水平井钻井技术ppt
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水平井钻井技术
7
12-1/4“领眼作业（1） 12-1/4“领眼作业 领眼作业（ 钻领眼的必要性
由于水平井作业的特殊性，必须保证水平段在油层中钻进， 由于水平井作业的特殊性 ， 必须保证水平段在油层中钻进 ， 所以 必须得到精确的油层埋藏深度数据。 必须得到精确的油层埋藏深度数据。 为了保证领眼数据的可靠性， 为了保证领眼数据的可靠性 ， 做领眼设计时必须保证领眼进入油 层的窗口数据和1# 靶点之间距离小于100米。 层的窗口数据和 靶点之间距离小于 米 钻 具 组 合 ： 12-1/4”PDC+9-5/8”PDM(AKO ： 1.50°)+8”F/V+10-
5/8”STB+8”CDR+8”M10+8”NMDC+8”(F/J+JAR)+X/O+5”HWDP11 钻至钻进至236米，循环，做地漏试验。(泥浆密度:1.05SG.漏失压 力:2.2MPa, 当量泥浆密度：1.99SG) ，做地层漏失试验。 旋转钻进至KOP 1# 348米，造斜钻进至1# EOB 1105米. 稳斜钻进至1556米，井斜已达到80°左右，扭拒增大至17Kn.m， 泵压增大至20MPa左右。 为改善井眼清洗状况，破坏井眼岩屑床。决定循环，做短起下。
渤海石油实业公司钻完井中心
Page 5
确定合理的井身结构
根 据 A25H 和 A26H 两 口水平井及秦皇岛32口水平井及秦皇岛 6地区作业的经验。 地区作业的经验。 地区作业的经验 本井要钻遇平原组和 明化镇地层 ， 地层比 较稳定， 较稳定 ， 属于正常压 力体系。 力体系。 因此简化井身结构， 因此简化井身结构 ， 一方面能满足作业要 求 ， 又能降低作业成 本。
17-1/2“表层作业 17-1/2“表层作业
12-1/4“领眼作业（1） 12-1/4“领眼作业 领眼作业（ 钻领眼的必要性
由于水平井作业的特殊性，必须保证水平段在油层中钻进， 由于水平井作业的特殊性 ， 必须保证水平段在油层中钻进 ， 所以 必须得到精确的油层埋藏深度数据。 必须得到精确的油层埋藏深度数据。 为了保证领眼数据的可靠性， 为了保证领眼数据的可靠性 ， 做领眼设计时必须保证领眼进入油 层的窗口数据和1# 靶点之间距离小于100米。 层的窗口数据和 靶点之间距离小于 米 钻 具 组 合 ： 12-1/4”PDC+9-5/8”PDM(AKO ： 1.50°)+8”F/V+10-
5/8”STB+8”CDR+8”M10+8”NMDC+8”(F/J+JAR)+X/O+5”HWDP11 钻至钻进至236米，循环，做地漏试验。(泥浆密度:1.05SG.漏失压 力:2.2MPa, 当量泥浆密度：1.99SG) ，做地层漏失试验。 旋转钻进至KOP 1# 348米，造斜钻进至1# EOB 1105米. 稳斜钻进至1556米，井斜已达到80°左右，扭拒增大至17Kn.m， 泵压增大至20MPa左右。 为改善井眼清洗状况，破坏井眼岩屑床。决定循环，做短起下。
渤海石油实业公司钻完井中心
Page 5
确定合理的井身结构
根 据 A25H 和 A26H 两 口水平井及秦皇岛32口水平井及秦皇岛 6地区作业的经验。 地区作业的经验。 地区作业的经验 本井要钻遇平原组和 明化镇地层 ， 地层比 较稳定， 较稳定 ， 属于正常压 力体系。 力体系。 因此简化井身结构， 因此简化井身结构 ， 一方面能满足作业要 求 ， 又能降低作业成 本。
17-1/2“表层作业 17-1/2“表层作业
水平井侧钻水平井技术
中国石油
水平井侧钻水平井技术
长城工程技术研究院 2011.6
长城钻探公司辽河工程技术研究院
中国石油
提
纲
一 水平井钻井技术
二 侧钻水平井技术
长城钻探公司辽河工程技术研究院
中国石油
一、水平井钻井技术
长城钻探公司辽河工程技术研究院
1.1 概述
中国石油
定向井/水平井/大斜度井就钻井工艺而言属同一范畴，即都是从一定的
长城钻探公司辽河工程技术研究院
中国石油
Ⅱ 井下动力钻具
具代表意义的井下动力钻具的发展是井下动力马达。
近5年来，井下动力马达的发展取得了长足的进步，其主要 进步包括：大功率的串联马达及加长马达，转弯灵活的铰 接式马达，以及用于地质导向钻井的仪表化马达。 其它进步方面包括：为满足所有导向钻具和中曲率半 径造斜钻具的要求，用可调角度的马达弯外壳取代了原来 的固定弯外壳；为使马达获得更大弯曲度，在可调角度的 弯外壳和定子之间使用了被-铜柔性衬里；为了获得更好的 不定向测量，用非磁性马达取代了磁性马达。
能独立制造不同规格、
级数的单弯和双弯马达 (100-200小时到200小时
长城钻探公司辽河工程技术研究院
Ⅲ 导向钻井及轨迹实时控制
中国石油
水平井钻井工具最重要发展趋势之一就是水平井
钻井进入旋转导向钻井方式。井下钻井马达为水平井
钻井提供了基本能力，可转向井下钻井马达应用提高 了井眼轨迹控制能力，减少了起下钻次数。 旋转导向钻井系统分两类：一是使用自动定向机 构系统，另一类是靠人工进行定向的系统。两类都靠
• 区块剩余油分布规律研究与井位优化部署
• • • • • • • • •
井眼轨迹优化设计与完井方式优选技术 钻具组合优选与井下动力钻具合理应用技术 井眼轨迹控制与三维绕障防碰技术 随钻测量与数据实时处理技术 现场地质跟踪导向与待钻井眼轨迹预测技术 防卡、防漏、保护油层的钻完井液技术 热采稠油和高凝油藏筛管完井技术 水平段固井或上部套管固井下筛管完井技术 安全钻进技术
水平井侧钻水平井技术
长城工程技术研究院 2011.6
长城钻探公司辽河工程技术研究院
中国石油
提
纲
一 水平井钻井技术
二 侧钻水平井技术
长城钻探公司辽河工程技术研究院
中国石油
一、水平井钻井技术
长城钻探公司辽河工程技术研究院
1.1 概述
中国石油
定向井/水平井/大斜度井就钻井工艺而言属同一范畴，即都是从一定的
长城钻探公司辽河工程技术研究院
中国石油
Ⅱ 井下动力钻具
具代表意义的井下动力钻具的发展是井下动力马达。
近5年来，井下动力马达的发展取得了长足的进步，其主要 进步包括：大功率的串联马达及加长马达，转弯灵活的铰 接式马达，以及用于地质导向钻井的仪表化马达。 其它进步方面包括：为满足所有导向钻具和中曲率半 径造斜钻具的要求，用可调角度的马达弯外壳取代了原来 的固定弯外壳；为使马达获得更大弯曲度，在可调角度的 弯外壳和定子之间使用了被-铜柔性衬里；为了获得更好的 不定向测量，用非磁性马达取代了磁性马达。
能独立制造不同规格、
级数的单弯和双弯马达 (100-200小时到200小时
长城钻探公司辽河工程技术研究院
Ⅲ 导向钻井及轨迹实时控制
中国石油
水平井钻井工具最重要发展趋势之一就是水平井
钻井进入旋转导向钻井方式。井下钻井马达为水平井
钻井提供了基本能力，可转向井下钻井马达应用提高 了井眼轨迹控制能力，减少了起下钻次数。 旋转导向钻井系统分两类：一是使用自动定向机 构系统，另一类是靠人工进行定向的系统。两类都靠
• 区块剩余油分布规律研究与井位优化部署
• • • • • • • • •
井眼轨迹优化设计与完井方式优选技术 钻具组合优选与井下动力钻具合理应用技术 井眼轨迹控制与三维绕障防碰技术 随钻测量与数据实时处理技术 现场地质跟踪导向与待钻井眼轨迹预测技术 防卡、防漏、保护油层的钻完井液技术 热采稠油和高凝油藏筛管完井技术 水平段固井或上部套管固井下筛管完井技术 安全钻进技术
定向井水平井钻井技术-简介
1. 地面定向法(定向下钻法) Nhomakorabea十字打印法：
1) 事先在每根要使用的钻杆公母接头上， 扁錾打上“十”字钢印；要注意两个钢 印必须处在同一条母线上； 2) 下钻过程中测量每两个单根连接处的钢 印偏差角度，上相对于下顺时针为正， 逆时针为负，进行详细记录；
3) 下完钻后，将所有偏差值相加即得到最 上面钢印与造斜工具面的偏差角度，若 为正说明钢印在工具面的顺时针方向某 角度处，若为负说明钢印在工具面的逆 时针方向某角度处， 。
• (2) 计算水平距离的加权平均值JJ：
n 1
1 1 1 J i ( Li 1 Li 1 ) J1 ( L2 L1 ) J n ( Ln Ln 1 ) 2 2 2 JJ i 2 Ln L1
• (3) 轨迹符合率的计算：
实钻井眼轨迹
靶区
水 平 位 移
N
北
β-方位角 实际轨迹 靶点
β
设计轨道
E东
• 测点的井眼方向和测段的段长
L L2 L1
et cos1 eH sin 1 cos1 eN sin 1 sin 1 eE
• 井眼轨迹的其他参数：
– – – – 垂深(H)、N坐标(N)、E坐标(E) 水平长度(S)和水平位移(A) 平移方位角(β)和视平移(V) 井眼曲率(K)
（4）邻井距离扫描图的绘制
原理：
1) 寻找最近测点
• • 两口井都要有测斜资料。 从基准井出发，寻找基准井上每一个测 点与被扫描井距离最近的测点。
•
由于每个测点在空间的坐标位置是已知
的，所以可以计算基准井上某一点（M） 到被扫描井上每一点的距离，然后进行 比较，找出最近测点。
水平井钻井工艺技术
技术难度大：水平井 钻井技术需要精确控 制钻头方向和深度， 技术难度较大
成本高：水平井钻 井技术需要投入大 量的设备和人力， 成本较高
风险大：水平井钻 井技术存在一定的 风险，如钻头损坏 、井壁坍塌等
环保问题：水平井钻 井技术可能会对地下 水和生态环境造成影 响，需要加强环保措 施
智能化：利用人工智能、大数据等技术，实现钻井过程的自动化、智能化 环保化：采用环保材料、环保工艺，降低钻井对环境的影响 高效化：提高钻井效率，缩短钻井周期，降低钻井成本 安全化：加强钻井安全防护，降低钻井事故发生率 国际化：加强国际合作，推广水平井钻井技术，提高国际竞争力
钻头：选择适合水平井钻井的 钻头，如牙轮钻头、PDC钻头 等
钻机：选择适合水平井钻井的 钻机，如旋转钻机、冲击钻机 等
泥浆泵：选择适合水平井钻井 的泥浆泵，如高压泥浆泵、低
压泥浆泵等
泥浆处理设备：选择适合水平 井钻井的泥浆处理设备，如离
心机、振动筛等
井下工具：选择适合水平井钻 井的井下工具，如测斜仪、压
降低钻井成本： 通过优化钻井工 艺和设备，降低 钻井成本，提高 经济效益
提高钻井质量： 采用先进的钻井 技术和设备，提 高钻井质量，减 少钻井事故
环保钻井：采用 环保钻井技术和 设备，减少钻井 对环境的影响， 实现绿色钻井
减少污染：采用 环保材料和工艺， 减少钻井过程中 的污染
提高效率：采用 先进的钻井技术 和设备，提高钻 井效率，减少能 源消耗
钻井技术：采用水平井钻井技术，提高 钻井效率，降低成本
应用效果：成功钻多口，提高了采收 率，降低了钻井成本
技术挑战：克服了地质条件复杂、钻井 难度大等挑战
经验总结：水平井钻井技术在复杂地质 条件下具有显著优势，值得推广应用
水平井钻井技术
xx油田泊松比计算结果
4.大位移井井壁稳定技术研究
计算结果
40
内摩擦角（度）
38 36 34 32 30 900 1000 1100 1200 1300 井深(m) 1400 1500 1600
xx油田内摩擦角计算结果
大位移井井壁稳定技术
计算结果
10 8
粘聚力
6 4 2 0 900
1000
1100
L1和L3由用户根据需要给定， 可以同时为0
空间多点约束设计的理论模型
A点与其切线方向构成的直线为：
AS1 A L S1
在直线AS1上取点M ,在直线DE上取点N后，连接 MN，则MN与AS1构成平面1，MN与DE构成平面2 。 在1与2上分别取点用斜平面法采用圆弧过渡进行 设计。
4.大位移井井壁稳定技术研究
计算结果
XX井安全泥浆密度窗口
轨迹设计技术
轨迹设计方法
常规井身剖面设计
空间斜平面内的直线加园弧
空间斜平面内园弧加直线
空间多点约束轨迹设计
非常规井身剖面设计
悬链线剖面 修正悬链线剖面 拟悬链线剖面
设计方式-空间多点约束轨迹设计
起点
L1:用户给定
大位移井井壁稳定技术
分层地应力的计算模型
垂直应力
H v 0 hgdh
最大、最小主应力(模型A)
s h r ( z Pp ) Pp 1 s
H
s 1 ( z Pp ) Pp s
由于水平井的泻油长度远远大于垂直井的泻油长度因而水平井井泻油长度远远大于垂直井的泻油长度因而水平井井壁附近的流体流速远远小于直井井壁附近的流体流速壁附近的流体流速远远小于直井井壁附近的流体流速大位移井的井周应力分析大位移井的井周应力分析钻井液安全密度窗口计算钻井液安全密度窗口计算分层地应力的计算模型分层地应力的计算模型泥页岩强度和力学参数的确定泥页岩强度和力学参数的确定力学化学耦合计算模式及水化力学化学耦合计算模式及水化对井壁稳定的影响研究对井壁稳定的影响研究大位移井井壁稳定计算结果大位移井井壁稳定计算结果小结小结大位移井的井周应力分析大位移井的井周应力分析井壁处的主应力井壁处的主应力坍塌压力计算岩石剪切破坏坍塌压力计算岩石剪切破坏破裂压力计算拉伸破坏破裂压力计算拉伸破坏分层地应力的计算模型分层地应力的计算模型垂直应力垂直应力最大最小主应力最大最小主应力模型模型a分层地应力的计算模型分层地应力的计算模型最大最小主应力最大最小主应力模型模型b岩石力学参数的确定岩石力学参数的确定内聚力内聚力cc内摩擦角内摩擦角动静态的弹性模量和泊松比动静态的弹性模量和泊松比岩石抗拉强度岩石抗拉强度有效应力系数有效应力系数力学化学耦合计算模式及水化对井壁稳定的影响研力学化学耦合计算模式及水化对井壁稳定的影响研r处时间为处时间为tt时的吸附水重量百分比时的吸附水重量百分比水化耦合计算模型水化耦合计算模型计算结果计算结果259001000110012001300140015001600最小应力上覆应力最大应力xx油田地应力分析结果计算结果计算结果01020304059001000110012001300140015001600静态posion比动态posion比xx油田泊松比计算结果计算结果计算结果3032343638409001000110012001300140015001600计算结果计算结果109001000110012001300140015001600计算结果计算结果xx油田抗拉强度计算结果020406089001000110012001300140015001600计算结果计算结果xx井安全泥浆密度窗口随井斜角地变化102030405060708090井斜角度坍塌压力破裂压力计算结果计算结果xx井安全泥浆密度窗口计算结果计算结果xx油田xx层位泥页岩坍塌压力随钻井时间的变化计算结果计算结果xx井安全泥浆密度窗口常规井身剖面设
2024版石油钻井八大系统(PPT课件)
石油钻井八大系统(PPT课件)目录CATALOGUE•钻井系统概述•八大系统详解•钻井设备介绍•钻井技术探讨•现场操作与安全管理•未来发展趋势预测01CATALOGUE钻井系统概述钻井定义与分类钻井定义利用机械设备，将地层钻成具有一定深度和直径的圆柱形孔眼的工程作业。
钻井分类根据钻井目的和方式不同，可分为地质勘探井、工业油气井、水文地质井、地热井等。
钻井工艺流程包括井场平整、设备安装调试、钻具组合等。
使用钻头破碎岩石，形成井眼。
在井眼内下入套管，并注入水泥浆封固套管与井壁之间的环形空间。
包括井口装置安装、试油测试等作业，最终完成钻井工程。
钻前准备钻进固井完井提供钻进所需的旋转动力和起升动力，是整个钻井系统的核心。
钻机钻具泥浆系统包括钻头、钻铤、钻杆等，用于传递扭矩、破碎岩石并引导井眼轨迹。
由泥浆泵、泥浆池、泥浆净化设备等组成，用于循环泥浆以冷却钻头、携带岩屑并维持井壁稳定。
030201固控系统动力系统控制系统安全防护系统01020304通过振动筛、除砂器、除泥器等设备对泥浆进行净化处理，保证泥浆性能稳定。
为钻机提供动力，包括柴油机、电动机等。
对钻机各部件进行集中控制，实现自动化或半自动化操作。
包括防喷器、防火器材等，确保钻井作业安全进行。
02CATALOGUE八大系统详解钻头、钻柱、转盘、驱动装置等组成提供钻头的旋转动力，破碎岩石，形成井眼功能旋转速度控制、扭矩控制、防卡钻技术等关键技术旋转系统循环系统组成泥浆泵、泥浆管线、泥浆池、钻头等功能循环钻井液，携带岩屑，冷却钻头，稳定井壁关键技术泥浆性能控制、循环压力控制、防漏防喷技术等柴油机、电动机、发电机、传动装置等组成提供钻井所需的动力，驱动各系统运转功能动力匹配技术、节能技术、排放控制技术等关键技术组成天车、游车、大钩、绞车等功能起升和下放钻具，控制钻压，实现钻进和起下钻作业关键技术起升力控制、防碰防顿技术、自动化控制技术等功能控制各系统的运行，实现钻井过程的自动化和智能化组成司钻控制台、电气控制系统、液压控制系统等关键技术控制系统集成技术、故障诊断技术、远程监控技术等03关键技术传动效率控制技术、减振降噪技术、可靠性设计等01组成变速箱、传动轴、万向节等02功能传递动力和扭矩，实现各系统的协同工作1 2 3井口装置、防喷器、压井管汇等组成控制井口压力，防止井喷和井漏，确保钻井安全功能井控装置设计技术、井控工艺技术、应急处理技术等关键技术组成振动筛、除砂器、除泥器、离心机等功能清除钻井液中的固相颗粒，维护钻井液性能，提高钻井效率关键技术固控设备选型技术、固控工艺流程设计技术、固控效果评价技术等03CATALOGUE钻井设备介绍钻机类型及特点陆地钻机适用于陆地石油钻井，稳定性好，移动方便。
侧钻水平井半程固井技术研究与应用课件
侧钻水平井半程固井是将造斜段注水泥固井技术与水平 段割缝筛管防砂完井技术结合在一起的一项完井新技术。其 施工工艺是先将完井管柱下至水平段末尾,首先座挂液压式 尾管悬挂器，再升压膨封造斜段下部水利扩张式管外封隔器, 然后升压打开压差式分级箍,对造斜段注水泥,封堵油水干扰 层。最后钻固井盲板、通井至井底或进行酸化解堵。
4) 为进一步保护元件 膨胀后不受管内压力 变化影响，蹩压后放 压，管内压力降低， 锁紧阀永久关闭。
芯轴(一段套管) 挠性钢肋状加固件
密封元件
可膨胀固定钢套筒
可膨胀固定钢套筒
膨胀前外径尺寸
弹性橡皮套
套管外封隔器设有一系列保护装置，在过早或过
量膨胀时起保护作用。阀环上配置两个可供选用的断 挠性钢加固硫化橡胶 开杆，在管内液体通过芯轴并由注水泥胶塞切断断开
半程固井完井工具
管外封隔器是一种水力膨胀式封隔器，由中心管、密封环、橡胶筒及阀环等构成， 结构见下图。中心管为一根短套管，内径与套管内径相同，可与套管柱直接连接。 胶筒是一种承受高压的可膨胀密封元件，由内胶筒及硫化在骨架上的外胶筒组成。 外胶筒两端有可变形的金属支撑环，用于加强胶筒承压能力。阀环由一只锁紧阀、 两只单流阀及阀环体构成。阀环体中间有一只断裂杆套。三只阀按串联排列，用阀 槽沟通。，断开杆被切断后，管内高压液体经过断裂杆处通口依次经过锁紧阀、单 流阀、阀槽进入内外胶筒之间的环形空间，胶筒膨胀，封隔器随即座封。
膨胀机理
来自膨胀部件
向膨胀部件
断开杆(选用) 滤网
限压阀
1) 开始放入时，锁紧 2) 套管下完后，管内
阀由安全销锁紧关闭， 蹩压，压力达到预定
克服下套管时管内压 界限时，安全销切断，
力。
管内液体通过锁紧阀
4) 为进一步保护元件 膨胀后不受管内压力 变化影响，蹩压后放 压，管内压力降低， 锁紧阀永久关闭。
芯轴(一段套管) 挠性钢肋状加固件
密封元件
可膨胀固定钢套筒
可膨胀固定钢套筒
膨胀前外径尺寸
弹性橡皮套
套管外封隔器设有一系列保护装置，在过早或过
量膨胀时起保护作用。阀环上配置两个可供选用的断 挠性钢加固硫化橡胶 开杆，在管内液体通过芯轴并由注水泥胶塞切断断开
半程固井完井工具
管外封隔器是一种水力膨胀式封隔器，由中心管、密封环、橡胶筒及阀环等构成， 结构见下图。中心管为一根短套管，内径与套管内径相同，可与套管柱直接连接。 胶筒是一种承受高压的可膨胀密封元件，由内胶筒及硫化在骨架上的外胶筒组成。 外胶筒两端有可变形的金属支撑环，用于加强胶筒承压能力。阀环由一只锁紧阀、 两只单流阀及阀环体构成。阀环体中间有一只断裂杆套。三只阀按串联排列，用阀 槽沟通。，断开杆被切断后，管内高压液体经过断裂杆处通口依次经过锁紧阀、单 流阀、阀槽进入内外胶筒之间的环形空间，胶筒膨胀，封隔器随即座封。
膨胀机理
来自膨胀部件
向膨胀部件
断开杆(选用) 滤网
限压阀
1) 开始放入时，锁紧 2) 套管下完后，管内
阀由安全销锁紧关闭， 蹩压，压力达到预定
克服下套管时管内压 界限时，安全销切断，
力。
管内液体通过锁紧阀
侧钻水平井工艺技术
在侧钻水平井工艺中，完井技术的目的是确保井筒的完整性和功能性， 以满足油气开采的要求。因此，完井技术需要考虑到套管材料、尺寸、
安装方式等因素的影响，以确保套管的强度和密封性。
射孔和测试是完井技术的关键环节，它们需要考虑到地层条件、油气性 质和开采要求等因素的影响，以确保油气开采的效率和安全性。
04 侧钻水平井的优缺点
井眼轨迹控制技术需要利用定向钻井技 术和随钻测量技术，实时监测井眼的轨 迹，并根据监测结果调整钻头的钻进方 向和角度，以确保井眼轨迹的准确性和
稳定性。
井眼轨迹控制技术还需要考虑到地质条 件、钻井液性能和钻具组合等因素的影 响，以制定出更加合理的钻进方案和措
施。
钻井液技术
钻井液是侧钻水平井工艺中不可或缺的组成部分，它涉及到钻头的冷却、润滑、携带岩屑和 稳定井壁等方面。
应用拓展
非常规油气资源开发
01
侧钻水平井技术在非常规油气资源开发中具有较大潜力，未来
可应用于页岩气、煤层气等非常规油气资源的开采。
老油田挖潜与增产
02
利用侧钻水平井技术对老油田进行挖潜和增产改造，提高老油
田采收率和经济效益。
多分支井与水平对接井技术
03
研究多分支井和水平对接井技术，实现多目标开发，提高油气
可能影响原有井眼
侧钻水平井技术需要高超的钻井技术 和经验，操作难度较大。
在已存在的井眼上进行侧钻，可能会 对原有井眼造成影响，如井眼坍塌、 堵塞等。
可能遇到复杂地质条件
在侧钻水平井施工过程中，可能会遇 到复杂的地质条件，如岩层不稳定、 地下水活跃等，给施工带来困难。
05 侧钻水平井的未来发展
技术创新
田的开发效率。
环境影响与可持续发展
安装方式等因素的影响，以确保套管的强度和密封性。
射孔和测试是完井技术的关键环节，它们需要考虑到地层条件、油气性 质和开采要求等因素的影响，以确保油气开采的效率和安全性。
04 侧钻水平井的优缺点
井眼轨迹控制技术需要利用定向钻井技 术和随钻测量技术，实时监测井眼的轨 迹，并根据监测结果调整钻头的钻进方 向和角度，以确保井眼轨迹的准确性和
稳定性。
井眼轨迹控制技术还需要考虑到地质条 件、钻井液性能和钻具组合等因素的影 响，以制定出更加合理的钻进方案和措
施。
钻井液技术
钻井液是侧钻水平井工艺中不可或缺的组成部分，它涉及到钻头的冷却、润滑、携带岩屑和 稳定井壁等方面。
应用拓展
非常规油气资源开发
01
侧钻水平井技术在非常规油气资源开发中具有较大潜力，未来
可应用于页岩气、煤层气等非常规油气资源的开采。
老油田挖潜与增产
02
利用侧钻水平井技术对老油田进行挖潜和增产改造，提高老油
田采收率和经济效益。
多分支井与水平对接井技术
03
研究多分支井和水平对接井技术，实现多目标开发，提高油气
可能影响原有井眼
侧钻水平井技术需要高超的钻井技术 和经验，操作难度较大。
在已存在的井眼上进行侧钻，可能会 对原有井眼造成影响，如井眼坍塌、 堵塞等。
可能遇到复杂地质条件
在侧钻水平井施工过程中，可能会遇 到复杂的地质条件，如岩层不稳定、 地下水活跃等，给施工带来困难。
05 侧钻水平井的未来发展
技术创新
田的开发效率。
环境影响与可持续发展
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Maersk Oil Qatar AS公司于2004年4月在海上S区块的AlShaheen油田的EA-04井，在井斜大于86º的井中钻成8154m 的最长水平段，测量深度9437m，总垂深1070m，水深65m。
-
4.1 国外水平井技术发展概况
Sperry Sun公司使用8-3/4″牙轮钻头、旋转导向系统和磁 测距技术，在加拿大不列颠哥伦比亚省Jedney油田创出了 将两口井距3104m的井底部相交的纪录；测量深度为 5864m，总垂深1545m。
-
阶梯式水平井
4、水平井的发展状况
4.1 国外水平井技术发展概况
上世纪80年代水平井技术呈大规模、加速发展趋势，至1985 年底全世界共钻水平井100口，至1995年一年为1500口； 1996年一年即钻水平井2700口。目前已经成为成熟技术。
Sperry-Sun公司在卡塔尔海上所钻ALS-8B井，水平段最长 5004m。
Mobil公司在德国钻成的R—308井（4 ¾ ”井眼），创短半 径水平井水平段最长600m的世界记录。
美国Bechtel公司采用高压水射流技术开发的超短半径水平 井系统，在 4 ¾ ”井眼中同一深度半径方向钻24个辐射状 的水平井眼，水平段长30 60m，曲率半径0.3m。
-
4.2 国内水平井技术发展情况
专题讲座之一：
水平井钻井技术
-
水平井技术为提高勘探效果、单井产量和油 藏采收率开辟了一条崭新途径,给石油工业发 展带来了一场新的革命,已列为当今石油工业 最重要的关键技术之一。
-
主要内容
一、水平井技术概述 二、水平井的主要技术问题 三、水平井轨迹控制技术
-
一、水平井技术概述
1、水平井的基本概念 2、水平井的基本类型 3、水平井的用途 4、水平井的发展状况
-
类别 长半径 中半径 中短半径 短半径 超短半径
水平井的类型
造 斜 率 井眼曲率半 水平段长度
(°/30m) 径（m)
(m)
2~6
860~280
300~1700
6~20
280~85
200~1000
20~80
85~20
200~500
90~300
60~10
100~300
特殊转向器 0.3
30~60
-
-
(1)水平井技术适合于薄层的开采
0.6万吨
扩大泄油面积 增加控制储量 提高油井产能
直井的5倍以上（L=300m）
-
(2) 开发以垂直裂缝为主的油藏
水平井钻遇垂直裂缝的机会要远大于直井，可以获得更高 的产能和采收率，例如：Rospo-Mare油藏。
-
（3）开发底水或气顶活跃的油藏
水平井可以延缓水锥、气锥的推进速度，延长油井寿 命，提高采收率。
中半径水平井的优点
同短半径水平井相比，中半径水平井可采用常规设备和工 具就可以完成，且井眼尺寸和完井方式不受限制，水平段 长可达1000m以上，具有长半径水平井的大部分优点。
同长半径水平井相比，中半径水平井的无效水平位移和弯 曲段长度明显要短，摩阻扭矩小，轨迹控制井段短，且因 为减小了无效井段长度，降低了钻井费用；造斜率相对较 高，中靶和跟踪油层的能力较强。
94%，基本没有效益。在11口老井上，通过侧钻水平井， 二次完井，老井复活，含水率降到10-20%，40天收回侧钻 井成本，效益很好。
侧钻水平井
-
（7）平注平采
有利于水线的均匀推进，有利可以替代多口直井，大量减少钻井过程中的排 污量，有利于保护环境。
丛式水平井
“八五”期间CNPC组织6个油田、5个院校、762名技术人员，投入资金 3.6亿元，在水平井理论、实验技术、工艺方法、软件技术、工具仪器等 方面进行研究，取得16项重大技术成果。
“九五”期间开展了短半径水平井、侧钻水平井 、径向水平井 、直角 转向水平钻进系统等工艺技术研究，在中原、辽河、吉林、长庆油田、 胜利油田应用，提高产量2.35~9倍。
胜利油田水平井技术
胜利钻井从90年代开始水平井的钻探。经过十多年 的发展，胜利油田已经形成了完善配套的水平井钻 井完井技术。至2005年4月底共完成各类水平井464 口，占中国水平井总数67%。胜利油田内部年完成 水 平 井 在 70 ～ 80 口 之 间 。 单井产量是同区邻近直井的3倍以上，取得了显著 的经济效益。并在一些特殊油藏中得到了很好应用。
鉴于中半径水平井以上优点，其数量明显要多于长半径和 短半径水平井的数量，占水平井总量60%。
-
水平井的剖面类型
根据油藏特性的不同，按水平段的几何形状分为以下几类
-
3、水平井的用途
(1) 开发薄油层或低渗透油藏，可提高单井产量
与直井和常规定向井相比，水平井可以大大增加泄油面积， 显著提高薄油层和低渗透油藏的产能，使其具有开采价值或 增加经济效益。
-
1、水平井的基本概念
水平井（horizontal well）
是指井眼轨迹达到水平 （井斜角>86º）并继续延 伸一定长度（延伸长度/油 层厚度≧6）的定向井。
-
垂
深
造斜点
水平井垂直剖面图
水平井的靶区：圆柱型、矩形、梯形等
圆柱型 矩形
靶前位移
水平段
水平位移
-
梯形
2、水平井的基本类型
根据剖面形状和从直井段至水 平段拐弯半径的大小，可分为： 长半径： K < 6°/30m 中半径：6°/30m 、 K<28°/30m 短半径： K < 1~5°/m 超短半径： R <0.5m
“十五”以来，水平井钻井技术进入了超薄油层、深层、大位移、随钻 地质导向的方向发展，规模应用水平得到了进一步发展。
胜利油田：2002年完成的卡塔尔杜汉油田DK-586井，井径Φ152.4mm， 水平段长1635m，水平位移1852m，水平段靶点数12个。2003年10月完 成孤平1井，水平段长度达到1054.15m，是目前国内陆地水平段最长记 录。 2003年3月完成的东河1-平2井，井深6476m，水平段400m，创出国 内水平井垂深、井深最深记录。 -
-
（4）开发常规稠油油藏
水平井可以增加稠油油藏的产液量，从而保持井筒及井口 油流温度，有利于稠油的开采。
-
水平井开发稠油油藏
-
（5）水平井勘探
用一口水平井可钻穿多层陡峭的产层，相当于多口直井 的勘探效果。
-
（6）开采剩余油（侧钻水平井）
侧钻水平井可使一批老井返青，死井复活。 荷兰的Helder油田，底水油藏，后期生产含水率平均达到
-
4.1 国外水平井技术发展概况
Sperry Sun公司使用8-3/4″牙轮钻头、旋转导向系统和磁 测距技术，在加拿大不列颠哥伦比亚省Jedney油田创出了 将两口井距3104m的井底部相交的纪录；测量深度为 5864m，总垂深1545m。
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阶梯式水平井
4、水平井的发展状况
4.1 国外水平井技术发展概况
上世纪80年代水平井技术呈大规模、加速发展趋势，至1985 年底全世界共钻水平井100口，至1995年一年为1500口； 1996年一年即钻水平井2700口。目前已经成为成熟技术。
Sperry-Sun公司在卡塔尔海上所钻ALS-8B井，水平段最长 5004m。
Mobil公司在德国钻成的R—308井（4 ¾ ”井眼），创短半 径水平井水平段最长600m的世界记录。
美国Bechtel公司采用高压水射流技术开发的超短半径水平 井系统，在 4 ¾ ”井眼中同一深度半径方向钻24个辐射状 的水平井眼，水平段长30 60m，曲率半径0.3m。
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4.2 国内水平井技术发展情况
专题讲座之一：
水平井钻井技术
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水平井技术为提高勘探效果、单井产量和油 藏采收率开辟了一条崭新途径,给石油工业发 展带来了一场新的革命,已列为当今石油工业 最重要的关键技术之一。
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主要内容
一、水平井技术概述 二、水平井的主要技术问题 三、水平井轨迹控制技术
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一、水平井技术概述
1、水平井的基本概念 2、水平井的基本类型 3、水平井的用途 4、水平井的发展状况
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类别 长半径 中半径 中短半径 短半径 超短半径
水平井的类型
造 斜 率 井眼曲率半 水平段长度
(°/30m) 径（m)
(m)
2~6
860~280
300~1700
6~20
280~85
200~1000
20~80
85~20
200~500
90~300
60~10
100~300
特殊转向器 0.3
30~60
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(1)水平井技术适合于薄层的开采
0.6万吨
扩大泄油面积 增加控制储量 提高油井产能
直井的5倍以上（L=300m）
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(2) 开发以垂直裂缝为主的油藏
水平井钻遇垂直裂缝的机会要远大于直井，可以获得更高 的产能和采收率，例如：Rospo-Mare油藏。
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（3）开发底水或气顶活跃的油藏
水平井可以延缓水锥、气锥的推进速度，延长油井寿 命，提高采收率。
中半径水平井的优点
同短半径水平井相比，中半径水平井可采用常规设备和工 具就可以完成，且井眼尺寸和完井方式不受限制，水平段 长可达1000m以上，具有长半径水平井的大部分优点。
同长半径水平井相比，中半径水平井的无效水平位移和弯 曲段长度明显要短，摩阻扭矩小，轨迹控制井段短，且因 为减小了无效井段长度，降低了钻井费用；造斜率相对较 高，中靶和跟踪油层的能力较强。
94%，基本没有效益。在11口老井上，通过侧钻水平井， 二次完井，老井复活，含水率降到10-20%，40天收回侧钻 井成本，效益很好。
侧钻水平井
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（7）平注平采
有利于水线的均匀推进，有利可以替代多口直井，大量减少钻井过程中的排 污量，有利于保护环境。
丛式水平井
“八五”期间CNPC组织6个油田、5个院校、762名技术人员，投入资金 3.6亿元，在水平井理论、实验技术、工艺方法、软件技术、工具仪器等 方面进行研究，取得16项重大技术成果。
“九五”期间开展了短半径水平井、侧钻水平井 、径向水平井 、直角 转向水平钻进系统等工艺技术研究，在中原、辽河、吉林、长庆油田、 胜利油田应用，提高产量2.35~9倍。
胜利油田水平井技术
胜利钻井从90年代开始水平井的钻探。经过十多年 的发展，胜利油田已经形成了完善配套的水平井钻 井完井技术。至2005年4月底共完成各类水平井464 口，占中国水平井总数67%。胜利油田内部年完成 水 平 井 在 70 ～ 80 口 之 间 。 单井产量是同区邻近直井的3倍以上，取得了显著 的经济效益。并在一些特殊油藏中得到了很好应用。
鉴于中半径水平井以上优点，其数量明显要多于长半径和 短半径水平井的数量，占水平井总量60%。
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水平井的剖面类型
根据油藏特性的不同，按水平段的几何形状分为以下几类
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3、水平井的用途
(1) 开发薄油层或低渗透油藏，可提高单井产量
与直井和常规定向井相比，水平井可以大大增加泄油面积， 显著提高薄油层和低渗透油藏的产能，使其具有开采价值或 增加经济效益。
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1、水平井的基本概念
水平井（horizontal well）
是指井眼轨迹达到水平 （井斜角>86º）并继续延 伸一定长度（延伸长度/油 层厚度≧6）的定向井。
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垂
深
造斜点
水平井垂直剖面图
水平井的靶区：圆柱型、矩形、梯形等
圆柱型 矩形
靶前位移
水平段
水平位移
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梯形
2、水平井的基本类型
根据剖面形状和从直井段至水 平段拐弯半径的大小，可分为： 长半径： K < 6°/30m 中半径：6°/30m 、 K<28°/30m 短半径： K < 1~5°/m 超短半径： R <0.5m
“十五”以来，水平井钻井技术进入了超薄油层、深层、大位移、随钻 地质导向的方向发展，规模应用水平得到了进一步发展。
胜利油田：2002年完成的卡塔尔杜汉油田DK-586井，井径Φ152.4mm， 水平段长1635m，水平位移1852m，水平段靶点数12个。2003年10月完 成孤平1井，水平段长度达到1054.15m，是目前国内陆地水平段最长记 录。 2003年3月完成的东河1-平2井，井深6476m，水平段400m，创出国 内水平井垂深、井深最深记录。 -
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（4）开发常规稠油油藏
水平井可以增加稠油油藏的产液量，从而保持井筒及井口 油流温度，有利于稠油的开采。
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水平井开发稠油油藏
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（5）水平井勘探
用一口水平井可钻穿多层陡峭的产层，相当于多口直井 的勘探效果。
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（6）开采剩余油（侧钻水平井）
侧钻水平井可使一批老井返青，死井复活。 荷兰的Helder油田，底水油藏，后期生产含水率平均达到