侧钻水平井
侧钻水平井钻井技术
3、几何曲率与极限曲率的对比 修正的三点定圆法所计算的几何曲率与按力学分析所计算的极限曲率都非常 接近。 4、侧钻水平井轨迹控制工艺 （1）大弯角高造斜率螺杆钻具在套管内的通过度问题 （2）造斜段施工控制工艺，在侧钻工具造斜率的选择时，一般采用宁高勿 低的原则，将扭方位作业放在井斜较小的造斜初始井段，由于工具的造斜率 高，井斜的测量值滞后，在螺杆钻具的工具面摆放时一定要考虑这一因素。 （3）水平段施工控制工艺，由于井眼造斜率又高，所以，一般来说不开动 转盘为好。以防产生钻具事故和损坏昂贵的MWD测斜仪。对于钻屑床问题， 可采用短起下和适当地以低转速转动转盘钻井，以破坏钻屑床。 （4）用铰接螺杆钻具钻短半径水平井 （5）中短半径水平井井眼测量技术 有线随钻测斜仪测量技术，需要测量技术人员有良好的专业技术素质和丰 富的现场经验。 MWD测量技术，先进高效，由于小尺寸的MWD价格较昂贵，操作成本高一 些。
2、段铣和斜向器开窗的适用范围
斜向器开窗主要适用于浅井、地层较疏松的井、原井井下情况复杂、开窗 部位存由多层套管和侧钻点处井斜较大的井。由于段铣开窗工艺技术易掌 握，成功率高，因此，用得更多一点。根据“九五”期间，胜利油田和辽 河油田的统计，段铣开窗用得多一点。
（三）、钻柱设计、钻头选择和钻井参数设计
4、探油顶段设计
（二）、侧钻水平井开窗工艺选择
1、段铣和斜向器开窗的工艺特点
段铣： 优点：工艺技术易掌握，成功率高； 可用常规的测量仪器定向，磁干扰小，有利于井眼轨迹控 制。 缺点：段铣后需要打水泥塞，时间相对要长一些； 若碰上硬地层，一开始侧出新井眼较费劲。 斜向器开窗： 优点：如果磨铣工具能一次完成磨铣和将窗口扩大到要求的尺寸， 则 施工过程相对简单，起下钻次数少； 侧钻点处的套管固井质量情况和地层的情况对侧钻的影响小 缺点：需用陀螺定向； 侧出新井眼后，在定向过程中有磁干扰。 施工的可靠性以及对开窗以后后续的钻井过程的安全性差。
侧钻井、侧钻水平井现场应用技术研究
（二）斜向器等开窗工具研制、开窗 方法优选、优选侧钻水平井开窗工具
目前比较理想的斜向器性能参数为： 1、具有φ124mm弧面； 2、斜面夹角≤3º； 3、最大外径≤116mm； 4、具有自锁性能的斜向器固定机构； 5、送入钻压≥9KN； 与之匹配的开窗铣锥性能参数为： 1、最大外径120mm； 2、最大外径稳定长度为300mm左右； 3、前端外径：φ80mm； 4、磨铣钻速：60rpm； 磨铣钻压：5-10KN。
（二）斜向器等开窗工具研制、开窗 方法优选、优选侧钻水平井开窗工具
2.3磨铣材料在钢体上的排列方式设计 磨铣材料选用了方块和螺旋排列结合的排列方式。 设计特点： 1）碎硬质合金是以尖角与套管接触的形式，易吃入 套管体内，可以提高磨铣速度。 2）碎硬质合金设计为右螺旋的结构形式，螺旋升角 较大，能连续接触套管和斜向器，工作平稳，不卡挂套 管及斜向器，防止出现井下复杂事故。
（二）斜向器等开窗工具研制、开窗 方法优选、优选侧钻水平井开窗工具
卡环机构
（二）斜向器等开窗工具研制、开窗 方法优选、优选侧钻水平井开窗工具
1.3性能参数及结构原理 性能参数：
序号 1 2 3 4 5 6 7
性能及参数 工具最大外径
工具总长 适用套管 连接螺纹 卡瓦动作钻压 丢手丢开钻压
解脱力
139.7mm造斜器 115mm 5460mm
第四部分
研究内容
（一）根据油藏分布，进行侧钻水平井剖面设计
在设计轨迹时，在满足钻井目的的前提下， 应尽可能选择比较简单的剖面类型，力求使设计的 斜井深最短，以减少井眼轨迹控制的难度和钻井工 作量，有利于安全、快速钻井，降低钻井成本。
（一）根据油藏分布，进行侧钻水平井剖面设计
1、侧钻点的选择 1）造斜点应选择在比较稳定的地层，避免在岩石破碎 带、漏失地层、流砂层或容易坍塌等复杂地层，以避免出 现井下复杂情况，影响侧钻施工。 2）应选在可钻性较均匀的地层，应避免在硬夹层定向 造斜。 3）造斜点的深度应根据设计井的垂直井深、水平位移 决定，并要考虑满足采油工艺的需要。设计垂深长应既充 分利用原老进眼，又减少了裸眼钻进井段；若垂深短则会 增加裸眼钻进长度及下固尾管技术难度。因此要综合考虑 造斜点的深度，满足侧钻需要，实现少投入的侧钻目的。 4）选择造斜点位置应尽可能避开方位自然大的地层， 以免影响侧钻设计方方位。
水平井侧钻水平井技术
水平井侧钻水平井技术
长城工程技术研究院 2011.6
长城钻探公司辽河工程技术研究院
中国石油
提
纲
一 水平井钻井技术
二 侧钻水平井技术
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中国石油
一、水平井钻井技术
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1.1 概述
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定向井/水平井/大斜度井就钻井工艺而言属同一范畴，即都是从一定的
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Ⅱ 井下动力钻具
具代表意义的井下动力钻具的发展是井下动力马达。
近5年来，井下动力马达的发展取得了长足的进步，其主要 进步包括：大功率的串联马达及加长马达，转弯灵活的铰 接式马达，以及用于地质导向钻井的仪表化马达。 其它进步方面包括：为满足所有导向钻具和中曲率半 径造斜钻具的要求，用可调角度的马达弯外壳取代了原来 的固定弯外壳；为使马达获得更大弯曲度，在可调角度的 弯外壳和定子之间使用了被-铜柔性衬里；为了获得更好的 不定向测量，用非磁性马达取代了磁性马达。
能独立制造不同规格、
级数的单弯和双弯马达 (100-200小时到200小时
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Ⅲ 导向钻井及轨迹实时控制
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水平井钻井工具最重要发展趋势之一就是水平井
钻井进入旋转导向钻井方式。井下钻井马达为水平井
钻井提供了基本能力，可转向井下钻井马达应用提高 了井眼轨迹控制能力，减少了起下钻次数。 旋转导向钻井系统分两类：一是使用自动定向机 构系统，另一类是靠人工进行定向的系统。两类都靠
• 区块剩余油分布规律研究与井位优化部署
• • • • • • • • •
井眼轨迹优化设计与完井方式优选技术 钻具组合优选与井下动力钻具合理应用技术 井眼轨迹控制与三维绕障防碰技术 随钻测量与数据实时处理技术 现场地质跟踪导向与待钻井眼轨迹预测技术 防卡、防漏、保护油层的钻完井液技术 热采稠油和高凝油藏筛管完井技术 水平段固井或上部套管固井下筛管完井技术 安全钻进技术
石油工程技术 官50-XKH小井眼侧钻水平井施工案例
官50-XKH小井眼侧钻水平井施工案例1开窗侧钻实施情况官50-XKH井是1997年7月大港油田完成的一口在φ139.7mm套管内开窗侧钻的中曲率半径侧钻水平井。
该井由大港油田第二钻井公司20136钻井队承钻，大港定向井公司提供井眼轨迹控制及所需专用工具和测量仪器的服务。
由于井眼尺寸小(φ120mm），各种下井工具尺寸受限制，使施工难度大大增加。
1.1侧钻水平井设计简况（见表1）表1侧钻水平井设计剖面类型双增稳剖面目的层沙一下，油顶1758m，油底1766m设计井深1970m设计垂深1764.72m造斜点1469m设计方位231.49°第一增斜段造斜率9°/30m第二增斜段造斜率10.8°/30m设计水平段入口垂深1760m允许偏差±1m设计水平段入口方位231.49°允许偏差±5m 设计井底垂深1766m允许偏差±2m设计井底方位231.49°允许偏差±10m靶前位移156m水平段长138m水平段并斜角88.28°完钻总水平位移294.83m1.2侧钻水平井的施工情况官50-XKH侧钻水平井于1997年2月20日搬迁.1.2.1第一次开窗采用套管锻铣方式，锻铣井段1580～1610m。
由于锻铣井段井径扩大比较严重，铁屑和岩屑不能返出地面，影响了此处的水泥胶结质量，侧钻定向时就遇0.5m放空井段。
增斜到井深1776.3m处起钻换钻头时，锻铣处发生井塌，下钻无法找到老眼，第一次开窗失败。
1.2.2第二次开窗采用斜向器开窗，窗口位置1529.1～1533.5m，下动力钻具时钻头无法通过窗口，修窗时铣锥落井，导致第二次开窗失败。
1.2.3第三次采用斜向器开窗，窗口位置1469.4～1472.8m，开窗成功。
第3次侧钻6月26日22:23开始，定向增斜于6月25日钻头准确进入水平段窗口（1864.3m），6月26日在井深1871.39m处发生井漏，漏失钻井液60m3，堵漏后井眼出现缩径，划眼顺利后钻进，于7月11日钻至井深1970m完钻，钻穿油层150m，水平段长139m。
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
侧钻水平井工程设计模板
构造：AAA背斜构造中部井别：采油井井型：短半径水平井BBB井钻井工程设计CCC油田公司设计名称：BBB井钻井工程设计设计单位：DDD公司钻井工程技术研究院设计中心工程设计人：ABCDE日期：2013.04.16 设计单位审核人：日期：设计单位技术负责人：日期：FFF采油厂批准人：日期：目录1 设计依据 (1)1.1 设计依据 (1)1.2 油田概况 (1)1.3 BBBB井基础资料 (1)1.4 钻关要求 (4)2 技术指标及质量要求 (5)2.1 井身质量要求 (5)2.2资料录取要求 (5)2.3施工过程要求 (5)3 工程设计 (7)3.1 井身结构设计 (7)3.2 井眼轨迹设计 (8)3.3 钻机选型及钻井主要设备 (13)3.4 钻具组合设计 (14)3.5 钻井液设计 (15)3.6 钻头及钻井参数设计 (15)3.7 油气井压力控制 (16)3.8 施工步骤要求及注意事项 (16)3.9 钻井进度计划 (19)4 健康、安全与环境管理 (20)5 设计变更 (20)6 完井提交资料 (20)1 设计依据1.1 设计依据1.1.1 BBB井钻井地质设计及FFF采油厂的试验要求；1.1.2 《钻井设计编制规范》、《吉林油田钻井井控实施细则》、《×××井钻井工程设计》格式样本等有关技术规范和标准。
1.2 油田概况1.2.1 构造、断层特征1.2.2储层物性特征高台子油层有气顶，有纯气层，存在气顶和气层气。
天然气相对密度为0.5885~0.8215，平均0.7118。
天然气主要成份：CH4：70.03~93.54%，平均81.38%，CO2：1.25~25.90%，平均14.74%，N2：0.55~5.65%，平均3.75%。
红岗油田高台子油层地层水为高矿化度的NaHCO3型水。
地层水总矿化度为19073.88～65561.88mg/l，平均31270.58mg/l，水的相对密度为1.0097，PH值平均为7.8，呈碱性。
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
侧钻水平井面临的技术难点解析
侧钻水平井面临的技术难点解析近年来随着塔河油田（西北局油田分公司）勘探开发的进一步深入，一些相对成熟的钻井新技术新工艺已成功运用到钻探施工中，其中侧钻水平井因其经济效益高，投入相对低等因素被广泛应用到油田的开采和勘探开发中。
结合实际施工过程，从技术方面就侧钻水平井遇到的难点问题进行了简单的阐述与分析。
标签：油藏；孔道；开窗；摩阻1井身轨迹难以控制对钻具组合要求很高侧钻水平井井身结构中主要有4种制式的结合，即直、增、稳、平，我们一般可按下部地层情况和储层靶点设计要求，设计其结构类型，如直-增-稳-增-平，直-增-平等等。
因造斜段处造斜率大，井眼轨迹不易控制，可能导致脱靶。
另外，侧钻水平井的井眼曲率比普通定向井要高得多，造斜的难度要大得多，需要水平井特殊的造斜工具。
这一方面要求精心设计其水平轨道，一方面要求具有较高的轨迹控制能力。
综上，侧钻水平井对钻具要求很高。
2钻头选型较难掌握要合理使用以提高机械钻速钻头选型的正确与否将对钻井队提高机械钻速，缩短钻井周期并节约成本和增创效益起着至关重要的作用。
争对不同地层选择适合的钻头选型和水眼，并配以合理的钻井参数将能最大限度的提高钻头水力参数效能，充分发挥钻头的使用功用，以此提高机械钻速。
在施工中我们主要是靠两方面来进行考虑如何选择怎样的钻头类型。
一是靠工程设计和地质设计中的相关要求和地层情况进行分析选判。
二是主要靠常年侧钻施工中不断积累的经验进行选择，它以钻头使用数据进行参照对比，因此具有一定的科学理论依据。
3钻井液体系要实时维护确保施工顺利进行3.1携岩洗井钻井工程上应保证足够的排量、一定的旋转钻具洗井和短程起下钻次数；钻井液应保证具有优良的流变性，以便于自如地进行调整，满足不同井斜角区域的携岩要求，确保不形成岩屑床，保持井眼清洁。
3.2减阻防卡一般侧钻施工中侧钻点较深，侧钻后增斜、水平段钻进等作业项目多，起下钻次数多，停钻时间长，易发生卡钻事故，故提高钻井液的润滑能力是保证侧钻井井下安全的关键问题。
侧钻水平井技术及应用
侧钻水平井技术及应用侧钻水平井技术是一种在地下开展水平钻探的方法，它是传统垂直钻井技术的一种变体。
侧钻水平井技术的应用广泛，涉及领域包括石油勘探开发、地热能利用、环境工程、水利水电等多个领域。
侧钻水平井技术的原理是通过在井下将钻杆沿着一定的水平方向引导，实现垂直井身转向成水平或略带倾斜的状态，从而在地下形成一系列水平井段。
侧钻水平井可以通过在目标层位进行导向钻进，使得井底位置可以在沿井眼方向上进行相对稳定的偏移。
这种井的性质导致了许多优势，包括增大井段接触面积，提高采收率；提高水平或近水平井段的生产能力；减小油藏压力，提高油井产量；降低井下设备的运行风险等。
侧钻水平井技术的操作主要包括导向钻、侧钻、水平打井等工序。
导向钻是在垂直井管内放置一定的导向工具，通过旋转和推拉操作，使得该导向工具能够使钻杆按一定的倾斜角度与垂直井眼产生相对位移。
侧钻是在导向钻井操作完成后，向井底方向延伸，使得井眼俯仰角度逐渐变小，直至水平。
水平打井是在侧钻完成后，使得井眼与钻井方位保持基本不变，井身水平延伸的过程。
这些操作需要精确的测量控制和工艺参数控制，以确保井段的水平性。
侧钻水平井技术的应用非常广泛。
在石油勘探开发中，侧钻水平井可以增加油气藏的曝露面积，提高油气开采率，特别适用于深水、油页岩和低孔隙度、低渗透度的油藏。
在地热能利用中，侧钻水平井可以提高地热能的开采效率，降低设备成本，增加项目经济性。
在环境工程中，侧钻水平井可以用于地下水采集和地下水污染治理，提高地下水采样的精确性和效率，并减少对地上环境的干扰。
在水利水电领域，侧钻水平井可以用于探寻地下水源，以及地下河道的勘测和开发。
总的来说，侧钻水平井技术是一种能够实现地下水平钻探的方法，它具有许多优势和广泛的应用领域。
随着技术的进一步发展，侧钻水平井技术在资源勘探开发和环境工程等领域的应用将会越来越广泛。
侧钻水平井工艺技术
侧钻水平井工艺技术侧钻水平井工艺技术是一种在井筒中横向钻探和开采油气资源的方法。
与传统的垂直钻井相比，侧钻水平井能够有效地提高油井采收率和产量，具有重要的经济和技术价值。
侧钻水平井的工艺技术主要包括钻井、固井、完井和生产等环节。
首先是钻井阶段，侧钻水平井通常是从现有的垂直井中侧向钻入地层。
这样的设计可以最大限度地增加井壁与地层接触面积，提高采油效果。
在钻井过程中，需要使用特殊的侧钻井钻头和导向工具，以确保在井筒中有效地钻探。
此外，还需要采用合理的钻探参数，如转速、钻压和冲洗液的流速和压力等，来确保顺利钻进。
钻完水平段后，需要进行固井操作来加固井筒。
固井是为了防止井筒在钻探过程中崩塌，保护钻孔的完整性，并防止地下水和油层混合。
固井常常使用水泥和钢管，将其注入井筒并形成坚固的井壁。
固井操作的关键在于选择合适的水泥配方和注入压力，以确保固井质量。
完成固井后，需要进行井筒完井。
完井是指在水平井中安装各种完井设备，如套管、防喷器和产能工具等。
这些设备是为了控制井筒的流体流动和产量。
在完井过程中，需要进行严格的施工质量控制，确保设备的正确安装和操作。
最后是生产阶段。
一旦生产设施准备就绪，就可以开始进行油气的开采。
由于侧钻水平井的设计和施工，使得生产更加高效和顺利。
在生产过程中，还需要根据井底压力和油井形态，合理选择抽油机和注水设备，以达到最大的开采效果。
综上所述，侧钻水平井工艺技术是一项复杂而关键的油藏开发技术。
通过合理的设计和施工，侧钻水平井可以提高油井采收率和产量，有效地开发油气资源，对于能源行业的发展具有重要意义。
侧钻水平井工艺技术的发展与油田开发的需求密切相关。
在传统的垂直井开采中，井底压力逐渐下降，导致油井采收率逐渐降低，产量减少。
而侧钻水平井则能够有效地改善这一状况，提高油井的生产能力和采收率。
侧钻水平井的一个关键特点是可控定向钻井技术。
通过使用特制的钻井工具和导向工具，使井筒能够沿着特定方向钻探。
短半径侧钻水平井技术
由保护接头、壳体、切断报知装置、活塞总成、 弹簧、刀 片、下稳定器等组成。
结构设计特点
•段铣器有六个刀片，可同时伸出切割或磨铣 •采用水力活塞结构，设计有切断报知装置 •段铣器下部增设稳定器，保证工作平稳 •切削元件为新型合金，设计有断屑槽和刃前角 •刀片钢体设计独特，焊接可靠
开窗工具
包括套管开窗地锚斜向器和铣锥。 （1）一体式地锚斜向器 由护送器、斜向器体、地锚总成等部分组成， 地锚总成由悬挂系统、液控系统组成。
马龙 磁定 电源 微机 陀螺电 陀螺 减震及 头 位 仓 仓 路仓 仓 引斜
（2）性能参数
• 可测参数：井斜角、方位角、工具面角、工作温 度、磁定位。
• 测量范围与精度： 方位角：0～360，误差≤3 井斜角：0～90，误差≤0.5 工具面角: 0～360，误差≤1
• 工作温度: -20℃～125℃ • 抗冲击: 50g • 每≤1米设一个挠性接头，每接头弹性变化角 度0～3 • 电缆通讯采用曼彻斯特半双工方式，由单芯电 缆完成。
（4）铰接总成设计
•铰接动力钻具的显著特点，是一种可以在通过轴线的任一 平面上弯曲活动，又能传递周向扭矩的机械结构 •预载结构设计，密封油脂润滑
速率陀螺测斜仪
速率陀螺是通过测量地 球自转角速度来直接测量 方位，优点是：
•测量精度高、不漂移 •体积小 •抗震性能好
系统框图
便携机 打印机
接口箱
井下仪
（2）铣锥 由接头、柱状体、锥 体三部分组成。特点是 左旋形状，磨铣平稳， 不挂窗口，不卡斜向器。 一次下钻即可完成全部 开窗作业
造斜、稳斜钻头研制
（1）造斜钻头结构的特点 a)采用浅内锥冠部形状 b)短冠部、短保径 c)加强了外边缘部位切削 齿的密度及出露高度
侧钻水平井工艺技术
侧钻水平井工艺技术引言侧钻水平井工艺技术是石油钻探中的一种重要技术，它可以有效地提高油气井的采收率。
本文将详细介绍侧钻水平井工艺技术的定义、工艺流程、适用条件及优势等方面内容。
定义侧钻水平井（Sidetracking Horizontal Well）是指在原有的垂直井钻探的基础上，通过侧钻技术，在一定井段内改变钻井方向，使井身与目标层位平行，从而增加水平井段的长度，提高产能和采收率。
工艺流程侧钻水平井的工艺流程主要包括以下几个步骤：1.地质勘探与目标层位确定：根据地质勘探资料和实地勘探，确定适合侧钻水平井的目标层位。
2.钻井准备：进行垂直井的钻探前准备，包括选定钻井设备、配置钻具、钻井液等。
3.垂直井钻探：按照常规钻井方法进行垂直井的钻探。
4.侧钻操作：在目标层位上方的一定井段内，使用侧钻工具改变钻井方向，开始侧钻操作。
5.水平井段钻探：在侧钻操作后，继续进行水平井段的钻探，使井身与目标层位平行。
6.完井与生产：在完成水平井段的钻探后，进行完井作业，并进行生产测试及调整。
适用条件侧钻水平井工艺技术适用于以下情况：1.目标层位具有较大的油气产能。
2.目标层位位于复杂地质构造中，垂直钻井难以达到。
3.需要增加井段长度，提高采收率。
4.需要增加生产能力，提高油气产量。
优势侧钻水平井工艺技术相比传统的垂直井钻探有以下优势：1.提高采收率：通过增加水平井段的长度，有效提高目标层位的采收率。
2.增加产能：水平井段的大面积接触目标层位，可以大幅度提高产能和油气产量。
3.降低开采成本：与传统垂直钻井相比，侧钻水平井可以在相同井身长度下得到更多的有效井段，从而降低了开采成本。
4.应用广泛：侧钻水平井技术在石油工业中已经得到广泛应用，成熟稳定。
结论侧钻水平井工艺技术是石油钻探中的一种重要技术，它能够有效提高油气井的采收率，并且具有增加产能和降低开采成本等优势。
在适当的地质条件下，侧钻水平井是一种可行且有效的钻探方法，对提高油气产量具有积极作用。
侧钻井技术
国外状况
90年代美国几种钻井新技术发展速度对比
开窗侧钻常用钻机
修井机 小型钻机 连续油管作业机
国内侧钻井发展概况
国内从50年代末、60年代初开始试验研究 套管侧钻钻井技术。经历了非定向侧钻、定向侧 钻到侧钻水平井三个发展阶段。
•玉门 •新疆 •辽河
胜利油田自1990年侧钻第一口井永12－侧12井以 来， 陆续进行了侧钻井挖潜试验，到97年共侧钻21口 井，其中7口井投产获得成功。
复测轨迹数据 闭合方位 （度） 位移（米） 327 41 181 58.5 259 52 18 93
重新认识了油水关系及开发动态矛盾，发现在主力油层沙
二6-7尚有较大潜力，侧钻井井数由原来的1口增加到4口，增 加 可 采 储 量 4x104t ， 初 增 油 能 力 89t/d ， 采 油 速 度 提 高 了 9.5%，综合含水下降了15.6%，开发效果显著提高。
3）井眼准备
⑴接井。检查井口配件，清点数量，有无损坏及损坏程度 。 含采油树、阀门、压力表等。 ⑵洗井或压井。根据地层压力，确定压井液密度，对油井 进行压井。 ⑶起管柱。拆卸井口，起出井内抽油杆油管等。 ⑷安装封井器。 ⑸下钻通井。选择与套管相符的钻头通井至窗口以下30米 。 ⑹打水泥塞。在窗口以下10米处打水泥塞，防止井漏或井 涌。 ⑺下钻通径。用通径规检查套管有无变形或损坏。 ⑻套管试压。用泥浆泵试压检查套管是否有损坏或漏失。
3）优化轨迹类型、侧钻点、造斜率和开窗侧钻方式
直井段－侧钻段－增斜段 适合于开窗点距目的层在200米以内、水平位移不 大的侧钻井 直井段－侧钻段－增斜段－稳斜段
轨 迹 类 型 优 化
适合于开窗点距目的层较远、水平位移较大的侧钻井；
直井段－侧钻段－增斜段－稳斜段－降斜段
石油工程技术 红南XCP 井双层套管开窗侧钻水平井实例
红南XCP井双层套管开窗侧钻水平井实例对那些采用常规修井作业措施难以修复的油水井，实施井下开窗侧钻不失为一种有效的修井措施。
开窗侧钻也是解决复杂事故报废井再利用问题的一种新途径。
成功的侧钻作业既能使老井焕发青春，提高油井利用率，又可以延长油井的无水开发期，改善驱油效果。
另外通过侧钻可以有效地开发老油田的剩余油和使低渗油藏得以高效开发。
吐哈油田红南XCP井是国内第一口双层套管开窗侧钻水平井，其开窗磨铣、井眼轨迹控制、固井质量、钻井周期、机械钻速等技术指标均达到国内同类井先进水平，为今后有效开发高含水井，提高油气产能提供了新的途径。
1工程设计1.1钻井设计侧钻水平井的剖面类型设计为：直（老井）—增—稳（平）三段制。
剖面基本数据见表1。
表1井眼轨迹剖面分段设计数据井深（m）井斜（°）方位（°）垂深（m）视平移（m）N坐标（m）E坐标（m）造斜率[（°）/30m]1300.430145.671300.4300001451.6289.7145.671397.0096.07—79.1454.4517.81642.5989.7145.671398.00287.02—236.47162.7001800.0089.7145.671399.00444.44—366.14251.930水平段控制及完钻原则：水平段设计为A、B、C段,钻进时尽量走靶盒上限,如钻遇上覆泥岩,视情况决定是否完钻。
1.2完井设计采用造斜段φ88.9mm尾管和水平段φ88.9mm筛管组成完井管柱,悬挂于φ139.7mm套管的方式完井,采用上固下不固碰压方式固井。
1.3钻井液设计基于吐哈油田已钻的φ139.7mm套管侧钻定向井和水平井的成功经验,结合红南X块地质情况,选用低固相聚礦钻井液体系。
1.4主要技术难点1.4.1该井为双层套管开窗,套管钢级较特殊。
1.4.2水平段垂向要求控制在±1m,设计水平段350m。
辽河欢623鄄馆H7CH浅层侧钻水平井钻井技术
辽河欢623鄄馆H7CH浅层侧钻水平井钻井技术【摘要】辽河欢623鄄馆H7CH浅层侧钻水平井钻井技术是一种新型的钻井技术，具有以下特点：施工工艺简便、安全高效，钻井速度快，井眼质量好。
该技术的优势在于可以有效减少钻井成本，提高采油效率，降低钻井风险。
辽河欢623鄄馆H7CH浅层侧钻水平井适用于油田、天然气田等多个应用领域，具有广泛的市场需求。
未来，该技术有望在油气勘探开发中发挥更大作用，为行业带来新的发展机遇。
辽河欢623鄄馆H7CH浅层侧钻水平井钻井技术在提高产能、降低成本方面具有巨大的潜力和前景。
【关键词】辽河欢623鄄馆H7CH浅层侧钻水平井钻井技术、概述、特点、施工工艺、优势、应用领域、发展前景、总结。
1. 引言1.1 辽河欢623鄄馆H7CH浅层侧钻水平井钻井技术概述辽河欢623鄄馆H7CH浅层侧钻水平井钻井技术是一种新型的钻井技术，旨在提高油气井的产量和开采效率。
这项技术通过在井眼的水平部位进行侧钻，可以有效增加井底与油层接触的长度，提高油气开采率。
辽河欢623鄄馆H7CH浅层侧钻水平井钻井技术在国内外得到了广泛的应用和认可。
该技术的主要特点包括：井眼水平段长，井底与油层接触面积大，钻井成本低，可靠性高，适用范围广等。
通过优化设计和施工工艺，可以实现井底地层的有效开采，提高油气井的效益。
2. 正文2.1 辽河欢623鄄馆H7CH浅层侧钻水平井的特点该技术具有钻井方向灵活性强的特点。
因为侧向钻井技术可以根据具体地质条件和油气藏情况，调整钻井方向，使得钻井路径更加灵活多变。
这种特点可以有效地提高钻井效率和油气开发的成功率。
辽河欢623鄄馆H7CH浅层侧钻水平井的油气采收率高。
通过水平井技术，可以有效地增加井底储量的开采面积，提高地层有效渗透率，从而提高油气的产量和采收率。
该技术可以减少井距。
由于水平井技术的应用，可以在相对较小的面积内开采更多的油气资源，从而减少了井数和井距，减小了油气开采对地面环境的影响。
套管开窗侧钻水平井技术
套管开窗侧钻水平井技术小井眼开窗侧钻水平井技术是在定向井，水平井，侧钻井，小井眼钻井技术基础上发展起来的一种综合钻井技术，利用该钻井技术可以使停产井，报废井，低产井，套损井等复活。
近年来，我公司技术人员围绕套管开窗侧钻水平井的技术难点，开展了专项技术攻关和现场实践，成功地在国内油田实施了几口套管开窗侧钻水平井，形成了一套相对成熟的小井眼开窗侧钻水平井钻井技术。
本文主要论述了我们的侧钻水平井钻井工艺、侧钻水平井完井工艺及施工技术要点。
标签：斜向器；套管开窗；侧钻；钻井液；筛管完井1、应用背景1.1 地质特点经过三十多年的勘探开发，国内老油田已整体进入高含水开发后期，井网控制区主力层已严重水淹，剩余油主要分布在物性相对较差的二三类储层、近断层滞留区、断块复杂带、大厚层韵律变化段和平面注采不完善区。
由于老油田井网密度大，依靠打直井来增加控制、动用储量、提高采收率的经济效益越来越差。
1.2 开窗侧钻水平井的技术优势实施开窗侧钻水平井挖潜具有以下四个方面的优点：与普通侧钻定向井、新钻直井相比，开窗侧钻水平井单井控制可采储量大、产量高、投资效益高；与直井及水平井比较，侧钻水平井布井灵活，有利于充分控制、动用油藏剩余油，提高采收率；与水平井比较，在同等增储增产效果下，侧钻水平井具有钻井投资较少、风险降低、回收短的优势。
2、侧钻水平井钻井工艺2.1 井筒准备。
用φ118mm铣锥通径、修套；钻水泥塞至预计侧钻点深度以上30-50m，加压150kN作水泥承压试验；套管试压15MPa。
2.2 放置斜向器斜向器组合：φ118mm斜向器+送斜器+定向直接头+φ73mm钻杆，置斜向器斜尖位置于侧钻点处；采用陀螺测斜仪进行斜向器定向，开泵打压座封。
下入下压循环式斜向器时应可能的减少循环时间和开泵时间避免下部组件失效而提前坐挂。
为了保证斜向器在施工过程中不发生转动或下移，下入斜向器要控制下钻速度小于20m/min，下钻操作必须平稳，严禁下钻过程中猛提、猛顿、猛刹，在坐挂斜向器时一定要找有丰富经验的刹把操作人員和井口操作人员操作以保证安全。
侧钻水平井概念
侧钻水平井概念
侧钻水平井是一种油气钻井技术，通过在井口位置改变钻头方向，使井眼从垂直井变成水平井或倾斜井。
水平井是指井眼与地层接触的水平段长度超过垂直段长度的井，而倾斜井是指井眼与地层接触的倾斜角度大于水平井但小于垂直井的井。
侧钻水平井的概念是为了增加油气开采效率而提出的。
通常情况下，垂直井的井眼仅与地层垂直延伸的一小部分接触，而水平井则能够与地层延伸较长的水平段接触，因此可以更好地开采油气资源。
水平井的开采效果相比垂直井能够大大提高，能够增加油气产量、降低开采成本和提高油气采收率。
由于侧钻水平井技术的应用，可以使储层的有效厚度增加，有效地提高油气开采效果，同时还可以减小地面对地下水资源产生的影响。
它在目前的油气工业中具有重要的应用价值，被广泛应用于油气勘探与开发领域。
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第一阶段，从铣锥磨铣斜向器顶部到铣锥底圆与套管内壁接触 第二阶段，从铣锥底圆接触套管内壁到底圆全部铣出套管外壁 第三阶段，从铣锥底圆全部铣出套管外壁到铣锥最大直径全部铣过套管 开窗的三个阶段中，钻井液的上返速度要大于0.6米/秒，以保证铣屑上返 复式铣锥完成开窗以后，一般情况下就可以进行下一步的作业
2、斜向器开窗工艺概要
（1）下一体式地锚斜向器 在地面检查下入的一体式地锚斜向器是否完好，有无损坏 下地锚斜向器要控制下放速度，严禁猛刹猛放 下放过程中严禁开泵，以防提前坐封 （2）定向坐封地锚斜向器 将地锚斜向器下达预定深度后，下入陀螺测斜仪进行测量定向 开泵循环，靠液力剪断安全销，打开地锚卡瓦 加压剪断护送器销钉，甩掉地锚斜向器，完成坐封 （3）复式铣锥开窗 钻具组合，复式铣锥+钻柱铣+钻铤（3柱）+钻杆 下钻到斜向器顶端以上10米，开泵循环，探准方入 钻具组合，复式铣锥+钻柱铣+钻铤（3柱）+钻杆 下钻到斜向器顶端以上10米，开泵循环，探准方入 缓慢启动转盘，低转速旋转，慢慢下放，磨铣分为三个阶段
输入参数 三 维 轨 道 调 整 设 计
连接数据源 输入参数 调 整 设 计 图 形 显 示
控制计算
退 出 平 台
输出报告
输出报告
输出报告
输出报告
井眼轨道监控软件操作程序图
钻具分析模块功能有： 1 、BHA力学分析 分析带有变径稳定器的导向钻具组合和转盘钻具组合的力学特 性，根据极限曲率法和修正的三点定圆预测导向钻具组合的造斜能 力， 2 、井眼轨道控制计算 轨道控制包括井斜控制和方位控制，当轨道偏离设计目标时需要调 整井眼轨道并进行控制，确保轨道中靶。也可作井眼轨迹的三维设 计。 3、轨迹设计模块功能
1、钻柱设计，同常规水平井的钻柱设计，采用“倒装钻具”的设计。 2、钻井参数设计，由于在侧钻水平井的施工过程中，基本上都用螺杆 钻具钻井，因此，钻井参数的选择余地并不大。对于井眼净化问题，根 据实际施工中的经验，只要能适时地开动转盘旋转钻井，并适时短起下， 都能有效地破坏岩屑床，保证钻井安全。 3、钻头的选择，与常规的程序一样，需根据当地的具体情况进行选择， 但造斜PDC钻头的保径部分适当，要兼顾保径和造斜两个方面的性能要 求。
（二 ）井眼轨迹控制
1、螺杆钻具的造斜率预测方法 极限曲率法 修正的三点定圆法 2、典型螺杆钻具的造斜率预测和敏感性分析 （1）弯角对造斜率的影响，当弯角增大时极限曲率增加。 （2）眼扩径对造斜率的影响，井眼直径的扩大极限曲率值减小。 （3）稳定器与井眼间的间隙，下稳定器磨损时，极限曲率减少；上稳定器磨损 时，极限曲率增加。 （4）井斜角对造斜率的影响，井斜角对极限曲率影响不大，双弯单稳钻具井斜 增加极限曲率增加。 （5）钻压对造斜率的影响， 一般地讲，极限曲率随钻压的增加而增加
根据套管尺寸选择相应的段铣工具尺寸 按工具制造厂家推荐的参数操作 在段铣中，要保持足够的排量，注意铁屑的返出量和形状 每磨铣1—2米停泵停转盘慢慢上提钻具，检查段铣工具情况 注意观察分析磨铣速度，根据情况，制定下一步的措施 每次换刀片下钻到窗口位置，以确保段铣质量。 段铣结束以后，调整钻井液性能，大排量洗井 段铣段打水泥塞
第三章 侧钻水平井设计和控制软件简介
1、BHA力学分析 2、井眼轨道控制计算 3、轨迹设计模块功能 4部分软件计算图例
启动井眼轨道监控平台
输入参数 导 向 钻 具 组 合 分 析 滑 动 态 分 析 转 动 态 分 析 参 数 敏 感 分 析 转 盘 钻 具 组 合 分 析
输入参数 BHA 力 学 分 析 参 数 敏 感 分 析 井 眼 轨 道 控 制 计 算
数据源连接（测斜数据获取） 测斜数据显示 测斜数据处理 调整设计（拟最短路径） 调整设计结果显示 调整轨道三维视图绘制 三维视图旋转、缩放 形成Word文档
4、部分软件图例
第四章、侧钻水平井的施工方案设计和评选
设计一般采用三段制剖面 施工方案，用单弯或双弯高造斜率螺杆钻具打增斜段，用单弯导向螺杆 钻具以滑动方式为主完成水平段的施工 施工费用计算 – 开窗段：Cwindow=DCday+Ctool+ Cinstru+ Crisk – 增斜段：Cbuild= D Cday+ Ctool+ Cinstru – 水平段：CH= D Cday+ Ctool+ Cinstru
第二章 侧钻水平井施工工艺
第一节套管开窗工艺
1、段铣开窗工艺概要 2、斜向器开窗工艺概要
第二节井眼轨迹控制
1、螺杆钻具的造斜率预测方法 2、典型的螺杆钻具的造斜率预测和敏感性分析 3、几何曲率与极限曲率的对比 4、侧钻水平井轨迹控制工艺
（一）套管开窗工艺
1、段铣开窗工艺概要
（1）段铣井段长度的确定 （2）段铣前的准备工作 查阅原井资料 查阅侧钻点到井口的套管尺寸、钢级、内外径 用钻头或通径规通井 在段铣段以下打水泥塞 在段铣钻井液的准备 （3）段铣施工工艺
4、探油顶段设计
（二）、侧钻水平井开窗工艺选择
1、段铣和斜向器开窗的工艺特点
段铣： 优点：工艺技术易掌握，成功率高； 可用常规的测量仪器定向，磁干扰小，有利于井眼轨迹控 制。 缺点：段铣后需要打水泥塞，时间相对要长一些； 若碰上硬地层，一开始侧出新井眼较费劲。 斜向器开窗： 优点：如果磨铣工具能一次完成磨铣和将窗口扩大到要求的尺寸， 则 施工过程相对简单，起下钻次数少； 侧钻点处的套管固井质量情况和地层的情况对侧钻的影响小 缺点：需用陀螺定向； 侧出新井眼后，在定向过程中有磁干扰。 施工的可靠性以及对开窗以后后续的钻井过程的安全性差。
钻井监督培训材料
侧钻水平井钻井技术
石油勘探开发研究院钻井所
目录
前言
第一章 侧钻水平井钻井工程设计 第二章 侧钻水平井施工工艺 第三章 侧钻水平井设计和控制软件简介 第四章 侧钻水平井施工方案 设计和评选
第一章 侧钻水平井钻井工程设计
第一节 侧钻水平井井眼轨迹设计 1、井眼剖面选择 2、侧钻点选择 3、井眼曲率的选择 4、探油顶段设计 第二节 侧钻水平井开窗工艺选择 1、段铣和斜向器开窗的工艺特点 2、段铣和斜向器开窗的适用范围 第三节 钻柱设计、钻头选择和钻井参数设计 1、钻柱设计 2、钻井参数设计 3、钻头的选择
（一）、侧钻水平井轨迹设计
1、井眼剖面选择
单增斜三段制剖面，进尺少，施工方便。 通常都是三维设计 （1）柱面法，如图1所示
（2）、三维空间曲线线法
2、侧钻点的选择
侧钻点应尽量选得深一点。 侧钻点以上的套管应完好、无变形、破裂和漏失，以 确保施工顺利。 侧钻水平井开窗井段应选择固井质量好，易定向造斜 的井段，避开易塌、易漏等复杂地层。 无论采用段铣或斜向器开窗，开窗点应选在套管中部， 避开接箍和扶正器。
3、井眼曲率选择
中半径设计剖面，即造斜率控制在8°/30米到20°/30 米之间，只要条件许可，一般应选中半径设计剖面 中 短 半 径 水 平 井 剖 面 ， 造 斜 率 控 制 3 0 ° / 3 0 米 到 70°/30米之间，由于受原井网井距的限制，造斜点到 水平段的靶前位移较小，一般为几十米
2、段铣和斜向器开窗的适用范围
斜向器开窗主要适用于浅井、地层较疏松的井、原井井下情况复杂、开窗 部位存由多层套管和侧钻点处井斜较大的井。由于段铣开窗工艺技术易掌 握，成功率高，因此，用得更多一点。根据“九五”期间，胜利油田和辽 河油田的统计，段铣开窗用得多一点。
（三）、钻柱设计、钻头选择和钻井参数设计