浅层稠油SAGD水平井与直井联合钻完井技术

水平井钻井技术及其在石油开发中的应用

水平井钻井技术及其在石油开发中的应用 经济的快速发展使人们对石油的需求急剧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经成为目前继续解决的问题。在此情况下，水平井钻井技术应运而生。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技术。水平井钻井技术的发展对油井产量提高已经油田采收率提高都起到了只管重要的作用，水平井钻井技术的出现是石油钻井技术方面重大的突破。 水平井技术作为油气田开发的一项成熟，适用技术，在油气田开发中日益得到推广应用，近几年来，随着水平井工艺技术的突破性进展，综合钻井成本逐年下降，经济效益的显著提高，水平井在许多不同油气藏开发中逐步得到广泛应用。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，最后点出了水平井钻井技术的应用效果和存在的问题。并得出了相应的结论。 关键词：水平井，钻进工艺，攻关目标水平井钻井技术存在的问题，井眼轨迹控制，随钻测量。

第1章绪论 现在，随着经济的发展，人们对石油的需求越来越大，水平井钻井技术成为最重要的钻井技术之一。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。 总的来说。21世纪水平井钻井技术发展的趋势是向自动化，智能化，轻便化和经济化的方向发展。 传统的公关领域，主要是为钻井施工提供实用心情的工艺技术和装备，目的是提高钻井速度，降低钻井成本。水平井是未来钻井队的主要作业方式，对水品经的研究和发展将成为我们今后的最重要的课题之一，一定要重视和完善。

水平井钻井技术经验概述

第一章定向井（水平井）钻井技术概述 第一节定向井、水平井的基本概念 1．定向井丛式井发展简史 定向井钻井被（英）T．A．英格利期定义为：“使井筒按特定方向偏斜，钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为，定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井，虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然 石油管理局的河50丛式井组，该丛式井组长384米，宽115米，该丛式井平台共有钻定向井42口。 2．定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型： 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井 多分枝井（多底井） 国外定向井发展简况

（表一）

10．井眼尺寸不受限制 11．可以测井及取芯 12．从一口直井可以钻多口水平分枝井 13．可实现有选择的完井方案 （4）．短曲率半径水平井的优缺点 优点缺点 1．井眼曲线段最短1．非常规的井下工具 2．侧钻容易２．非常规的完井方法 3．能够准确击中油层目标３．穿透油层段短（120—180米）4．从一口直井可以钻多口水平分枝井４．井眼尺寸受到限制

5．直井段与油层距离最小５．起下钻次数多 6．可用于浅油层６．要求使用顶部驱动系或动力水龙头 7．全井斜深最小７．井眼方位控制受到限制 8．不受地表条件的影响８．目前还不能进行电测 第三节定向井的基本术语解释 1）井深：指井口（转盘面）至测点的井 眼实际长度，人们常称为斜深。国外 称为测量深度（MeasureDepth）。 2）测深：测点的井深，是以测量装置 率是井斜角度（α）对井深（L?）的一阶导数。 dα Kα＝─── dL 井斜变化率的单位常以每100米度表示。 8）井深方位变化率：实际应用中简称方位变化率，?是指井斜方位角随井深变化的快慢程度，常用KΦ表示。计算公式如下： dΦ ＫΦ＝─── dL

页岩气水平井钻井技术

页岩气水平井钻井技术 摘要当前我国页岩气水平井钻井施工整体表现出成本高、周期长、复杂事故多等问题。针对这些问题，本文对国内页岩气井进行了技术跟踪，归纳了当前我国页岩气水平井钻井过程中所面临的轨迹优化及控制、井壁稳定、摩阻扭矩、井眼清洁以及固井技术等难点问题。 关键词页岩气水平井轨迹控制井壁稳定摩阻 美国页岩气资源的规模化开发和商业化利用，正在改变着世界能源格局，而同为世界能源进口大国的中国，同样拥有丰富的页岩气资源。政策以及相关支持政策的陆续出台，不但表明了我国政府大力发展页岩气资源的决心，而且正在积极推进我国页岩气产业的全面、快速发展。 页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附或游离状态为主要存在方式，在一定地质条件下聚集成藏并具有商业开发价值的非常规天然气。与常规天然气藏相比，页岩气储层孔隙度主体小于10％，储层孔隙为0~500nm，孔喉直径介于5~200nm，渗透率极低，一般多采用水平井并经水力压裂技术改造后进行开发。当前，公认的具备商业开采价值的页岩气藏需具备以下条件：①页岩气储集层厚度大于100ft（30m）；②富有机质页岩有机质丰富，TOC > 3 %；③成熟度Ro在1.1-1.4之间；④气含量>100ft3/t；⑤产水量较少，低氢含量；⑥黏土含量小于40 %，混合层组分含量低；⑦脆性较高，低泊松比、高杨氏弹性模量；⑧围岩条件有利于水力压裂控制。页岩气藏作为典型的连续型油气聚集，往往分布在盆地内厚度大、分布广的集“生-储-聚”为一体的页岩烃源岩地层中。页岩作为粘土岩常见岩石类型之一，是由粘土物质经压实、脱水、重结晶作用后形成的，其成分复杂，除包含高岭石、蒙脱石、水云母、拜来石等粘土矿物外，还含有诸如石英、长石、云母等碎屑矿物和铁、铝、锰的氧化物与氢氧化物等自生矿物，页岩层理构造发育，多呈页状或薄片状（图1左），并沿层理发育有大量裂隙和微裂隙（图1右），脆性高、易碎，外力击打作用下易裂成碎片，且吸水膨胀性强，长时间裸露浸泡后极易引起井壁缩径、垮塌、掉块等复杂事故。例如，四川威远-长宁构造完成的3口页岩气水平井，水平井段钻进过程多次遭遇井壁垮塌、掉块等复杂，引发卡钻、报废进尺等事故，并导致3口水平井储层段40%进尺作业占总作业时间70%以上。同时，页岩气水平井井壁失稳问题频发，不但严重影响到钻井周期、钻井成本等问题，还直接导致井身质量差、固井难度大、储层污染严重等问题，这些问题都给后续开发带来极为不利的影响。据不完全统计，截止2012年初，四川威远、长宁及云南昭通页岩气产业化示范区完钻的4口水平井，平均井深3357米，平均钻井时间118天，而北美地区井深4000~5000米，水平段1500~2000米的页岩气井钻井周期通常在15~20天，水平段钻井时间仅为5~8天。由此可见，我国相对落后的页岩气水平井钻井技术，已经成为制约我国页岩气工业快速发展的重要瓶颈。

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。

定向井和水平井钻井技术

定向井和水平井钻井技术(2008-11-19 08:53:54) 标签：稳斜增斜率钻具钻铤井斜角我国海洋杂谈 第三节井眼轨迹控制技术 井眼轨迹控制的内容包括：优化钻具组合、优选钻井参数、采用先进的井下工具和仪器、利用计算机进行井眼轨迹的检测预测、利用地层的方位漂移规律、避免井下复杂情况等等。轨迹控制贯穿钻井作业的全过程，它是使实钻井眼沿着设计轨道钻达靶区的综合性技术，也是定向井施工中的关键技术之一。 井眼轨迹控制技术按照定向井的工艺过程，可分为直井段、造斜段、增斜段、稳斜段、降斜段和扭方位井段等控制技术，其中直井段的控制技术见第七章第四节。 一．定向选斜井段 初始造斜方法有五类，即井下马达和弯接头定向、喷射法、造斜器法、弯曲导管定向、倾斜钻机定向。目前，我国海洋定向井一般采用第一种方式，常用造斜钻具组合为：钻头十井下马达十弯接头十非磁钻铤十普通钻铤（0～30米）十挠性接头十震击器十加重钻杆。 这种造斜钻具组合是利用弯接头使下部钻具产生一个弹性力矩，迫使井下动力钻具驱动钻头侧向切削，使钻出的新井眼偏离原井眼轴线，达到定向造斜或扭方位的目的。 造斜钻具的造斜能力主要与弯接头的弯角和动力钻具的长度有关。弯接头的弯角越大，动力钻具长度越短，造斜率也越高。 弯接头的弯角应根据井眼大小、井下动力钻具的规格和要求造斜率的大小选择。现场常用弯接头的弯角为1.5～2.25度，一般不大于2.5度。弯接头在不同条件下的造斜率见第四节。造斜钻具组合使用的井下动力钻具型号应根据造斜井段或扭方位井段的井深选择。使用井段在2000米以内，一般采用涡轮钻具或普通螺杆钻具，深层走向造斜或扭方位应使用耐高温的多头螺杆钻具。 造斜钻具组合、钻井参数和钻头水眼应根据厂家推荐的钻井参数设计。 由于井下动力钻具的转速高，要求的钻压小［一般为29.4～78.4千牛（3～8吨）］，因此，使用的钻头不宜采用密封轴承钻头，尤其是在浅层，可钻性好的软地层应使用铣齿滚动轴承钻头或合适的PDC钻头。 根据测斜仪器的种类不同，分为四种定向方式： 1．单点定向 此方法只适用造斜点较浅的情况，通常井深小于1000米。因为造斜点较深时，反扭角很难控制，且定向时间较长。施工过程如下： （l）下入定向造斜钻具至造斜点位置（注意：井下马达必须按厂家要求进行地面试验）。（2）单点测斜，测量造斜位置的井斜角，方位角，弯接头工具面； （3）在测斜照相的同时，对方钻杆和钻杆进行打印，并把井口钻杆的印痕投到转盘面的外缘上，作为基准点； （4）调整工具面（调整后的工具面是：设计方位角十反扭角）。锁住转盘、开泵钻进；（5）定向钻进。每钻进2～4个单根进行一次单点测斜，根据测量的井斜角和方位角及时修正反扭矩的误差，并调整工具面； （6）当井斜角达到8～10度和方位合适时，起钻换增斜钻具，用转盘钻进。在单点定向作业中要注意：

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。因此，要保证钻井液含油量在8%以上，钻井液在混油

【精品】浅层大位移水平井钻井技术

浅层大位移水平井钻井技术 董国昌张嵇南何军 (吉林石油集团公司钻井院） 【摘要】 为使吉林油田扶余地区地面受限、位移达到800米以上的浅油藏得到高效开发,研究应用了采用修井机进行浅层大位移水平井开发的偿试，取得了显著效果。本文结合扶余浅油藏特点，分析了浅层大位移水平井钻井完井难点，提出了解决措施及对策，通过现场三口井的实践，初步形成了浅层大位移水平井钻井技术。 【关键词】浅层大位移水平井井眼轨迹控制井身结构钻井液完井 吉林油田扶余地区中14、15队区块位于松原市城区内,主力油层为扶余油层泉四段3＋4、7、9+10＋11＋12号层，砂体连片分布,油层空气渗透率为180×10—3μm2，孔隙度为24％，适合利用水平井开采。由于油层厚度较大,因此分两套层系开采，分别为3—7号小层和9-12号小层，油藏埋深为380～460m之间，地面受限位移达800m以上，需采用浅层大位移水平井技术进行开发。而浅层大位移井垂深比较浅，位移和垂深之比相对较大，钻井和下套管过程中井眼摩阻大，如何克服钻进和下套管中的摩阻问题，就成为浅层大位移水平井钻井需要解决的关键问题，因此需要研究适合浅地层钻井的大位

移水平井钻井工艺技术,现已成功钻成3口井，初步形成了一套适合于扶余油藏开发特点的浅层大位移井钻井技术。具体指标见表1。 表1扶余浅层大位移水平井技术指标 1浅层大位移水平井钻井技术特点及难点 （1）造斜点浅（170～210m)，直井段钻柱重量轻,大斜度段和水平段施加钻压困难； （2）地层松软,工具实际造斜率难于确定，而且浅层大位移井都位于城镇等地面受限、地下井位稀少的地方，相对于扶余其它区块地下情况落实比较差，要求井身剖面调整性强，能够对垂深误差进行一定的调整，从而使井眼轨迹控制难度进一步增大； （3）由于直井段短，套管下入重力小,而水平位移比较大,因此下套管困难，为减小套管下入阻力,要求井眼轨迹控制要平滑，水平段波动幅度尽可能小； （4)钻井液要综合考虑润滑、携岩、井壁稳定和油气层保护以及钻井成本等多项问题，给钻井液优选增加了难度; （5）为降低钻井成本，达到水平井钻井预期开发效益，少下或不下技术套管，从而增大了水平井钻进摩阻。 2技术措施与对策 (1)采用单圆弧井身剖面，尽可能降低造斜点，增加直井段长度； （2)利用摩阻分析软件，进行浅层水平井井眼摩阻分析，同时设计60°以下井段采用不同的倒装

超稠油浅井固井技术研究

超稠油浅井固井技术研究 X 王　杉1,李爱润2 (1.河南油田钻井公司;2.河南油田测井公司,河南南阳　473132) 摘　要:为了提高河南油田超稠油浅井的固井质量,满足油田蒸汽吞吐开发的需要。认真分析了超稠油田蒸汽吞吐开发后期影响固井质量的有关因素,并采取了相应的配套技术措施。现场应用表明这些措施行之有效,明显地提高了固井质量。 关键词:固井质量;水泥浆;稠油浅井;压力窗口 中图分类号:T E 256 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)08—0123—02 河南油田超稠油区快油层埋藏浅、压实及其成岩作用强度较弱,地层胶结较疏松。某些区块除稠油含量丰富外,上部浅层还蕴藏着天然气。 正因为稠油埋深浅、地层胶结疏松,加上某些区块地表浅层又有气层存在,给超稠油浅井的固井施工带来了一系列的难题。1　超稠油浅井固井难点1.1　油层埋深浅、地层温度低,外加剂选择困难 河南油田稠油油藏埋深浅、地层温度低,外加剂选择困难。注入井筒内的水泥浆强度发展慢,其抵御油气水窜的能力差,固井质量难以保证。 1.2　由于长期注汽开采,使地层压力发生巨大的变化,钻进中经常发生溢流、井涌 长期注汽开采,使地层压力发生巨大的变化,大部分层位压力远远高于原始压力,由于长期周期性注蒸汽开发导致油层套管频繁伸缩,破坏第二界面的胶结质量,使地下高压层沿裂缝上串造成地下压力紊乱,钻进经常发生溢流、井涌或者井漏。 1.3　表层天然气的存在,进一步增大了固井施工的难度 河南油田井楼、古城稠油区块上部90～120m 之间,蕴藏着天然气资源。由于埋深浅,钻开后,钻井液液柱压力难以平衡气层压力,因此该类井钻井过程中,钻井液中气浸严重,有时因钻井液中含气量太高,井口所测量钻井液密度低于清水的比重。受高压气层影响,稠油浅井固井质量难以保证。1.4　地层破裂压力低,压井、固井过程中易发生井漏 稠油浅井完钻井深一般都在200～800m 之间,地层漏失压力低,钻井过程中一但发生井涌,仓促加重钻井液密度,容易压漏地层。LZ 3井钻至井深 440m 起钻时发生溢流,经加重钻井液处理,虽制止了溢流,但又出现了井漏,该井仅因处理井涌、井漏井下复杂情况时间就长达1个月之久。 1.5　稠油蒸汽吞吐开采方案增大了固井施工难度 稠油油田采用蒸气吞吐开采方式。即:开采前首先向开采层内注入一定压力的蒸气,然后焖井3～4天再进行开采。蒸气吞吐开采对固井提出了更高的要求,水泥浆必须返出地面、全井封固良好、水泥石必须具有抗高温特性。 由于稠油产层浅、地层破裂压力低、地表浅层又蕴藏着天然气,加之在注气过程中热应力的作用,套管频繁伸缩,水泥环易损坏,高压注汽使压力沿被破坏的水泥环层间窜通,很容易造成“稠油产层与顶部气层”的窜通,增大天然气层的能量,甚至发生天然气窜通至地表附近的现象,严重影响稠油浅井的钻井和固井施工。 受上述5大因素影响,超稠油浅井固井质量一次合格率低于70%。 2　超稠油浅井固井工艺技术 针对以上固井难点问题,我们从水泥体系、水泥浆密度设计、环空浆柱压力设计,井眼准备,固井工艺等方面入手,经多年的研究和实践,总结出一套行之有效的固井配套技术。2.1　选用低失水、短过渡、微膨胀、沉降稳定性好的优质水泥浆体系 如前所述,超稠油浅井固井首先急需解决低温防窜问题,因此必须设计低温早强短过渡沉降稳定性好的水泥浆体系。经多年研究,优选出低温降失水剂HN-100。HN -100是不渗透剂和早强性膨胀剂的混合物,它一方面在地层滤失中可形成不渗透膜;另一方面该种水泥浆体系具有一定的早强性和微膨 123 　2012年第8期 内蒙古石油化工 X 收稿日期作者简介王杉(5—),毕业于西南石油大学,现在在河南油田钻井公司技术科从事科技管理工作。 2:2012-02-19 :198

新版河南油田水平井钻井技术模板

水平井钻井技术 班级: 油工61208班姓名: 侯宁宁 学号: 60207 序号: 08

水平井钻井技术 摘要: 近几年, 水平井钻井技术在我油田得到了快速发展, 施工技术逐步完善和成熟, 已成为油田实现高效勘探开发的重要技术手段, 特别是在薄油气藏和浅层油气藏开发方面取得了较好的经济效益, 本文对河南油田水平井钻井技术从合作、试验探索、发展到逐步走向成熟的过程进行了分析总结, 汲取施工过程中的经验与教训, 从水平井的设计、现场轨迹控制、井下复杂情况的预防等方面进行总结, 对水平井技术的进一步发展和完善提供有益的经验。 关键词: 水平井、轨迹控制、薄油气层、经验与教训 水平井一般是指井斜大于85o且在产层内钻进一段”水平”井段的特殊形式的油气井, 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, 并由此形成一股研究、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。 近年来, 水平井总数几乎成指数增长, 全世界的水平井井数为4.5万口左右, 主要分布在美国、加拿大、俄罗斯等69个国家, 其中美国和加拿大占88.4%。在国内, 水平井钻井技术日益受到重视, 在多个油田得以迅速发展, 其油藏有低压低渗透砂岩油藏、稠油油藏、火山喷发岩油藏、不整合屋脊式砂岩油藏等多种类型, 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。 当前, 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。国内塔中4、塔中16油

超稠油水平井热采技术

超稠油水平井热采技术 目录 1 概况 (1) 1.1 地质概况 (1) 1.2 水平井发展历程 (2) 1.2.1 开发试验阶段（ 1997~2002） (2) 1.2.2 整体部署规模实施阶段（ 2002~目前） (3) 2 水平井开发超稠油油藏的主要做法及认识 (3) 2.1 精细油藏研究，优化水平井设计 (3) 2.2 优化注采参数，改善水平井开发效果 (4) 2.2.1 新区水平井注采参数优化 (4) 2.2.2 直井井间加密水平井注采参数优化 (5) 2.2.3 高轮水平井注采参数优化及增产措施 (6) 2.3 完善配套钻采工艺技术，提高水平井生产效果 (7) 2.3.1 完善钻完井技术设计，适合超稠油开发 (7) 2.3.2 完善配套工艺技术，提高水平井开发效果 (8) 2.4 建立监测、跟踪分析系统，及时进行动态调整 (9) 2.4.1 利用不同井温测试方法，监测水平段动用程度 (9) 2.4.2 利用示踪剂技术，了解水平井与周围直井连通情况 (9) 2.4.3 采取有效手段调整水平段动用程度，提高周期生产效果 (10) 2.5 应用水平井侧钻技术，实现层间接替 (11)

2.6 对水平井生产所取得的认识 (12) 2.6.1 水平井在超稠油蒸汽吞吐中优势明显 (12) 2.6.2 井间加密部署水平井，挖掘井间剩余油潜力 (13) 2.6.3 利用水平井侧钻技术实现层间接替，提高油层动用程度 (14) 3 开展蒸汽辅助重力泄油（SAGD）试验，取得初步效果 (14) 4 水平井目前存在的问题及下步工作方向 (15) 4.1 目前水平井开发存在的问题 (15) 4.2 下步工作方向 (15)

水平井钻井技术介绍

水平井钻井技术介绍 水平井钻井技术第一章绪论水平井钻井技术是20世纪80年代国际石油界迅速发展并日臻完善的一项综合性配套技术，它包括水平井油藏工程和优化设计技术，水平井井眼轨道控制技术，水平井钻井液与油层保护技术，水平井测井技术和水平井完井技术等一系列重要技术环节，综合了多种学科的一些先进技术成果。由于水平钻井主要是以提高油气产量或提高油气采收率为根本目标，已经投产的水平井绝大多数带来了十分巨大的经济效益，因此水平井技术被誉为石油工业发展过程中的一项重大突破。第一节水平井的分类及特点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。水平钻井技术是常规定向井钻井技术的延伸和发展。目前，水平井已形成3种基本类型，如图1—1所示。(1)长半径水平井(又称小曲率水平井)：其造斜井段的设计造斜率K＜6°／30m，相应的曲率半径R＞286.5m。(2)中半径水平井(又称中曲率水平井)；其造斜井段的设计造斜率K=(6°～20°) ／30，相应的曲率半径R=286.5～86m。水平井剖平面示意图(3)短半径水平井(又称大曲率水平井)：其造斜井段的设计造斜率K＝(3°～10°) ／m，相应的曲率半径R＝19.1～5.73m。上述3种基本类型水平井的丁艺特点和各自的主要优缺点分别列于表l—l和表1—2。大斜度井、水平井和多井底井技术的应用都有一个共同的目的．这就是降低综合成本和提高油层的开采量。对于同一尺寸的井眼，直井由于出油(气)面积比较小、其几何条件所提供的效率就比较低．而水平井几何条件所提供的效率达到最高，如图1—2和图1—3 所示。大斜度井(井斜角大于60°的井)主要适用于层状油藏。多井底井(在一个井眼内钻几口井)主要用于很厚的垂直渗透油层(具有低孔隙率和垂直裂缝的块状石灰岩)或者短半径横向引流类的井。1．天然垂直裂缝在垂直裂缝油藏中，油气完全处在裂缝中，裂缝之间的非生产底层一般为6~60m 厚，所以垂直井可能只钻到一个产层．也可能一个产层也钻不到，而水平井可以与产层垂直相交，横向钻穿若干个产层裂缝．这样就比垂直井的开采量要高得多。2．水锥和气锥1)水锥水平井可以在油层的中上部造斜，然后在生产层中钻一定长度的水平井段。水平井不仅减少水锥的可能性如图1—4 所示。2)气锥水平井的井眼全部在油砂中有助于避免气锥问题。并可以控制采收率，不致于使气锥的压力梯度过高。水平井成功地减少了水锥、气锥等有害影响。3．低渗透性地层由于固井的影响，石灰岩油藏的孔隙度和渗透率即使在短距离内也可能有相当大的变化。与此相似．砂岩油藏中内部岩层构造倾角的变化也能造成孔隙度和渗透率的变化，这些油藏水平相交可以提高产量。4．薄油层对于薄油层．通过在油层的上下边界之间钻个水平井段可以大大地增加井与油层的接触表面积。对于厚的油层则可以优先选择成本较低的直井完井方法，或者考虑应用多底井的可能性(见图1—5)。5．不规则地层平钻井已经成功地应用产开发不规则油藏。这种含油地层互不关联，孤立存在，地震测量也难以指定其准确位置．所以钻直井或常规定向井很难钻到这类油藏。然而短半径水平井可以从现有直井中接近油藏的位置进行造斜．并且可以避免可能的水锥和气锥问题。6．溶解采矿很多矿藏当今采用溶解采矿法进行开采，水平井可以提高这些矿藏开采的经济效益。7．边际构造、丛式井和加密井水平井可能适用于边际构造，为了在短期内增加总的开采量可以钻从式水平井组(见图1—6)。8．层状油层水平井采油获得的产量增量取决于油层垂直渗透率的值。在垂直与水平渗透率之比值较低的情况下，如水平纹理的油层，大斜度井的效率要远高于水平井的效率。如图1—7。9．重油产层在重油产层中、水平钻井技术具有提高产量的能力。横穿油藏的水平井既可以作为生产井也可以作为注水井。水平井具有如下的优点和应用：(1) 开发薄油藏油田，提高单井产量。水平井可较直井和常规定向井大大增加泄油面积，从而提高薄油层中的油产量，使薄油层具有开采价值。(2) 开发低渗透油藏，提高采收率。(3) 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。(4) 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。(5) 开发底水和气顶活跃的油藏。水平井可以减缓水锥、气锥的推进速度，延长油

248-257辽河油田稠油热采井钻完井技术

辽河油田稠油热采井钻完井技术 辽河石油勘探局工程技术研究院 摘要：稠油热采井钻完井是稠油开采技术中的一个重要问题，钻井所面临的主要问题是低压钻井问题。而热采井中最大的问题是完井中的套管先期损坏问题，通过对套管损坏井的调查与分析，提出了稠油热采井套管损坏的主要原因，并对此进行了系统研究。提出了热采井套管设计技术、套管选择技术和降低套管热应力技术、提高固井质量技术、油井开采防砂技术等稠油热采井延长寿命的系列完井技术，通过这些技术的应用保证了稠油藏的顺利开发。 关键词：稠油井热采、套管损坏、热采井完井、热采井套管选择、套管设计、防砂、降低热应力。 1．辽河油田稠油开发概述 辽河油田是一个以稠油为主的油田，稠油的总产量占油田原油总产量的70%，稠油开采以热力采油为主，因此辽河油田的发展史可以说是一部稠油发展史。 到目前为止辽河油田共探明稠油油藏面积200.5km2,共探明地质储量10.2237×108t，动用探明油藏面积128.4 km2,动用地质储量7.6208×108t，共生产稠油1.0371×108t。 辽河油田探明稠油分布图如下图所示

辽河油田稠油油藏具有以下特点： 探明地质储量102237×104t中的油藏深度情况如下： 动用地质储量7.6208×108t中的油藏深度情况如下： 辽河油田探明地质储量中的油品性质如下所示： 辽河油田于1978年发现了高升稠油藏，这是辽河油田发现稠油油油田的开始，以后随着勘探工作的不断进展又发现了大量的稠油油藏。辽河油田于1982年首次在高升油田进行了稠油热采实验并取得了巨大的成功。辽河油田从此走上了稠油热采的快车道，稠油开发得到了高速发展。由于稠油油田进行热力开采的特殊性也为辽河油田的稠生产带来了全新的技术观念和技术进步。 2．稠油油藏钻井技术 稠油油田的钻井工艺与普通井的钻井并没有多少特殊性，但随着油田开发时间的延长，稠油地下压力下降很快，这为钻井的正常进行带来了新的挑战。为了解决稠油井的钻井问题进行了系列研究并取得了大量的研究成果。 2.1热采稠油井井身结构设计 开始进行稠油开采实验时采用的是普通稀油油井身结构设计。即表层套管加油层套管固井完成油井。结果发现注蒸汽时套管带着井口上长，有的甚至达到了近两米高，现场工人操作非常困难。随着油井的生产，井口的采油树又逐步下降回到原来的高度。随着油井的生产发现热采油井大量出砂，套管大量先期损坏。研究后决定应用如下井身结构标准： a．表层套管339.7mm，再用244.5mm钻头钻穿目的层至完钻井深下入177.8mm套管固井完成。 固井水泥浆返到井口。 b．表层套管339.7mm，再用244.5mm钻头钻达目的层以上3－5m完钻后下入177.8mm套管固井

阶梯水平井钻井技术

阶梯水平井钻井技术 冯志明　颉金玲 (大港油田集团公司定向井技术服务公司,天津大港　300280) 摘要　阶梯水平井是在水平井完成第1水平靶区后,通过降斜、稳斜、增斜段的调整,进入并完成第2水平靶区井段的水平井钻井技术。该技术将水平井技术又推上了一个新的高度。使水平井的应用扩展到常规油气层,连续薄油层、断块油层等复杂油气田。文中从施工难点、优化工程设计、井眼轨迹控制3方面论述了阶梯水平井的钻井技术。列举了TZ406井、YX2P1井、LN61-H1井3口阶梯水平井的施工数据。针对TZ406井施工经过、施工要点、施工技术措施,对阶梯水平井的设计、轨道控制技术、施工难点经验、体会和认识,做了全面的论述。现场应用表明:阶梯水平井显著地增加了产量,大幅度地提高勘探开发的综合经济效益,必将成为油气田开发的重要手段之一。 主题词　水平井　导向钻井　井眼轨迹　工程设计　钻具组合 作者简介　冯志明,1966年生。1987年毕业于重庆石油学校钻井工程专业,工程师。　颉金玲,1945年生。毕业于华东石油学院,现任副经理,高级工程师。 阶梯水平井是指在一个井眼中连续完成具有一定高度差的两个或者多个水平井段,形成具有两个或多个台阶的井眼轨迹,用一个井眼开采或者勘探两个或多个层叠状油藏、断块油藏的水平井井型。利用阶梯水平井连续在这两个油层中水平延伸一定长度,节约了重复钻井的投资,增加了单井产量,可取得最佳的开发效果。 一、施工难点 1口成功的阶梯式水平井,能实现取代2口或多口水平井的开发目的,既节约投资,又能获得好的效益。常用于阶梯式水平井开发的区块具有以下特点:(1)层叠式或不整合薄油藏;(2)断块油藏;(3)上部油层断失或尖灭,存在下部可供开采的油藏。 1.目的层油层薄,区块复杂,井眼轨迹拐点多,不平滑,不利于送钻和钻压传递,控制和调整井眼轨道工作量大。着陆、阶梯过渡段控制困难。 2.对钻井装备、钻井液净化设备要求高,井眼的净化和携砂难度大,大斜度井段易形成岩屑床,造成井下复杂情况发生,需要有足够的动力,配套齐全的净化设备。 3.钻具组合、监测仪器等针对性强,技术含量高,钻柱受力复杂。 二、优化工程设计 1.优化井身剖面设计　阶梯水平井的地质设计,通常只给定AB段、CD段两个阶梯水平段的入窗窗口和目标靶区,工程设计则需要满足以下3个方面的条件。(1)满足地质对轨迹控制的要求:即中靶要求。(2)井下专用钻具、工具、仪器装备能满足设计井眼轨迹控制的要求。(3)完井电测、下套管、固井等完井工艺技术水平须满足开放要求。 阶梯式水平井,与普通水平井不同的是怎样依据地质要求,对第1水平段终点到第2水平段终点间的井身剖面进行设计。 2.优化井身结构　根据TZ406井、YX2P1井和LN61-H1井的施工技术,结合国内外其它地区阶梯水平井的施工经验、油层特点和完井方式,一般认为技套必须封固目的层以上的异常高压以及易垮塌、破碎带等不稳定地层,以保证水平井安全、快速地钻井和完井。 三、井眼轨迹控制技术 1.合理的钻具组合设计　分析近年来完成的数十口水平井资料,总结出几套适合于常规水平井和阶梯水平井施工,目前国内工艺技术和装备又能够实现的钻具组合结构。 (1)侧钻钻具组合。钻头+螺杆钻具+定向接头+无磁钻铤+MWD短节+钻铤+钻杆。该钻具组合常用于回填导眼后的侧钻井段和第1造斜井段的施工,平均造斜率达10～12(°)/30m。 (2)钻盘微转增斜钻具组合。钻头+稳定器+无磁钻铤+MWD短节+无磁钻挺+稳定器+钻铤+ 22石油钻采工艺　2000年(第22卷)第5期DOI:10.13639/j.od pt.2000.05.006

稠油热采开发技术政策研究

稠油热采开发技术政策研究 一、摘要 二、引言 三、研究方法 四、研究结果及其分析 五、讨论 六、结论 七、参考文献 八、附录 摘要 稠油注蒸汽热力采油具有投资高、技术难度大和经济风险大的特点。为此，对稠油油藏进行是否适合注蒸汽热采的评价筛选工作就显得十分重要。本文通过对影响热采效果的主要油藏地质参数进行热采适应性评价，并进行蒸汽参数优化且作出合理的预测从而确定注蒸汽热采工艺技术方案。 注蒸汽热采主要有两种开采方式：一是蒸汽吞吐方式（或称循环注蒸汽，二是蒸汽驱方式。 稠油热采技术是油田开发中多专业配套技术，它包括：油藏精细描述技术、油藏热采筛选和热采可行性评价技术、利用油藏物理模拟和数值模拟进行热采机理研究和油藏工程优化设计研究技术、热采井钻井完井技术、热采井防砂技术、稠油测井系列和解释技术、井筒注汽隔热技术、高温测试技术、热力开采条件下采油工艺和油层改造技术、高温条件下地面注、采、输技术，利用水平井热力开采稠油技术和稠油热采经济评价技术等。 一、研究内容及思路 稠油油藏注蒸汽开发的复杂性主要体现在如何充分利用热能。这就涉及到需要考虑影响热采效果的各种因素，针对稠油特殊性油藏如何能达到理想的开发效果，选择并设计与该地质条件相匹配的开发方案是至关重要的一方面，另一方

面再通过数值模拟对具体的开发方案作出合理的生产动态预测。稠油热采的主要方法有蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层、热水驱等。其中蒸汽吞吐作为一种相对简单和成熟的热采技术已广泛应用于稠油开采中，成为稠油开采的主要方法。目前我国稠油开发方式所占比重为蒸汽吞吐(约占78%)，蒸汽驱(约占10%)和常规水驱(12%)等。所以本文就蒸汽吞吐和蒸汽驱的可行性进行系统的研究。 1.影响热采效果的地质因素 1.1原油粘度和密度 原油粘度是最能反映稠油油藏特征的参数，对渗流状态的影响也很重要。由达西定律可知，流体通过多孔介质的流量大小与流体粘度成反比。根据稠油分类标准，稠油粘度是常规稀油粘度的几百倍到上千倍。一些超稠油（天然沥青）粘度粘温曲线p138)可以看出，原油粘度越高，加热使粘度降到同一可正常流动的粘度所需要的温度也越高。所以不论蒸汽吞吐还是蒸汽驱，原油粘度越高注蒸汽热采效果越差。 研究原油粘度对热采效果的影响时，还应对原油的流变特性进行分析。牛顿流体的粘度与剪切速率无关，而非牛顿塑性流体的粘度则随着剪切速率的变小而增大，且非牛顿流体在渗流过程中的粘度会大大高于地面测定条件下的粘度。当温度降到一定值后，原油可从牛顿流体变成非牛顿流体，这个流变特性转变对应的温度称“拐点温度”。“拐点温度”越低，反映出原油在较低温度下保持牛顿流体流动特征的性能越好，在蒸汽吞吐过程中，随着油层能量的消耗，日产能力逐步下降，油流在井筒内流速下降、井筒热损失率增加、井筒温度下降，“拐点温度”低的原油避免了比“拐点温度”高的原油更早的结束吞吐周期，使得吞吐效果更好。因此，在热采筛选过程中，除对原油粘度进行分类评价外，了解原油流变特征也是十分必要的。 1.2油层深度 油层深度增加对蒸汽热采不利。这是因为：一方面，油层越深，在注汽过程和采油过程中井筒热损失增加，热利用率减低、注入油层蒸汽干度降低乃至变成热水：另一方面，油层越深，对井下管具的质量和数量及井筒隔热技术的要求越高，这会大大增加生产费用而降低经济效益。一般原则是粘度越低、厚度越大的油藏，允许的油藏深度可大些，反之，油层埋深则浅些。

河南油田水平井钻井技术

河南油田水平井钻井技术 汤清会刘炳郑延斌王毓震 (中国石化河南石油勘探局钻井工程公司，河南南阳 473132) 摘要：近几年，水平井钻井技术在我油田得到了快速发展，施工技术逐步完善和成熟，已成为油田实现高效勘探开发的重要技术手段，特别是在薄油气藏和浅层油气藏开发方面取得了较好的经济效益，本文对河南油田水平井钻井技术从合作、试验探索、发展到逐步走向成熟的过程进行了分析总结，汲取施工过程中的经验与教训，从水平井的设计、现场轨迹控制、井下复杂情况的预防等方面进行总结，对水平井技术的进一步发展和完善提供有益的经验。 关键词：水平井、MWD、LWD、轨迹控制、薄油气层、经验与教训 概述 水平井一般是指井斜大于85o且在产层内钻进一段“水平”井段的特殊形式的油气井，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，并由此形成一股研究、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。 近年来，水平井总数几乎成指数增长，全世界的水平井井数为4.5万口左右，主要分布在美国、加拿大、俄罗斯等69个国家，其中美国和加拿大占88.4%。在国内，水平井钻井技术日益受到重视，在多个油田得以迅速发展，其油藏有低压低渗透砂岩油藏、稠油油藏、火山喷发岩油藏、不整合屋脊式砂岩油藏等多种类型，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。国内塔中4、塔中 16油田水平井钻井成本为同区直井的2倍多，大港油田水平井投资平均为直井的2.3倍。近年来，随着技术的成熟和钻井数量的增加，国内的水平井钻井、完井成本呈降低趋势；有效提高采收率，助推难采难动用储量升级，使水平井技术成为各类油气藏转换开发方式的有效手段。 自1996年以来，河南油田相继在新疆宝浪油田和河南油田东部实施了48口水平井，施工过程从坎坷不平走向顺利，水平井技术从学习合作逐步走向成熟（其中浅层大位移水平井钻井技术在国内处于领先水平），取得了较好的勘探开发效果与经济效益。但在施工中曾发生过断钻具、起下钻阻卡等复杂情况，因而，对水平井钻井技术进行分析总结显得十分的必要。 一、水平井的关键技术 水平井的施工与常规定向井的施工有完全不同的特点，技术含量高，施工难度大，只有认识与掌握其特殊性才能够对症下药，保证水平井的安全快速钻井，水平井的关键技术有以下几方面： 1、剖面设计与井眼轨迹优化 井身剖面设计是否科学是水平井施工的关键点，水平井的剖面分为三种：长半径（造斜率小于6°/30m）、中半径（造斜率为6°～20°/30m）和短半径（造斜率大于30°/30m），我油田大部分水平井为中半径水平井，利用定向软件模拟某一特定钻柱设计的扭矩和摩阻对比结果如下：短半径剖面中产生扭矩最低而摩阻最大，加剧钻杆和套管的磨损；中半径剖面产生的摩阻和扭矩适中；长半径剖面由于斜井段较长，会产生较大的下放载荷，即下滑的阻力较大，而且旋转扭矩也比较大，对钻柱强度的要求比较高。因此水平井剖面一般介于中长半径之间，用常规的弯壳动力钻具即能实现，扭矩和摩阻比较小，井下安全风险小；水平井剖面设计的原则一是工程上容易实现，用常规螺杆加无线随钻跟踪即可实施，井下不易产生键槽和磨损套管，轨迹控制难度小；二是剖面设计按悬链线设计，其拉力、扭矩、摩阻较小，有利于安全施工。 2、摩阻与扭矩

第一章 定向井(水平井)钻井技术概述

第一章定向井（水平井)钻井技术概述 定向井、水平井的基本概念 定向井丛式井发展简史 定向井钻井被（英）Ｔ．A．英格利期定义为:“使井筒按特定方向偏斜,钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为，定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井,虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。 定向井首先是从美国发展起来的，在十九世纪后期,美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题，认为钻出来的井必定是铅垂的,但通过后来的井筒测试发现，那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。 第一口救援井是1９34年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离，在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交,然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。 目前最深的定向井由ＢP勘探公司钻成,井深达10,65４米； 水平位移最大的定向井是BP勘探公司于己于１99７年在英国北海的ＲyｔｃｈＦarm 油田钻成的M11井,水平位移高达1，0１１4米。 垂深水平位移比最高的是Statoｉl公司钻成的的33/９—C２达到了１:3．14； 丛式井口数最多，海上平台:９6口；人工岛:17０口; 我国定向井钻井技术发展情况 我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步,首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—１5井和磨三井,其中磨三井总井深1685米,垂直井深表遗憾３5０米，水平位移444.2米,最大井斜92°，水平段长160米；70年代扩大实验，推广定向井钻井技术;80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。 我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JF１28井，井深达到7000米，垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井，水平