侧钻水平井半程固井技术研究与应用
侧钻短半径水平井钻井技术在TKCH井的应用
该技术在TKCH井的 应用可以提高油气 产量，降低钻井成 本，提高钻井效率 。
侧钻短半径水平 井钻井技术是一 种在现有井筒内 进行侧钻，形成 短半径水平井的
技术。
技术原理主要包 括：侧钻工具、 短半径水平井钻 井工具、水平井
钻井技术等。
侧钻工具主要 包括：侧钻头、 侧钻杆、侧钻
马达等。
短半径水平井钻 井工具主要包括： 短半径水平井钻 头、短半径水平 井钻杆、短半径 水平井钻井泵等。
减少钻井时间：侧钻 短半径水平井钻井技 术可以缩短钻井时间， 从而降低钻井成本。
提高钻井效率：侧钻 短半径水平井钻井技 术可以提高钻井效率， 从而降低钻井成本。
减少钻井设备损耗：侧 钻短半径水平井钻井技 术可以减少钻井设备损 耗，从而降低钻井成本。
提高钻井安全性：侧钻 短半径水平井钻井技术 可以提高钻井安全性， 从而降低钻井成本。
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注意事项：在应用侧钻短半径水平井钻井技 术时，需要注意井筒的稳定性和安全性，避 免发生井筒坍塌等事故。
提高钻井效率：缩短钻井时间，降低钻井成本 提高钻井质量：减少井壁坍塌、井漏等事故发生 提高钻井安全性：减少钻井过程中的风险和隐患 提高钻井环保性：减少钻井过程中的污染和排放
侧钻短半径水平井钻井技术提高了TKCH井的采收率 技术特点：提高了钻井效率，降低了钻井成本 应用效果：提高了TKCH井的产量和采收率 技术优势：提高了TKCH井的采收率，降低了钻井风险
侧钻短半径水平井钻井技术提高了 TKCH井的产量
侧钻短半径水平井钻井技术提高了 TKCH井的钻井效率
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侧钻短半径水平井钻井技术降低了 TKCH井的钻井成本
侧钻短半径水平井钻井技术提高了 TKCH井的钻井质量
水平井固井技术在海上的应用
水平井固井技术在海上的应用1. 引言1.1 水平井固井技术的基本概念水平井固井技术是一种利用水平钻井技术将井眼控制在油气产层内部并利用固井技术使井眼固定的方法。
水平井固井技术能够提高油井的产能和采收率，同时减少地面占地面积，降低开采成本，对于提高油田开发的效率和经济效益具有重要意义。
水平井固井技术的基本概念包括油气井的方向控制、井眼固定和油气开采。
在水平井固井技术中，通过水平钻井技术将井眼沿着产层方向延伸，使得井眼与产层接触面积增大，从而提高油井的产能。
通过固井技术将井眼固定在地层中，防止井眼坍塌和漏失，确保油气的安全开采。
水平井固井技术在海上油田开发中具有广泛的应用，尤其是在较深水域和复杂地质条件下，其优势更加显著。
随着海上油田开发的不断深化和扩大，水平井固井技术将发挥越来越重要的作用，对于提高油气资源的开采效率和经济效益具有重要意义。
1.2 海上油田开发的重要性海上油田开发在全球能源生产中占据着至关重要的位置。
由于陆地资源日益枯竭，海上油田成为了继陆地油田之后的重要补充。
海上油田开发可以有效利用海洋资源，保障能源供应，在全球经济发展中发挥着举足轻重的作用。
海上油田的开发对于国家经济发展和能源安全具有重要意义。
海上油田的开发不仅可以促进相关产业链的发展，还能够增加国家财政收入，提高国家的能源供应安全。
许多国家的经济增长和国家安全都与海上油田密切相关，因此海上油田的开发被视为国家战略性的重要任务。
在当今世界能源日益紧张的背景下，海上油田的开发显得尤为重要。
海上油田具有较大的储量和潜力，可以为全球能源市场增加稳定供应。
海上油田的开发也有助于推动新能源技术的发展，促进能源结构的转型，有利于实现可持续能源发展的目标。
海上油田开发对于国家能源安全和经济发展至关重要，是全球能源产业发展的重要支撑。
随着全球经济的不断发展和能源需求的不断增加，海上油田的开发将扮演着越来越重要的角色。
2. 正文2.1 水平井固井技术在海上应用的背景水平井固井技术在海上的应用背景可以追溯到上世纪60年代的北海油田开发。
侧钻水平井技术在油田开发中的应用
侧钻水平井技术在油田开发中的应用摘要某侧钻水平井为一口177.3mm套管内开窗侧钻水平井，其开窗深度达1 299.22m，完钻井深为2 103m，裸眼段的长度为764.3m，泥浆体系为有机正电胶。
2010年12月7日开始侧钻施工，到2011年1月24日完钻，整个周期共计18天。
施工过程中其机钻速度为每小时4.38m，最大井斜90.95°，造斜率为15.85°/30m，完整工艺为筛管悬挂与顶部注水泥相结合的方案。
本文就针对其工艺过程进行阐述。
关键词侧钻水平井；油田开发；小井眼中图分类号te243 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）48-0102-021 开窗在选择开窗的位置时要尽量避开不稳定地层以及套管接箍，尽可能选择井斜率较小，且固井质量高的泥岩井段，不要以砾岩井段开窗。
开窗工艺分为三步：第一步为初始铣，即铣锥接触到导斜器的顶部，该阶段要尽可能降低导斜面的振动幅度，从而保证窗顶的规则度；第二步为骑套铣，即铣锥底圆与套管内壁相接触，直至接触到套管外壁，此时要保证套管和导斜面的磨损要均衡，以提高窗口的圆滑度；第三步为出窗铣，即铣锥底圆出套管外壁并整个铣锥最大直径均出套管，此时钻压要适当降低，以提高窗口底部的圆滑度和规则度。
2 裸眼钻进和轨迹控制2.1 钻头的选型现阶段常用于侧钻水平井的钻头类型包括：单牙轮、三牙轮、三角聚晶以及pdc等多种，而经过长期的实践与摸索，总体认为在侧钻井的上部增斜以及稳斜阶段，单牙轮钻头的效果比较好；而在水平段则适用pdc钻头。
2.2 钻井液技术钻井液技术是影响到工程顺利实施的关键因素之一，钻井液的品质优良，则可以稳定井壁、清洁井眼、防卡降阻、保护油气层等。
经过长期的实践总结，笔者认为有机正电胶钻井液体系相对比较成熟。
2.2.1 有机正电胶泥浆体系的特点可以说正电胶钻井液体系对油层的损害是所有钻井液体系中损害最轻的一种。
正电胶为一种混合金属氢氧化物，而正电胶钻井液在毛细管中的流动呈现一定的整体性，返排比较容易，因此对油气层可以起到保护的作用。
套管开窗侧钻技术及应用
套管开窗侧钻技术及应用从20世纪90年代初期,我国各油田开始研究、应用侧钻井技术,采用侧钻井技术能够减少调整井施工,节省征地、道路建设、采油及地面工程等费用,具有广阔的应用前景;侧钻井技术主要应用在以下几种井况：井下技术状况差套管变形或损坏、井下落物；采油井不出油或低产井；老井油层互窜或油层高含水；调整井网挖掘剩余油,增加可采储量；老井加深,开发或勘探深层系油藏;一、油田开发的现实需求——套管开窗侧钻技术国内各老区油田经过较长时间的开发生产,由于套管变形或损坏、井下落物事故不易处理,以及井下水锥或气锥等多种原因的影响,陆续有部分油水井已不能维持正常生产,造成原油及天然气产量逐年下降,严重威胁到油田的正常生产;为了降低钻井综合成本,特别是有效的利用现有井眼,发挥老井潜力,国内油田加强了小井眼开窗侧钻技术的研究与应用;经过几年来的不断发展,这一技术已日趋成熟和完善;开窗侧钻技术就是利用老井井眼对油藏进行再开发挖潜,并充分利用老井原有的一些采输设备,使原井的生产潜力得以充分发挥的新技术新工艺,从而延长老井使用寿命,提高原油产量,同时还可利用老井的井眼大幅度降低施工成本,缩短施工周期,提高综合经济效益;因而开窗侧钻二次开发老井的油气资源,在今后数年仍具有广阔的应用前景;二、侧钻井设计、施工的相关原则由于各油田油藏埋深、储层物性、地质特点、套管程序有着诸多不同,如何有效利用套管开窗侧钻技术,提高油藏开发效果,需要做大量的研究工作,这主要包括钻井设备优选配套,井眼轨迹设计、监测和控制,钻井液、完井液选型及现场处理维护,完井固井施工及测井射孔等,以形成一套适合各油田的侧钻井技术;1、窗口位置的优化设计侧钻位置的选择与原井套管完好情况、地层岩性、油水层纵向分布状况、工具造斜能力、开窗方式、地质设计有关;侧钻位置的优选应以尽量利用较长的老井眼、缩短钻井周期、节约钻井成本、保证钻井施工安全、延长油井有效寿命、提高油井产量为总原则;具体可以归纳为以下几点：1侧钻位置要尽可能深；侧钻位置以上套管完好,无变形、破裂和漏失,窗口应选择在固井质量好、井斜小的井段,并避开套管接箍2—3m;2若采用锻铣方式开窗,侧钻位置及以下至少20m之内地层稳定、可钻性要好,以便于造台肩和钻出新井眼,并且不易回到老井眼;3侧钻位置应尽量选择在砂岩或非膨胀泥岩地层,最好能避开膨胀页岩和岩盐井段、避开老井的水淹区；侧钻位置应尽可能避开射孔井段,保证开窗和钻进施工安全;4对于出砂严重、窜漏和射孔后套管破裂而需要开窗侧钻的油井,在开窗窗口的位置选定时,要综合考虑侧钻效果;一般开窗位置选在距射孔井段30m以上;5对比井史与测井资料,窗口位置应满足方位、水平位移、造斜点、井眼曲率等综合参数的要求;2、钻井设备配套套管开窗侧钻的钻井设备配套有两种：一是修井机配套,另一种是钻机配套;选用修井机配套进行套管开窗侧钻,具有转速易控制、钻井消耗低等优点,但也存在动力连接单一、处理复杂事故能力低等缺点；而使用钻机配套具有动力强劲、处理复杂事故能力强的特点,但同时钻井消耗高,设备搬按都十分不方便;一般情况下,套管开窗侧钻小井眼采用修井机配套,大井眼采用钻机配套;3、工程优化设计套管开窗技术有两种：一种是采用锻铣器的锻铣开窗技术,另一种是采用铣锥的磨铣开窗技术;磨铣开窗相对于锻铣开窗具有周期短,对钻井液性能和水泥环质量要求低,且事故少等优点,因此目前主要采用磨铣开窗的方式;井眼轨迹优化设计,根据原井眼轨迹,靶点坐标、完钻垂深、最大水平位移、靶前距、入窗要求、水平段钻进的要求,原井允许的窗口位置和定向造斜工具的造斜能力等 ,合理选择造斜点、剖面类型和井眼曲率,并利用计算机软件优化设计出能满足钻井、完井、测井、井下作业和采油需要的井眼轨迹;实践证明：侧钻定向井采用“增一稳”剖面,有利于钻压和扭矩的传递及井眼轨迹控制;侧钻水平井采用“增一稳一增一稳水平”剖面,这种剖面在施工中井眼轨迹控制有充分的调整井段,可以适时弥补工具实际造斜率的误差;在确定造斜率时,第二个造斜率取得比第一个造斜率低,这样在后期油藏位置发生变化时有利于调整;三、钻井施工1、井眼的准备1使用陀螺测量仪进行原井轨迹复查;2下钻通径,检查套管有无变形和破损,注水泥封住原井欲开窗口的以下井眼,并按要求进行试压15Mpa稳压10min;3根据原井眼的陀螺数据和新井眼的设计方位确定斜向器的方向,并用钻柱送入预定位置,用陀螺仪测量、确定斜向器的方向;2、开窗作业磨铣开窗作业采用的铣锥,主要由镶有硬质合金的铣锥体、排水槽、水眼、接头等部分组成;磨铣过程可分为四段：一段起引导作用、二段是磨铣套管的主要段、三段起稳定铣锥扩大窗口作用、四段起修整窗口作用;铣锥下到预定位置后,钻具在转盘驱动下带动铣锥旋转,在斜向器的作用下,铣锥沿着斜向器斜面方向对套管进行定点磨铣,将斜面所对应的套管部分磨铣掉,形成窗口;现场施工时,一般采用复式铣锥开窗,先开泵循环洗井,开始要轻压慢转,然后中压中速磨铣,待铣锥磨铣出一个均匀接触面后,使铣锥沿套管内壁均匀磨铣,至铣出套管后,轻压高速定点快速铣进,长度等于一个铣锥的长度;完成开窗后,如果发现窗口有挂卡现象,可高速轻压修窗,直至无挂阻现象起钻;整个过程中钻井液上返速度均应大于s,否则磨铣套管过程中铁屑不易携带出来∮的油层套管;完成开窗后,一般要起钻换钻头通井检查窗口质量,并沿窗口钻出20—30米新井眼试钻,一切正常方可起钻进行定向施工;3、井眼轨迹监控井眼轨迹监控采用的主要仪器有：有线随钻测量系统、无线随钻测量系统MWD、EMS电子测量系统、陀螺测量系统;井眼轨迹控制因井段不同而采取不同的钻具、钻进方式等,各井段的钻井参数为：钻压10一50KN,泵压10—16Mpa,排量8一10L／s;(1)造斜、增斜段井眼轨迹控制钻具组合：钻头十单弯动力钻具十定向接头十无磁钻铤十钻杆;钻进方式：滑动钻进;监测方式：为了避免磁干扰,一般采用陀螺测量系统进行定向施工,条件不具备时,也可以采用有线随钻测量系统或MWD进行定向作业和稳斜段的监测;(2)稳斜段井眼轨迹控制钻具组合：钻头十无磁钻铤十加重钻杆+钻杆;钻进方式：转盘旋转钻进;采用上述组合,稳斜段钻进时往往达不到稳斜的效果,若裸眼段长需要多次调整井斜、方位;辽河油田钻井一公司设计、加工的近钻头扶正器稳斜效果很好;国内其他油田如胜利、江苏、中原则多采用上述组合表1、江苏油田套管开窗侧钻井主要技术指标四、钻井液及完井液1、钻井液与完井液的特点由于小井眼钻井环空间隙小,钻井液在环空呈紊流状态,环空阻力大,环空压耗增加,使泵压升高,排量受到限制,因此对钻井液性能要求比较高,一般要求钻井液要具有如下性能：能够在较低的排量下清洗井底,悬浮和携带岩屑；具有较低的滤失量；良好的造壁性、较强的防塌能力；具有良好的润滑性能,较低的摩擦系数,并能防止井漏,很好地保护油气层;因此优化环空流型,调整流变参数,搞好现场维护处理是钻井液与完井液技术的关键,也是开窗侧钻井施工成败的关键;2、主要的应用体系目前,国内油田套管开窗侧钻井主要应用了三种钻井液体系：一是正电胶钻井液体系,在开窗井段采用正电胶聚合物体系提高钻井液动切比和携岩性能,进入储层后采用正电胶乳化原油聚磺体系提高钻井液润滑性能；二是低密度油基钻井液体系,主要应用于小井眼套管开窗侧钻大斜度井欠平衡钻井中；三是最新推出的小井眼聚合醇钻井液体系,在小井眼侧钻水平井中应用,以进一步提高了钻井液的润滑性能;在油层保护方面,坚持使用较为成熟的屏蔽暂堵技术,根据侧钻井的特点,优选暂堵剂类型;五、完井技术套管开窗侧钻井完井方式主要有两种：侧钻定向井采用尾管悬挂完井；侧钻水平井采用尾管悬挂筛管顶部固井完井;1、完井技术发展现状目前常规尾管固井技术已经比较成熟,使尾管固井作业向着安全、技术易掌握、施工方便、可靠性强、固井质量好、成本更加低廉的方向发展;随着开窗侧钻技术的发展,侧钻井也大多采用尾管或尾管内管并注水泥浆完井,但是由于该技术发展时间短、侧钻尾管固井技术的特殊性,还存在许多技术难题,造成开窗侧钻尾管固井质量不高;2、主要技术难题1小井眼开窗侧钻尾管固井工具不配套;2尾管悬挂器在上层套管内座挂难度大;由于上层套管内壁磨损腐蚀严重,都有不同程度的直径变化、挤扁、椭园、或腐蚀有孔洞,给尾挂悬挂器座挂成功带来困难;3下尾管施工和固井注水泥作业困难；环空间隙小,循环阻力大,如果水泥浆量多,环空水泥浆液柱高,易因井漏造成水泥低返;4 环空间隙小,不利于套管扶正器的使用;5 不碰压尾管固井,井下留水泥塞;在小套管内钻水泥塞不仅费时费力,而且还容易出现难以处理的复杂情况,甚至还要破坏原本就很薄弱的水泥环,影响固井质量;6尾管重量轻,地面判断井下困难,尾管串不宜“丢手”;内管柱双向阻流尾管固井技术和碰压式尾管固井技术,实现了在侧钻井固井时尾管内不留水泥塞,提高了侧钻井完井技术水平;3、尾管固井技术的改进1、碰压式尾管完井技术该工艺主要特点有：在下套管过程中,允许中途循环钻井液,采取胶塞碰压座封及脱挂,不使用转盘倒扣,适合深井及大斜度井的完井施工;悬挂器采用储能弹簧,坐封位置可任意选定;2倒扣工艺技术倒扣工艺过程采用先例扣后注水泥的方式,防止注水泥完成后悬挂器脱不开的严重后果;3循环冲洗工艺技术实现全通径不钻水泥塞尾管固井,解决了尾管固井后悬挂器喇叭口留水泥塞的问题;该工艺技术的实施以可靠的碰压作为前提条件,在碰压完成后,对管内实施憋压并高于悬挂位置循环压力3一5Mpa,缓慢上提送入管柱,当上提到管内压力下降时停止上提并立即开泵循环冲洗,此时悬挂器密封装置刚刚脱离,对回接筒以上混浆和水泥浆进行循环冲洗两周以上,从而实现了悬挂器喇叭口的全通径要求;4使用非离子表面活性剂进行清洗,消除在井壁和管壁上形成的油膜,形成水湿性,保证了水泥的胶结质量；5配备应急接头由于尾管较短等原因,施工中有时难以判断尾管是否脱开,而反复拔插中心管易导致中心管堵塞器损坏,不能保证密封;这时可将中心管起出,用应急接头替换堵塞器重新下入,确保施工成功;6中心管冲洗式尾管固井工艺技术中心管冲洗式固井工艺技术的特点是：1采用内管循环冲洗法清除多余水泥浆,避免了风险；2能够达到不留水泥塞的目的；3固井施工不用精确计量替量,降低了固井施工的难度；4降低了固井施工的替浆压力,保证了施工的安全;江苏油田马侧22井、马侧13—1井及扬侧12—2井实施了尾管冲洗式尾管固井工艺技术, 马侧22井是该固井工艺技术在江苏油田应用的第l口井,井深1706m,最大井斜46°,套管下深1698m,水泥浆返高1066m;∮88．9mm管串结构为：引鞋＋套管×1根＋浮箍＋短套十浮箍＋套管×l根＋球座短节十套管＋定位短节十套管串＋∮139．7mm×∮88．9mm中心管冲洗式全通径液压式尾管悬挂器＋∮73mm钻杆;整个固井施工过程顺利,达到了预期的设计要求,实现了全通径不留水泥塞的固井目的;六、套管开窗侧钻技术未来展望侧钻井技术的发展初期,仅限于套管损坏和井下落物等停产井的恢复工作,侧钻位移只有几米；随着技术的发展,大井斜、大位移侧钻技术在现场得到应用,侧钻工具、仪器也得到研制、开发和应用；现在,大部分油田配套和完善了侧钻井技术,实现了利用侧钻井技术整体开发低产、难动用的区块油田;侧钻井技术已由单纯的使关停井复产,发展为挖掘剩余油潜力的重要手段;目前,我局已将这一技术列为今后重点攻关课题,我们相信,随着我们的科研攻关的成功,随着国际、国内的技术交流的进一步的加强,随着中短半径侧钻水平井等技术应用和实践,多底井分支井技术、短半径、超短半径径向水平井技术的不断成熟和发展,套管开窗侧钻技术一定会有良好的应用前景;致谢：在本文的编写的过程中,江汉石油学院程教授、华北石油学校李老师多次给笔者辅导指正;在此深表感谢;同时,笔者也得到函授班同学、单位同事的大力帮助,这里一并表示谢意主要参考数目：1、钻井工艺原理编着：刘希圣石油工业出版社2、钻井手册甲方石油工业出版社3、石油钻采 20002年第2期。
侧钻水平井工艺技术
侧钻水平井工艺技术侧钻水平井工艺技术是一种在井筒中横向钻探和开采油气资源的方法。
与传统的垂直钻井相比，侧钻水平井能够有效地提高油井采收率和产量，具有重要的经济和技术价值。
侧钻水平井的工艺技术主要包括钻井、固井、完井和生产等环节。
首先是钻井阶段，侧钻水平井通常是从现有的垂直井中侧向钻入地层。
这样的设计可以最大限度地增加井壁与地层接触面积，提高采油效果。
在钻井过程中，需要使用特殊的侧钻井钻头和导向工具，以确保在井筒中有效地钻探。
此外，还需要采用合理的钻探参数，如转速、钻压和冲洗液的流速和压力等，来确保顺利钻进。
钻完水平段后，需要进行固井操作来加固井筒。
固井是为了防止井筒在钻探过程中崩塌，保护钻孔的完整性，并防止地下水和油层混合。
固井常常使用水泥和钢管，将其注入井筒并形成坚固的井壁。
固井操作的关键在于选择合适的水泥配方和注入压力，以确保固井质量。
完成固井后，需要进行井筒完井。
完井是指在水平井中安装各种完井设备，如套管、防喷器和产能工具等。
这些设备是为了控制井筒的流体流动和产量。
在完井过程中，需要进行严格的施工质量控制，确保设备的正确安装和操作。
最后是生产阶段。
一旦生产设施准备就绪，就可以开始进行油气的开采。
由于侧钻水平井的设计和施工，使得生产更加高效和顺利。
在生产过程中，还需要根据井底压力和油井形态，合理选择抽油机和注水设备，以达到最大的开采效果。
综上所述，侧钻水平井工艺技术是一项复杂而关键的油藏开发技术。
通过合理的设计和施工，侧钻水平井可以提高油井采收率和产量，有效地开发油气资源，对于能源行业的发展具有重要意义。
侧钻水平井工艺技术的发展与油田开发的需求密切相关。
在传统的垂直井开采中，井底压力逐渐下降，导致油井采收率逐渐降低，产量减少。
而侧钻水平井则能够有效地改善这一状况，提高油井的生产能力和采收率。
侧钻水平井的一个关键特点是可控定向钻井技术。
通过使用特制的钻井工具和导向工具，使井筒能够沿着特定方向钻探。
侧钻水平井工艺技术
侧钻水平井工艺技术引言侧钻水平井工艺技术是石油钻探中的一种重要技术，它可以有效地提高油气井的采收率。
本文将详细介绍侧钻水平井工艺技术的定义、工艺流程、适用条件及优势等方面内容。
定义侧钻水平井（Sidetracking Horizontal Well）是指在原有的垂直井钻探的基础上，通过侧钻技术，在一定井段内改变钻井方向，使井身与目标层位平行，从而增加水平井段的长度，提高产能和采收率。
工艺流程侧钻水平井的工艺流程主要包括以下几个步骤：1.地质勘探与目标层位确定：根据地质勘探资料和实地勘探，确定适合侧钻水平井的目标层位。
2.钻井准备：进行垂直井的钻探前准备，包括选定钻井设备、配置钻具、钻井液等。
3.垂直井钻探：按照常规钻井方法进行垂直井的钻探。
4.侧钻操作：在目标层位上方的一定井段内，使用侧钻工具改变钻井方向，开始侧钻操作。
5.水平井段钻探：在侧钻操作后，继续进行水平井段的钻探，使井身与目标层位平行。
6.完井与生产：在完成水平井段的钻探后，进行完井作业，并进行生产测试及调整。
适用条件侧钻水平井工艺技术适用于以下情况：1.目标层位具有较大的油气产能。
2.目标层位位于复杂地质构造中，垂直钻井难以达到。
3.需要增加井段长度，提高采收率。
4.需要增加生产能力，提高油气产量。
优势侧钻水平井工艺技术相比传统的垂直井钻探有以下优势：1.提高采收率：通过增加水平井段的长度，有效提高目标层位的采收率。
2.增加产能：水平井段的大面积接触目标层位，可以大幅度提高产能和油气产量。
3.降低开采成本：与传统垂直钻井相比，侧钻水平井可以在相同井身长度下得到更多的有效井段，从而降低了开采成本。
4.应用广泛：侧钻水平井技术在石油工业中已经得到广泛应用，成熟稳定。
结论侧钻水平井工艺技术是石油钻探中的一种重要技术，它能够有效提高油气井的采收率，并且具有增加产能和降低开采成本等优势。
在适当的地质条件下，侧钻水平井是一种可行且有效的钻探方法，对提高油气产量具有积极作用。
短半径侧钻水平井实施工艺研究
短半径侧钻水平井实施工艺研究篇一最近我参与了短半径侧钻水平井实施工艺的研究，这就像是一场在地下世界的冒险之旅。
我先跟着团队来到了油田现场，那一个个高耸的井架就像巨人一样矗立在大地上。
我们要在一口老井的基础上进行短半径侧钻，这老井就像一位饱经风霜的老人，等着我们给它来一场“华丽变身”。
我看着那井口，心里既兴奋又有点小紧张，不知道接下来会遇到什么挑战。
我们开始做前期的准备工作，检查各种设备和工具。
我负责检查侧钻的钻头，这钻头可是关键家伙。
我拿着它左看右看，就像在打量一件稀世珍宝。
突然，我发现钻头的一个齿有点磨损，我大喊：“哎呀，这钻头的牙齿好像不太锋利了，这可不行，得换一个。
”同事们围过来一看，也觉得是个问题。
于是我们赶紧在工具库里翻找合适的钻头，这找钻头的过程就像在寻宝，各种型号的钻头琳琅满目，好不容易才找到一个完美匹配的。
准备工作做好后，就开始侧钻啦。
当钻头缓缓钻进井壁的时候，我耳朵紧紧贴着钻杆，想听一听地下的动静。
那声音“嗡嗡”作响，就像地下有个小乐队在演奏。
我心里琢磨着：“这钻头在地下是不是正顺利地开辟新通道呢？”随着钻进的深入，我们遇到了地层硬度变化的问题。
有时候钻头轻轻松松地就往前钻，我就高兴地说：“嘿，这地层还挺软和，钻头像切豆腐一样。
”但有时候，钻头就像碰到了硬骨头，转速明显下降，我又着急地喊：“哎呀，这下面怎么这么硬，钻头会不会被卡住啊？”为了应对地层硬度的变化，我们开始调整钻井液的参数。
这钻井液就像钻头的“润滑剂”和“保镖”。
我和同事们围在配液罐旁边，像一群厨师在调配特殊的“菜肴”。
我们小心翼翼地往钻井液里添加各种化学药剂，一边加一边搅拌，眼睛紧紧盯着仪表，生怕加错了量。
调整好钻井液后，钻头果然又恢复了活力，继续勇往直前。
经过好几天的奋战，我们终于完成了侧钻部分，开始进入水平井段的施工。
这时候，井眼的轨迹控制就变得尤为重要了。
我们通过各种仪器监测井眼的走向，就像给钻头装上了“导航仪”。
侧钻井技术
国外状况
90年代美国几种钻井新技术发展速度对比
开窗侧钻常用钻机
修井机 小型钻机 连续油管作业机
国内侧钻井发展概况
国内从50年代末、60年代初开始试验研究 套管侧钻钻井技术。经历了非定向侧钻、定向侧 钻到侧钻水平井三个发展阶段。
•玉门 •新疆 •辽河
胜利油田自1990年侧钻第一口井永12－侧12井以 来， 陆续进行了侧钻井挖潜试验，到97年共侧钻21口 井，其中7口井投产获得成功。
复测轨迹数据 闭合方位 （度） 位移（米） 327 41 181 58.5 259 52 18 93
重新认识了油水关系及开发动态矛盾，发现在主力油层沙
二6-7尚有较大潜力，侧钻井井数由原来的1口增加到4口，增 加 可 采 储 量 4x104t ， 初 增 油 能 力 89t/d ， 采 油 速 度 提 高 了 9.5%，综合含水下降了15.6%，开发效果显著提高。
3）井眼准备
⑴接井。检查井口配件，清点数量，有无损坏及损坏程度 。 含采油树、阀门、压力表等。 ⑵洗井或压井。根据地层压力，确定压井液密度，对油井 进行压井。 ⑶起管柱。拆卸井口，起出井内抽油杆油管等。 ⑷安装封井器。 ⑸下钻通井。选择与套管相符的钻头通井至窗口以下30米 。 ⑹打水泥塞。在窗口以下10米处打水泥塞，防止井漏或井 涌。 ⑺下钻通径。用通径规检查套管有无变形或损坏。 ⑻套管试压。用泥浆泵试压检查套管是否有损坏或漏失。
3）优化轨迹类型、侧钻点、造斜率和开窗侧钻方式
直井段－侧钻段－增斜段 适合于开窗点距目的层在200米以内、水平位移不 大的侧钻井 直井段－侧钻段－增斜段－稳斜段
轨 迹 类 型 优 化
适合于开窗点距目的层较远、水平位移较大的侧钻井；
直井段－侧钻段－增斜段－稳斜段－降斜段
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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) 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
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。
半程固井完井工具
压差式分级箍 压差式分级箍是半程固井完井的重要工具，用于实现
造斜段分级注水泥工艺,一般与管外封隔器配套应用。它是完 井尾管内外连通的通道，注水泥时保证畅通无阻,注完水泥后 能够可靠关闭。该分级箍主要由本体、碰压座、关闭套、打 开套及关闭塞组成。
半程固井完井工具
套管外膨胀式封隔器 套管外膨胀式封隔器是用于卡封水层
限压阀 单流阀 锁紧阀
断开杆 阀环
管内液体在压力作用下通过锁紧阀后，进而打开 弹簧式单流阀，再经过限压阀，使挠性钢加固橡胶部 件膨胀。限压阀表面装有安全销，当封隔器内膨胀压 力达到出厂设定压力时，限压阀关闭。这种设计是为 了使膨胀程度维持在封隔器限制压差范围内，而与管 内压力无关。
封隔器膨胀结束后缓慢泄压，小得多的管内压力 就足以使锁紧阀关闭，从而进一步保护封隔器不因管 内压力变化而损坏。
半程固井技术难点
● 完井管柱既要满足油层段防砂、分层开采要求，又要能 够在造斜段注水泥固井。
● 油井投产前要充分解除油层段污染，由于油层小，对工 具、管柱要求更高，特别是分级箍段管外封隔器的顺利胀封。
● 在设计井眼尺寸等工具的结构时，既要保证管柱能顺利 下入，又要保证能实现注水泥工艺。
● 半程固井是新钻水平井一项成熟的完井技术，但应用于 侧钻水平井，尤其是51/2″套管开窗侧钻水平井，由于井眼直径 小、完井工具内通径要求尽可能大，井下工具设计空间小、技 术难度大，而且管外封隔器能否顺利下至造斜段底部也是决定 施工能否成功的一个关键因素。
或气层及分段开采、分段实施增产措施的 重要工具,尤其适用于井眼直径小,无法采取 注水泥固井射孔完井的各类油气井。该工 具随完井管柱一起下入到井中,将流体(钻井 液、水或水泥浆)充填到封隔器的胶筒内,使 胶筒膨胀,密封完井尾管与裸眼井壁之间的 环形空间,达到封隔的目的。封隔器结构主 要由中心管、膨胀阀、胶筒及密封件等组 成。
项目概要
■ 侧钻水平井完井技术发展现状 管外封隔器作为筛管完井主要配套工具，必须与注水泥技术
相结合，才能真正达到管外有效封隔的目的。经过多年现场实践， 单独使用封隔器完井，不管一口井下入几个管外封隔器，其有效 期都比较短，封隔器以上地层水极易窜入水平段，造成水平井含 水上升，经济效益下降。
半程固井技术原理
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。
芯轴(一段套管)
杆之前，防止管内液体进入膨胀部件。在分级注水泥
膨胀后外径尺寸
或筛管顶部注水泥时，可以去除断开杆。
内管
断开杆一旦切断，管内蹩压就会迫使管内液体经 阀环滤网流至锁紧阀。锁紧阀安全销须在封隔器使用
前从封隔器外部安装，其规格大小将决定封隔器膨胀
压力。采用不同大小的安全销，可以单独安放多个套 可膨胀固定钢套筒 管外封隔器而避免其中任何一个过早膨胀。
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
进入膨胀部件。
单流阀 锁紧阀
环空间隙 3) 当膨胀部件与环空
压力差达到限压阀设 定压力时，限压阀关 闭。
半程固井完井工具
关键部件：锁紧阀
关闭位置
打开位置
锁紧位置
锁紧阀有两个作用，一
为防止水平段见水影响侧钻水平井生产寿命，可在筛管 之间下入注水泥地层封隔器，为后期堵水做好技术准备。钻 盲板、通井后下入洗井酸化胀封管柱,对油层进行洗井和酸化, 解除油层污染,沟通油流通道,胀封水平段封隔器,实现防砂筛 管顶部注水泥完井。
半程固井井身结构
半程固井技术原理
侧钻水平井半程固井完井技术是将注水泥固井技术、管 外封隔器加筛管(或滤砂管)完井技术有效地结合在一起,是对 上述几项完井技术的综合。该技术主要是在油层段下入筛管 (或滤砂管),不进行注水泥固井,防止水泥浆污染油层,以达到 保护油层的目的,根据水平段分段开采需要下入套管外封隔器, 实现水平段的有效卡封、分层,以满足油井分层处理、开采要 求。然后对筛管顶部进行注水泥固井,以实现造斜段水层、气 层的有效封堵,满足造斜段油层有效开发的需要。
一、项目概要 二、解决的关键技术及创新点 三、主要技术和经济指标同国内外同类技术先进水平对比 四、取得的相关知识产权的情况 五、应用推广和取得的经济社会效益情况 六、推动行业科技进步和提高行业竞争力的作用和意义等
侧钻水平井完井方法
■ 裸眼完井 自新疆油田1993年完成国内陆上油田第一口
侧钻水平井以来，工程技术人员就一直在研究、 探索侧钻水平井完井技术，除裸眼完井外，侧钻 水平井主要以筛管完井为主，包括筛管悬挂完井、 筛管及管外封隔器悬挂完井。