水平井钻井液技术

水平井技术是当代油气资源勘探开发的重点技术之一.从80十九

世纪末期开始，为了勘探提高钻探开发综合经济效益，全世界各油公

司掀起了水平井的热潮，在生产中所取得了重大经济效益，断定了水

平井“少井高产”的突出优点，取得了减少油田勘查勘探开发费用，

加快资金回收，少占土地减少和环境污染等一系列经济效益和社会效益。

由于水平井催化裂化在钻井过程中井转角从0°~90°变化，因而

水平井与直井钻井工艺有较大的差别，为了确保水平井的钻成井保护

好油气层，对水平井的钻井液完井液提出了特殊要求，必须解决井眼

净化、井壁稳定、摩阻控制、防漏堵漏和保护储层堵漏等症结。

一、井眼净化

井眼净化是水平井钻井工程的一个主要组成部分，井眼雾化不好

会导致摩阻和扭矩增加、卡钻；下能影响下套管和固井作业正常进行。

（一）影响井眼净化的因素

1、井斜角：环空岩屑或临界流速随井斜角的增加而变大，而清洁

率则随之下降

2、环空返速：其大小直接影响环空岩屑的运移方式、状态和环空

岩屑浓度。提高环的空运速：

环空岩屑浓度降低，井眼减低净化状况得以改善；岩屑侵蚀床厚

度降低或被破坏，井眼下侧不形成明显的岩屑床。

3、环空流型：完全一致态的携屑效果基本相同。通过调整钻井液

流变性能，改变层流速度剖面的平板程度来取代紊流，使钻井液在环

空处于平板型层流，从而达到改善井眼净化旌善线的目的；55°~90°紊流比层流携屑效果好

4、钻井液密度：钻井液电阻率的提高，这有利于钻屑的携带

5、钻柱尺寸：当井身结构中已确定，随着钻杆尺寸柱塞的增大环空返速增加，有利于携屑

6、转速：钻柱的旋转，对沉积的岩床起搅动指导作用，有利于床面岩屑的离去；转动钻柱可以限制钻柱的偏心效应，从而改善井眼净化；提高转速可防止钻井液在井壁周围形成不流动，从而不断提高井眼净化；钻柱除了自转外，还围绕井眼周界作圆周运动，因而利于岩屑的携带

7、钻柱的偏心度：随着井斜角的增大，钻校的偏心度对环空岩屑的影响较大；环空岩屑浓度随钻柱偏心度的增大而增大8、钻井速度和岩屑尺寸：当钻速过高时，会造成环空钻屑浓度过大，岩屑床内径增加；岩屑尺寸大小亦会对井眼净化效果带来影响(二)技术措施

水平井的井眼清洗在现场经常采用机械清洗和水力清洗相结合的措施来解决，实现水平井净化的技术措施可归纳为以下几个方面：

1、增强环空返速；

2、选用合理流型与钻井液流变参数；

3、改变下部钻具组合

4、适当增加钻井液密度；

5、转动钻具或上下大范围活动；

6、使用钻杆扶正器；

7、压制钻进速度；

8、采改采高转速金刚石钻头；

9、倒划眼二、井壁稳定

井壁稳定是钻井工程中最常见的井下复杂情况之一。酿成井壁不稳定的原因可归纳为力学因素与物理化学因素，但最终均归结为井壁岩石所受的应力超过其自身强度风速造成岩石发生捏切破坏，井眼钻开前，地下岩石在上覆地层压力、水平地应力及地层孔隙压力的作用下，继续保持应力平衡状态，井眼被钻开后，井筒内的钻井液柱压力取代了所钻岩石对井壁的支撑，惹起引起井壁邻近的应力重新分布，当井筒的液柱压力小于地层坍塌压力时，井壁周围的岩石所受的远远

超过应力就会已经超过岩石本身的强度，造成井壁四周岩石摧毁发生剪切破坏。钻水平井时稳定井壁的技术措施

1、选用合理的钻井液密度：下陷密度必须大于地层钻井液压力而低于地层破裂压力

2、优化井身剖面模块化：优选所钻井的方位，尽量选用较小曲率半径的井身

3、依据地层组构特性优选钻井液类型与配方：地层的组构特性；钻井液的抑制性和封堵性；

4、确知合理的环空返速，减少对井壁的冲蚀三、摩阻控制

钻具在重力的指导作用下，钻具与井壁的接触面积比直井大幅度墙垣增加，因而起下钻具的摩擦阻力和旋转钻具的扭矩与直井相比就会大幅度增加，其值随井变小斜角的增大而增加；随方位角的变化而增大，因而水平井钻井过程中的卡钻可能性比直井大得多。钻进水平井控制摩阻的技术措施1、优化水平井井身结构和井身剖面设计：进行各种井身结构和井身的摩阻计算，既要考虑降低摩阻与扭矩，又要主要考虑尽可能短的拐弯井段

2、优选钻具结构：在大斜度或湿法水平井段应将常规钻柱总成换成倒置总成

3、优选钻井液类型聚四氟乙烯与配方：降低石蜡的滤失量、润滑系数与泥饼摩擦系数，改善泥饼质量

4、改善井眼净化经济状况：丰泓环空返速、流型、钻井液流变性能，提高井眼纠偏效果，尽可能地降低环空钻屑浓度与钻屑床的厚度四、防漏堵漏

井漏是钻井工程的井下复杂情况之一，但在水平井钻井过程中井漏更容易发生，而且防漏堵漏比直井难度更大，特别是水平井段为油气层时，既要堵住漏失，确保水平井顺利完井，又油气田不能对油气

第二层产生损害，因而必须寻求有效的防漏堵漏措施。（一）原因分

析

水平井井漏发生的原因除与直井引起凿井漏基本一致的起因之外，还由于钻水平井作用于相向垂深地层的压差较直井大，造成钻水平井

比钻直井井漏更容易发生，其原因：

1、水平段压耗非常大，在水平井的尾部井漏的危险性最大

2、水

平井井眼净化难度大点，严重时还会出现因堵井眼而造成开泵时蹩漏

地层

3、取用粘度的钻井液，更易产生较大流阻，使压差增大；在下钻

过程中，形成更大的激动压力，增大了对地层的压差（二）技术措施1、斜井段和水平井段上井壁的封堵：

2、增加堵漏材料的加量来提高堵漏材料通过井眼上侧的机会

3、

提高堵漏浆液的粘度和动切力，增强运载堵漏材料的能力4、降低堵漏浆液的顶替流速，流速宜降到可避免井漏进一步加剧的程度五、保护

储层

（一）水平井油气损害层损害的特殊性：1、钻井液与油气聚四氟

乙烯层的接触表面积较大2、油气层浸泡时间较长3、钻进矿产层时的

压差较高4、一旦损害，难以恢复（二）技术措施

1、优选完井方式：完井方式直接影响对油气目的损害程度，因而

进行水平井设计时应依据储层特性确定完井方式。2、优选含水量钻井

方式和钻井液密度

压差是造成油气层损害的主要因素之一。通常油气层敏感度的损

害程度随压差增大而增加：负压差可以减少钻井液对油气层的损害，

但过高的负压差也会引起油气层出砂、有机垢的形成、裂缝闭合，反

而会对油气层带来损害，水平井段钻进过程中会，必须依据来特性和

孔隙压力储层优选钻井方式和钻井液密度。3、使用油层保护剂

打开油气层前50米，加入油保陶瓷材料，有的放矢能有效防止泥

质颗粒膨胀、加速形成桥堵屏蔽环，有效的保护了油气层。

钻进大斜度和水平井段过程中，钻井液必须解决需要井眼净化、

井壁稳定、摩阻控制、防漏堵漏卡首进和保护储层等技术难题，然而

钻进不同储层时，上述几大重重困难有的是共存共生的，有的所表现

的严重程度不完全相同，因此钻进水平井时确定钻井液类型必须遵循

下述原则：

1、地层矿物组分、理化性能、井温及潜在的各种井下情况非常复

杂情况；2、地层压力线型(孔隙压力、破裂压力、地应力、坍塌压力)；

3、储层的组构表现形式特征和各种敏感性；

4、井身结构和完井方式；

5、钻井参数；

6、经济政策的合理性；

7、环保

由于水平井工艺的特殊性，决定了其钻井液性能的堰顶清洁井眼、防塌防漏、润滑、固控等方面提出了更高的强烈要求。随着实施水平

井的逐渐激增，生产经验和教训日趋丰富；随着钻井液处理剂的不断

发展壮大发展，钻井液技术不断得到提高，下步其他工作中我们还要

继续学习新技术、引进新方法才能使水平井钻井液水平得到更大的技

术水平提高。

扩展阅读：水平井钻井工艺技术

水平井钻井工艺技术

水平井钻井工艺技术在促进我国石油工业的发展有着重要的作用。本文从水平井钻井工艺技术概述出发，在现有的水平井钻井工艺技术

现状的基础上，提出了水平井钻井工艺技术的应对。该研究对优化我

国水平井钻井工艺技术有一定的调节作用参考作用。

【关键词】水平井钻井粉末冶金应用应用

钻井水平井钻井的工艺技术从我国六十年代八十年代开始得以广

泛的发展，该工艺技术作为综合性的配套钻井技术，在包括水平井油

藏工程与优化设计技术在内的等一系列关键技术环节中得以广泛的应

用。正因为其自身在促进石油工业发展中所具有的重要性，因而本文探讨水平井钻井工艺技术的应用进行深入的指由。1钻探水平井钻井工艺技术概述

水平井作为定向井的特殊形式之一，指的是井眼的最大井斜角维持在九十度左右，同时在目的层中延伸一定长度的水平四段段。而水平井钻井工艺技术是常规定向井钻井工艺技术的扩展[1]。水平井在设计时通常要关注到油气藏描述和精细地质设计、水平井完井方法的确定、水平井靶区参数的设计以及水平井井身的剖面设计。应用这就决定了水平井钻井工艺技术在运用中主要的关注点是着陆控制和水平段控制。水平井钻钻井工业本身包括了、计算机与信息工程以及油气藏工程等多类先进的科学技术，同时其本身的主要作用是提高油气产量或者油气采收率，因而能够给油气田本身带来较多的。正因为如此，水平井钻井工艺技术对石油工艺技术的发展重要的作用。伴随着水平井的仪器以及配套钻井工艺技术工具不断发展，我国现有的水平井钻工艺技术的应用已经建立出成套了一整套的综合配套技术，同时作为常规的钻井技术应用在所有类别核心技术的油气藏中，正因为如此有必要不断的优化水平井钻井工艺技术的应用效果。

2水平井钻井工艺技术应用现状

从现有的水平井钻工艺技术的应用情况来看，钻井的水平井国内工艺技术在我国气田的生产方面起着不可低估的作用，但是在钻井提速方面还半导体技术存在一定的技术问题。这与我国油田地质情况较为复杂的实际情况有着的联系，一些油田存在这地层研磨性强、水平段长以及井壁易分散情形垮塌等情况，金矿油田的开采难度总的来说较大，进而拖累影响了油田水平井钻井所具有的速度[2]。同时我国国内的水平井钻井工艺技术本身存在着工艺技术配套性不强，缺乏专业的技术人员与专业的施工队伍，同时在设备配套等还存在着性能差与不稳定方面方面的问题；工具与仪器本身还存在着不配套的现状，实用性也并不稳定。造成我国水平井钻井工艺技术应用现状存在问题的主要我国是原因虽然在水平井采油工艺技术的设计以及井眼轨道控制

等诸多方面井眼有一定的进步，但是在水平井下部钻具组合受力分析以及水平井采油等方面所作的研究还存在一定的不足，全面因而无法适应我国油田大规模应用的消费，进而影响了水平井的应用水平井功效[3]。除此以外，由于各个油田的实际情况不同，进而在确定

友情提示：本文中关于《水平井钻井液技术》给出的范例仅供您参考拓展思维使用，水平井钻井液技术：该篇文章建议您自主创作。

间31井钻井液技术

间31井泥浆技术报告 1概况间31井地理位置：河北省河间市时村乡李安庄村；构造位置：冀中坳陷饶阳凹陷马西洼槽间31断块；钻探目的：预探马西洼槽间31断块沙1段含油气性；井型为直井；设计井深：2600米；实际井深：2600米；目的层：Ed、Es1段。间31井钻井周期19天9：30小时,建井周期26天15：00小时,平均机械钻速9.58M/H,固井质量、井身质量全部合格，符合甲方要求。 2工程简况一开: Φ444.5mm×184.6m+Φ339.7mm×183.33m 二开：φ215.9mm×2600m 3泥浆措施本井一开用般土浆开钻，泥浆性能为：比重1.05，粘度28秒。二开预处理采用大、中、小分子复配的方法，加入K－PAM和NPAN，控制泥浆粘度和失水。二开后，随着井深的增加及时补充K－PAM和NPAN，保持其在泥浆中的含量。进入馆陶组前加入一定量的SMP和FT-103改善泥饼质量,同时加足K－PAM和NPAN以控制造浆和失水，保证了第一趟钻的起下顺利, 并且为转型做好了基浆准备。馆陶组底部加入足量SMP和FT-103，将聚合物泥浆转型为聚磺泥浆。进入东营段后，每班将K－PAM和NPAN按1：2的比例配成胶液以细水长流的方式补充，同时加足SMP和FT-103，以控制造浆、中压失水和高温高压失水，提高泥饼质量。本井沙一段有一段油页岩，为了防止油页岩垮

塌，根据设计在打开油页岩前加入一定量的HY-212。在以后钻进过程中，及时补充SMP、FT-103、NPAN、K－PAM等处理剂，确保了全井泥浆性能稳定，特别是泥浆的失水得到了很好的控制，进入油层的中压失水、高温高压失水都在设计范围内，从而保证了钻进顺利和井下的安全。完钻后，调整好泥浆，首先进行了短起下，到底后大排量充分循环钻井液，直至振动筛没有砂子，打入一段重塞对油页岩段进行了封堵以后，方起钻电测，电测一次成功。 4电测情况本井泥浆性能符合设计要求，全井没有因泥浆性能引起的井下复杂和井下事故，起钻电测前，首先进行了短起下，反复刮拉井壁，到底后采用大排量充分循环钻井液，用重塞对油页岩段进行封堵后，起钻电测，电测一次到底。 5小结本井泥浆性能较好，各项性能符合设计要求，进入油层段后的失水特别是高温高压失水控制得较好，有效的降低了井下事故发生的可能性。每次起下钻都很顺利，钻进周期相对缩短，减少了泥浆对油层的浸泡时间。全井没有因泥浆性能而引起的井下事故和井下复杂。值得注意的是该地区明化镇和东营段的严重造浆，以及沙一段的特殊岩性。在明化镇和东营段必须把大分子的量加足，用好固控设备，降低泥浆的固相含量；进入沙一前把失水控制好。

647.2-2013_页岩气水平井钻井作业技术规范_第_2_部分：钻井作业(出版稿)

Q/SYCQZ 川庆钻探工程有限公司企业标准 Q/SYCQZ 647.2—2013 页岩气水平井钻井作业技术规范第2部分：钻井作业 2013-12-22发布2014-01-22实施

目次前言................................................................................. II 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 钻井工程设计 (1) 4 井眼轨迹控制 (2) 5 防碰作业 (3) 6 水平段安全钻井 (3)

前言《页岩气水平井钻井作业技术规范》分为五个部分： ——第 1 部分：丛式井组井场布置； ——第 2 部分：钻井作业； ——第 3 部分：油基钻井液； ——第 4 部分：水平段油基钻井液固井； ——第 5 部分：井控。本部分为第 2 部分。本标准按 GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第 1 部分：标准的结构和编写规则》进行编写和表述。本标准由川庆钻探工程有限公司提出。本标准由川庆钻探工程有限公司钻井专业标准化技术委员会归口。本标准起草单位：川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院、川庆钻探工程有限公司川东钻探公司、川庆钻探工程有限公司川西钻探公司本标准主要起草人：张德军、赵晗、卓云、叶长文。

页岩气水平井钻井作业技术规范第2部分：钻井作业 1 范围本标准规定了页岩气丛式井组钻井工程设计、井眼轨迹控制、防碰作业、水平段安全钻井等内容和要求。本标准适用于川渝地区页岩气井的钻井作业。 2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 SY／T 1296 密集丛式井上部井段防碰设计与施工技术规范 SY／T 5088-2008 钻井井身质量控制规范 SY／T 5416 定向井测量仪器测量及检验 SY／T 5435-2003 定向井井眼轨迹设计与轨迹计算 SY／T 5547 螺杆钻具使用、维修和管理 SY／T 5619 定向井下部钻具组合设计方法 SY／T 6332-2004 定向井轨迹控制 SY／T 6396 钻井井眼防碰技术要求 Q／SYCQZ 001 钻井技术操作规程 Q／SYCQZ 372-2011 丛式井井眼防碰技术规程 3 钻井工程设计 3.1 井身结构 3.1.1 表层套管应封隔地表漏层和垮塌层，相邻两井表层套管下深错开20 m以上。 3.1.2 水平井技术套管下入位置井斜应不低于60°，若井下出现严重垮塌、钻遇高压油气，可提前下入技术套管。 3.1.3 油层套管尺寸不小于 11 4.3 mm，抗内压强度与增产改造施工压力之比＞1.25。 3.1.4 水平段长度宜控制在800 m ～ 1400 m。 3.2 靶区 3.2.1 靶区半径设计符合SY／T 5088-2008的规定，且满足井眼轨迹控制要求。 3.2.2 水平段井眼方向与地层最小主应力方向的夹角不小于 15°。 3.3 井眼轨道 3.3.1 每口井地下靶心与井口位置连线相互之间不宜空间交叉。

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

苏里格气井水平井钻井液技术方案设计

里格气井水平井钻井液技术案里格气井水平井钻井液最关键的技术是井眼净化、大斜度井段“双层”和水平段泥岩的垮塌、预防PDC钻头的泥包、润滑性、产层保护等。 1 基本情况直井段：保持了本区块直井、定向井钻井液案。斜井段: 继续采用强抑制无土相复合盐钻井液体系。水平段：采用无土相酸溶暂堵钻井液体系。 2 技术难点 2.1 里格区块直井段安定底直罗组、延长底部纸纺组顶部易垮塌。 2.2 里格区块家沟组与盒子组地层承压能力低，普遍存在渗透性漏失和压差性漏失。尤其是 5区块漏失最为频繁。 2.3“双层”、煤层和水平段泥岩的垮塌，是导致水平井易发生复杂和故障的致命的因素。 2.4如优化钻井液体系、性能、组分，通过钻头选型，水力参数优化，是预防PDC钻头泥包和提高斜井段机械钻速的关键。 2.5 如通过改善泥饼质量，提高钻井液的润滑性是水平井钻井液防卡润滑的关键。 3 技术案 3.1表层技术案 3.1.1表层钻井液配表层及导管钻进格按《里格气田表层钻井液技术》执行，打导管采用白土浆小循环，导管打完后固定、找正、坐实、水泥回填，侯凝2-3小时，开钻过程中监控导管情况。若流砂层未封住（流沙层50米以上），采用白土浆钻井，0.1%CMC+5-6%白土，密度:1.03---1.05g/cm3，粘度:40-50s ；钻穿流沙层50-80米之后，采用低固相钻井液体系，密度:1.01---1.03g/cm3，粘度:31-35s。若流砂层已完全封住，用清水聚合物钻井液体系，配为0.2%CMP +0.2%ZNP-1。钻井液性能：密度:1.00---1.02g/cm3，粘度:31-32s。 3.1.2下表层表套前技术措施打完表层后配白土浆（约40-50）密度：1.03-1.05g/cm3，粘度：40-50s，采用地面小循环清扫井底后打入井里封固裸眼井段，起钻连续灌白土浆，确保井口流沙层段为白土浆，防止下表套过程中流沙垮塌。

第6章钻井液设计

第8章钻井液设计本章主要介绍了新疆地区常用的钻井液体系，结合A1-4井及探井资料，设计了A区块井组所使用的钻井液体系、计算了所需钻井液用量，提出了钻井液材料计划等。 8.1 钻井液体系设计钻探的目的是获取油气，保护地层是第一位的任务，因此，搞好钻井液设计，首先必须以地层类型特性为依据，以保护地层为前提，才能达到设计的目的。新疆地区常用钻井液体系简介[16]： (1)不分散聚合物钻井液体系：不分散聚合物钻井液体系指的是具有絮凝及包被作用的有机高分子聚合物机理的水基钻井液。该体系的特点是：具有很强的抑制性；具有强的携沙功能；有利于提高钻速；有利于近平衡钻井；可减少对油气层的伤害。 (2)分散性聚合物体系（即聚合物磺化体系）：聚合物磺化体系是指以磺化机理及少量聚合物作用机理为主配置而成的水基钻井液。该体系的特点是：具有良好的高温稳定性，使用于深井及超深井；具有一定的防塌能力；具有良好的保护油层能力；可形成致密的高质量泥饼，护壁能力强。 (3)钾基（抑制性）钻井液体系：该体系是以聚合物的钾，铵盐及氯化钾为主处理剂配制而成的防塌钻井液。它主要是用来对付含水敏性粘土矿物的易坍塌地层。该体系特点：对水敏性泥岩，页岩具有较好的防塌效果；抑制泥页岩造浆能力较强；对储层中的粘土矿物具有稳定作用；分散型钾基钻井液有较高的固相容限度。 (4)饱和盐水钻井液体系：该体系是一种体系中所含NaCl达到饱和程度的钻井液，是专门针对钻岩盐层而设计的一种具有较强的抑制能力，抗污染能力及防塌能力的钻井液。该体系特点：具有较强的抑制性，由于粘土在其中不宜水化膨胀和分散，故具有较强的控制地层泥页岩造浆的能力；具有较强的抗污染能力，由于它已被NaCl所饱和，故对无机盐的敏感性较低，可以抗较高的盐污染，性能变化小；具有较强的防塌能力，尤其再辅以KCL对含水敏性粘土矿物的页岩具有较强抑制水化剥落作用；可制止盐岩井段溶解成大肚子井眼。由于钻井液中氯化钠已达饱和，故钻遇盐岩时就会减少溶解，以免形成大井眼；缺点是腐蚀性较强。 (5)正电胶钻井液体系是一种以带正电的混合层状金属氢氧化物晶体胶粒(MMH或MSF）为主处理剂的新型钻井液体该体系的特点：具有独特的流变性;有利于提高钻井速度；对页岩具有较强的抑制性；具有良好的悬浮稳定性；有较

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。

钻井液技术规范

附件钻井液技术规范 (试行) 中国石油天然气集团公司二○一○年八月

目录第一章总则┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄3第二章钻井液设计┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄3第一节设计的主要依据和内容┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄3 第二节钻井液体系选择┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄4 第三节钻井液性能设计项目┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄5 第四节水基钻井液主要性能参数设计┄┄┄┄┄┄┄┄┄7 第五节油基钻井液基油选择和主要性能参数设计┄┄┄11 第六节油气层保护设计┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄12 第七节钻井液原材料和处理剂┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄13 第八节钻井液设计的管理┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄13 第三章钻井液现场作业┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄14第一节施工准备┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄14 第二节预水化膨润土钻井液与处理剂胶液的配制┄┄┄14 第三节淡水钻井液的配制┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄15 第四节盐水钻井液的配制┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄15 第五节水包油钻井液的配制┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄16 第六节油基钻井液的配制┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄16 第七节钻井液性能检测┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄17 第八节现场检测仪器┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄18 第九节现场钻井液维护与处理的基本原则┄┄┄┄┄┄20 第十节水基钻井液性能维护与处理┄┄┄┄┄┄┄┄┄20 —1 —

第十一节油基钻井液性能维护与处理┄┄┄┄┄┄┄┄23 第四章油气层保护┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄24 第五章循环净化系统┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄25 第一节设备的配套、安装与维护┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄25 第二节钻井液净化设备的使用┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄27 第六章泡沫钻井流体┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄28 第一节一次性泡沫钻井流体┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄28 第二节可循环泡沫钻井流体┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄29 第三节压井液和压井材料的储备┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄31 第七章井下复杂事故的预防和处理┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄31 第一节井壁失稳的预防与处理┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄31 第二节井漏的预防与处理┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄33 第三节卡钻的预防和处理┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄35 第八章废弃钻井液处理与环境保护┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄37 第九章钻井液原材料和处理剂的性能评价与储存┄┄┄┄37 第一节技术标准与性能评价┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄38 第二节钻井液原材料和处理剂的储存┄┄┄┄┄┄┄┄38 第十章钻井液资料收集┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄39第十一章附则┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄39 附录┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄40 —2 —

苏里格气井水平井钻井液技术方案

苏里格气井水平井钻井液技术方案苏里格气井水平井钻井液最关键的技术是井眼净化、大斜度井段“双石层”和水平段泥岩的垮塌、预防PDC钻头的泥包、润滑性、产层保护等。 1 基本情况直井段：保持了本区块直井、定向井钻井液方案。斜井段: 继续采用强抑制无土相复合盐钻井液体系。水平段：采用无土相酸溶暂堵钻井液体系。 2 技术难点 2.1 苏里格区块直井段安定底直罗组、延长底部纸纺组顶部易垮塌。 2.2苏里格区块刘家沟组与石盒子组地层承压能力低，普遍存在渗透性漏失和压差性漏失。尤其是苏5区块漏失最为频繁。 2.3“双石层”、煤层和水平段泥岩的垮塌，是导致水平井易发生复杂和故障的致命的因素。 2.4如何优化钻井液体系、性能、组分，通过钻头选型，水力参数优化，是预防PDC钻头泥包和提高斜井段机械钻速的关键。 2.5 如何通过改善泥饼质量，提高钻井液的润滑性是水平井钻井液防卡润滑的关键。 3 技术方案 3.1表层技术方案 3.1.1表层钻井液配方表层及导管钻进严格按《苏里格气田表层钻井液技术》执行，打导管采用白土浆小循环，导管打完后固定、找正、坐实、水泥回填，侯凝2-3小时，开钻过程中监控导管情况。若流砂层未封住（流沙层50米以上），采用白土浆钻井，0.1%CMC+5-6%白土，密度:1.03---1.05g/cm3，粘度:40-50s ；钻穿流沙层50-80米之后，采用低固相钻井液体系，密度:1.01---1.03g/cm3，粘度:31-35s。若流砂层已完全封住，用清水聚合物钻井液体系，配方为0.2%CMP +0.2%ZNP-1。钻井液性能：密度:1.00---1.02g/cm3，粘度:31-32s。 3.1.2下表层表套前技术措施打完表层后配白土浆（约40-50方）密度：1.03-1.05g/cm3，粘度：40-50s，采用地面小循环清扫井底后打入井里封固裸眼井段，起钻连续灌白土浆，确保井口流沙层段为白土浆，防止下表套过程中流沙垮塌。

伊犁盆地伊3井煤层气井钻井液设计与应用

伊犁盆地伊3井煤层气井钻井液设计与应用摘要:对伊3井煤层气井钻井液的设计、技术思路、现场应用及复杂情况处理进行了论述和分析。钾基两性离子聚磺防塌钻井液对井眼清洁、井眼稳定、减阻防卡、防漏堵漏、防塌等性能进行了总结。【关键词】煤层气, 粉煤层, 聚磺防塌, 伊3井 abstract: iraq 3 cbm well drilling fluid design, technical ideas, the application situation and the complicated treatment were discussed and analyzed. potassium base zwitterion together the collapse of well drilling fluid sulfonylurea eye cleaning, borehole stable friction reduction, the card, plugging, prevent the collapse, such as performance was summarized. 【 key words 】 cbm, adding layer, and gather the sulfonylurea collapse, the iraq 3 wells 中图分类号： p618.11文献标识码：a文章编号：随着煤层气勘探开发的领域不断扩展，煤层气钻井过程中遇到的地层越来越复杂、储层越来越深，出现的井内复杂情况更加难以预料，处理的难度也在不断增加。因此需要我们对煤层气井钻井液技术要不断研究、完善。一、地质与井身结构概况

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Ｒｙtｃh Ｆａｒｍ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,水平位移最大的大位移井是大港定向井公司完成的井，水平位移达到2666米，最大的丛式井组是胜利石油管理局的河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

冀东油田水平井钻井液技术重点

第22卷第4期钻井液与完井液Vol.22No.4 2005年7月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDJul12005 文章编号:100125620(2005)0420072202 冀东油田水平井钻井液技术邓增库左洪国夏景刚杨文权赵增春蒋平 (华北石油管理局第三钻井工程公司,河北河间) 摘要针对水平井钻井要求和冀东油田的地层特点,采用强包被、、,定向井段和水平井段采用聚磺硅氟乳化原油钻井液。该钻井液中PMHA与JJ能力;GT298、KJ21与NPAN,L21与JGWJ复配使用可以提高钻井液的封堵能力,。现场应用表明,该钻井液具有较强的防塌能力、,解决了上部地层和水平井段砂岩储层的井塌以及大斜度井段、水平井段的携砂、,完全满足了冀东地区垂深小于3000m水平井的钻井需要。关键词聚磺硅氟钻井液井眼净化井眼稳定防止地层损害水平钻井冀东油田中图分类号:TE254.3 文献标识码:A 钻井液性能优良是水平井井下安全的重要保证。为满足水平井钻井要求,对水平井钻井液技术进行了调研,结合冀东油田的地层特点,从钻井液的抑制防塌能力、流变性、润滑性、油层保护等方面进行室内评价,优选出了聚磺硅氟乳化原油钻井液配方,并首次在G362P4井进行试验,获得了成功。随着水平井钻井液技术的不断完善,22口水平井实践表明,聚磺硅氟乳化原油钻井液具有较强的防塌能力、良好的流变性和润滑性,油层保护效果好,满足了冀东油田垂深小于3000m的水平井钻井需要。砂带来困难;水平段处于砂岩产层,钻速快(钻时为0.8～2min/m),钻井液中岩屑浓度大;一般水平井段的井径比常规井径大,同时钻具不能居中,在重力作用下,岩屑在运移过程中产生沉降,在钻具周边淤积。如果钻井液携砂能力较弱,或工程措施不当,极易形成岩屑床,造成卡钻。113润滑防卡由于油层埋深较浅,井眼轨迹半径较小,造斜率有时达30°/100m以上,大斜度井段地层较软,地层与钻具接触面大,固相润滑作用小,主要依赖液相润滑,增加了润滑防卡难度。114油层保护 1技术难点 111井壁稳定该油田馆陶组下部地层存在不同厚度的玄武岩,胶结物少,地层破碎,表现为大块塌落;东营组泥页岩地层易吸水造成不均质剥落坍塌;储层砂岩胶结性差,返出岩屑类似流砂,储层砂岩裸露段长达几百米,上层井壁

钻井设计基本原则

钻井设计基本原则 1.钻井的目的：是为勘探和开发油气田服务。 2.钻井设计必须国家及政府有关机构的规定和要求，保证钻井设计的合法性。 3.钻井设计的主要依据： 3.1.地质设计是钻井设计必须遵循的主要依据。地质部门至少应在开始钻井作业前75 天，向钻井部门提供地质设计，并应在该设计中尽可能地提供所钻之井的地质情况（包括地层孔隙压力、破裂压力等），以及提出地质上要求的资料。 3.2.井场调查资料和邻井的钻井资料，也是进行钻井设计的主要依据。地质部门至少应在钻井作业开始前45天做完井场调查，并将获得的各有关资料（包括井位自然环境、土壤情况、浅层气等）尽快交给钻井部门；同时，还应收集全邻井的钻井资料（包括复杂情况的处理、钻井液密度的使用情况等）。 3.3.钻井部门应根据地质部门提供的资料和邻井资料，认真分析，作好钻井设计。如存在由于目前技术水平、设备的限制，保证不了钻井作业在安全情况下进行，或钻井作业结果达不到地质设计的要求，应尽早明确提出，以便地质部门修改地质要求或调整井位位置。 4.钻井设计应体现安全第一的原则。大到井身结构，小到每一项作业程序，都要重视安全，既要重视井下安全，也要重视地面安全，把安全第一的原则贯穿到整个设计中。对于重大的作业和风险大的作业，还应制定相应的安全应急程序。 5.设计钻井液密度的原则。钻井液密度必须大于地层孔隙压力当量密度，小于地层破裂压力当量密度。钻井液密度对地层孔隙压力的安全附加值，用压力表示，油井为 1.5~3.5MPa，气井为3.0~5.0MPa。 6.井身结构的设计，是钻井设计的关键内容，必须遵循下述几点： 6.1.保证井眼系统压力平衡，不出现喷漏同在一裸眼中，即钻下部高压地层时用的较高密度的钻井液产生的液柱压力，不会压漏上部裸露的地层。 6.2.井内钻井液液柱压力和地层压力之间的压差不宜过大，以免发生压差卡钻。 6.3.为保证安全钻进，必须用套管封住复杂地层井段，如易漏、易垮塌、易缩径和易卡钻等井段。 6.4.探井，特别是地层压力还没有被掌握的井，应设计一层套管作为备用，以保证井眼能够钻到设计的深度。 6.5.对钻探多套压力系统的井，应采用多层套管程序，以保护油气层不受钻井液污染和损害。

水平井钻井液技术

水平井钻井液技术水平井钻井液技术水平井技术是当代油气资源勘探开发的重点技术之一.从80十九世纪末期开始，为了勘探提高钻探开发综合经济效益，全世界各油公司掀起了水平井的热潮，在生产中所取得了重大经济效益，断定了水平井“少井高产”的突出优点，取得了减少油田勘查勘探开发费用，加快资金回收，少占土地减少和环境污染等一系列经济效益和社会效益。由于水平井催化裂化在钻井过程中井转角从0°~90°变化，因而水平井与直井钻井工艺有较大的差别，为了确保水平井的钻成井保护好油气层，对水平井的钻井液完井液提出了特殊要求，必须解决井眼净化、井壁稳定、摩阻控制、防漏堵漏和保护储层堵漏等症结。一、井眼净化井眼净化是水平井钻井工程的一个主要组成部分，井眼雾化不好会导致摩阻和扭矩增加、卡钻；下能影响下套管和固井作业正常进行。（一）影响井眼净化的因素 1、井斜角：环空岩屑或临界流速随井斜角的增加而变大，而清洁率则随之下降 2、环空返速：其大小直接影响环空岩屑的运移方式、状态和环空岩屑浓度。提高环的空运速：环空岩屑浓度降低，井眼减低净化状况得以改善；岩屑侵蚀床厚度降低或被破坏，井眼下侧不形成明显的岩屑床。 3、环空流型：完全一致态的携屑效果基本相同。通过调整钻井液流变性能，改变层流速度剖面的平板程度来取代紊流，使钻井液在环

空处于平板型层流，从而达到改善井眼净化旌善线的目的；55°~90°紊流比层流携屑效果好 4、钻井液密度：钻井液电阻率的提高，这有利于钻屑的携带 5、钻柱尺寸：当井身结构中已确定，随着钻杆尺寸柱塞的增大环空返速增加，有利于携屑 6、转速：钻柱的旋转，对沉积的岩床起搅动指导作用，有利于床面岩屑的离去；转动钻柱可以限制钻柱的偏心效应，从而改善井眼净化；提高转速可防止钻井液在井壁周围形成不流动，从而不断提高井眼净化；钻柱除了自转外，还围绕井眼周界作圆周运动，因而利于岩屑的携带 7、钻柱的偏心度：随着井斜角的增大，钻校的偏心度对环空岩屑的影响较大；环空岩屑浓度随钻柱偏心度的增大而增大8、钻井速度和岩屑尺寸：当钻速过高时，会造成环空钻屑浓度过大，岩屑床内径增加；岩屑尺寸大小亦会对井眼净化效果带来影响(二)技术措施水平井的井眼清洗在现场经常采用机械清洗和水力清洗相结合的措施来解决，实现水平井净化的技术措施可归纳为以下几个方面： 1、增强环空返速； 2、选用合理流型与钻井液流变参数； 3、改变下部钻具组合 4、适当增加钻井液密度； 5、转动钻具或上下大范围活动； 6、使用钻杆扶正器； 7、压制钻进速度； 8、采改采高转速金刚石钻头； 9、倒划眼二、井壁稳定井壁稳定是钻井工程中最常见的井下复杂情况之一。酿成井壁不稳定的原因可归纳为力学因素与物理化学因素，但最终均归结为井壁岩石所受的应力超过其自身强度风速造成岩石发生捏切破坏，井眼钻开前，地下岩石在上覆地层压力、水平地应力及地层孔隙压力的作用下，继续保持应力平衡状态，井眼被钻开后，井筒内的钻井液柱压力取代了所钻岩石对井壁的支撑，惹起引起井壁邻近的应力重新分布，当井筒的液柱压力小于地层坍塌压力时，井壁周围的岩石所受的远远

水平井钻井液

水平井钻井液前言水平井钻井是钻井技术发展的必然产物，和钻直井相比涉及到新的工艺和新的技术措施，它对钻井液技术提出了更高的要求，因此在水平井钻井液的设计和施工中，必须把握好钻井液的特性、分优钻井液性能、钻井液参数的优选，这样才能安全、顺利的完成钻井任务，才可能取得更高的经济效益。从胜利油田钻水平井的发展历史来看，套管结构在不断的简化，钻井周期在不断的降低，成本在不断的减少，当初钻二千来米的水平井需三开完钻，现在钻将近五千米的水平井也只下两层套管，所取得的技术和经济效益是相当可观的。所钻地层也由当初的较稳定的地层到现在的低压易漏失地层；钻井液的发展经历了水基、油基到现在的泡沫钻井液，水平井钻井液技术的持续、稳定发展，使我油田目前能钻各种类型、各种难度、不同井深的水平井。一、水平井钻井液的发展为提高水平井钻井液的携岩洗井效果，只有提高钻井液粘度和动切力，降低钻屑的下滑速度，避免岩屑床的形成，但粘度太高不利于钻井的施工，提高动切力是有效的方法。为达到这个目的，胜利油田在最初的几口水平井用聚腐粉JFF来改善钻井液这方面的性能，但JFF有它的局限性，作用时间不能持续长久，处理量大时易使粘度迅速上升，在此基础上采用正电胶MMH来改善钻井液流变参数，可以大大地提高动切力，施工方便、快捷。这两者处理剂实际上都是改善钻井液中粘土的性质，不同的只是JFF在施工时就已对粘土进行了处理，加入时同时会增加泥浆中的般土含量；而MMH是在施工之中进行，不可能增加钻井中的般土含量,且作用时间长。润滑剂的种类可根据地质需要而选择不同的类型。二、钻屑在井下的运移状态分析钻屑的运移情况，必须从钻井液的流变参数，当动切力越小，流型越显尖峰型，动切力越大，则呈现平板型层流，以宾汉模式计算，钻井液的临界环空返速 321.49 (Do+Di)(PV+(PV2+YP(Do-Di)2D) 1/2 Qc= D 7716 式中：Do井眼直径（米） Di 钻杆内径（米） D 钻井液密度（Kg/m3) PV 钻井液塑性粘度（PaS) YP 钻井液动切力（Pa)

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

元坝272-1H井超深水平井钻井技术教学内容

元坝272-1H井超深水平井钻井技术

元坝272-1H井长水平段超深水平井钻井技术董志辉，孙连坡，汪海波，仇恒彬（中石化石油工程公司钻井工艺研究院山东东营 257000）摘要：元坝272-1H井是位于元坝区块的一口超深长水平段水平井，存在地质情况复杂、多套压力体系并存、气藏埋深超过6500m、井底温度高达156℃等技术难题。施工中通过钻井提速技术、井眼轨迹控制技术、高温定向工具使用技术、井眼清洁技术、摩阻扭矩监测控制技术、高温钻井液技术、安全钻井技术等先进技术，克服了裸眼段长、摩阻扭矩大、岩屑清洁效率低、井眼轨迹控制困难、工具仪器耐高温高压挑战性高等难点，创造了元坝区块水平井水平位移最长、水平段最长、钻遇含气储层最长三项纪录，为同类超深水平井的施工积累了丰富经验。关键词：元坝272-1H井；超深水平井；钻井技术；长水平段； 1元坝272-1H井概况元坝272-1H井是中石化西南油气分公司部署在四川盆地川东北巴中低缓构造上的一口超深水平井，以长兴组顶部礁盖（顶）储层为主要目的层，该井位于元坝区块长兴组4号礁带。完钻井深7788.00m，完钻垂深6549.66m，造斜点位于6050.00m，水平位移1501.65m，水平段长1073.30m，钻穿气层长度820.00m，创造了元坝区块水平井水平位移最长、水平段最长、钻遇含气储层最长三项纪录。井身结构采用五开制，实钻井身结构与设计井身结构对比如下。表1 实钻井身结构与设计井身结构对比开次井眼套管备注井眼尺寸/mm 设计井深/m 实钻井深/m 套管尺寸/mm设计下深/m实际下深/m 导管914.4 32 32 720.0 0-30 0-31.75 根据需要设置1 660.4 502 504 508.0 0-500 0-501.45 封上部易漏层和水层 2 444.5 3050 2992 346.1 0-3048 0-2990.01 封上沙以浅地层 3 314.1 4922 4978 273.1/282.6 0-4920 0-4292.3 4 封雷三水层以浅地层 4 241.3 6580 6580 193.7/206.4 0-6578 3593.96-6580 封长兴组顶界以浅地层

井控设计规范

井控设计规范第八条井控设计是钻井地质和钻井工程设计的重要组成部分，大港油田地质、工程设计部门要严格按照井控设计的有关要求进行井控设计。第九条进行地质设计前应对井场周围2000米范围内的居民住宅、学校、厂矿（包括开采地下资源的矿业单位）、国防设施、高压电线、水资源情况和风向变化等进行勘察和调查，并在地质设计中标注说明；特别需标注清楚诸如煤矿等采掘矿井坑道的分布、走向、长度和距地表深度；江河、干渠周围钻井应标明河道、干渠的位置和走向等。第十条地质设计书中应明确所提供井位符合以下条件：油气井井口距离高压线及其它永久性设施不小于75m；距民宅不小于100m；距铁路、高速公路不小于200m；距学校、医院、油库、河流、水库、人口密集及高危场所等不小于500m。若安全距离不能满足上述规定，由油田公司与油田集团公司安全主管部门组织相关单位进行安全和环境评估，按其评估意见处置。含硫油气井的应急撤离措施，执行SY/T 5087《含硫油气井安全钻井推荐作法》有关规定。第十一条地质设计书应根据物探资料及本构造邻近井和邻构造的钻探情况，提供本井全井段预测的地层孔隙压力和地层破裂压力剖面（裂缝性碳酸盐岩地层可不作地层破

裂压力曲线，但应提供邻近已钻井地层承压检验资料）、浅气层资料、油气水显示和复杂情况。第十二条在已开发调整区钻井，地质设计书中应明确提供注水、注气（汽）井分布及注水、注气（汽）情况，提供分层动态压力数据。第十三条在可能含硫化氢等有毒有害气体的地区钻井，地质设计应对其层位、埋藏深度及含量进行预测，并在工程设计书中明确应采取的相应的安全和技术措施。第十四条工程设计书应根据地质设计提供的资料进行钻井液设计，钻井液密度以各裸眼井段中的最高地层孔隙压力当量钻井液密度值为基准，另加一个安全附加值：一、油井、水井为0.05g/cm3～0.10g/cm3或增加井底压差1.5MPa～3.5MPa；二、气井为0.07g/cm3～0.15g/cm3或增加井底压差 3.0MPa～5.0MPa。具体选择钻井液密度安全附加值时，应考虑地层孔隙压力预测精度、油气水层的埋藏深度及预测油气水层的产能、地层油气中硫化氢含量、地应力和地层破裂压力、井控装置配套情况等因素。含硫化氢等有害气体的油气层钻井液密度设计，其安全附加值或安全附加压力值应取最大值。第十五条工程设计书应根据地层孔隙压力梯度、地层破裂压力梯度、岩性剖面及保护油气层的需要，设计合理的

长深5井抗高温钻井液技术_赵秀全

第35卷第6期2007年11月石油钻探技术 P ET RO L EUM　D RIL LI NG　T ECHN IQ U ES Vo l.35,N o.6 N ov.,2007 　　收稿日期:2007-04-26;改回日期:2007-10-10 作者简介:赵秀全(1973—),男,1996年毕业于石油大学(华东)石油工程专业,钻井队平台经理,工程师。联系电话:(0438)6291142 固井与泥浆长深5井抗高温钻井液技术赵秀全　李伟平　王中义 (吉林石油集团有限责任公司第二钻井工程公司,吉林松原　138000) 摘　要:长深5井所在松辽盆地的地温梯度较高,据已完钻的长深1井的地温梯度推算,长深5井完钻井底温度可能超过200℃,普通钻井液难以满足如此高温条件下的钻进及长时间空井的要求,因此该井需要采用抗高温钻井液。首先在室内评价了所选抗高温钻井液的性能,结果表明,该钻井液具有长时间抗温稳定性,悬浮岩屑、携带岩屑能力强,能抑制泥页岩水化膨胀,具有较强的封堵能力,滤失量低,对储层伤害小,能满足长深5井三开钻进的需要;接着进行了室内转化试验,结果表明,采用向井浆中逐步加入新配制抗高温钻井液转化成抗高温钻井液的方法可行。现场采用该方法将井浆转化成抗高温钻井液,通过采取维护措施顺利钻至完钻井深5321m,并且也顺利完成测井。抗高温钻井液在该井的成功应用,为松辽盆地深井钻井液的优选积累了经验。关键词:高温钻井液;钻井液性能;钻井液添加剂;防止地层损害;长深5井;吉林油田中图分类号:T E254+.1 文献标识码:B 文章编号:1001-0890(2007)06-0069-04 长深5井是吉林油田部署在松辽盆地南部长岭断陷北部洼陷带乾安北1号火山岩顶面构造高部位的一口风险探井,设计井深5400m,从上向下依次钻遇了大安组、明水组、四方台组、嫩江组、姚家组、青山口组、泉头组、登娄库组和营城组地层,目的层为登娄库组和营城组。该井设计井身结构及套管程序为:一开,444.5mm钻头×1225m,339.7 mm套管×1223m;二开,311.1mm钻头×4400 m,244.5mm套管×4398m;三开, 215.9m m钻头×5400m,139.7mm套管×5397m。松辽盆地的地温梯度较高,根据已完钻的长深1井的地温梯度推算,长深5井完钻井底温度可能超过200℃,如果使用普通三磺钻井液则难以满足如此高温条件下的钻进及长时间空井的要求,因此需要采用抗高温钻井液体系。 1　室内试验长深5井采用的抗高温钻井液的配方为:4.0%膨润土+1.0%高温保护剂+3.0%降滤失剂Ⅰ型+4.0%降滤失剂Ⅱ型+3.0%防塌剂+0.2%增粘剂+2.0%储层保护剂。 1.1　抗温性能评价在不加入储层保护剂的情况下加入不同量的重晶石配制不同密度的抗高温钻井液,高速搅拌10 min后测其流变性能和API滤失量。然后装入老化罐中,在不同的温度下热滚16h,冷却至室温,移入搅拌罐中高速搅拌5min,测其流变性能、API滤失量和高温高压滤失量。试验结果见表1～2。从表1～2可看出:1)抗高温钻井液老化后具有较好的流变性,无稠化和胶凝现象,表观粘度和塑性粘度随着老化温度的升高略有增加;2)随温度升高动切力增大,动塑比增大,携岩能力增强;3)触变性好,悬浮岩屑能力强。 1.2　热稳定性能评价在深井超深井钻井过程中,经常会由于各种原因使钻井液长时间停止循环,因此需要考察钻井液长时间老化后的流变性,以避免钻井液长时间在井下高温条件下发生稠化、胶凝等现象。密度1.15 kg/L抗高温钻井液在220℃下连续热滚112h,在不同时间取出冷却后,测其流变性,结果如图1所示。从图1可以看出,随着热滚时间的增加,表观粘度、塑性粘度、动切力、静切力都缓慢下降,变化幅度较小,钻井液没有出现稠化、胶凝等现象,说明该钻井液具有长时间抗温稳定性。 1.3　抑制性能评价称取10.00g处理过的膨润土制成样品片,用20m L密度为1.15和1.35kg/L抗高温钻井液浸