羽状水平井钻井工艺
WuM1-1羽状分支水平井充气钻井液技术
煤 层进 尺总计 为 ６８ 加 上 多 次 悬 空分 支 定 向 ， １２ｍ，
第一作者简介 ： 明海 ， 张 工程师， ９８年 毕业于西南石油学院化学工程 系， １９ 现从 事现场钻 井液技 术管理 工作。地址 ： 河北 省任丘市华北石油管理局 第二钻 井工程公司工程技术部 ｝ 邮政编 码 ０ ２ ５ ； ６ ５ ２ 电话 （ ３ ７ ２ ８ ６ ３ １ ７ ５ Ｏ ２ ３ ０ １ ）７ ８ ９／ ３ ８ ８ ６ ５ 。
定 和 井 眼净 化 。
表 １ 地 质 概 况 层 位 底界／ ｍ 主要 岩性
１ 地 质 工 程 概 况
Ｗｕ — Ｍ１１井直 井 井 身 结 构 ： ３ １ｍｍ ×６ ． ０ １ ２ Ｏ
ｍ （ ２ ４ ５ｍｍ × ５ ． ５ｍ ） ４ ． ９ ８ ＋ ２ ５ ９ｍｍ × ９ ０ Ｏ ｌ ． ５．０
功，０口分支井悬空侧钻 一次成功 ， １ 只用 ５ ７ｄ即顺利完井 ， 比该地 区常规钻井快 ４ ９倍 。 关键词 钾铵基聚合物 防塌钻井液 井眼稳定 煤层气 井 多分 支水平 井 充气欠平衡钻 井 悬空定 向
中图 分 类 号 ： ２４ ３ ＴＥ ５ ． 文 献标 识 码 ： Ａ
环几分钟 ， 上下划眼一次， 并泵入 Ｃ ＭＣ高粘 钻井液， 配合有 效使 用 固控 设备 ， 尽量使 井 眼干净 ； 复配使用 粉末 状 固 体润滑剂和液体润滑剂 。该钻 井液性能稳定， 易于维护 ， 悬浮携岩能力 强， 润滑性好， 井眼畅通 ， 保证 了 Ｗｕ — Ｍ１１井
安全 、 速 、 质 施 工 。该 井 在 煤 层 钻 进 中 无 阻 卡 现 象 ， 壁 稳 定 ， 有 出现 井 壁 掉 块 或 井垮 现 象 ， 平 连 通 一 次 成 快 优 井 没 水
水平井钻井工艺技术
技术难度大：水平井 钻井技术需要精确控 制钻头方向和深度， 技术难度较大
成本高：水平井钻 井技术需要投入大 量的设备和人力， 成本较高
风险大：水平井钻 井技术存在一定的 风险，如钻头损坏 、井壁坍塌等
环保问题：水平井钻 井技术可能会对地下 水和生态环境造成影 响，需要加强环保措 施
智能化：利用人工智能、大数据等技术，实现钻井过程的自动化、智能化 环保化：采用环保材料、环保工艺，降低钻井对环境的影响 高效化：提高钻井效率，缩短钻井周期，降低钻井成本 安全化：加强钻井安全防护，降低钻井事故发生率 国际化：加强国际合作，推广水平井钻井技术，提高国际竞争力
钻头：选择适合水平井钻井的 钻头，如牙轮钻头、PDC钻头 等
钻机：选择适合水平井钻井的 钻机，如旋转钻机、冲击钻机 等
泥浆泵：选择适合水平井钻井 的泥浆泵，如高压泥浆泵、低
压泥浆泵等
泥浆处理设备：选择适合水平 井钻井的泥浆处理设备，如离
心机、振动筛等
井下工具：选择适合水平井钻 井的井下工具，如测斜仪、压
降低钻井成本： 通过优化钻井工 艺和设备，降低 钻井成本，提高 经济效益
提高钻井质量： 采用先进的钻井 技术和设备，提 高钻井质量，减 少钻井事故
环保钻井：采用 环保钻井技术和 设备，减少钻井 对环境的影响， 实现绿色钻井
减少污染：采用 环保材料和工艺， 减少钻井过程中 的污染
提高效率：采用 先进的钻井技术 和设备，提高钻 井效率，减少能 源消耗
钻井技术：采用水平井钻井技术，提高 钻井效率，降低成本
应用效果：成功钻多口，提高了采收 率，降低了钻井成本
技术挑战：克服了地质条件复杂、钻井 难度大等挑战
经验总结：水平井钻井技术在复杂地质 条件下具有显著优势，值得推广应用
水平井段钻井技术措施
水平井段钻井技术措施一、水平井段设计1.水平井段设计需要结合油气储层特性、地质构造、储量和预测产能等因素考虑，确定井段的起止点和倾角。
2.基于地层压力和水平段的长度，采取合理的构造设计可以减少钻井施工过程中的摩擦和阻力。
二、钻井井眼质量控制1.合理选择井眼质量控制手段，通常采用钻井液温度控制、控制井眼地层压力、控制井眼液体重量、控制井眼钢丝绳张力等方法。
2.密度与粘度应根据井眼内外流体压力的比较确定于井眼施工过程中的稳定应力分布，有效地避免因钻井过程引入地层流体。
三、水平井段钻井井下导向技术措施1.实施连续预应力打组技术，能够迅速探测出水平井段的井眼钢丝绳张力的变化，最大限度地提高导向仪器的敏感度，从而提高钻井平顺性和垂直度。
2.采用井内导向仪器，例如电磁测量，来实时监测井眼方位，以实现精确钻井。
四、水平井段钻井液设计及应用1.针对水平井段的特点，设计合适的钻井液配方，考虑液体密度、粘度、稳定性和润滑性等因素，以满足水平井段顺利钻进的需求。
2.应用低密度、低黏度的钻井液，减少钻进阻力，提高钻井效率。
五、水平井段完钻技术措施1.完善水平井段钻井完井方案，根据具体地质情况选择合适的完井技术，如水平套管完井、压裂完井等。
2.通过水平井段完钻来实现人工裂缝扩展，增加地层水平面上的产能。
六、水平井段管柱设计与管理1.合理设计和管理水平井段管柱，避免管柱失稳、卡钻等事故，以保障施工的顺利进行。
2.使用合适的管柱材料和先进的施工装备，如平衡芯轴、扭矩控制系统等，提高钻进效率，防止井眼突变。
七、水平井段钻井期间的监测与控制1.建立完善的监测体系，对钻进过程中的泥浆循环、井筒状况、井壁稳定性等进行实时监测和控制，及时调整施工参数，保障安全高效的施工进度。
2.在钻井过程中采用井壁稳定性预测和动态监测技术，准确预测井眼形成失稳的潜在风险，避免井壁坍塌，提高施工安全性。
综上所述，水平井段钻井技术措施包括水平井段设计、井眼质量控制、井下导向技术、钻井液设计与应用、完钻技术措施、管柱设计与管理、钻井期间监测与控制等。
关于水平井钻井工艺技术措施探究
关于水平井钻井工艺技术措施探究水平井钻井工艺技术是指在石油、天然气等资源开采过程中，为了提高井效和开采能力，将钻井方向由传统的垂直向下逐渐调整为水平或一定角度向侧面延伸钻探。
这种方法对于更好地开采复杂地质条件下的油气资源具有重要意义。
下面本文将探究水平井钻井工艺技术的措施。
首先是钻探设计。
开展水平井钻掘前，应根据地质情况和矿藏特征进行精细化的钻探设计，严格遵守科学设计原则。
包括确定井深、井径、水平段长度、开孔段数等因素，避免上下起伏，保证水平段和垂直段控制在合理范围内。
根据设计要求，钻头的选型、钻具的选配和井的配套设备应作出调整，并进行加强。
其次是钻头选择。
水平井钻探的钻头必须设计为可以在侧向方向上承受较大的弯曲应力，同时在坚硬岩性地层和松软泥岩区域都能正常工作。
因此，使用质量好、结构合理且功能强大的钻头是关键之一，需选择抗折、抗磨、抗腐的高强度合金材质，钻头的保护及清理措施也应注意到位。
第三是调整钻具组合。
水平井钻探过程中钻具由钻头、扩孔器、钻柱和钻机组成，因此钻具组合对钻井效果影响关键。
一方面增加了钻柱长度和钻具总深度，增大钻具重量，另一方面需要保证钻柱足够强度，承受钻具各种的载荷。
因此，在选择钻具组合时，还应考虑钻探技术的特点和安全技术要求，保证稳定性和可靠性。
最后，水平井钻探还需要配备先进的井控设备及施工人员。
水平井钻井的成功离不开先进质量可靠的控制设备，在钻井作业过程中，井控系统能够通过实时数据监控、数据分析、故障判断等多种功能，确保工艺系统的实时精确控制。
而专业的施工人员和技术保障团队也能够提供及时精准的技术支持和服务，确保钻探过程的顺畅运行与安全施工。
同时，应该对工作人员进行严格的教育培训，提高维护保养能力，避免差错导致的设备损坏。
综上所述，水平井钻井工艺技术必须在严格控制体系的配合下细致而有序地进行，全方位的技术应用和措施能够保障钻井作业的质量可靠和施工安全。
随着技术的不断推进和发展，水平井钻探工艺将会更加成熟和优化，为石油、天然气等产业提供更好的发展和利益。
关于水平井钻井工艺技术措施探究
关于水平井钻井工艺技术措施探究水平井钻井是一种新型的井型设计和钻井技术，能够在地下水力压力较高、油层薄、孔隙度小的情况下有效增加油气勘探开发的成功率，提高油气采收率。
因此，水平井钻井已成为石油开采领域的一个重要技术。
本文将从钻井工艺、技术措施和相关设备方面对水平井钻井作探究。
一、水平井钻井工艺水平井钻井与传统的垂直井钻井相比，大大增加了钻井难度和技术复杂度。
水平井钻井过程中，首先需要确定井型和钻井方向，然后进行竖向钻井，再进行侧向直角转弯，最后进行水平钻井。
整个过程需要经历多次地下钻孔和地下钻爆等复杂的操作，需要精细的工艺设计和严格的质量控制。
钻井过程中的井眼稳定性是非常重要的，井眼的塌陷会导致井眼变形，继而影响水平段的钻井。
因此，在井眼稳定性方面，需要采取多项措施，包括优化测量井眼参数的方法、统筹考虑井眼形变和钻头与岩层的接触关系等。
另一方面，钻井过程中的流体控制也十分关键。
钻井液不仅需要满足冷却和润滑的功能，还需要具备可控的流量和压力，不会影响井壁稳定性和形成良好的井眼。
同时，给井底注入清洁工作液可提高工作效率，减少停井时间。
1. 井型设计和钻井方向确定：水平井的井眼垂直深度和水平段长度的选择是影响钻井质量和油气采收率的重要因素。
井型设计需要综合考虑地质、地理、物理等多方面的因素，根据不同的油气勘探目标，在确定井口与钻井方向时有针对性地设计井型。
2. 井壁稳定性控制：钻井过程中井壁稳定性的控制至关重要，否则将会产生严重的难题。
确定适合井眼的钻井液和固井材料，以及科学的地震观测是确保井壁稳定性的关键措施。
应采用先进的井眼断层识别技术，保持合理换向点距离能够有效地提高井眼稳定性。
3. 钻井流体的控制和管理：合理的钻井液设备和技术的选择可以优化流体循环，改善钻井效率，控制泥浆循环和孔隙压力，减少井壁塌陷的风险。
此外，还要严格管理钻井流体的使用，配备高效过滤装置，避免因使用污浊钻井液导致井面环境污染。
鱼骨状水平分支井钻井技术
（三）鱼骨状水平分支井完井技术
裸眼挂滤完井井身结构示意图
隔水管（打桩）： 套管：Φ1000mm×80m（入泥50m） 一开表层： 井眼：Φ444.5mm×401m 套管：Φ339.7mm×400m 水泥返深：井口
鱼翅井眼（100-150m长）采用裸眼完井
三开： 井眼：Φ215.9mm ×1880m 滤砂管：Φ158mm ×1870m 悬挂封隔器位置：与油层套管重叠30m.
在实钻过程中，每钻进完一个水平分支井眼就替入此种类型的完井
液，当主井眼完成后，主井眼内全部替入完井液。这种配方的完井 液具有很强抑制作用，完全可以避免地层的水化膨胀，确保井眼安 全，为保证主井眼筛管的顺利下入提供了条件。
（三）鱼骨状水平分支井完井技术
对于鱼骨状分支井主 井眼一般应用防砂筛 管完井，各分支井眼 采用裸眼完井的方式。
3
侧钻设计方案
裸眼侧钻
井深：3435.71m 垂深：2844.57m 井斜：91.2° 方位：210.80° 位移：658.15m
4
1
1
2
井深：3373.00m 垂深：2846.17m 井斜：92.72° 方位：209.72° 位移：595.64m
从井深3373.00m开始，
井深每上移100m，
侧钻一新井眼： 3273.00m，1号井眼
7、鱼骨状水平分支井轨迹控制技术
本井钻井施工采用地质导向钻井技术来控制井眼轨迹， 随钻测量自然伽马、电阻率曲线，调整井眼轨迹，跟踪 油层，以有效提高对地层的判别精度和井眼轨迹的控制
精度，从而提高实施效果。
电阻率测量点 伽马测量点 井斜方位测量点
钻头
螺杆钻具
9.82m 17.47m
电阻率短节
孤东9—支平1鱼骨状水平井钻井技术应用
孤东9—支平1鱼骨状水平井钻井技术应用为了提高稠油油藏的开发效果，最大限度解放油层，增加油层的泄油面积，胜利油田部署了孤东9-支平1水平分支井。
对该井井身结构、钻进方式、裸眼侧钻、钻具组合、施工效果等进行了详细的介绍，该井的成功为胜利油田稠油热采水平分支井技术积累了宝贵的经验。
标签：鱼骨状；水平分支井；分支井眼；裸眼侧钻；稠油热采鱼骨状水平井能够有效的提高采油速度、增加采收率、降低开发成本，优势相当明显。
在孤东9-平61块岩性圈闭稠油油藏中部署分支水平井，可以提高单井产量和储层、储量动用程度，从而提高孤东9-平61块的开发效果。
通过对该块油藏地质和油藏工程分析研究，认为馆上55小层具有水平井开发应用价值，并具有可操作性。
设计鱼骨状水平井井号为孤东9-支平1，设计有1个主井眼和4个分支井眼。
1 油藏地质概况孤东9-平61块位于孤东九区西南部，构造上处于孤南洼陷向孤东潜山披覆构造过渡带上，地层整体西南倾，构造较平缓。
距离该块南北不远处分别发育孤东281断层和孤东29断层，这两条断层断距大，延伸距离远，能有效沟通孤南洼陷生成的油气，因此馆陶组上段的河道砂体是该区良好的储层且具有良好的储盖组合，是形成岩性-构造、岩性油藏的良好场所。
孤东9-平61块砂体顶面构造形态总体上呈现北东高南西低的趋势，孤东9-支平1井附近馆上55小层油层顶面构造埋深为1403～1408m，附近馆上55小层砂体厚度为6～10m。
依据孔隙度渗透率测井解释结果，馆上55小层平均孔隙度32.5%；平均渗透率1921×10-3um2，储层物性比较好，为高孔高渗储层。
2 井身结构设计及主要施工技术难点2.1 井身主要结构设计为全面降低鱼骨状水平井油层主井眼和分支井眼钻井风险、满足稠油油藏开采需求，孤东9-支平1井鱼骨状水平井运用“Φ508.0mm-Φ273.1mm-Φ177.8mm”三层套管建成井身主体，φ273.1mm技术套管下至靶窗入口A点，主井眼水平段下入φ177.8mm精密滤砂管，使各个分支井眼完全实现裸眼完井的目标。
关于水平井钻井工艺技术措施探究
关于水平井钻井工艺技术措施探究水平井钻井工艺技术措施是指针对水平井的钻井过程，采用合适的技术措施，保证钻井作业的安全、高效、质量和节能的实施。
水平井钻井工艺技术措施包括以下几个方面。
一、井口准备井口准备指的是在开始水平井钻井之前的井口准备工作，包括下井前设备的准备、井口安全防范措施的落实，井口临时设施的调整和维护等。
这个过程中，要确保下井前的设备安全、齐全，井口安全设施完好，确保下井前的设备检查和测试。
同时，为了重视环保、做到节约能源，要合理安排蓄电池、油料等资源，并保证这些资源的使用寿命。
二、钻井技术管理钻井技术管理是指在钻井作业中，通过对各个环节的人员和设备的管理，保证钻井过程的高效且安全。
这部分重点在于管理人员和设备，即使出现问题，亦能快速迅速应变，确保钻井作业的高效和安全性。
在对钻井技术管理上，还要特别注意保证作业人员的技能培训，提高工作效率，使作业人员对钻井工艺流程和各种设备负责程度更高，从而减少可能的故障或意外事件。
三、钻井流程控制钻井流程控制是通过各种管理工具和技术手段，对钻井过程的各个环节进行科学，动态，和合理的控制。
这部分中，要注意对工况的掌握，以及对钻井过程中的问题的处理，保证钻井过程的顺畅和状况的可控性。
四、井底施工技术井底施工技术是针对井底，需要施工的部分，在保证安全的前提下，采用合适的技术措施进行作业，确保井底的施工顺利。
这部分包括井底施工设备和管柱的设计和管理，井底水平井的布局和测量，井筒外钻井固井的选择等方面，都是需要特别关注的。
水平井钻井工艺技术措施对于保证水平井钻井的高效，安全和质量，有非常重要的意义，缺失或不合理的措施，会增加钻井的成本，和工期，同时会使钻井过程的可控性更差。
因此，需要在钻井过程中，注意各个环节的的控制，以克服钻井过程中的困难和障碍，确保钻井工作的质量和效率。
水平井钻井工艺技术
水平井钻井工艺技术引言水平井钻井工艺技术是一种在油气勘探开发中应用广泛的技术，它通过在地层中钻探水平井段，能够有效地提高油气井的产能和采收率。
本文将介绍水平井钻井的一般工艺流程、钻井液的选择和使用、钻头的选择以及井底工具的应用等方面的内容。
一、水平井钻井工艺流程水平井钻井工艺流程是指从井眼设计到井下实施的一系列步骤，下面将介绍水平井钻井的一般工艺流程。
1.井眼设计：根据地层特征和油气开发需求，确定水平段的位置、井眼直径以及水平段的长短等参数。
2.井口施工：进行井口设备安装，包括井口套管的安装、井口井口防喷器的安装等工作。
3.钻井液工艺设计：根据地层特征和钻井液性能要求，确定钻井液的配方和使用方案。
4.钻探井段：根据设计参数，进行钻井液的循环、钻头的下钻、钻进、切换水平井段、控制钻头方位等工作。
5.装备井下工具：根据后续作业需要，部署井下工具，如测斜仪、导向器等。
6.钻进水平段：通过使用导向技术和井下工具，控制钻头沿设计轨迹钻进水平井段。
7.钻井结束：到达设定的钻井参数或达到设计钻井目标时，钻井工作结束，开始下一步的工作。
二、钻井液的选择和使用钻井液在水平井钻井过程中起到冷却、润滑、悬浮废屑和井壁稳定等重要作用。
选择合适的钻井液并正确使用是确保钻井过程顺利进行的关键。
1.钻井液的类型：常见的钻井液类型包括水基钻井液、油基钻井液和气体钻井液等。
根据地层特征、环境要求和工程经济等因素，选择适合的钻井液类型。
2.钻井液的性能：钻井液的性能包括流变性、密度、滤失性、PH值等。
根据地层特征和钻井目标，确定钻井液的性能指标，并进行钻井液调配。
3.钻井液的处理：钻井液采用循环使用，需要定期对钻井液进行处理，包括固相控制、饱和度调整和污染物去除等。
三、钻头的选择钻头是在钻井过程中切削地层的关键工具，选择合适的钻头能够提高钻进速度和钻头寿命。
1.钻头的类型：常见的钻头类型包括三刃钻头、平头钻头、带牙钻头等。
根据地层特征和钻井目标，选择适合的钻头类型。
关于水平井钻井工艺技术措施探究
关于水平井钻井工艺技术措施探究随着石油勘探的深入和技术的发展，水平井钻井技术逐渐成为一种常见的石油开采方式。
水平井钻井技术是指在地层中水平井筒轨迹成直线或曲线的钻井方法，其钻井井眼长度通常大于垂直井，横向扩展能力强，是提高油气开采效率的一种重要手段。
在水平井钻井中，为了保证作业安全和提高工作效率，需要采取多种技术措施，下面就水平井钻井工艺技术措施进行探究。
一、施工前准备1. 井址选择在水平井钻井工程中，井址选择是至关重要的。
井址的选择要考虑地质条件、水平段长度、目标层位、地质构造等因素。
通过综合分析这些因素，选择合适的井址，可以提高钻井成功率和资源开采效率。
2. 现场勘探在确定井址之后，需要进行严格的现场勘探工作。
主要包括地质勘探、地质灾害评价、地质构造解剖等工作，以确定具体的钻井方案和施工措施。
通过现场勘探，可以避免在施工过程中遇到地质灾害，最大限度地保障施工安全。
二、钻井工艺1. 钻具选择水平井钻井需要使用特殊的钻具，以适应水平井的钻井工艺。
一般常用的钻具有扩孔器、导向钻头、侧喷器等，这些钻具可以有效地帮助水平井钻井工艺，并有效改善水平井钻井环境。
2. 定向钻井在水平井钻井中，定向钻井是必不可少的环节。
定向钻井是指在垂直井的情况下，通过相应的测量和控制设备，使钻井井眼沿着设计轨迹倾斜或水平穿过地层的钻井方法。
定向钻井需要根据具体地层情况，采用不同的导向工具和控制手段，确保水平井的稳定性和准确性。
3. 井眼壁稳定由于水平井的特殊结构，井眼壁稳定是水平井钻井中一个极为重要的问题。
井眼壁稳定需要在钻井过程中采用适当的钻井液、注浆材料和加强措施，以防止井眼塌陷、漏水等情况的发生，确保井眼稳定和钻井安全。
4. 钻井液系统钻井液系统是水平井钻井工艺中的一个重要环节，它不仅要满足常规钻井液的功能，还需要满足水平井的特殊要求。
常用的水平井钻井液有高密度钻井液、低密度钻井液、凝胶钻井液、聚合物钻井液等。
通过合理选择和配置钻井液，可以有效地保证水平井钻井的顺利进行。
关于水平井钻井工艺技术措施探究
关于水平井钻井工艺技术措施探究水平井钻井是一种针对原油或天然气储层进行高效开发的技术手段。
水平井钻井工艺技术措施包括选井、定位、井眼稳定、导向测量、钻井液体系、井眼质量控制等内容。
本文将对水平井钻井工艺技术措施进行探究。
首先是选井。
选井是在生产井探测完钻井时，根据地质条件和开采计划确定水平井位置和井径。
选井时要注意以下几点：要根据目标油层厚度和产层砂厚、孔隙度等地质参数确定水平段长度；要避免选择断层带或者岩溶带等地质缺陷区域，以免影响水平段的稳定；要避开其他井眼的影响，保证水平井与普通井的堵剖面不发生干涉。
其次是定位。
水平井定位是指在选定水平段长度之后，通过技术手段确定水平井的走向和倾角。
常用的定位技术有测深定位和惯性测距定位等。
测深定位是利用测深资料确定钻井位置，是一种较为直接的方法；而惯性测距定位则是通过测量上下钻头的加速度和速度信息，通过计算获得钻头的位置，具有无需物理封堵的优点。
井眼稳定是水平井钻井中的一项重要技术措施。
由于水平井施工中井眼的形状特殊，井眼的稳定性容易受到影响。
需要采取措施保证井眼的稳定性。
常用的措施包括：增压井眼、使用合适的钻井液体系和适当的井壁处理等。
增压井眼是通过增大井眼内的压力，增加井眼周围的有效应力，提高井眼的稳定性；钻井液体系的选择要考虑到井眼稳定性，同时尽量减小井眼沉积物的影响；井壁处理可以采取喷液、下注浆等方法，强化井眼的稳定性。
导向测量是水平井钻井中一种重要的措施，用于测量井眼走向和倾角。
导向测量有很多种方法，如钻柱位移法、磁标法等。
钻柱位移法是通过测量钻柱在井斜段的位移来确定井眼的走向和倾角；磁标法是通过测量地磁场和井眼中磁标的运动轨迹来获得井眼的定位信息。
导向测量能够及时准确地反映井眼的走向，帮助工程师及时调整钻探方向，确保井眼钻进在合理的层位内。
钻井液体系也是水平井钻井中的关键技术措施。
钻井液体系要求具有良好的稳定性、润滑性和冷却性能。
稳定性是指钻井液体系在高温、高压条件下不发生水分散、沉降等现象；润滑性是指钻井液能够减小由于摩擦带来的钻具磨损；冷却性能是指钻井液能够有效地带走地层温度、减小钻具热烧损伤的可能性。
水平井钻井技术概述完整版
水平井钻井技术概述完整版水平井是一种井底部分或全部在地下水平方向延伸的钻井。
与传统的垂直井相比，水平井具有以下几个主要优点：首先，它可以增加井底与油气储层接触长度，从而扩大产能；其次，水平井可以改善油气的流动性，减少产量损失；此外，水平井还可以降低井底压力，减少地层综合损害，提高采收率。
水平井钻井技术主要包括以下几个步骤：首先，选择合适的位置进行水平井的定位。
选择水平段的位置通常是根据油气储层的特征进行确定，根据地质勘探资料和地质模型，选择对应的位置进行钻井。
其次，进行导向钻井。
导向钻井是将钻铤送到地下指定的位置，通过调整钻井方向控制井眼的走向。
导向钻井可以利用地磁、地震等物理方法，也可以借助于惯性导航系统和全站仪等工具进行。
第三，进行水平段钻井。
在导向钻井的基础上，继续在水平方向进行钻井。
水平段钻井通常使用高转速、低推力的钻机，采用连续循环钻井方法进行。
第四，完成井筒完井和测试。
在完成钻井后，需要进行井筒完井操作，包括套管下入、固井、开除砂器等，最后进行井筒测试，评估井筒和储层的产能。
水平井钻井技术在实际应用中有许多变种。
例如，曲线水平井是一种在导向钻井中添加一个弯曲部分的水平井形式，可以更好地适应地层的特点；多段水平井是在一个井筒中钻探多个水平段，以更好地发挥地层的产能；水平侧向井是一种特殊的水平井形式，可以在地层的侧向进行钻井；而水平井注水技术则是将水平井与注水技术结合起来，用于增强油气储层的压力，提高采收率。
总的来说，水平井钻井技术是一种现代油气开采中非常重要的技术，它可以改善油气的流动性，提高产能，减少开采成本。
随着油气资源的逐渐减少，水平井钻井技术将会得到更广泛的应用，并进一步改进和完善。
鱼骨状水平分支井钻井技术
1
多分支井TAML等级
2 3
4
发油气藏的理想井型。鱼骨状水平分支井是近
几年来在国内国外油田得到了较大范围的应用 井型，且属于多分支井的范畴。 复杂的水平井 简单的分支井
1、鱼骨状水平分支井的主要特点
-150 200 250 300
-A
CB26B-P1/1
350 400 450 500 550
6
-200
South(-)/North(+) [m]
一、分支井技术概述
大位移延伸井技术和旋转导向工具等与分支井技术的结合 掀起了海洋油气开发领域的一场革命。
1998年Wytch Farm油田创记录的M11井
由于仅需钻很少的井，降低了油田开发费用，使边际油 田、不具备单井开发价值的小油藏、圈闭区块、顶层油及剩 余油的开发成为可能。
一、分支井技术概述
桩1-支平1井
梁46-支平1井
TAML5
主井眼有套管,分支接合处 利用封隔器进行压力封隔
主、分支井眼有套管 分支结合处靠液压进行压力封隔 主井眼和分支井眼都可再进入 双管柱完井 适用于各种地层
TAML6
主井眼有套管靠井下分支装置 钻分支井和进行压力封隔
分支结合处可液压压力封隔 主、分支井眼均全尺寸通畅 双套管完井 适用于各种地层
内
一、分支井技术概述
容
二、钻鱼骨状水平分支井的有利条件
三、鱼骨状水平分支井钻井完井技术
关于水平井钻井工艺技术措施探究
关于水平井钻井工艺技术措施探究水平井是一种新型的钻探方式，它可以在地下油气储层中水平延伸，提高能源采集效率。
水平井的开采难度较大，需要较为精细的工艺技术和措施来保证井身的质量和生产效率。
下面将对水平井开采中的一些技术措施进行探究。
一. 钻井液的选择钻井过程中的钻孔液，在水平井钻井中起到至关重要的作用。
正确的钻井液选择，能够有效的保证钻井效率。
一般来说，水平井钻井中使用的钻井液有两种：泥浆和聚合物钻井液。
泥浆钻井是传统的钻井方式，具有良好的润滑性和冲洗性能。
然而，由于泥浆钻井液粘度较高，在水平井斜井段中很难维持稳定的环境。
因此，在一些情况下，需要使用聚合物钻井液。
聚合物钻井液主要由聚合物组成，其微小颗粒在地下难以沉淀，具有较好的稳定性。
并且，因为聚合物的低粘度特性，快速清洗井壁，从而减少了泥浆的使用，保证了更高的钻进速度。
二. 钻头设计和选择钻头在水平井钻井中发挥着至关重要的作用。
钻头的设计和选择将影响钻井的效率和钻井质量。
一般来说，钻头的形状和结构需要适应井眼形状和钻进速度。
目前，流线型和平头型的平头钻头应用非常广泛，有利于钻进深入井眼中的曲线和水平段，对钻进速度和孔隙质量都有良好的影响。
三. 钻进措施在水平井钻井中，钻进措施对钻机的效率和操作过程质量有着直接的影响。
常见的钻进措施包括：1. 小步钻进：小步钻进是钻井作业中非常重要的一环，通过适当的调整钻进速度和提高钻孔质量，可以保证井段的切削均匀性和钻进速度。
2. 长钻杆运行：钻井杆的长度对水平井钻井操作至关重要。
长钻杆运行方式可以有效的减少钻井完成的时间，提高钻井效率。
四. 压裂技术作为水平井钻井的一项重要技术，压裂技术能够极大地提高水平井的采集效率。
在压裂技术中，强力水压将液体灌注地下，通过大面积的液体压力释放切削动力，提高井壁的切削效率。
同时，压裂技术还可以通过按照一定的压力力度，使地下油气更容易被开采，进一步提高采集效率。
综上所述，水平井的开采过程需要多项技术措施的配合和完成。
煤层气羽状水平井的开采优化
[ 6 ] 吴晓东 ,张迎春 ,李安启. 煤层气单井开采数值模拟的研究 [J ]. 石油大学学报 ,2000 ,42 (2) : 47253.
图 6 不同分支长度产气量图
(修改回稿日期 2009211219 编辑 韩晓渝)
(上接第 39 页)
[ 27 ] HON EA E ,J O HNSON A M. Develop ment of sinusoidal and kink folds in multilayers confined by rigid boundaries [J ] . Tectonop hysics ,1976 ,30 (3/ 4) :1972239.
第 30 卷第 2 期 开 发 工 程
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煤层气羽状水平井的开采优化
张福东 吴晓东
中国石油大学石油工程教育部重点实验室
张福东等. 煤层气羽状水平井的开采优化. 天然气工业 ,2010 ,30 (2) :69271. 摘 要 羽状多分支井在煤层气开采中具有巨大的潜力 ,其井型的优化布置是多分支井成功开发煤层气的关键 。 目前在煤层气羽状多分支井产能预测和井型优化这方面的研究并不多 ,给现场生产造成了困难 。为此 ,以多分支井产能 数值计算方法为基础 ,研究了多分支井的分支角度 、分支间距和分支长度对产能的影响 。结果发现 :为了获得较高的产 能 ,多分支井的井筒应垂直于最大主渗透率方向 ;对于给定的煤层气藏 ,存在一个最优的分支间距 ,既能保证较大的控制 面积 ,又能保证分支间的互相影响 ;随着分支长度的增高 ,产气量也显著增大 ,但是考虑到煤层边界和井筒压降的影响 , 分支长度也应该有一个比较合理的值 。 关键词 煤层气 开采 羽状多分支井 角度 间距 长度 优化 类型 DO I :10. 3787/ j. issn. 100020976. 2010. 02. 017
水平井钻井工艺技术概述
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二、水平井剖面设计
4、两个不准确条件下的水平井轨道设计
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二、水平井剖面设计
4、两个不准确条件下的水平井轨道设计
• 造斜率准确而目标垂深不准确
在使用导向钻井系统的中、长半径水平井中，常 会遇到造斜率准确而目标垂深不准确的情况。
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二、水平井剖面设计
圆柱靶：即沿水平段设计井眼轴线的半径为R米的圆柱。
矩形靶：即纵向为a米,横向为b的长方体。
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3、水平井的基本类型
水平井的分类通常按造斜率（或曲率半径)分为三种类型： 长半径水平井：造斜率K<6°/30m，曲率半径R>300m。 中半径水平井：造斜率K=6°-20°/30m，曲率半径R=100-300m。 短半径水平井：造斜率K=5°-l0°/30m，曲率半径R=6-l2m。 造斜率K=1.5°-3°/（在6-18m）的过程中由垂直变为水平。
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二、水平井剖面设计
3、水平井双增形轨道设计
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二、水平井剖面设计
3、水平井双增形轨道设计
• 最优进入法设计双增轨道
最理想的进入点应该与窗口中心重合，设计的目 标井段应该与目标中心线重合。平行切线法做不到 这点。不同的实钻造斜率,就有不同的进入点。平 行切线法设计双增仇道，虽然可以保证进入点在窗 口以内，却无法使进入点达到最优。
• 剖面设计要求
可行的最简单造斜曲线是从造斜点井斜接近零度时开 始，以单一连续的弧钻进到90°井斜的单一均匀曲线。如 果马达造斜钻具增斜特性的变化小于水平目标区的容许误 差，那么这一设计便是最佳设计。由于大多数马达造斜钻 具增斜特性的变化和误差都大大地超过水平目标区的允许 误差。为了补偿这些变化和误差，就有必要在造斜井段设 计增加一段调节用的斜直井段。
水平井钻井工艺技术
水平井钻井工艺技术水平井钻井是现代石油工业中的重要技术之一，它能够在地下开采更多的油气资源。
水平井钻井工艺技术是指在垂直井眼中转向至水平方向并进行钻井的一套技术方案。
水平井钻井的工艺技术主要分为三个阶段：井底转向、钻进和完井。
井底转向是水平井钻井的第一步。
在垂直钻井过程中，利用测斜工具等设备来监测井眼的方位与倾角，并在需要转向为水平井的位置进行操作。
常用的方法有水泥跳变和电动驱动器等。
通过这些操作，使钻头转向至水平方向。
钻进是水平井钻井的核心环节。
在转向完成后，钻井作业人员会选择一种适合当前条件的钻具工艺，如常规钻头、定向钻头等。
在钻进的过程中，需要经常监测井眼的倾角和方位，以保证井眼一直保持在水平方向。
此外，还需要能够及时处理各种可能出现的问题，如井眼偏斜、井眼垮塌等。
完井是水平井钻井的最后一步。
在钻进完成后，会进行完井作业，包括安装套管、射孔和压裂等。
这些作业是为了确保井眼的完整性和油气的产出。
完井工艺可以根据不同的地质情况和开采要求进行优化设计，以提高井眼的完整性和产能。
水平井钻井工艺技术的发展为石油工业带来了巨大的进步。
水平井能够在相同的储量条件下提高油气的采收率，降低开采成本，并延长油田的寿命。
目前，水平井钻井技术已广泛应用于世界各地的油田，成为石油工程中不可或缺的技术之一。
总之，水平井钻井工艺技术是利用转向和钻进等操作在垂直井眼中开展水平井钻井的一套技术方案。
通过井底转向、钻进和完井等环节的有序操作，能够实现水平井的钻井与开采。
这一技术的应用使得油气资源能够更有效地被开发利用，为石油工业的进一步发展提供了有力支持。
随着水平井钻井技术的进一步发展，人们对该技术的应用范围和效果有了更深入的认识。
水平井钻井的主要优势在于其能够沿着油层产层延伸，与垂直井相比，可以最大限度地提高油气的采收率。
下面我们将就水平井钻井工艺技术的相关内容进行更详细的讨论。
首先，钻井工艺技术的不断优化，使得水平井钻井变得更加高效和安全。
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定向羽状水平井钻井工艺
定向羽状水平井技术适合于开采低渗透储层的煤层气,集钻井、完井与增产措施于一体。
其主要机理在于多分支井眼在煤层中形成网状通道,促进微裂隙的扩展,又能连通微裂隙和裂缝系统,提高单位面积内的气液两相流的导流能力,大幅度提高了井眼波及面积,降低煤层气和游离水的渗流阻力,提高气液两相流的流动速度,进而提高煤层气产量和采出程度。
一、钻井设备：
1.钻机、钻塔、钻铤和钻具。
2.造斜工具
中、长半径造斜工具（包括P5LZ165、PSLZ197、P5LZ120三种尺寸系列、多种结构规格的固定弯壳体造斜马达）和短半径造斜工具。
3.水平井测井仪器。
包括钻杆输送式、泵送式两种测井仪器和下井工具,以及湿式接头和锁紧装置等。
4.射孔工具。
包括旋转弹架和旋转枪身等2种高强度定向射孔枪和传爆接头。
5.完井工具。
包括金属棉筛管、新型套管扶正器及其它9种完井工具
6.铰接式钻具
羽状分支水平井的井眼轨迹是空间弯曲线,既有井斜的变化又有方位的变化,通常需要在钻铤或钻杆连接处加装一个具有柔性连接的铰接式接头。
这种接头具有万向节的功能,在一定角锥度范围内可以任意方向转动,同时具有密封功能。
此外,采用铰接式钻具组合,最大限度降低扭矩、摩阻和弯曲应力。
7.可回收式裸眼封隔器/斜向器
斜向器是分支井钻井的关键技术工具,对分支井的钻井起着至关重要的作用,它在分支点处引导钻头偏离原井眼按预定方向进行分支井眼的钻进。
煤层气钻进中的斜向器是可回收式带裸眼封隔器的,它由斜向器和封隔器两部分组成,斜向器的斜面上开有送入和回收的孔眼,用于施工作业中送入和回收斜向器,可膨胀式封隔器用于固定和支撑斜向器。
8.井眼轨道控制
由于煤层可钻性好,钻速快,单层厚度薄(3～6m),井眼轨迹控制难度大。
为将井眼轨迹控制在煤层内,可采用“LWD+泥浆动力马达”或地质导向钻井技术。
实现连续控制,滑动钻进,提高轨迹控制精度,加快钻进速度。
同时要避免井眼轨迹出现较大的曲率波动。
钻进中尽量避免大幅度变动下部钻具组合结构、尺寸和钻进参数,并控制机械钻速在一定范围内变化,防止井眼出现小台肩现象。
9.其它工具和装备。
例如专用取心工具、无磁钻挺、纺锤形稳定器等多种工具和装备。
二、材料：
钻井液：油基钻井液、水基钻井液、无土相钻井液和气基钻井液。
套管等。
三、工艺流程：
1.煤层气羽状水平井完井方法
分支井作为水平井与定向井的集成与发展，其技术难点不再是钻井工艺技术而是完井技术。
同水平井及直井相比，分支井完井要复杂的多，主要是分支井根部的连接密封以及分支井眼能否再次进入的问题。
目前，国外分支水平井的完井方法主要有三种：裸眼完井、割缝衬管完井和侧向回接系统完井。
裸眼完井较为常见，但易出现井壁坍塌等问题。
割缝衬管完井虽然能克服这一缺陷，但安装比较困难。
如果水平段的岩性比较硬可用裸眼完井或割缝衬管完井，一般较软岩石可用水平井回接系统完井。
实际操作中，可根据具体情况进行设计对于煤层气定向羽状分支水平井的完井方式，工艺较简单。
如要采用裸眼完井，直接投产。
2.钻出工艺
目前国外主要采用以下四种方法钻出分支井：
1）开窗侧钻
多采用可回收空心造斜仪器侧钻而较少采用段铣方法，目前可回收空心造斜器的回收率已大于95%，现已出现了集成的造斜器及铣刀，可通过一次起下钻作业完成造斜器的定向、坐放及套管开窗，如Sperry-Sun公司的RDS系统。
2）预设窗口
将一个特制的留有窗口的短节接到套管柱中，窗口由易钻的复合材料组成，下井后用专用工具打开窗口。
3）裸眼侧钻
运用封隔器及造斜器不仅能进行低边侧钻，也可以实现高边侧钻，
还可以直接进行裸眼侧钻，或打水泥塞，然后从水泥塞中造斜，或下裸眼造斜器进行侧钻。
4）井下分支系统（Down hole Splitter System）
这是一种集侧钻、完井于一体的多用途系统。
它便于在主井眼和分支井眼钻出后安装回接完井管柱。
3.钻井流程
1）定向井井位的确定
井位坐标要求：基本数同一般直井。
丛式井坐标需一同下发，以便作出丛式井整体设计。
注明各中靶点的坐标及垂直深度，提供最新井位构造图。
2）地面井口位置的选择
工程、地质设计及测量人员根据井位坐标和地面实际条件确定井口位置和井架整托方向（丛式井）。
井口位置选择尽量利用地层自然造斜规律。
多目标井井口位置在第一靶点和最后一个靶点联线的延长线上。
井架立好后需要进行井口坐标的复测。
3）羽状井设计
主水平井眼采用中、小曲率半径和“直—增—增—稳(水平段)”的连增复合型剖面,井眼轨迹圆滑、摩阻和扭矩小,造斜点选在煤层顶部砂岩上。
分支井眼采用中曲率半径和“增—稳”剖面,与主水平井眼呈45°夹角。
为使主水平井眼和分支井的位置最佳,垂直井段必须经过精心设计和钻进,要利用煤层上方压实砂岩进行裸眼造斜和稳定短半径弯曲井段,并达到良好的地层控制。
分支水平井眼钻井顺序是由下往上逐个分支钻成的。
工艺步骤如下。
(1)当钻完主水平井眼后,调整钻井液性能确保水平井段内岩屑清洗干净、无底边岩屑床,煤层井壁稳定。
(2)起出钻具,下入可回收式斜向器到预定分支点位置,定向后座封;然后下入带“LWD+泥浆马达+高效钻头”的钻具,侧钻出一个水平分支井眼。
(3)钻完第一个分支井眼后起出钻具,下入专用工具将斜向器起出;重复上述方法钻完设计分支井眼个数后裸眼完井。
四、增产机理及主要优点：
1.定向羽状水平井的增产机理
(1)增大解吸波及面积,沟通更多割理和裂隙定向羽状水平井突破了以往微小面积排水降压和裂缝内流体阻力大的束缚,通过多分支井眼进行了大面积的网状沟通,完全沟通了裂缝与割理系统(图1),使煤层内气体的解吸波及范围大大提高。
图1 不同类型井煤层气的供给范围比较
(2)降低区域内流体的流动阻力
分支水平井的地层水渗流阻力可按下式计算〔1〕,这里仅比较单一水平井、割理的渗流阻力。
式中:R为渗流阻力,MPa;L为分支水平井长度,m;K为地层渗透率, 10-3um为产层厚度, m;u为流体粘度,mPa·s;re为供给半径,m;rw为井筒半径,m;n为分支水平井井筒数。
2.定向羽状水平井的主要优点
定向羽状水平井技术特别适合于开采低渗透储层的煤层气,是低渗透储层煤层气开采技术的一次革命性进展,与采用射孔完井和水力压裂增产的常规直井相比具有得天独厚的优越性。
定向羽状水平井技术的优点主要有以下几点:①增加有效供给范围。
水平钻进400~600 m是比较容易的,然而要压裂这么长的裂缝几乎是不可能的,而且造就一条较长的支撑裂缝要求使用大型的泵注设备。
羽状水平井在煤层中呈网状分布,将煤层分割成很多连续的狭长条带,从而大大增加煤层气的供给范围。
②提高了导流能力。
压裂的裂缝无论长度多长,流动的阻力都是相当大的,而水平井内流体的流动阻力相对于割理系统要小得多。
分支井眼与煤层割理的相互交错,煤层割理与裂隙更畅通,就提高了裂隙的导流能力。
③减少了对煤层的伤害。
常规直井钻井完钻后要固井,完井后还要进行水力压裂改造,每个环节都会对煤层造成不同程度的伤害,而且煤层伤害很难恢复。
采用定向羽状水平井钻井完井方法,就避免了固井和水力压裂作业,这样只要在钻井时设法降低钻井液对煤层的伤害,就能满足工程要求。
④单井产量高,经济效益好。
采用定向羽状水平井效益,也充分地利用了资源。
⑤有利于环境保护。
钻定向羽状水平井的井场只相对于常规井的三分之一,占地面积很小,在煤层侧钻水平井,便于绕过山地、沼泽和重要建筑物。