水平井钻井技术.ppt

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1、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。水平井钻井技术是常规定向井钻井技术的延伸和发展。水平井钻井技术第一节水平井的分类及特点目前，水平井已形成3种基本类型，如图示。第一节水平井的分类及特点3．各类水平井的特点长半径水平井：设备、工具，钻井、固井、完井与常规定向井相同，难度增大。使用导向钻井系统，可较好地控制井眼轨迹，提高钻速。主要缺点是摩阻力大，起下管柱难度大。此类水平井的数量将越来越少。中半径水平井：用弯外壳动力钻具增斜，必要时使用导向钻井系统控制井眼轨

2、迹。固井完井方法可与常规定向井相同，难度更大。由于中半径水平井摩阻力小，所以目前在已钻水平井中，中半径水平井数量最多。第一节水平井的分类及特点3．各类水平井的特点短半径水平井：主要用于老井侧钻，死井复活，提高采收率。少数也有打新井的。需用特殊的造斜工具。完井的困难较大，只能裸眼或下割缝筛管。中靶精度高，增产效益显著，此类水平井将越来越多。超短半径水平井：仅用于老井复活。在同一井深处钻出多个(一般为4～12个水平井眼。井增产效果很显著，地面设备简单，钻速也快，很有发展前途。但需要特殊的井下工具、钻进

3、工艺和完井工艺。第二节水平井的经济效益与应用前景1、水平井的突出特点是井眼穿过油层的长度长，所以油井的单井产量高。2、水平井的应用（1）天然垂直裂缝（2）水锥和气锥（3）低渗透地层（4）薄油层（5）溶解采矿（6）重油产层第二节水平井的经济效益与应用前景（7）不规则地层：油层互不关联、位置难以确定、垂直井难以钻到。第二节水平井的经济效益与应用前景（8）扩大边界控制面积（9）层状油层第三节国内外水平井发展概况和技术现状一、国外水平井的发展概况和技术现状20世纪50年代，老井侧钻短半径泄油孔，水平进尺短

4、。前苏联使用涡轮钻具钻成长半径水平井，其水平段长达1600ft。20世纪50~70年代水平井技术发展缓慢。主要原因：技术落后，事故与成本高，原油价格低。20世纪70年代后期，水平井技术得到重视，原油价格的上涨，开发低压、低渗、薄油藏、稠油油藏，发展了长半径、中半径水平井钻井技术。20世纪80年代，随着被誉为国际钻井3大新技术的MWD、PDC钻头和高效导向螺杆钻具的应用，促进了水平井技术的进步，水平井数量成倍增加，中半径水平井占据优势。第三节国内外水平井发展概况和技术现状20世纪90年代以来，水平井

5、技术飞速发展。1990～1995年的6年中，世界上共钻成水平井12590口，其中，中半径、长半径和短半径水平井各占总数70~80％，10~25％和5~10％。第三节国内外水平井发展概况和技术现状二、国内水平井的发展概况和技术现状我国是第3个钻水平井的国家。1965~1966年在四川钻成2口水平井，测深达1685m，垂深1368m，水平段长160m。产量为邻近直井的10倍。20世纪70~80年代水平井技术处于停顿状态，关注着国外水平井技术的发展动向。90~94年“石油水平井钻井成套技术”被列入国家“

6、八五”重大科技攻关项目，有6个油田和5所院校的762名科技人员参加攻关。第三节国内外水平井发展概况和技术现状（1）钻成长、中、短半径水平井50余口。有稠油热采井，多目标水平井，老井侧钻水平井，丛式水平井，套管固井射孔完井、砾石充填完井、割缝筛管完井、金属棉筛管完井、割缝尾管加管外封隔器完井、仅用油层套管完井、裸眼完井等；（2）水平井优化设计，水平井井眼轨道控制，水平井钻井液与完井液，水平井完井与固井射孔技术，水平井电测技术与水平井取心技术等方面，取得16项重大技术成果；（3）建成5个实验室和11套

7、实验装置，研制新型仪器18台套，编制各种计算机软件53套，制定行业标准14项，获国家专利8项，推广新工艺、新技术12项。第三节国内外水平井发展概况和技术现状至1999年8月，我国累计完成水平井293口，并呈现快速发展的良好势头。第三节国内外水平井发展概况和技术现状三、水平井钻井的难度所在1、水平井的轨迹控制要求高，难度大水平井的目标是一扁平的立方体，不仅要求井眼准确进入窗口，而且要求井眼方位与靶区轴线一致，俗称“矢量中靶”。“两个不确定性因素”：一是目标垂深预测有一定的误差；二是造斜工具的造斜率的

8、不确定性。对直井和普通定向井不会有很大的影响，但水平井可能导致脱靶。第三节国内外水平井发展概况和技术现状三、水平井钻井的难度所在2、管柱受力复杂（1）井斜角大，井眼曲率大，管柱在井内运动将受到巨大的摩阻，起下钻困难，下套管困难，钻头加压困难。（2）水平井段使用“倒装钻具”，下部钻杆受压，压力过大导致失稳弯曲，摩阻更大。（3）摩擦阻力、摩擦扭矩和弯曲应力将显著增大，钻柱受力、强度设计与校核更为复杂。（4）弯曲应力大，旋转条件下应力交变，加剧钻柱的疲劳破坏。要求精心设计钻柱。第三节国内