 水平段井斜角应综合考虑地层倾角、地层走向、油层厚 度等因素。我国的石油水平井段的井斜角一般是不小于86º 。 在通常情况下，水平段与油层面平行，其井斜角为：
H 90
四、水平井剖面设计
（1）单弧剖面 又称“直—增—水平” 剖面，由直井段、增斜段 和水平段组成。突出特点 是用一种造斜率使井身由 0º 增至最大井斜角αH 。 这种剖面适用于目的层顶 界与工具造斜率都十分确 定条件下的水平井剖面设 计。常用于短半径水平井。
第二节 水平井的经济效益与应用前景
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泥浆体系转化完毕，旋转钻进至第一个分支的入窗口点 2243.00米，开始分支井眼作业，钻进至终了点2400.00米，垂 深：1536.06米，井斜：90.54度，方位63.50度。
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钻进入新地层5-10米，关万能防喷器，固井泵做地漏试验（ 泥浆密度1.05SG ，地层漏失当量密度1.53SG）；
钻进至1108.00米将泥浆体系由搬土浆转化为KCL/PLUS/ JLX（PEM）泥浆体系；
旋转钻进至1509.00米，机械钻速<5米/小时，与邻井对比， 确定钻遇馆陶组底砾岩层，决定起钻更换牙轮钻头，并增加 CDR随钻测井仪器,同时倒装钻具。
油层保护问题
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23
水平分支井钻井工艺的实践与初探
分支段钻井作业
四开作业简述
四 开 钻 具 组 合 为 ： 8-1/2”PDC+6-3/4”PowerDrive+6-1/2” F/V+6-3/4”PD-STB+5”PD-FJ+6-3/4”CDR+6-3/4”MWD+6-3/4” CDN+5”NMDP+6-1/2”(F/J+JAR)+5”HWDP1+5”DP84+ 5”HWDP12+5”DP；
主要针对稠油和出砂油藏，以增大油藏的泄油面积来提高单 井产量；
同等条件下的对比发现，水平分支井的单井产量可提高300 ％-500％；
该项技术称为钻井压裂技术，可望成为渤海地区通过调整井 提高原油采收率的主要技术。
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3
水平分支井钻井工艺的实践与初探
前言
开发效益和前景
水平段钻井作业
二开作业简述
二开钻具组合为：17-1/2"BIT+9-5/8"PDM (AKO=1.5º)+16-3/4 "STB+8"NMDC+8"MWD+8" SNMDC+8"F/V+8"O/S + 8"(F/J+JAR)+X/O+5"HWDP14;
搬土浆闭路循环钻进至109.00米时，发现无返出，怀疑导管鞋 处与海底泥面连通，只好采用开路钻进；
滑动钻进至二开完钻井深501.50米，井斜27.2º，方位96.7º， 满足定向井设计要求；
下13-3/8“套管至499.72米，固井作业。
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水平分支井钻井工艺的实践与初探
水平段钻井作业
关于防碰问题
此次二开井段，防碰问题比较严重，防碰措施： 采用牙轮钻头； 密切注意指重表、进尺和扭矩的变化； 定向井工程师随时观测与邻井的距离； 使用陀螺仪测井眼轨迹 ； 如果有返出，可以观测岩屑中是否含有铁屑。
增大钻头水眼面积；
提高泥浆粘度。
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13
水平段 水平分支井钻井工艺的实践与初探 钻井作业
三开作业简述
三开钻具组合为：12-1/4"PDC BIT+9-5/8"PDM (AKO
=1.15º) +11-1/2"STB+8"F/V +8"Pony NMDC+8"MWD+8" NMDC +8 " (F/J+JAR) +X/O+5"HWDP17；
CDR是 Compensated Dual Resistivity（井眼补 偿的双电阻率仪器）的缩写，是LWD的一种，可以 随钻测量井底温度、压力与深、中、浅自然电阻率
以及自然伽玛，获取井下资料。
如果不使用CDR，则采用先钻进油层进行常规测 井采集数据，采集完毕，再将该井段回填。
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PEM泥浆体系是将JLX、PLUS与KCL三种抑 制剂同时使用。
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水平分支井钻井工艺的实践与初探
水平段钻井作业
PEM泥浆体系的优点 泥浆性能可保持长时间稳定； 具有很强的抑制性能和良好的润滑性能； 可有效保护油气层并且无荧光；
与各种泥浆添加剂的配伍性良好； 完全达到环保排放的要求。
水平分支井钻井工艺的实践与初探
C28m基础数据
C28m井井眼轨迹
垂直投影图
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
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7
水平分支井钻井工艺的实践与初探
C28m基础数据
C28m井井眼轨迹
水平投影图
1400 1300 1200 1100 1000
900 800 700 600 500 400 300 200 100
主井眼及分支井眼尺寸
8-1/2"井眼
主井眼靶心窗口
2x20x400m（高x宽x长）
主井眼设计井深
2505.00米
主井眼垂深 分支数目及长度
1534.00米 2x150米
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6
-200
0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600
改善泥浆性能，适时加入润滑剂和粘土抑制剂；
将每隔一段时间，扫一个稀塞，破坏井筒内的岩屑床；
钻进过程中，每柱上下拉几次。
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水平分支井钻井工艺的实践与初探
水平段钻井作业
关于钻具倒装
在水平井钻进中，狗腿度比较大，通常下部钻具重量较大，导致 钻具与井壁的接触面积和粘贴力增加，很大一部分钻压用来消耗摩阻 ，而加不到钻头上，因此采用钻具“倒装”。
此次固井作业作业要求是保证上部套管鞋和下部油 层段的良好封固，因此采用单级双封的固井方式。
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水平分支井钻井工艺的实践与初探
水平段钻井作业
水平段钻进技术小结
水平段钻进过程中，必须把握好的关键 问题归纳如下：
井眼净化问题
井壁稳定问题
摩阻控制问题 防卡、防漏问题
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水平分支井钻井工艺的实践与初探
水平段钻井作业
三开作业简述
滑动造斜钻进至着陆窗口点a点，井深2133.00米，垂深 1537.64米，井斜90.60度；
循环10分钟，为避免冲蚀油层，倒划眼起钻至2045.00米（油 顶），循环至返出干净，起钻；
下入9-5/8“套管至2132.30米，灌满泥浆，固井作业；
下钻遇阻：通常采用 “一通二开三划眼”方式来解决，尽量 不开泵、划眼，因为这样可能会形成新井眼；
下钻遇阻时，还可以缓慢开泵，确定马达工具面位置，微调钻 具，使马达高边与井眼方位一致。
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水平分支井钻井工艺的实践与初探
水平段钻井作业
关于摩阻的讨论 在钻进过程中，井斜比较大，狗腿度也比较大，加 上滑动造斜时，要求的排量比较低，造成摩阻比较大， 最大可达20吨，采取的措施：
从2002年8月25日至12月31日，天津分公司在绥中36-1-C 平台进行了三口分支井的钻完井作业。三口井正常生产以来 ，产量非常稳定，约为周边井的5倍，单井日产量增加了一百 多方，而且生产压差相对较低，还有很大的生产潜力。
这三口井的钻采成功为稠油油藏经济有效地开采提供了 宝贵的经验，渤中25-1、南堡35-2、秦皇岛32-6等稠油油田 纷纷进行水平分支井开采的可行性研究。
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水平分支井钻井工艺的实践与初探
分支段钻井作业
四开作业简述
下传指令至PowerDrive，导向力方向0°，造斜比例0%，循 环至返出干净，短起钻至9-5/8”套管鞋，下钻，循环，顶替新 配制的油基泥浆，起钻至2245.00米，划槽，侧钻主井眼；
水平分支井 钻井工艺的实践与初探
---SZ36-1-C平台调整井C28m井钻井总结
姓 名：李 刚 指 导：胡伟杰
目录
前言 C28m井基础数据 水平段钻井作业 分支段钻井作业 致谢
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水平分支井钻井工艺的实践与初探
前言
水平分支井定义
水平分支井，多底井的一种，又称为“鱼骨刺井”，是指在 一口井主井眼的水平段钻出两支或两支以上的进入油气藏分 支井眼；
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水平分支井钻井工艺的实践与初探
水平段钻井作业
关于造斜率的讨论
二开钻进至191.00米时井斜为0.56º，设计应为4.2º，经过 计算后发现，如不尽快采取措施，与邻井C21井的防碰问题将 更加严重，而且中靶困难，可以采取的措施：
调大马达弯角；
将马达上部的扶正器去掉；
早期三角洲在油田北部发育，后期向南摆动形成各期三角洲砂 体在油田区迭合成片，储集层十分发育，连通性好，含油面积 43.3km2，石油地质储量总计为28844万吨。
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水平分支井钻井工艺的实践与初探
C28m基础数据
SZ36-1-C28m井工程数据
目的层段
东下段I油组第4小层
一开钻具组合：26"BIT+X/O +8"DC6+8" (F/J+JAR) +5"HWDP；
待平潮开钻，一开完钻井深100.00米；