水平井钻井技术难点及对策分析
水平井钻井技术难点及对策分析
致密砂岩油气藏、页岩油气藏正成为我国油气勘探开发的主流和热點，这些非常规油气资源只有通过水平井开采才能获得更好的经济效益，随钻地质导向在水平井钻井过程中发挥重要的作用。文中对水平井地质导向技术现状进行了介绍，分析了录井地质导向技术存在的难点，并针对性的提出了相应的技术对策，对提高水平井油层钻遇率具有一定借鉴意义。
标签：水平井；钻井技术
前沿
油气田的开发过程中，水平井的钻井技术能够数倍提高油气的产量，效果突出。因此，在油田开采建设中，水平井钻井技术得以迅猛发展，施工技术水平也日渐成熟和完善，在很大程度上已成为油田高效勘探开发的关键技术之一。在薄油气田和浅层油田的开发建设上，水平井钻井技术可以大大提高油井产量，提高油田的采收优率，取得了良好的经济效益。由于水平井钻井的技术含量较高，开采施工过程难度较大。在实际应用过程中也存在诸多问题，分析如下。
1 水平井采收率的影响因素分析
气层厚度对采收率的影响。通过研究，我们发现在各向异性比为1，地层损害忽略不计，同时气体性质和地层温度都相同的情况下，水平井采收率与气层厚度成反比例关系，即气层厚度减小时，采收率增加。反之亦然。研究表明，宜选择气层厚度相对较小的水平井进行天然气的开采。
井段长度对采收率的影响。水平井采收率与井段长度成正比，产量随井段长度的增大而增加。所以水平井通常比垂直井的采收率要高。
各向异性对采收率的影响。各向异性表现在水平和垂直方向渗透率不相等。研究发现，水平井采收率各向异性比（水平渗透率与垂直渗透率之比）成反比，即随着各向异性比增加，油气藏垂直方向渗透率减小，采收率随之减小。所以垂直裂缝油气藏用水平井开采的效果相对于垂直井开采较好。
水平井在油气藏中的位置及地层损害对采收率的影响。水平井位置影响采收率的实质是偏心距（水平井与井中心距离），呈“倒U”趋势，当水平井位于气井中部时，有最大采收率。同时，当水平井长度一定时，随地层损害程度的增加，采收率降低，应注重储层保护，避免过度损失。
2 水平井钻井技术存在的问题分析
2.1 水平井钻井专业技术人员队伍水平还需提高
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
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。
钻井井控实施细则-2014(定稿版)
新疆油田钻井井控实施细则 （14版） ?? ????? ????? ????? 新疆油田公司 2013年9月
目录 第一章总则 ?第二章井控设计 ?第三章井控装臵的安装、试压、使用和管理 ?第四章钻开油气层前的准备和检查验收 ?第五章油气层钻井过程中的井控作业 ?第六章防火、防爆、防硫化氢措施和井喷失控的处理?第七章井控技术培训 ?第八章井控管理 ?第九章附则 1 .钻井井控风险分级 2.“三高”油气井定义 3. 关井操作程序 4. 带顶驱钻机关井操作程序 5. 溢流井喷(演习)时各岗位人员职责和关井程序 6．用剪切闸板剪断井内钻杆控制井口的操作程序 7. 防喷演习记录表格式 8. 坐岗记录表格式 9. 低泵冲试验表格式 10. 油气上窜速度表格式及计算公式 11. 关井提示牌格式 12. 钻开油气层检查验收证书格式
13. 钻井队井控资料目录 14. 集团公司钻井井喷失控事故信息收集表
第一章总则 第一条为贯彻《中国石油天然气集团公司石油与天然气钻井井控规定》和行业标准，规范新疆油田的井控工作，预防井喷、井喷失控、井喷着火事故的发生，保证人民生命财产安全，保护环境和油气资源不受破坏，制定本细则。 第二条各单位应，认真贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，树立“以人为本”的理念，坚持“井控、环保，联防联治”的原则。?? 第三条井控工作是一项系统工程，涉及到建设方、承包方的勘探开发、钻井工程、质量安全环保、物资装备和教育培训等部门，必须各司其职、齐抓共管。 第四条井控工作包括井控设计、井控装备、钻井及完井过程中的井控作业、井控技术培训以及井控管理等。 ?? 第五条油气井都应安装防喷器，在新疆油田进行钻井作业的所有单位都应执行此细则。本细则也适用于套管内侧钻和加深钻井作业。 第六条欠平衡钻井作业中的井控技术和管理，执行《中国石油天然气集团公司关于加强欠平衡钻井井控技术管理的意见》、《欠平衡钻井技术规范》和本细则。 第二章井控设计 第七条地质、工程设计部门要按照本细则进行井控设计。更改设计时，应按设计审批程序经批准后实施。 第八条地质设计书中，应明确所提供井位是否符合以下条件： 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（井深
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。
钻井井控管理规定
目录 第一章总则 (2) 第二章钻井井控管理制度 (3) 第三章钻井井控管理要求 (16) 第四章录井井控管理要求 (26) 第五章测井井控管理要求 (27) 第六章附则 (28)
第一章总则 第一条为认真贯彻落实“安全第一、预防为主”的方针和“以人为本”的理念，不断强化油气井钻井全过程的井控安全管理，严防井喷失控、硫化氢等有毒有害气体泄露事故，保障人民生命财产安全和保护环境，维护社会稳定，有利于发现、保护和利用油气资源，根据《中国石油化工集团公司石油与天然气井井控管理规定》的要求，特制定《中原石油勘探局钻井（测井、录井）井控管理实施细则》（以下简称本细则）。 第二条井控管理是一项系统工程，涉及井位选址、地质与工程设计、设备配套、安装维修、生产组织、技术管理、现场管理等各项工作，需要设计、地质、安全、生产、工程、装备、监督、计划、财务、培训等部门相互配合，共同做好井控工作。 第三条本细则所称的“井控”是指油气井钻井全过程的油气井控制与管理，包括钻前施工、钻井工程设计、钻井施工、测井、录井、中途测试、完井作业等各生产环节。 第四条本细则所称“三高”是指具有高产、高压、高含H2S特征的井。其中，“高产”是指天然气无阻流量达100×104m3/d及以上；“高压”是指地层压力达70MPa及以上；“高含H2S”是指地层气体介质H2S含量达1000ppm及以上。
第五条本细则适用于中原石油勘探局石油天然气钻井、测井、录井等施工作业的井控管理。 第二章钻井井控管理制度 第六条井控分级管理制度。勘探局、专业化公司、专业化公司项目部及基层队伍均应成立井控工作领导小组。 （一）勘探局成立钻井（测井、录井）井控工作领导小组，组长由勘探局分管安全生产的副局长担任，成员由钻井工程处、安全环保处、技术监督处、勘探管理部、开发管理部、勘探开发科学研究院、规划计划处、财务资产处、人力资源处、钻井工程技术研究院、各钻井公司、地球物理测井公司、地质录井处、钻井管具工程处、固井工程处等部门领导组成。钻井（测井、录井）井控工作领导小组下设办公室，办公室设在钻井工程处，办公室主任由钻井工程处处长兼任。 （二）专业化公司应成立由行政正职为组长，相关职能部门参加的井控工作领导小组，并明确各自管理职责和监督检查职责，全面落实井控安全责任。 （三）专业化公司项目部，应成立由行政正职为组长，相关岗位人员参加的井控工作领导小组，负责本单位的井控工作。 （四）专业化公司的基层队伍，应成立由队长（主任）
井控安全操作规程
井控安全技术操作规程 文件编码：HNZJ/HSE 6.1.5.1—2002 版本号：B 编写人：姜红波 审核人：陈博安 批准人：田平 批准日期：二○○八年？月？？日 -------------各类专业好文档，值得你下 载，教育，管理，论文，制度，方案手
1 总则 1.1 为了规范钻井生产过程中对涉及井控装备的安装；井控装置、设备、工具、元（器）件的试压；钻井施工过程中的各层套管的承压试验；地层承压试验；井控装置的现场检查、保养、使用；溢流、井喷和井控防喷演习过程中的开关井的操作；井控装备拆卸等过程的安全管理，预防各类事故的发生，特制定本规程。 1.2本规程适用于本公司所属各钻井队井控作业的安全管理。 1.3 职责 1.3.1生产技术科负本作业的技术指导和执行过程的监督检查； 1.3.2安全环保监察科负责本规程的安全监督管理； 1.3.3各钻井队负责本单位有关井控作业措施的落实和安全监护工作。 2 规范性引用文件 SY/T5964—2006 钻井井控装置配套安装调试与维护 SY/T6426—2005 钻井井控技术规程 SY/T5430—1992 地层破裂压力测定套管鞋试漏法（2005年3月更改）SY/T5467—1992 套管柱试压规范 Q/SH1030 098—2006 河南油田钻井井控技术规程实施细则 钻井工程公司井控实施细则（补充） 3 井控装备安装操作规程 3.1基本要求： 3.1.1作业人员必须经过相关知识培训，掌握相关知识和技能，并取得相应操作证件，按规定穿戴好劳动保护用品方可作业； 3.1.2 作业前召开班前会，明确作业任务，分析作业现场情况，对可能存在的安全风险进行辨识，制定防范措施；确定现场负责人、指挥人、安全监护人和操作 -------------各类专业好文档，值得你下 载，教育，管理，论文，制度，方案手
水平井工艺技术措施
水平井技术措施 1. 侧钻 1) 直井段要保证钻直，钻进至造斜点测ESS，及时计算出井身轨迹数据，以此为依据计算设计下部施工的井眼轨道； 2) 侧钻井段要选择在井径规则、钻时较快的井段，最好是砂岩段； 3) 水泥塞要保证打实，候凝48小时以上，检查水泥塞质量。检查方法：修水泥面，试钻钻压50~80千牛，钻时不高于5~8分/单根，水泥塞质量达到上述要求后钻至侧钻点井深； 4) 侧钻用直马达加弯接头，使用MWD监测井身轨迹的变化情况，判断是否侧钻成功； 5) 严格按照推荐上扣扭矩紧扣； 6) 控制起下钻速度在15柱/小时以下； 7) 开泵前要确保已安放了钻杆泥浆滤清器； 8) 钻井参数服从马达参数，轻压，根据钻进直井段时的钻时选择控制好侧钻钻时； 9) 随时注意钻进时的返砂情况，根据返砂情况及时调整钻井参数，确认新井眼与老井眼偏离2米，新砂样达90%，可确定出新井眼，方可起钻； 10) 起钻前，充分循环至振动筛上无砂子返出； 11) 起钻后采用导向系统钻进。 2. 导向钻进 1) 严格按照推荐上扣扭矩紧扣； 2) 控制起下钻速度在15柱/小时以下； 3) 若下钻遇阻，划眼时应保证工具面是钻进该井段时使用的工具面； 4) 开泵前要确保已安放了钻杆泥浆滤清器； 5) 钻井参数参考马达使用参数； 6) 如果造斜率偏高，马达角度在2度以下可考虑采用10－30转/分以下的转速启动转盘导向钻进; 7) 如果造斜率偏低，起钻换高角度马达； 8) 工具造斜率应稍高于设计造斜率，避免因造斜率不足而起钻； 9) 实际施工过程中，应使实钻轨道尽量靠近设计轨道； 10) 根据现场实际情况，分段循环，及时短起下，保证井眼清洁； 11) 钻具倒装，原则是井斜30度以深井段采用18锥度钻杆，加重钻杆
2017钻井井控实施细则 - 正式版
新疆油田钻井井控实施细则 （2017版） 新疆油田公司 2017年2月 目录 第一章总则 ?第二章井控设计 ?第三章井控装置的安装、试压、使用和管理 ?第四章钻开油气层前的准备和检查验收 ?第五章油气层钻井过程中的井控作业 ?第六章防火、防爆、防硫化氢措施和井喷失控的处理 ?第七章井控技术培训 ?第八章井控管理 ?第九章附则 1 .钻井井控风险分级 2.“三高”油气井定义 3. 关井操作程序
4. 带顶驱钻机关井操作程序 5. 溢流井喷(演习)时各岗位人员职责和关井程序6．用剪切闸板剪断井内钻杆控制井口的操作程序 7. 防喷演习记录表格式 8. 坐岗记录表格式 9. 低泵冲试验表格式 10. 油气上窜速度表格式及计算公式 11. 关井提示牌格式 12. 钻开油气层检查验收证书格式 13. 钻井队井控资料目录 14. 集团公司钻井井喷失控事故信息收集表
第一章总则 第一条为贯彻《中国石油天然气集团公司石油与天然气钻井井控规定》和行业标准，规范新疆油田井控工作，预防井喷、井喷失控、井喷着火事故的发生，保证人民生命财产安全，保护环境和油气资源不受破坏，制定本细则。 第二条各单位应认真贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，树立“以人为本”的理念，坚持“井控、环保，联防联治”的原则。?? 第三条井控工作是一项系统工程，涉及到建设方、承包方的勘探开发、钻井工程、质量安全环保、物资装备和教育培训等部门，必须各司其职、齐抓共管。 第四条井控工作包括井控设计、井控装备、钻井及完井过程中的井控作业、井控技术培训以及井控管理等。 ?? 第五条油气井都应安装防喷器，在新疆油田进行钻井作业的所有单位都应执行此细则。本细则也适用于套管内侧钻和加深钻井作业。 第六条欠平衡钻井作业中的井控技术和管理，执行《中国石油天然气集团公司关于加强欠平衡钻井井控技术管理的意见》、《欠平衡钻井技术规范》和本细则。 第二章井控设计
最新井控问答题
1集团公司积极井控的理念是什么 答：风险评估、设计把关、主动防控、有序应对、保护油气。 2、什么是溢流 答：当井侵发生后，（1）井口返出的钻井液量比泵入的钻井液量多； （2）停泵后井口钻井液自动外溢，这种现象称之为溢流。 3、井喷失控的危害有哪些 答：（1）打乱全面的正常工作秩序，影响全局生产； （2）井喷失控极易造成环境污染，影响井场周围居民的生命安全，影响农田、渔场、牧场、林场环境； （3）伤害油气层、破坏地下油气资源； （4）造成机毁人亡和油气井报废，带来巨大的经济损失； （5）涉及面广，在国际、国内造成不良的社会影响。 4、什么是静液压力 答：所谓静液压力是由静止流体自身重量产生的压力。其大小取决于流体的密度和垂直高度，与液柱的横向尺寸及形状无关。 5、什么是地层压力 答：地层压力是指地下岩石孔隙内流体的压力，也称孔隙压力 6、什么是井底压力 答：井底压力就是指地面和井内各种压力作用在井底的总压力。 7、溢流发生的原因有哪些 答：（1）起钻时井内未灌满钻井液； （2）井眼漏失； （3）钻井液密度低； （4）抽汲； （5）地层压力异常。 8、钻进过程中发生溢流的直接显示有哪些 答：（1）出口管线内钻井液流速增加，返出量增加； （2）停泵后井口钻井液外溢； （3）钻井液罐液面上升。 9、起下钻时发生溢流的直接显示有哪些 答：（1）起钻时，当灌入钻井液量小于起出钻具的排替量时，则说明发生了溢流； （2）下钻时，当钻井液返出量大于下入钻具排替量时，则说明井内发生了溢流。 10、发现溢流为什么要迅速关井 答：（1）控制井口，有利于实现安全压井； （2）制止地层流体继续进入井内； （3）保持井内有较多的钻井液，减小关井和压井时的套压值； （4）可准确计算地层压力和压井液密度。 11、发生溢流时软关井的优点和缺点有哪些 答：（1）优点：避免产生“水击效应”。 （2）缺点：关井时间长，在关井过程中地层流体仍要进入井内，关井套压相对较高。 12、硬关井的优点和缺点有哪些 答：（1）优点：关井时间短，地层流体进入井筒的体积小，关井套管压力相对较低。 （2）缺点：关井时井控装置受到“水击效应”的作用对井口装置不利。 13、按照《中国石油天然气集团公司石油与天然气钻井井控管理规定》规定，简述起下钻杆时的关井程序 答：（1）发出信号； （2）停止起下钻作业； （3）抢接钻具止回阀或旋塞阀； （4）开启液（手）动平板阀； （5）关防喷器（先关环形防喷器，后关半封闸板防喷器）； （6）先关节流阀（试关井），再关节流阀前的平板阀； （7）认真观察、准确记录套管压力以及循环池钻井液增减量，并迅速向队长或钻井技术人员及甲方监督报告。 14、按照《中国石油天然气集团公司石油与天然气钻井井控管理规定》规定，简述钻进时的关井程序 答：（1）发出信号； （2）停转盘，停泵，上提方钻杆；
井控安全知识
钻井安全监督培训试题（答案） 一、填空 1、水龙带及钻井泵的高压软管应安装保险钢丝绳，钢丝绳的直径为12.7毫米。 2、锅炉房设置在距井口上风方向不小于50m处。 3、一般油气井，生活区距井口100 m以上；井场边缘距铁路、高压线、地下电缆及其它永久性设施 不应少于50 m。高压井、区域探井和含硫油气井距井口300 m以上，相对井场在上风方向，井场边缘距铁路、高压线、地下电缆及其它永久性设施不应少于100 m。 4、井口距民房500米以上。 5、值班房、发电房、油灌区距井口不少于30m。 6、发电房（在井场的左后方）和油灌区（在井场左方）相距不少于20m。 7、油罐距放喷管线不少于3m；水罐距放喷管线不少于2m。 8、循环罐中心线距井口11—14米。 9、在含硫油气田，测井车等辅助设备和机动车辆应尽量远离井口，至少在25米以外。 10、防喷器远程控制台、探照灯电源线以及生活基地电源线应从配电室控制屏处设置专线。 11、在钻台上、下和振动筛等硫化氢易聚集的地方，应安装排风扇，以驱散工作场所弥漫的硫 化氢（冬季）。寒冷地区在冬季施工时，对保温设施可采取相应的通风措施，保证工作场所空气流通。 12、硫化氢第一级报警阈值应设置在10 毫克/米3，但不启动报警音响，第二级报警阈值应设 置在20 mg/m3。 13、在钻台、圆井、一号罐或坐岗房、机械传动钻机机房一号传动箱附近，应安装硫化氢监测 仪及音响报警系统，且能同时开启使用。 14、对可能沉积有硫化氢气体的危险区域（钻台下、圆井、振动筛附近）应设置醒目的标志。 15、在含硫区块钻井队应配备总共不得少于12套的防毒面具，并配备10套正压式强制呼吸器、 5套备用气瓶、充气泵、具有四个探头的固定式硫化氢监测仪、四套便携式硫化氢监测仪及专用硫化氢报警器。 16、利用钻井液除气器和除硫剂，控制钻井液中硫化氢含量在50毫克/米3以下。 17、钻井队需在井场大门口，钻台，振动筛、坐岗房、防喷器液控房等五处设立风向标，并在 不同方向上划定两个紧急集合点。 18、在含硫地区，尤其是钻台和泥浆振动筛处的作业人员应配备便携式硫化氢监测仪器，同时 指定专人配备便携式硫化氢监测仪器进行巡回检查。
南海深水钻井井控技术难点及应对措施
第37卷 第1期2015年1 月石 油 钻 采 工 艺 OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGY Vol. 37 No. 1Jan. 2015 文章编号：1000 – 7393（2015） 01 – 0139 – 04 doi:10.13639/j.odpt.2015.01.036南海深水钻井井控技术难点及应对措施 叶吉华1 刘正礼1 罗俊丰1 畅元江2 （1.中海石油（中国）有限公司深圳分公司，广东深圳 518067；2.中国石油大学（华东），山东青岛 266580） 引用格式：叶吉华，刘正礼，罗俊丰，等. 南海深水钻井井控技术难点及应对措施［J ］.石油钻采工艺，2015，37（1）：139-142.摘要：深水钻井井控存在着海床不稳定、地层破裂压力低、地层压力窗口窄、以及存在浅层气、浅层水流、气体水合物和海底低温等诸多问题。在对国内外深水井控技术充分调研的基础上，针对南海深水钻井井控特点和难点，结合近年南海深水钻井设计和作业实践经验，详细分析了深水钻井井控存在的地层压力窗口窄、溢流监测困难、压井难度大和压井作业时间长、井控设备复杂、存在水合物风险等问题，研究提出了有针对性的解决方案，并以南海深水井为例介绍了深水井控的具体措施。 关键词：深水钻井；井控难点；溢流；压井；水合物中图分类号：TE58 文献标识码：B Technical difficulties and countermeasures in well control of deepwater drilling in the South China Sea YE Jihua 1, LIU Zhengli 1, LUO Junfeng 1, CHANG Yuanjiang 2 （1.Shenzhen Branch of CNOOC , Shenzhen 518067, China ; 2. China University of Petroleum , Qingdao 266580, China ） Abstract: Due to the differences in sedimentary environment, deepwater drilling environment, and well control equipment of deepwater strata, the well control of deepwater drilling is trapped in many problems such as seabed instability, low formation fracture pressure, narrow formation pressure vessel, and the presence of shallow gas and shallow flow, gas hydrates, and subsea low temperature. Building on a full investigation about well control of domestic and foreign deepwater drilling and considering the characteristics and difficulties of well control of deepwater drilling in the South China Sea, a targeted solution is proposed based on the recent deepwater drilling design and operating experience and a detailed analysis of existing problems in well control of deepwater drilling, such as narrow formation pressure vessel, difficult overflow monitoring, difficult and long well killing operation, complex well control equipment, and the presence of hydrates. Specific measures about deepwater well control are also provided with the deepwater wells in the South China Sea as an example. The understanding and measures presented in this paper may provide a reference for the well control operations of deepwater drilling in the South China Sea. Key words: deepwater drilling; difficulties in well control; overflow; well killing; hydrate 基金项目：“十二五”国家科技重大专项“深水钻完井及其救援井应用技术研究”（编号：2011ZX05026-001-04） ；国家自然科学基金“海洋深水浅层钻井关键技术基础理论研究”（编号：5143009）。 作者简介：叶吉华，1976年生。2000年毕业于西安石油学院石油工程专业，主要从事深水及超深水井钻井工程设计和钻探工作，工程师。 E-mail ：yejihuadeepwater@https://www.360docs.net/doc/9010210927.html, 。 在海洋深水区钻井时，由于海洋沉积环境和作业工况的变化，地层承压能力低，隔水管压井、阻流管线长、摩阻大，压井时容易导致井漏，发生喷漏共存、地下井喷等复杂情况，故井控难度更大。且由于深水钻井防喷器组安装在海底泥线处，井涌余量随着水深的增大而减少，相对于浅水而言，油气会在短时间内窜入隔水管内，更容易造成井涌井喷事故。 此外，深水钻井平台和作业装备的复杂性特点也给 深水井控带来巨大的挑战［1-2］ 。深水钻井井控技术方面的研究与实践主要集中在早期溢流和井涌监测、压井方法研究及井控设备选择等方面，缺乏对深水钻井井控难点及其应对措
煤层气定向羽状水平井钻井技术研究
作者简介:黄洪春,1966年生,工程师;1986年毕业于重庆石油学校钻井专业,现从事煤层气研究与试验工作,已发表论文 10余篇。地址:(065007)河北省廊坊市万庄44号信箱。电话:(010)69213379。 Ο加里?特瑞特.新型水平定向钻井系统.煤矿区煤层气项目投资与技术国际研讨会论文集.2000年9月北京。 煤层气定向羽状水平井钻井技术研究 黄洪春 卢明 申瑞臣 (中国石油勘探开发研究院廊坊分院) 黄洪春等.煤层气定向羽状水平井钻井技术研究.天然气工业,2004;24(5):76～78 摘 要 从煤储层特性分析入手,讨论了现有煤层气井增产技术的不足,阐述了用特殊的羽状水平井来提高煤层气单井产量的有利条件。并通过室内实验和研究,介绍了煤层气定向羽状水平井的设计方案、钻井关键技术和主要工具结构原理,提出了在国内现有技术与装备条件下相应的实施方案和建议。所述技术对中国煤层气的开发具有实际应用价值。 主题词 煤层气 羽状水平井 设计 钻井技术 煤层实施羽状水平井的有利条件 由于垂直井贯穿煤层割理系统长度有限(通常为煤层厚度),而煤层气藏基岩渗透率很低,为获得经济产量需要对煤层实施增产措施。从我国煤层气试验井来看,先后试验了水基压裂液压裂、CO 2泡沫压裂、裸眼洞穴等多种增产技术措施。 对各向异性的煤层气藏压裂水力裂缝方位研究表明,水力裂缝通常沿与面割理(煤层主应力和渗透率方向)平行方向延伸,不能充分地进入煤层深部。加之煤层机械强度低、易压缩,压裂裂缝难以控制,压裂砂易嵌入煤岩使其对煤层的支撑效果大大降低,并有可能在裂缝周围形成一个屏障区。从8口裸眼洞穴完井的试验情况来看,因造洞穴方式和施工工艺的不同,未达到改善近井地带渗透率而使增产效果差。 理论研究和常规油气储层实践证明,当储层纵横向渗透率比值大于0.1时钻水平井效果显著,其产量可达直井的3～10倍,煤层气储层渗透率完全符合该条件。 要在渗透率较低的煤储层中获得经济的煤层气产量,需要更多的煤层裸露和割理系统沟通才能实现,而羽状分支水平井可以做到这点。 综上所述,煤层气储层具有钻羽状水平井有利 的条件。 煤层气定向羽状水平井设计 所谓羽状分支水平井是指在一个主水平井眼两侧再侧钻出多个分支井眼作为泄气通道,分支井筒能够穿越更多的煤层割理裂缝系统,最大限度地沟通裂缝通道,增加泄气面积和气流的渗透率,使更多的甲烷气进入主流道,提高单井产气量。 1.煤层气羽状水平井完井方法 对于煤层气定向羽状分支水平井的完井方式,工艺较简单,主要采用裸眼完成,直接投产。 2.井身结构 煤层气需要通过排水降压解吸附才能产出,因此,定向羽状水平井井身结构必须考虑排水采气。参考美国已成功完成的羽状分支水平井钻井方案Ο,结合我国煤层特点提出如下两种井身结构方案。 方案一,需要另钻直井抽排水。 215.9mm 井眼在目的煤层顶部下入 177.8mm 技术套管并注水泥固井;用 152.4mm 钻头小曲率半径造斜进入煤层,并在煤层中钻500～1000m 长的主水平井眼;然后用 120.6mm 钻头由下往上在主水平井眼两侧不同位置交替侧钻出4～6个水平分支井眼。单个水平分支井眼长300～600m ,与主水平井眼成45°夹角,全部采用裸眼完井。最后,在距水平井井 ? 67?
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
最新井控问答题
1集团公司积极井控的理念是什么？ 答：风险评估、设计把关、主动防控、有序应对、保护油气。 2、什么是溢流？ 答：当井侵发生后，（1）井口返出的钻井液量比泵入的钻井液量多； （2）停泵后井口钻井液自动外溢，这种现象称之为溢流。 3、井喷失控的危害有哪些？ 答：（1）打乱全面的正常工作秩序，影响全局生产； （2）井喷失控极易造成环境污染，影响井场周围居民的生命安全，影响农田、渔场、牧场、林场环境； （3）伤害油气层、破坏地下油气资源； （4）造成机毁人亡和油气井报废，带来巨大的经济损失； （5）涉及面广，在国际、国内造成不良的社会影响。 4、什么是静液压力？ 答：所谓静液压力是由静止流体自身重量产生的压力。其大小取决于流体的密度和垂直高度，与液柱的横向尺寸及形状无关。 5、什么是地层压力？ 答：地层压力是指地下岩石孔隙内流体的压力，也称孔隙压力 6、什么是井底压力 答：井底压力就是指地面和井内各种压力作用在井底的总压力。 7、溢流发生的原因有哪些？ 答：（1）起钻时井内未灌满钻井液； （2）井眼漏失； （3）钻井液密度低； （4）抽汲； （5）地层压力异常。 8、钻进过程中发生溢流的直接显示有哪些？ 答：（1）出口管线内钻井液流速增加，返出量增加； （2）停泵后井口钻井液外溢； （3）钻井液罐液面上升。 9、起下钻时发生溢流的直接显示有哪些？ 答：（1）起钻时，当灌入钻井液量小于起出钻具的排替量时，则说明发生了溢流； （2）下钻时，当钻井液返出量大于下入钻具排替量时，则说明井内发生了溢流。 10、发现溢流为什么要迅速关井？ 答：（1）控制井口，有利于实现安全压井； （2）制止地层流体继续进入井内； （3）保持井内有较多的钻井液，减小关井和压井时的套压值； （4）可准确计算地层压力和压井液密度。 11、发生溢流时软关井的优点和缺点有哪些 答：（1）优点：避免产生“水击效应”。 （2）缺点：关井时间长，在关井过程中地层流体仍要进入井内，关井套压相对较高。 12、硬关井的优点和缺点有哪些？ 答：（1）优点：关井时间短，地层流体进入井筒的体积小，关井套管压力相对较低。 （2）缺点：关井时井控装置受到“水击效应”的作用对井口装置不利。 13、按照《中国石油天然气集团公司石油与天然气钻井井控管理规定》规定，简述起下钻杆时的关井程序？ 答：（1）发出信号； （2）停止起下钻作业； （3）抢接钻具止回阀或旋塞阀； （4）开启液（手）动平板阀； （5）关防喷器（先关环形防喷器，后关半封闸板防喷器）； （6）先关节流阀（试关井），再关节流阀前的平板阀； （7）认真观察、准确记录套管压力以及循环池钻井液增减量，并迅速向队长或钻井技术人员及甲方监督报告。 14、按照《中国石油天然气集团公司石油与天然气钻井井控管理规定》规定，简述钻进时的关井程序？ 答：（1）发出信号； （2）停转盘，停泵，上提方钻杆；
水平井钻井技术论文
川西水平井钻井技术研究 【摘要】水平井是在定向斜井钻井技术基础上发展起来的一项钻井技术，单井增产效果明显。近年来由于水平井的大量投产，水平井技术在川西得到了较广泛的应用，通过不断研究和探索，总结出了部分川西水平井施工工艺技术。本文从川西地层钻井状况结合水平井工程难点进行分析，详细阐述了针对难点的技术措施，为今后的水平井施工提供参考。 【关键词】川西；水平井；钻井技术 一、川西地层钻井状况分析 川西地层复杂，上部地层易漏，下部地层高压，施工难度较大，下面以新场构造、孝泉构造、马井构造为例分析川西地层钻井状况：川西新场气田蓬莱镇组气藏为大型次生气藏，区块内为陆相砂、泥岩沉积，断层、裂缝不发育，新场构造地层岩石强度大、可钻性差、机械钻速低、钻井周期长，由于高压超高压地层，易出现常规钻井井涌、井漏等复杂情况。 川西孝泉构造气藏，为下覆地层通过断层裂缝向上运移而成的次生气藏，储层处高压状态，裂缝性高压气藏，往往伴随着井漏，严重时会导致井喷，并且裂缝通道的漏失安全密度窗口很窄，安全钻井液密度窗口选择困难，井控难度大。 马井构造位于川西中部，马井构造浅部地层的第四系及白垩系以种植土、砂砾层、泥岩及石膏、砾石为主。由于浅井段的砂砾层及地层界面的不整合接触在钻井过程中易发生井漏。砂砾层、泥岩与粉砂
岩及石膏夹层造成井眼失稳，极易产生井塌、掉块卡钻、下套管作业困难等情况。 二、川西水平井钻井施工难点 川西地区地质条件复杂，水平井施工风险高、易发生井下复杂情况，除设计上合理确定井身结构外，更重要的是解决施工过程中的难点问题。川西水平井施工难点主要集中表现在以下三个方面：一是轨迹控制难度大。由于水平井一般是三维靶体，井眼轨迹不仅要求进入窗口，更要求避免进入水平井段时由于钻头穿出靶体而导致的脱靶现象；摆放工具面角难度系数大。水平井斜井段不断延伸，随之井眼摩阻不断增大，导致钻具在井眼中不易转动，工具面角的摆放问题尤其表现出难度所在；控制难度系数大。因工具造斜能力的模糊性以及地质的不确定性和测量信息缺乏时效性等各种客观因素的制约，致使水平井中的水平井段控制和着陆控制难度大大增加。 二是钻柱与井眼之间的摩阻较大。受水平井造斜段井斜角的作用，井眼的弯曲程度对相应钻柱的受力具有较大的影响，并且当钻具进入水平段后，随着井眼轨迹的上下波动，摩阻越来越大，钻具拖压压风险增大。因此，确定合理的钻具组合是水平井又一施工难点。 三是井眼净化难度大。由于水平井段钻具整体躺在下井壁上，钻具与井壁的轴向摩擦和径向摩擦加大了起下钻阻力和扭矩，易造成钻具遇阻、遇卡、钻杆胀扣、脱开等井下复杂情况，大斜度井段和水平段的岩屑不易携带，易形成岩屑床，如果净化不好将导致摩阻和扭矩的增加，造成下套管和固井作业不能顺利进行，因此，加强井眼净化，
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