小井眼开窗侧钻三维水平井钻井技术课件.ppt

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1、小井眼开窗侧钻三维水平井钻井技术中国天津大港油田集团定向井技术服务公司1目录一、前言二、优化工程方案设计三、现场施工实践四、施工难点和施工重点分析五、结论2一、前言小井眼开窗侧钻水平井钻井技术是在定向井、水平井、小井眼钻井技术基础上发展起来的一种综合钻井技术，在一定程度上代表了钻井工艺的发展水平。利用该技术能使套损井、停产井、报废井、低产井等复活，改善油藏开采效率，有效地开发各类油藏，提高采收率和油井产量，降低综合开发成本；能充分利用老井井身结构对油藏开发再挖潜，充分利用原有的井场、地面采输设备等，减少钻井作业费、节约套

2、管使用费、地面建设费，降低施工成本，缩短施工周期，提高综合经济效益；该技术的推广还有利于环境保护。3目前，国内大部分油田，特别是东部地区，经过多年的开采，已进入开发后期，由于各种原因造成大量的停产井、报费井；西部地区由于地层复杂，勘探和开发难度大，存在大量的套损井、低产井。应用小井眼开窗侧钻三维水平井钻井技术进行老井重钻，使老井复活并增加产能，市场前景广阔，经济和社会效益好，因而该技术在未来具有广阔的发展前景。4二、优化工程方案设计（一）选择侧钻方式开窗侧钻：即利用斜向器和开窗铣锥，在设计位置将套管磨穿而形成窗口，然后再

3、用侧钻钻具钻出新井眼。优点：设计和施工工艺简单。缺点：套管对测量仪器有磁干扰，需要使用陀螺测斜仪定向，侧钻出的前20米新井眼，仍然需要陀螺测斜仪进行检测，测量成本高。5段铣侧钻：即在设计侧钻位置将一段套管用段铣工具铣掉，然后在该井段注水泥，在用侧钻钻具定向钻出新井眼。优点：工艺易掌握，可靠性好；避免了套管的磁干扰，可用磁性测斜仪器定向钻井，有利于准确定向。缺点：套管段铣段长（一般大于18m），有时由于工具等出问题需多次磨铣才能完成，费时费力；段铣完成后，需打水泥塞、候凝，修水泥面，工艺复杂。6（二）井眼轨迹设计井眼轨迹的

4、形状设计是一口开窗侧钻水平井顺利施工的基础。小井眼开窗侧钻三维水平井的设计应考虑普通水平井的特点外，还必须考虑套管开窗、定向井段高造斜率、可控井段短及井眼直径小等特点。还必须考虑有利于油层开采，实现地质设计的要求。而原井多数都存在井斜方位，且方位与新设计方位不一致。井眼轨迹因井而异，往往须进行三维设计。7小井眼开窗侧钻三维水平井的井眼轨迹一般设计为三增轨道，中间造斜段造斜率相对较低，作为调整段，以弥补第一和第三高造斜率井段实际造斜率和设计造斜率的误差。8增斜井段造斜率的合理确定是侧钻三维水平井井眼轨迹设计与施工的关键。增

5、斜段的造斜率应根据地质设计要求；所用造斜马达的造斜能力；测量仪器及完井管柱的通过能力确定。对造斜马达的造斜能力掌握程度的高低，将直接影响井眼轨迹设计的合理性与可行性，也影响着井眼轨迹控制的难度和水平。9增斜段造斜率的合理确定，必须考虑马达类型、弯度、钻具结构、钻头直径与类型、地层情况和钻进参数等影响因素，参照造斜马达的实际造斜能力和推荐造斜率进行。10（三）钻具组合的优化和钻进参数的优选以177.8mm套管钻进149.2mm井眼为例:侧钻井段：钻具组合：ø149.2mmBIT+ø120mm3.5º单弯螺杆+ø120mm定

6、向接头+88.9mm无磁承压钻杆+88.9mm斜坡钻杆+88.9mm加重钻杆+88.9mm钻杆施工参数：钻压：：30—50kN，排量：14L/s，泵压：20MPa效果分析：理论上计算3.5º是小井眼套管内径和窗口尺寸能够顺利通过的单弯马达的最大弯度。11增斜井段：钻具组合一：ø149.2mmHA517+ø120mm3.5º单弯螺杆+ø120mm定向接头+88.9mm无磁承压钻杆+88.9mm斜坡钻杆+88.9mm加重钻杆+88.9mm钻杆钻具组合二：ø149.2mmBIT+ø120mm3.5º单弯螺杆+ø120mm定向接

7、头+73mm无磁承压钻杆+88.9mm斜坡钻杆+88.9mm加重钻杆+88.9mm钻杆施工参数：钻压：30—50kN，排量：14L/s，泵压：20MPa效果分析：使用定向井工程软件校核结果表明，方案（2）中ø73mm钻杆抗压强度不足；方案（1）中在曲率半径大于45m时能够满足强度要求。12水平井段：钻具组合：ø149.2mmHA517+ø120mm0.75º单弯螺杆+ø120mm定向接头+88.9mm无磁承压钻杆+88.9mm斜坡钻杆+88.9mm加重钻杆+88.9mm钻杆施工参数：钻压：50—70kN，排量：12-13

8、L/s，泵压：20MPa，转速：30-35r/min效果分析：水平井段采用转盘钻进结合滑动钻进满足中靶要求，转盘钻进钻压传递效果好，机械钻速高，同时能够较好清除钻屑床；滑动钻进用来调整井眼轨迹，以确保中靶精度。13短半径水平井钻井，由于造斜需在很短的井段内完成，井眼曲率变化大，钻柱在造斜井段会产生较大的弯曲应力，易造