河南油田水平井钻井技术
1 河南油田水平井钻井技术
汤清会 刘炳 郑延斌 王毓震
(中国石化河南石油勘探局钻井工程公司，河南南阳 473132)
摘要：近几年，水平井钻井技术在我油田得到了快速发展，施工技术逐步完善和成熟，已成为油田实现高效勘探开发的重要技术手段，特别是在薄油气藏和浅层油气藏开发方面取得了较好的经济效益，本文对河南油田水平井钻井技术从合作、试验探索、发展到逐步走向成熟的过程进行了分析总结，汲取施工过程中的经验与教训，从水平井的设计、现场轨迹控制、井下复杂情况的预防等方面进行总结，对水平井技术的进一步发展和完善提供有益的经验。
关键词：水平井、MWD、LWD、轨迹控制、薄油气层、经验与教训
概 述
水平井一般是指井斜大于85º且在产层内钻进一段“水平”井段的特殊形式的油气井，水平井技术于20世纪20年代提出，40年代付诸实施，80年代相继在美国、加拿大、法国等国家得到广泛工业化应用，并由此形成一股研究、应用水平井技术的高潮。如今，水平井钻井技术已日趋完善，由单个水平井向整体井组开发转变，并以此为基础发展了水平井各项配套技术，与欠平衡等钻井技术、多分支等完井技术相结合，形成了多样化的水平井技术。
近年来，水平井总数几乎成指数增长，全世界的水平井井数为4.5万口左右，主要分布在美国、加拿大、俄罗斯等69个国家，其中美国和加拿大占88.4%。在国内，水平井钻井技术日益受到重视，在多个油田得以迅速发展，其油藏有低压低渗透砂岩油藏、稠油油藏、火山喷发岩油藏、不整合屋脊式砂 岩油藏等多种类型，石油剩余资源和低渗、超薄、稠油和超稠油等特殊经济边际油藏开发的低本高效，是水平井技术发展的直接动力。
目前，国外水平井钻井成本已降至直井的1.5至2倍，甚至有的水平井成本只是直井的1.2倍，而水平井产量是直井的4至8倍。国内塔中4、塔中 16油田水平井钻井成本为同区直井的2倍多，大港油田水平井投资平均为直井的2.3倍。近年来，随着技术的成熟和钻井数量的增加，国内的水平井钻井、完井成本呈降低趋势；有效提高采收率，助推难采难动用储量升级，使水平井技术成为各类油气藏转换开发方式的有效手段。
自1996年以来，河南油田相继在新疆宝浪油田和河南油田东部实施了48口水平井，施工过程从坎坷不平走向顺利，水平井技术从学习合作逐步走向成熟（其中浅层大位移水平井钻井技术在国内处于领先水平），取得了较好的勘探开发效果与经济效益。但在施工中曾发生过断钻具、起下钻阻卡等复杂情况，因而，对水平井钻井技术进行分析总结显得十分的必要。
一、水平井的关键技术
水平井的施工与常规定向井的施工有完全不同的特点，技术含量高，施工难度大，只有认识与掌握其特殊性才能够对症下药，保证水平井的安全快速钻井，水平井的关键技术有以下几方面：
1、 剖面设计与井眼轨迹优化
井身剖面设计是否科学是水平井施工的关键点，水平井的剖面分为三种：长半径（造斜率小于6°/30m）、中半径（造斜率为6°～20°/30m）和短半径（造斜率大于30°/30m），我油田大部分水平井为中半径水平井，利用定向软件模拟某一特定钻柱设计的扭矩和摩阻对比结果如下：短半径剖面中产生扭矩最低而摩阻最大，加剧钻杆和套管的磨损；中半径剖面产生的摩阻和扭矩适中；长半径剖面由于斜井段较长，会产生较大的下放载荷，即下滑的阻力较大，而且旋转扭矩也比较大，对钻柱强度的要求比较高。因此水平井剖面一般介于中长半径之间，用常规的弯壳动力钻具即能实现，扭矩和摩阻比较小，井下安全风险小；水平井剖面设计的原则一是工程上容易实现，用常规螺杆加无线随钻跟踪即可实施，井下不易产生键槽和磨损套管，轨迹控制难度小；二是剖面设计按悬链线设计，其拉力、扭矩、摩阻较小，有利于安全施工。
2、 摩阻与扭矩 2 水平井大井斜井段较长，钻进时钻具基本上是躺在井眼的下井壁上，钻具的“重力效应”非常显著，致使钻具在上提下放和旋转时表现出较大的阻力和扭矩。影响阻力与扭矩的因素很多，诸如：井眼弯曲、钻柱结构、钻进参数、钻井液润滑性能、地层、井眼稳定、岩屑床等等，在实际施工中主要采取选择最优的井身剖面（近悬链式剖面）、增强钻井液的悬浮、携带与润滑性能等措施减小阻力与扭矩。
3、 钻柱设计
水平井中钻柱设计应同时满足钻柱强度要求和井眼轨迹对钻柱的要求，并考虑简单实用的原则，尽量减少井下接头的数量，井斜越过45°以后使用无磁承压钻杆代替无磁钻铤，并进行钻具倒装，以地降低摩阻扭矩，保证钻具向前推进与钻进作业的进行，若水平段较长考虑选择使用高扭矩接头和加入减摩工具等来预防钻具事故。
4、井壁稳定
水平井中大井斜井段比较长，地层的层面暴露较大，造成井眼不稳定，在钻进施工中应根据地层的特性确定合适的比重来平衡地层，同时处理好钻井液的其它性能来抑制地层与钻井液之间的相互化学作用引起的井壁垮塌。
5、井眼净化
在水平井中45°～60º的井段易形成岩屑床，严重影响钻进速度和井下安全，如何有效净化井眼关系到钻井作业能否安全顺利的进行，井眼净化主要采取以下措施：
1）、增大排量，保持环空适当的流速分布，最好使钻井液产生紊流。
2）、钻井液有较好的流变性能，有效地悬浮和携带岩屑。
3）、提高转速和采取倒划眼措施（需要顶驱配合）。
4）、起钻前充分循环钻井液（国外经验：循环4周）。
5）、进行短程起下钻与分段接力循环。
6）、固相控制，用发四级固控。
在水平井中钻屑在井下的停留时间要比常规的井长得多，这些岩屑将在钻具与井壁之间或钻具与套管之间长时间地停留而被研磨得更细，只有用良好的固控设备才能保证良好的钻井液性能，以满足井下安全的需要。
6、套管问题
水平井下套管必须考虑三个主要条件：设备能下入的最大重量，下入重量的摩阻损失和下入重量的机械损失。机械损失是指由井下岩屑、坍塌、台阶、压差、卡钻、扶正器嵌入地层等引起的重力损失，也能减少套管的下入量，因而，在位移较大的水平井下套管中应多方考虑减小下套管的阻力的措施。另外，可考虑使用顶部驱动系统实现循环钻井液、上下活动套管、旋转套管及下压套管以及漂浮下套管技术等操作，以利于套管的顺利下入。
7、随钻测量
随钻测量技术是水平井施工的重要组成部分，在施工时选择性能可靠的MWD或LWD测量系统，完善测量工艺，提高测量确度，使用短无磁钻铤或钻杆、较短的动力钻具或使用近钻头测量系统来缩短到钻头的测量距离，提高轨迹的控制精度。
二．水平井发展状况
（一）、试验与探索阶段（2000年以前）
1996年以前的定向井技术服务现场施工基本上照相式单多点、弯接头加直螺杆、计算器现场计算、手工坐标纸绘图施工，所有螺杆钻具一般是单头或双头的高转速螺杆，钻头常是滚动轴承的钢齿钻头，施工效率较低，施工的井一般都是井斜小于30°的常规定向井。先进的工具仪器是高难度定向井与水平施工的保证，必须有可靠的工具仪器才能保证大难度井安全高效施工。96年以后定向井工具仪器均取得了较大的进步，使定向井施工技术快速提升，逐步施工了多目标井、大斜度井和水平井。
1、定向井仪器设备情况 3 2000年以前主要定向井仪器设备与软件情况如下表所示：
序号 名称 型号 购置时间 生产厂家 数量
1 电子单多点测斜仪 YSS－45 1996 北京海蓝 2
2 电子单多点测斜仪 YSS－32 1996 北京海蓝 8
3 有线随钻 MS3 1993 美国SPERRYSUN 1
4 有线随钻 YST35 2000以前 北京海蓝 5
5 无线随钻MWD 无
6 无线随钻LWD 无
7 软件情况 现场使用计算器，设计与后勤数据处理使用DOS系统版本软件
2、技术状况
（1）、定向井技术
1996年以前施工的定向井主要是常规定向井、丛式井、多目标井和少量的大斜度井，定向井、丛式井技术已成熟，大斜度多目标技术已经起步，1996～2000年完成各类型情况如下表所示。从完成井的数量与技术含量上可以看出定向井技术的进步。
1996～2000年完成各类型情况对比表
年份 常规定向井数量 多目标井数量 大斜度井数量 水平井数量
1996 59 1
1997 67 12 1
1998 60 5 1
1999 58 5 1
2000 60 5 11
2000年以前在新疆宝浪油田共施工了3口水平井，依次是H2、H3和H4，第二口H3井为自主施工，H4是阶梯状水平井。H2和H4的设计与施工均为技术合作完成，技术合作方是胜利定向井公司。在设计与施工中，合理的井身结构是水平井成功的重要环节，根据宝浪油田的地层特点采用的井身结构如下：Φ445mm钻头×Φ340mm表层套管＋Φ311mm钻头×Φ244.5mm技术套管＋Φ216mm钻头×Φ139.7mm油层套管；下入技术套管是为了防止上部煤层段坍塌和掉块，保证下部水平段的安全施工；剖面设计以中半径（造斜率为6°～20°/30m）为主，3口水平井水平段长度都大于400m；其中H4为阶梯状水平井，分2个水平段，第一水平段长340m，第二水平段长310m，有7m的垂深落差，全井水平位移1160m，且H4水平井剖面设计比较复杂，为直-增-增-增-稳（平）-降-增-稳（平）剖面，施工难度很大，实际钻井周期共162.92天，最后顺利完成本井施工。
试验探索阶段完成水平井情况表
井 号 完成时间 设计造斜率
(°/30m) 实际造斜率(°/30m) 最大井斜
(°) 水平段长
(m) 靶区要求
(m) 完钻井深
(m)
H2 1997.4.1 12.44～25 13～24.7 92 417.99 6*20*20 2903.64
H3 1997.10.9 12～25 11～27 95.39 502.2 6*20*20 2982
H4 2000.3.9 22～30 20～30 93.7 771 3*20*20 3308
（2）、钻井液技术
我油田水平井钻井液技术主要是在吸收国内各大油田水平井钻井液技术经验基础上发展起来的， 2000年前主要采取正电胶聚磺加柴油钻井液，高粘切、高动塑比、携带能力强，适合在不稳定地层钻进。同时正电胶钻井液具有较好的剪切稀释性能，流动时具有较低的粘度，静止时又具有较强的结构，具有良好的悬浮性能，防止岩屑沉降有利于井下安全。
（3）、固完井技术
早期完成的水平井相对较深，直井段较长，套管的下入前充分地清洁井眼、加入足量的固流体润滑剂，套管顺利下入无太大问题。分析造成大斜度井和水平井固井失败的主要原因是井眼高边出现游离水形成的“水窜 4 槽”和井筒冲洗不彻底造成固相颗粒在井眼低边沉淀形成的“固相窜槽”，同时要改善水泥浆顶替效率和解决套管居中问题。为此，需要在现场作业中采用特殊的水平井固井工艺和工具，提高大斜度井和水平井固井质量。主要通过以下措施保证固井质量。①、下套管前充分通井分段接力循环有效清除岩屑床，防止“固相窜槽”；②、针对实钻井身剖面不同井段使用不同类型的扶正器确保套管居中度；③、科学配制隔离液与合适的洗井排量；④、优化水泥浆添加剂保证水泥浆有较好的沉降稳定性，有效控制自由水的析出形成，防止“水窜槽”；⑤、确定合理的顶替排量，提高顶替效率。
总之，经过宝浪油田3口水平井的施工技术历练，通过技术引进与合作方式解决施工中的技术难题，学习和积累了水平井设计与施工经验，培训出了水平井施工技术人员，对水平井设计、造斜工具的特性、井壁稳性、摩阻扭矩情况及钻井液与固井技术等有了初步的认识，为以后河南油田水平井施工奠定了基础。
关于水平井钻井工艺技术措施探究
关于水平井钻井工艺技术措施探究
水平井钻井工艺技术是指在石油、天然气等资源开采过程中，为了提高井效和开采能力，将钻井方向由传统的垂直向下逐渐调整为水平或一定角度向侧面延伸钻探。这种方法对于更好地开采复杂地质条件下的油气资源具有重要意义。下面本文将探究水平井钻井工艺技术的措施。
首先是钻探设计。开展水平井钻掘前，应根据地质情况和矿藏特征进行精细化的钻探设计，严格遵守科学设计原则。包括确定井深、井径、水平段长度、开孔段数等因素，避免上下起伏，保证水平段和垂直段控制在合理范围内。根据设计要求，钻头的选型、钻具的选配和井的配套设备应作出调整，并进行加强。
其次是钻头选择。水平井钻探的钻头必须设计为可以在侧向方向上承受较大的弯曲应力，同时在坚硬岩性地层和松软泥岩区域都能正常工作。因此，使用质量好、结构合理且功能强大的钻头是关键之一，需选择抗折、抗磨、抗腐的高强度合金材质，钻头的保护及清理措施也应注意到位。
第三是调整钻具组合。水平井钻探过程中钻具由钻头、扩孔器、钻柱和钻机组成，因此钻具组合对钻井效果影响关键。一方面增加了钻柱长度和钻具总深度，增大钻具重量，另一方面需要保证钻柱足够强度，承受钻具各种的载荷。因此，在选择钻具组合时，还应考虑钻探技术的特点和安全技术要求，保证稳定性和可靠性。
最后，水平井钻探还需要配备先进的井控设备及施工人员。水平井钻井的成功离不开先进质量可靠的控制设备，在钻井作业过程中，井控系统能够通过实时数据监控、数据分析、故障判断等多种功能，确保工艺系统的实时精确控制。而专业的施工人员和技术保障团队也能够提供及时精准的技术支持和服务，确保钻探过程的顺畅运行与安全施工。同时，应该对工作人员进行严格的教育培训，提高维护保养能力，避免差错导致的设备损坏。
综上所述，水平井钻井工艺技术必须在严格控制体系的配合下细致而有序地进行，全方位的技术应用和措施能够保障钻井作业的质量可靠和施工安全。随着技术的不断推进和发展，水平井钻探工艺将会更加成熟和优化，为石油、天然气等产业提供更好的发展和利益。
河南油区稠油油藏水平井开发技术
第ｌ９卷第２ ｊｔ３１ ２０ｌ２年３ 油气地质与采收率 Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｇｅｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｏ１．１９．Ｎｏ．２ Ｍａｌ７．２０ｌ２
河南油区稠油油藏水平井开发技术
杨 培
（中国石化股份河南油田分公司勘探开发研究院，河南南阳４７３１３２）
摘要：河南油区稠油油藏通过直井蒸汽吞吐取得了较好的开发效果，但部分储量丰度较差的浅薄层稠油油藏及叠 瓦状分布的条带状边水稠油油藏，采用常规直井开发，单井可采储量低，很难取得经济效益。为合理开发河南油区 稠油油藏未动用储量，利用数值模拟技术，结合其地质特点，开展水平井开发技术研究，优化了水平井及注采工艺 参数。结果表明：水平井目的层段垂深应大干１５０ ｍ；最佳水平段长度为８０～１５０ ｍ；水平井与油水边界的距离大于 ６０ ｍ后，基本未见边水入侵；水平井与断层距离大于２０ ＩＩ１时，断层不会开启；井底注蒸汽干度大于５０％，开发效果 明显改善；第１周期注汽量为２ ０００ ｔ，油汽比和周期产油量均较高，分别为０．５４ ｔ／ｔ和１ ０００ ｔ，吞吐效果较好；当注 汽速度为３００ ｔ／ｄ时，优选注汽压力为１４ ＭＰａ、排液速度为２０ ｔ／ｄ左右比较合理。 关键词：稠油油藏浅薄层边水水平井注采参数河南油区 中图分类号：ＴＥ３４５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９６０３（２０１２）０２—００７２—０３
河南油区稠油油藏具有埋藏浅、厚度薄、分布散 的特点，其中部分稠油储量由于含油层位单一，含油
宽度较小等原因，采用常规直井开发，单井可采储量 低，经济效益差。随着水平井技术的发展，该类油藏
可得到较好动用，一方面水平井可以通过扩大泄油 面积提高单井产油量，另一方面水平井可以减缓边
水的推进速度。为进一步合理高效开发河南油区稠 油油藏，开展了水平井开发技术研究，优化了水平井
的部署条件及注采参数。
１油区概况
河南油区稠油油藏地质情况复杂、原油性质特
关于水平井钻井工艺技术措施探究 2
关于水平井钻井工艺技术措施探究
水平井钻井是一种新型的井型设计和钻井技术，能够在地下水力压力较高、油层薄、孔隙度小的情况下有效增加油气勘探开发的成功率，提高油气采收率。因此，水平井钻井已成为石油开采领域的一个重要技术。本文将从钻井工艺、技术措施和相关设备方面对水平井钻井作探究。
一、水平井钻井工艺
水平井钻井与传统的垂直井钻井相比，大大增加了钻井难度和技术复杂度。水平井钻井过程中，首先需要确定井型和钻井方向，然后进行竖向钻井，再进行侧向直角转弯，最后进行水平钻井。整个过程需要经历多次地下钻孔和地下钻爆等复杂的操作，需要精细的工艺设计和严格的质量控制。
钻井过程中的井眼稳定性是非常重要的，井眼的塌陷会导致井眼变形，继而影响水平段的钻井。因此，在井眼稳定性方面，需要采取多项措施，包括优化测量井眼参数的方法、统筹考虑井眼形变和钻头与岩层的接触关系等。
另一方面，钻井过程中的流体控制也十分关键。钻井液不仅需要满足冷却和润滑的功能，还需要具备可控的流量和压力，不会影响井壁稳定性和形成良好的井眼。同时，给井底注入清洁工作液可提高工作效率，减少停井时间。
1. 井型设计和钻井方向确定：水平井的井眼垂直深度和水平段长度的选择是影响钻井质量和油气采收率的重要因素。井型设计需要综合考虑地质、地理、物理等多方面的因素，根据不同的油气勘探目标，在确定井口与钻井方向时有针对性地设计井型。
2. 井壁稳定性控制：钻井过程中井壁稳定性的控制至关重要，否则将会产生严重的难题。确定适合井眼的钻井液和固井材料，以及科学的地震观测是确保井壁稳定性的关键措施。应采用先进的井眼断层识别技术，保持合理换向点距离能够有效地提高井眼稳定性。
3. 钻井流体的控制和管理：合理的钻井液设备和技术的选择可以优化流体循环，改善钻井效率，控制泥浆循环和孔隙压力，减少井壁塌陷的风险。此外，还要严格管理钻井流体的使用，配备高效过滤装置，避免因使用污浊钻井液导致井面环境污染。
水平井钻井完井关键技术解析
水平井钻井完井关键技术解析
摘要：本文阐述了水平井钻井完井的重要性，介绍了水平井钻井完井的四项关键技术，同时提出了水平井底水脊进、低渗底层分段压裂完井两个技术难点及未来研究方向建议。
关键词：水平井；钻井；完井技术
1水平井钻井完井技术概述
1.1水平井钻井完井技术简介
水平井完井技术于20世纪80年代开始用于石油工业勘探开采领域，我国于20世纪90年代引进、推广、应用，为我国提高油气开采效率和开采质量发挥了巨大的作用。完井作业作为钻采过程的最后一道工序，同时又是采油的开始，为国内外油气田开采带来了巨大的社会效益和经济效益。水平井完井技术是指水平裸眼井在钻井时，一旦达到设计井深，就应具有以一定结构将井底和油层联通的工艺过程，这样建立起来的水平井能为油层提供更多关于油层储藏的信息，对丰富人们对油藏的认识具有极大的作用。
1.2水平井钻井完井的重要性
水平井完井是建立在对油、气储集层的地质结构、储油性质、岩石力学性质和流体性质分析的基础上，研究井筒和生产层的联通关系，追究在井底建立有全井最小的油气流阻力，使一口井有最大的油气产量和最长的寿命这一目标，从而达到一口井有最大开采效益。它是钻井工作最后一个重要环节，又是采油工程的开端，与以后采油、注水及整个油气田的开发紧密相连。而油井完井质量的好坏直接影响到油井的生产能力和经济寿命，甚至关系到整个油田能否得到合理的开发。
2水平井钻井完井关键技术 我国目前常用的水平井完井关键技术主要有四种，即砾石充填完井技术、射孔完井技术、裸眼完井技术、割缝衬管完井技术。
2.1砾石充填完井技术
随着应用油藏类型的增多，在绝大多数油田开发的不同阶段，对于地层砂分选性差、泥质含量高的砂岩油藏，往往容易造成滤砂管堵塞或出砂。这种情况主要采用管内砾石充填防砂技术和水平井裸眼砾石充填防砂完井技术。其技术方案是精密复合滤砂管裸眼完井，管外进行逆向砾石充填。该技术水平段采用逆向环空充填，工艺简便，安全性高；双精度结构的防砂筛管，可抗堵塞。
关于水平井钻井工艺技术措施探究 3
关于水平井钻井工艺技术措施探究
水平井钻井工艺技术措施是指针对水平井的钻井过程，采用合适的技术措施，保证钻井作业的安全、高效、质量和节能的实施。水平井钻井工艺技术措施包括以下几个方面。
一、井口准备
井口准备指的是在开始水平井钻井之前的井口准备工作，包括下井前设备的准备、井口安全防范措施的落实，井口临时设施的调整和维护等。这个过程中，要确保下井前的设备安全、齐全，井口安全设施完好，确保下井前的设备检查和 测试。同时，为了重视环保、做到节约能源，要合理安排蓄电池、油料等资源，并保证这些资源的使用寿命。
二、钻井技术管理
钻井技术管理是指在钻井作业中，通过对各个环节的人员和设备的管理，保证钻井过程的高效且安全。这部分重点在于管理人员和设备，即使出现问题，亦能快速迅速应变，确保钻井作业的高效和安全性。在对钻井技术管理上，还要特别注意保证作业人员的技能培训，提高工作效率，使作业人员对钻井工艺流程和各种设备负责程度更高，从而减少可能的故障或意外事件。
三、钻井流程控制
钻井流程控制是通过各种管理工具和技术手段，对钻井过程的各个环节进行科学，动态，和合理的控制。这部分中，要注意对工况的掌握，以及对钻井过程中的问题的处理，保证钻井过程的顺畅和状况的可控性。
四、井底施工技术
井底施工技术是针对井底，需要施工的部分，在保证安全的前提下，采用合适的技术措施进行作业，确保井底的施工顺利。这部分包括井底施工设备和管柱的设计和管理，井底水平井的布局和测量，井筒外钻井固井的选择等方面，都是需要特别关注的。
水平井钻井工艺技术措施对于保证水平井钻井的高效，安全和质量，有非常重要的意义，缺失或不合理的措施，会增加钻井的成本，和工期，同时会使钻井过程的可控性更差。因此，需要在钻井过程中，注意各个环节的的控制，以克服钻井过程中的困难和障碍，确保钻井工作的质量和效率。
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关于水平井钻井工艺技术措施探究
随着石油勘探的深入和技术的发展，水平井钻井技术逐渐成为一种常见的石油开采方式。水平井钻井技术是指在地层中水平井筒轨迹成直线或曲线的钻井方法，其钻井井眼长度通常大于垂直井，横向扩展能力强，是提高油气开采效率的一种重要手段。在水平井钻井中，为了保证作业安全和提高工作效率，需要采取多种技术措施，下面就水平井钻井工艺技术措施进行探究。
一、施工前准备
1. 井址选择
在水平井钻井工程中，井址选择是至关重要的。井址的选择要考虑地质条件、水平段长度、目标层位、地质构造等因素。通过综合分析这些因素，选择合适的井址，可以提高钻井成功率和资源开采效率。
2. 现场勘探
在确定井址之后，需要进行严格的现场勘探工作。主要包括地质勘探、地质灾害评价、地质构造解剖等工作，以确定具体的钻井方案和施工措施。通过现场勘探，可以避免在施工过程中遇到地质灾害，最大限度地保障施工安全。
二、钻井工艺
1. 钻具选择
水平井钻井需要使用特殊的钻具，以适应水平井的钻井工艺。一般常用的钻具有扩孔器、导向钻头、侧喷器等，这些钻具可以有效地帮助水平井钻井工艺，并有效改善水平井钻井环境。
2. 定向钻井
在水平井钻井中，定向钻井是必不可少的环节。定向钻井是指在垂直井的情况下，通过相应的测量和控制设备，使钻井井眼沿着设计轨迹倾斜或水平穿过地层的钻井方法。定向钻井需要根据具体地层情况，采用不同的导向工具和控制手段，确保水平井的稳定性和准确性。
3. 井眼壁稳定
由于水平井的特殊结构，井眼壁稳定是水平井钻井中一个极为重要的问题。井眼壁稳定需要在钻井过程中采用适当的钻井液、注浆材料和加强措施，以防止井眼塌陷、漏水等情况的发生，确保井眼稳定和钻井安全。 4. 钻井液系统
钻井液系统是水平井钻井工艺中的一个重要环节，它不仅要满足常规钻井液的功能，还需要满足水平井的特殊要求。常用的水平井钻井液有高密度钻井液、低密度钻井液、凝胶钻井液、聚合物钻井液等。通过合理选择和配置钻井液，可以有效地保证水平井钻井的顺利进行。
关于水平井钻井工艺技术措施探究 5
关于水平井钻井工艺技术措施探究
水平井钻井是一种针对原油或天然气储层进行高效开发的技术手段。水平井钻井工艺技术措施包括选井、定位、井眼稳定、导向测量、钻井液体系、井眼质量控制等内容。本文将对水平井钻井工艺技术措施进行探究。
首先是选井。选井是在生产井探测完钻井时，根据地质条件和开采计划确定水平井位置和井径。选井时要注意以下几点：要根据目标油层厚度和产层砂厚、孔隙度等地质参数确定水平段长度；要避免选择断层带或者岩溶带等地质缺陷区域，以免影响水平段的稳定；要避开其他井眼的影响，保证水平井与普通井的堵剖面不发生干涉。
其次是定位。水平井定位是指在选定水平段长度之后，通过技术手段确定水平井的走向和倾角。常用的定位技术有测深定位和惯性测距定位等。测深定位是利用测深资料确定钻井位置，是一种较为直接的方法；而惯性测距定位则是通过测量上下钻头的加速度和速度信息，通过计算获得钻头的位置，具有无需物理封堵的优点。
井眼稳定是水平井钻井中的一项重要技术措施。由于水平井施工中井眼的形状特殊，井眼的稳定性容易受到影响。需要采取措施保证井眼的稳定性。常用的措施包括：增压井眼、使用合适的钻井液体系和适当的井壁处理等。增压井眼是通过增大井眼内的压力，增加井眼周围的有效应力，提高井眼的稳定性；钻井液体系的选择要考虑到井眼稳定性，同时尽量减小井眼沉积物的影响；井壁处理可以采取喷液、下注浆等方法，强化井眼的稳定性。
导向测量是水平井钻井中一种重要的措施，用于测量井眼走向和倾角。导向测量有很多种方法，如钻柱位移法、磁标法等。钻柱位移法是通过测量钻柱在井斜段的位移来确定井眼的走向和倾角；磁标法是通过测量地磁场和井眼中磁标的运动轨迹来获得井眼的定位信息。导向测量能够及时准确地反映井眼的走向，帮助工程师及时调整钻探方向，确保井眼钻进在合理的层位内。
钻井液体系也是水平井钻井中的关键技术措施。钻井液体系要求具有良好的稳定性、润滑性和冷却性能。稳定性是指钻井液体系在高温、高压条件下不发生水分散、沉降等现象；润滑性是指钻井液能够减小由于摩擦带来的钻具磨损；冷却性能是指钻井液能够有效地带走地层温度、减小钻具热烧损伤的可能性。在选择钻井液体系时要综合考虑地层条件、钻探目的和实际施工情况。
泌阳凹陷页岩油长水平段水平井钻井技术研究
长江大学学报（自科版） ２０１３年７月号石油中旬刊第１ｏ卷第２ｏ期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔ Ｓｃｉ Ｅｄｉｔ） Ｊｕ１．２０１３，Ｖｏ１．１０ Ｎｏ．２０
泌阳凹陷页岩油长水平段水平井钻井技术研究
刘 霞，刘魁威 （中石化河南石油工程有限公司，河南南阳４７３１ ３２）
程 波 （中石化河南油田分公司工程技术研究院，河南郑州４５００００）
黄孝权 （中海油服油田化学事业部塘沽基地，天津３００４５２）
［摘要］为开发泌阳凹陷丰富的陆相页岩油气资源，河南油田开展了页岩油长水平段水平井钻井研究和实 践。针对泥页岩井壁垮塌、水平段长、摩阻扭矩大、井眼轨迹控制难度大、管壁及井壁的油基界面难以 清除等难点；通过采取井身结构优化、井身剖面优化，采用旋转导向、油基钻井液、弹韧性水泥浆、驱 油型前置液等技术，顺利完成中国石化第一口陆相长水平段页岩油水平井泌页ＨＦ１井的钻井施工。 ［关键词］页岩油气；旋转导向；油基钻井液；弹韧性水泥浆；驱油型前置液；长水平段水平井 ［中圈分类号］ＴＥ２５６．１ ［文献标志码］Ａ ［文章编号］１６７３—１４０９（２０１３）２０—００６９—０３
河南油田陆相页岩油气资源丰富，预计泌阳凹陷深凹区页岩油气资源量１１．０１×１０。ｔ。泌阳凹陷深
凹区页岩储层埋藏深，垂深２４００￣２６００ｍ，水平井开发技术是当前页岩油气开发的主流技术，大多采用 大位移水平井，水平段长达ｌＯ００ｍ。
１长水平段水平井钻井技术难点
（１）定向造斜段黏土矿物含量高（３０ ），２０６１ｍ处岩屑滚动回收率５６ ，易造浆使钻井液性能不 稳定、井壁易垮塌。随着井斜增加，坍塌压力增大，井壁稳定难度大。页岩储层脆性矿物含量高达 ７３．４７ ，易破碎掉块；黏土矿物（含量１Ｏ ～２Ｏ ｏ／／）中伊利石相对含量达８Ｏ 以上，易水化膨胀，井
壁易剥落，造成井径扩大。采用水基钻井液，水相易引起黏土矿物水化膨胀，导致井壁坍塌。 （２）页岩水平段长达１５００ｍ，已钻井速度较慢（３．０２ｍ／ｈ），采用常规螺杆钻进，摩阻扭矩较大
文25-平侧1开窗侧钻水平井钻井技术
文25-平侧1开窗侧钻水平井钻井技术
摘要：文25-平侧1井是中原油田文留采油厂部署在东濮凹陷中央隆起带文留构造文25东块的一口Ф139.7mm套管开窗侧钻水平井，完钻井深2601m，裸眼段长899m，水平位移690.83m，水平段长387.53m，最大井斜89.2°，施工中从随钻仪器、井下工具优选，井眼轨迹优化，钻井液体系优选及性能维护，复杂预防技术等方面入手，强化技术措施落实，加强施工过程控制，最终顺利完成该井的施工任务，为今后开窗侧钻水平井施工具有一定的借鉴作用。
关键词：开窗；侧钻水平井；轨迹优化
1 概述
本文根据井身结构，在施工过程中从随钻仪器、井下工具优选，井眼轨迹优化，钻井液体系优选及性能维护，复杂预防技术等方面入手，强化技术措施落实，加强施工过程控制，最终顺利的完成了该井的施工任务，为今后开窗侧钻水平井的施工具有一定的借鉴作用。
2 施工难点分析
（1）油层厚度只有1m，设计靶窗上、下浮动范围0.5m，储层有一定的倾角，实钻过程中倾角变化不可预知，水平段岩屑床难以清理干净摩阻大，水平段调整轨迹追踪找层，定向托压。
（2）文25块地层软地质循环、测斜、测伽玛数据时间长，易造成井径不规则下井壁形成台阶，下钻遇阻划眼易划出新井眼。
（3）文25块产层亏空易井漏，油层中间还存在薄泥岩夹层，水平段岩屑床难以清理干净，泥岩井壁失稳易造成长井段划眼、环空憋堵遇卡等复杂。 （4）井眼曲率大，环空间隙小（φ118mm井眼，套管串要带2只Φ114mm管外封隔器，间距10m），水平段岩屑床难以清理干净，水平段轨迹调整摩阻大，套管安全下入难度大。
（5）套管附件硬度大，钻具小、软，钻附件钻时慢，易出现钻具疲劳断落、环空间隙小，易出现套管内硬卡。
3 井眼轨迹控制
3.1 随钻仪器
水平井要求MWD+伽玛仪器跟踪油层，φ118mm井眼目前经纬公司只有海蓝仪器可以配合伽玛仪器使用，因经纬定向方组织的海蓝MWD仪器定向接头外径115mm，外径太大不能满足井下安全施工要求，将海蓝MWD仪器更换为士奇MWD仪器先入井使用，钻进至井深2215m起钻更换海蓝MWD+伽玛仪器，造成入窗前标志层上、下无伽玛数据参考，多次补测伽玛数据。
水平段水平井钻井技术难点及改进
水平段水平井钻井技术难点及改进
水平段井是一种井型，其钻井方式与常规垂直井不同，其井身呈近水平方向，是利用技术手段控制井身倾角，使得井眼尽可能垂直于目标层位或特定地质构造平面。水平井可以提高油气开采效率，降低钻探成本，但在实际操作中存在一些难点。
1.井身控制难度大：水平井井身控制难度大，一旦井身偏离目标轨迹，就会导致油层打失或者穿过目标油层，影响井的开发效果。
2.地层力学难度大：水平井所处地层力学状态比普通井复杂，地应力、岩石力学强度、构造应力和孔隙压力等因素的变化对水平井的钻井和完井有着重要影响。
3.井壁稳定难度大：钻探水平井的过程中，由于工具与地层的作用力会导致井壁的剥落、塑性变形，地层的不稳定性会导致井眼的垮塌，这些都是对井壁稳定性的挑战。
改进措施：
1.加强井身控制技术：加强井身控制技术的研究和应用，采用嵌入式倾斜传感器、测斜仪等工具实时监控井身方位和姿态，及时调整钻探参数，提高钻进目标层位的准确性。
2.加强地层力学分析：加强地层力学分析，开展地应力场、岩石力学参数等方面的研究，为水平井钻进和完井提供合理的技术参数和钻进方案。
3.加强井壁稳定技术：加强井壁稳定技术的研究，采用聚合物泥浆、超声波铸体仪、定向钻、封堵剂等技术设备，提高钻进过程中井壁的稳定性。
总之，水平井钻井技术潜力广阔，但也面临着一些难点和挑战。只有在不断创新和提高的基础上，才能更好地应对技术难题，实现水平井钻井技术的不断进步。