水平井产能 简介.共53页
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水平井井网产能公式
第3章水平井开发井网产能及影响因素分析3.1井网产能研究油藏渗透率越低，井网对开发效果的影响越大，井网的优化部署在整个方案设计中也越关键。
低渗透油藏由于储层物性差、天然裂缝发育、非均质性强等特征，而且往往又需要压裂改造后才能进行投产，在注水开发过程中常常出现注水见效慢或者方向性见水快等难题。
并且当采用水平井开发低渗透油藏时，这一矛盾更为突出。
因此，合理的注采井网是利用水平井经济高效开采低渗透油藏的基础保证。
经过近30年的探索和实践，对于低渗透油藏直井的井网形式和合理井排拒的选择基本有了明确的认识。
而对于水平井井网形式，目前仍处于理论研究和开发试验阶段，尽管国内外学者曾通过物理模拟、油藏工程方法和数值模拟等手段对此进行了大量的研究，但尚未形成统一的认识。
3.1.1水平井面积井网产能计算公式3.1.1.1求解思想1.渗流场劈分原理以水平井—直井五点混合井网为例进行说明。
从图3-139可以看出，可以将整个面积井网单元的渗流场劈分为3个子渗流场：直井周围的平面径向渗流场、远离水平井地带的椭圆柱体渗流场和近水平井筒附近的椭球渗流场。
不考虑渗流场交界面的形状，只记交界面的压力：径向渗流场与水平井远部椭圆柱渗流场交界面处压力为pr，水平井远部椭圆柱渗流场与近井筒椭球渗流场交界面处压力为pj。
图3-139 五点法面积井网单元渗流场简化俯视图2. 考虑启动压力梯度和压敏效应的直井径向渗流产能公式考虑启动压力梯度和压敏效应的平面径向渗流控制方程：1r∇ r ρK μ∇ρ−G =0 （3-195）记拟压力函数为： m p =exp α p −p i =μ0ρ0κ•ρK μ（3-196）若令 ξ=dm dr−αGm （3-198）则式（3-197）可以化简为 rd ξdr+ξ=0 （3-199）方程（3-199）的解为：ξ=c1r （3-200） 由式（3-200）和式（3-198）得到：dm dr−αGm −c 1r=0 （3-201）设ζ=mexp −αGr （3-202） 则方程（3-201）变为：d ζdr−c 1rexp −αGr =0 （3-203）求解方程（3-203）得到： ζ=c 1• exp −αGrrr r edr +c 2 （3-204）即m =exp αGr • c 1• exp −αGrrr r edr +c 2 （3-205）因此，压力分布方程为p =p i +1α•ln exp αGr • c 1• exp −αGrrr redr +c 2 （3-206）通过内外定压边界条件p=p i （r=r e ）和p=p w （r=r w ），可以确定常数c 1和c 2， c 1=exp −α p i −p w +Gr w −exp −αGr eexp −αGrr wredr或c 1=exp −α p i −p w +Gr w −exp −αGr e−E i −αGr e +E i −αGr w（3-207）c 2=exp −αGr e （3-208） 因此，一维径向非线性稳态渗流的压力分布公式为：p =p i +Gr +1α• c 1• −E i −αGr e +E i −αGr +c i （3-209）式中，−E i −x = e −uudu +∞x是幂积分函数：当x<0.01时，−E i −x ≈−ln 0.781x ；当x ≥10时，幂积分函数−E i −x ≈0。
定向井水平井课件
钻具检查与保养
对钻具进行全面检查，确保其完好无损，并进行必要的保养。
设备部署
根据工程设计和现场实际情况，合理部署设备，确保钻探工作的 顺利进行。
施工计划与组织
1 2
施工进度计划
制定详细的施工进度计划，确保按期完成钻探任 务。
安全生产措施
制定完善的安全生产措施，确保钻探过程中的安 全。
3
人员组织与培训
水平钻井技术
定义
水平钻井技术是指钻孔轨迹在地 下某一深度处与地面成一定角度， 并在该深度处沿水平方向钻进的
钻井技术。
关键技术
水平钻井的关键技术包括水平段 钻进、斜向器和随钻测量等技术。
应用场景
水平钻井技术广泛应用于石油、 天然气等矿产资源的勘探开发， 可提高单井产量和储量动用程度，
降低开发成本。
定向井水平井集成技术
定义
定向井水平井集成技术是将定向钻井技术和水平钻井技术 有机结合，实现钻孔沿预定轨迹精确进入目的层并在目的 层内进行水平延伸的钻井技术。
关键技术
定向井水平井集成技术的关键技术包括轨迹设计、定向工 具和测量技术、水平段钻进和钻井液技术等。
应用场景
定向井水平井集成技术广泛应用于复杂地层和隐蔽性矿产 资源的勘探开发，可提高勘探开发效益和资源利用率。
风险成本
定向井和水平井钻井过程中存在多种风险，如地层复杂多变、钻井液 性能不稳定等，可能引发安全事故或工程失败，导致高额风险成本。
安全挑战
地层复杂多变
定向井和水平井钻井过程中可能会遇到各种复杂地层，如软硬交错地层、裂缝发育地层等 ，这些地层容易引发井下复杂情况和事故。
钻井液性能不稳定
钻井液是定向井和水平井钻井中的重要介质，其性能稳定性对钻井安全至关重要。若钻井 液性能不稳定，可能导致井壁坍塌、钻屑堆积等事故。
对钻具进行全面检查，确保其完好无损，并进行必要的保养。
设备部署
根据工程设计和现场实际情况，合理部署设备，确保钻探工作的 顺利进行。
施工计划与组织
1 2
施工进度计划
制定详细的施工进度计划，确保按期完成钻探任 务。
安全生产措施
制定完善的安全生产措施，确保钻探过程中的安 全。
3
人员组织与培训
水平钻井技术
定义
水平钻井技术是指钻孔轨迹在地 下某一深度处与地面成一定角度， 并在该深度处沿水平方向钻进的
钻井技术。
关键技术
水平钻井的关键技术包括水平段 钻进、斜向器和随钻测量等技术。
应用场景
水平钻井技术广泛应用于石油、 天然气等矿产资源的勘探开发， 可提高单井产量和储量动用程度，
降低开发成本。
定向井水平井集成技术
定义
定向井水平井集成技术是将定向钻井技术和水平钻井技术 有机结合，实现钻孔沿预定轨迹精确进入目的层并在目的 层内进行水平延伸的钻井技术。
关键技术
定向井水平井集成技术的关键技术包括轨迹设计、定向工 具和测量技术、水平段钻进和钻井液技术等。
应用场景
定向井水平井集成技术广泛应用于复杂地层和隐蔽性矿产 资源的勘探开发，可提高勘探开发效益和资源利用率。
风险成本
定向井和水平井钻井过程中存在多种风险，如地层复杂多变、钻井液 性能不稳定等，可能引发安全事故或工程失败，导致高额风险成本。
安全挑战
地层复杂多变
定向井和水平井钻井过程中可能会遇到各种复杂地层，如软硬交错地层、裂缝发育地层等 ，这些地层容易引发井下复杂情况和事故。
钻井液性能不稳定
钻井液是定向井和水平井钻井中的重要介质，其性能稳定性对钻井安全至关重要。若钻井 液性能不稳定，可能导致井壁坍塌、钻屑堆积等事故。
水平井技术
有线随钻测斜仪， MWD 常规钻机
无限制
短半径水平井
90°~ 300°/30米 19.1 ~ 5.73米 6 1/4″~ 4 3/4″ 铰接马达或转盘钻柔性组合
2 7/8″钻杆 要求测斜仪器具有柔性
需要配备顶部驱动系统或动 力水龙头 只限于裸眼或割缝管
长半径水平井特点
1.
优点
2. 1．穿透油层段最长(可以>1000米)
水平井技术
水平井概述
一、水平井的定义 二、水平井开发的技术优势 三、 适合水平井开发的油藏类型 四、水平井的分类及特点 五、水平井钻井的主要困难
20世纪石油工业十项顶尖技术
水平井定义
API没有明确的定义。
A good definition would be “Any well put in a reservoir designed to expose as much porosity and permeability, and contact as many sweet spots as possible”
位移比最小
中半径水平井特点
1.
优点
缺点
2. 1． 进入油层时无效井段较短
1．要求使用MWD测量系统
3. 2． 使用的井下工具接近常规工具 ２．要求使用抗压缩钻杆
4. 3． 使用动力钻具或导向钻井系统
5. 4． 离构造控制点较近
6. 5． 可使用常规的套购及完井方法
7. 6． 井下扭矩及阻力较小
8. 7． 较高及较稳定的造率
随着技术的进步和经验的增加，水平井成本已大幅度降 低，周期明显缩短。自1987年至今奥斯汀白垩系地层水 平 钻井（平均测量井深3000多米）有如下特点：
平均钻井周期由原来的40天/井降至10天/井； 油层井眼直径由原来的8-1/2英寸降至4-1/2英寸； 造斜率由原来的10-12度/30米增至20度/30米； 用清水加聚合物作泥浆（最大比重1.3）并配备有完
无限制
短半径水平井
90°~ 300°/30米 19.1 ~ 5.73米 6 1/4″~ 4 3/4″ 铰接马达或转盘钻柔性组合
2 7/8″钻杆 要求测斜仪器具有柔性
需要配备顶部驱动系统或动 力水龙头 只限于裸眼或割缝管
长半径水平井特点
1.
优点
2. 1．穿透油层段最长(可以>1000米)
水平井技术
水平井概述
一、水平井的定义 二、水平井开发的技术优势 三、 适合水平井开发的油藏类型 四、水平井的分类及特点 五、水平井钻井的主要困难
20世纪石油工业十项顶尖技术
水平井定义
API没有明确的定义。
A good definition would be “Any well put in a reservoir designed to expose as much porosity and permeability, and contact as many sweet spots as possible”
位移比最小
中半径水平井特点
1.
优点
缺点
2. 1． 进入油层时无效井段较短
1．要求使用MWD测量系统
3. 2． 使用的井下工具接近常规工具 ２．要求使用抗压缩钻杆
4. 3． 使用动力钻具或导向钻井系统
5. 4． 离构造控制点较近
6. 5． 可使用常规的套购及完井方法
7. 6． 井下扭矩及阻力较小
8. 7． 较高及较稳定的造率
随着技术的进步和经验的增加，水平井成本已大幅度降 低，周期明显缩短。自1987年至今奥斯汀白垩系地层水 平 钻井（平均测量井深3000多米）有如下特点：
平均钻井周期由原来的40天/井降至10天/井； 油层井眼直径由原来的8-1/2英寸降至4-1/2英寸； 造斜率由原来的10-12度/30米增至20度/30米； 用清水加聚合物作泥浆（最大比重1.3）并配备有完
《水平井开发技术》PPT幻灯片
目前平均单井生产情况
日液 日油 含水 (t/d) (t/d) (%)
36.9 4.5 87.8 30.9 4.5 85.3 126.2 16.3 87.1 77.7 9.4 87.9 34.8 3.2 90.8 57.0 12.7 77.7 59.9 12.6 79.0 18.5 7.7 58.4 88.1 12.1 86.3
胜利油田水平井现状
水平井与同期调整井或周围直井相比
1.5-2倍 2-5倍
30-60%
2-3倍
水
直 井
平 井
钻井费用
水 平 直井
井
日产油高
直 井
水 平 井
含水降低
1万吨
水 平
直井
井
增加可采储量
水平井具有单井产量高、回收投资快、提高采收率、
改善开发效果的明显优势。
16
胜利油田水平井现状
胜利油区水平井
第1个转移
边底水断块油藏
稠 油
常 规
裂缝性油藏
油 藏
油 藏
整装高含水油藏
薄层、薄互层油藏
7
胜利油田水平井现状 第2个转移
水
水
先后在营93、永8、辛154、
平
平
王 上进54行3老等了1油水7个平田产井能挖部建署潜设。区块
井
井
单
整
井 设 计
体 部 署
先后在纯56块、桩1块、永
1的2老块新油、田临区中2块产实等施能1了4个水建高平设含井水整
数模结果：水平段长度和原油粘度不变时，随着油层厚度 在一定范围内增加，吞吐效果好（供油体积增加，储热能力 增强，热利用率高）；但当油层增加到一定厚度（20m）时， 再增加厚度对改善吞吐效果的影响变小。
致密砂岩油藏压裂投产水平井产能分析
石
２ ０ １ ３年 ５月
油
地
质
与
工
程
Ｐ Ｅ Ｔ Ｒ ＯＬ Ｅ ＵＭ ＧＥ Ｏ Ｌ Ｏ ＧＹ Ａ Ｎ Ｄ Ｅ Ｎ Ｇ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ Ｉ Ｎ Ｇ
第２ ７卷 第 ３ 期
文章编 号 ： １ ６ ７ ３—８ ２ １ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３—０ ０ ８ ８ —０ ２
致 密 砂 岩 油 藏 压 裂 投 产 水 平 井 产 能 分 析
２ 压 裂 水 平 井 产 能 方 程
假设 油 层 中心 有 一 口水 平井 ， 其 与 供 给边 界距 离为 Ｒ ， 井筒 长度 为 Ｌ， 井筒半径为 ｒ 。水 平 段 进 行 压裂 ， 压 出 Ｎ 条 垂 直 裂缝 ， 裂缝 等 距 离 分 布 并 且
穿过 整个 油层 厚 度 ， 裂 缝 半 长 为 Ｘ ， 裂 缝 的 宽 度 为
满 足致 密砂 岩油藏 压裂 水平 井产流 动模 型
对 于裂 缝 内的流 动 ， 不 同学者 有不 同 的观 点 ， 有 的把裂 缝 内的流 动 近似 为 单 向 渗流 ， 有 的把 裂 缝 内 流动近 似为平 面径 向流 。对 于 水平 井 的 垂 直裂 缝 ，
２ ｚ ｒ Ｋｆ ＷＬ …＼ ２ ｒ ／ ２ Ｊ
导 出适 合致 密砂 岩 油藏 压 裂 水 平 井 的产 能 方 程 。研 究 结 果表 明 ， 致 密砂 岩 储 层 的 启 动 压 力梯 度 和 应 力 敏 感 对 水 平 井 的 产 能影 响显 著 ， 同时计算结果显示， 推 导 的 产 能 方 程预 测 结 果 准确 ， 能 够 指 导 水 平 井 的 开发 。
则取 该 圆的径 向流 为 流 动半 径 更 为贴 近 实 际 情 况 。 同时裂缝 流动模 型还 要考 虑裂缝 汇 聚效应额 外增 加
２ ０ １ ３年 ５月
油
地
质
与
工
程
Ｐ Ｅ Ｔ Ｒ ＯＬ Ｅ ＵＭ ＧＥ Ｏ Ｌ Ｏ ＧＹ Ａ Ｎ Ｄ Ｅ Ｎ Ｇ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ Ｉ Ｎ Ｇ
第２ ７卷 第 ３ 期
文章编 号 ： １ ６ ７ ３—８ ２ １ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３—０ ０ ８ ８ —０ ２
致 密 砂 岩 油 藏 压 裂 投 产 水 平 井 产 能 分 析
２ 压 裂 水 平 井 产 能 方 程
假设 油 层 中心 有 一 口水 平井 ， 其 与 供 给边 界距 离为 Ｒ ， 井筒 长度 为 Ｌ， 井筒半径为 ｒ 。水 平 段 进 行 压裂 ， 压 出 Ｎ 条 垂 直 裂缝 ， 裂缝 等 距 离 分 布 并 且
穿过 整个 油层 厚 度 ， 裂 缝 半 长 为 Ｘ ， 裂 缝 的 宽 度 为
满 足致 密砂 岩油藏 压裂 水平 井产流 动模 型
对 于裂 缝 内的流 动 ， 不 同学者 有不 同 的观 点 ， 有 的把裂 缝 内的流 动 近似 为 单 向 渗流 ， 有 的把 裂 缝 内 流动近 似为平 面径 向流 。对 于 水平 井 的 垂 直裂 缝 ，
２ ｚ ｒ Ｋｆ ＷＬ …＼ ２ ｒ ／ ２ Ｊ
导 出适 合致 密砂 岩 油藏 压 裂 水 平 井 的产 能 方 程 。研 究 结 果表 明 ， 致 密砂 岩 储 层 的 启 动 压 力梯 度 和 应 力 敏 感 对 水 平 井 的 产 能影 响显 著 ， 同时计算结果显示， 推 导 的 产 能 方 程预 测 结 果 准确 ， 能 够 指 导 水 平 井 的 开发 。
则取 该 圆的径 向流 为 流 动半 径 更 为贴 近 实 际 情 况 。 同时裂缝 流动模 型还 要考 虑裂缝 汇 聚效应额 外增 加
水平井采油技术(讲座)详解
二、水平井完井技术
1、水平井完井方式
固井射孔完井工艺 钻孔/割缝衬管完井工艺 带管外封隔器的衬管完井工艺 水平井防砂完井
（1）固井射孔完井工艺
☆ 套管固井射孔完井
热采水平井以及先期防砂的水平井多采用套管固井射孔完井，
全井采用7 in套管，热采水平井采用提拉预应力固井，水泥返至 井口；先期防砂的水平井水泥返至最上部油气层顶界200米。 ☆ 尾管固井射孔完井 尾管固井射孔完井是在钻至油层顶界后，下技术套管注水泥
地面条件
地面条件不允许建多个井场 地面环境敏感
分支井的关键技术 分支井集中了定向井、水平井、侧钻井的技术难点，重点是完井技术。
（1）分支井的设计（根据油气
藏类型和采油方式）；
（2）分支井的钻井工艺（随钻
地质导向寻优控靶）；
（3）分支井钻井液；
（4）分支井井控；
（5）分支井完井；
（6）分支井测井。
分支井的发展状况
分支井的优越性
1、提高采收率/增加注入能力； 2、提高单井产量； 3、可防止锥进效应； 4、减少布井数量，降低开发成本； 5、扩大勘探区域，多方向确定油 气藏边界；准确描述油气藏地 质特性。
分支井的适用条件 1、多层系油气藏，夹层为致密砂岩， 垂直渗透率极低； 2、不连通砂体（多个透镜体）； 3、断层多层系； 4、薄层油气藏； 5、低渗油气藏； 6、裂缝性油气藏； 7、重油或稠油油藏； 。。。。。。。
60型深穿透射孔器双套管穿 孔试验前照片
60型深穿透射孔器双套管穿 孔试验后照片
63型射孔器
特点： ♠ 深穿透、低伤害，高 能效 ♠ 性能稳定可靠 ♠ 采用最新的工艺设计
（2）钻孔/割缝衬管完井工艺
适用条件： a.天然裂缝性碳酸盐岩或硬质砂岩储层； b.单一厚储层或不要求层段分隔的储层； c. 井壁不稳定，有可能发生井眼坍塌的储层；
直井与水平井的产能对比
Ｃｉｔｅ：ＬＩ Ｃ Ｌ，ＺＨＵ Ｓ Ｙ ，ＣＨＡ Ｉ Ｇ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆｖｅｒｔｉｃａｌ ｗｅｌｌｓ ｗｉｔｈ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌｓ．Ｌｉｔｈｏｌｏｇｉｃ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ，
２０１８．３０（３）：１２－１６．
直 井与水 平 井 的产 能对 比
采用直井开发 ，薄油层适合采用水平稳产期 ；
增 加 压 裂裂缝 条 数 能显 著提 高水 平 井产 能 ，体 积 压 裂及 多级 压 裂 均是 水 平 井的有 效 增 产途 径 ；未压 裂
水平井的增产效果十分有限；中高渗透油藏可以采 用任意油井开发 ，而低渗透油藏则必须采用压裂水
平 井开 发 ；中低黏 度 油藏 可 以采 用任 意 油 井 开发 ，而 高黏 度 油藏 或 稠 油 油藏 则 必 须借 助 于热 力采 油 。
研 究结果 可为矿 场上 选择 油井 类型及 增产措 施提供 参 考 。
关键词 ：油藏 开采 ；直井 ；水平 井 ；增 产措施 ；压 裂 ；产 能
中 图分 类 号 ：ＴＥ３４
２．ＳＣＰ Ｏ ｉｌｆｉｅｌｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘ ｉ’ａｎ ７１００２１，Ｃｈｉｎａ；３．Ｎｏ．２ Ｏ ｉｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｐｌａｎｔ，
Ｚｈｏｎｇｙｕａｎ Ｏｉｌｆ ｉｅｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｉｎｏｐｅｃ，Ｆａｎｘｉａｎ ４５７５３２，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｃａｎ ｕｓｅ ｅｉｔｈｅｒ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｗｅｌｌｓ ｏｒ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌｓ．Ｗ ｅｌｌｓ ｃａｎ ｂｅ ｅｉｔｈｅｒ ｆｒａｃｔｕｒｅｄ ｏｒ ｕｎｆａｃｔｕｒｅｄ．Ｉｎ ｗ ｅｌｌ ｓｔｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｆｉｅｌｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ．ｔｈｅ ｓｔｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉＳ ｕｓｕａｌｌｙ ｔａｋｅｎ ｉｎｔｏ ａｃ． ｃｏｕｎｔ ａｔ ｆ ｉｒｓｔ ｂｅｓｉｄｅｓ ｏｆ ｓｔｉｍｕｌａ ｔｉｏｎ ＣＯｓｔ．Ｔｈｅ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｆ ｉｃｉｅｎｃｉｅｓ ｏｆ ｖｅｒ ｔｉｃａｌ ｗ ｅｌｌｓ ａｎｄ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌｓ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｗｏ ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ ｏｆ ｗｅｌｌｓ ｂｅｉｎｇ ｆｒａｃｔｕｒｅｄ ａｎｄ ｎｏｔ ｆｒａｃｔｕｒｅｄ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐａｙ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｄｒａｉｎ． ａｇｅ ａｒｅａ．ｆｒａｃ：ｔｕｒｅ ｎｕｍｂｅｒ．ｒｏｃｋ ｐｅｒｍ ｅａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｆ ｌｕｉｄ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｔｏ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｆ ｉｃｉｅｎｃｙ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｓｔｕｄｉｅｄ ｓｅｐ． ａｒａｔｅｌｙ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｆ ｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｕｎｆｒａｃｔｕｒｅｄ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌｓ ｉＳ ｎｏｔ ＳＯ ｇｏｏｄ ａｓ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｆｒａｃｔｕｒｅｄ ｗｅｌｌｓ．Ｔｈｅ ｔｈｉｃｋ ｏｉ１ ｌａｙｅｒ ｉＳ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｂｅｉｎｇ ｅｘｐｌｏｉｔｅｄ ｂｙ ｖｅｒ ｔｉｃａｌ ｗｅｌｌｓ．ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｔｈｉｎ ｏｉｌ ｌａｙｅｒ ｉＳ ｍｏｒｅ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆ ｏ ｒ ｕｓｉｎｇ ｈｏｒｉｚｏｎｔａ１ ｗｅｌｌｓ ｔｈａｎ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｗｅｌｌｓ．Ｔｈｅ ｌａｒｇｅｒ ｄｒａｉｎａｇｅ ａｒｅａ ｏｆ ｗｅｌｌｓ ｃａｎｎｏｔ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅｉｒ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｆ ｉｃｉｅｎｃｙ ｌａｒｇｅｌｙ．ａｎｄ ｃａｎ ｐｒｏｌｏｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｉｍ ｅ ｏｆ ｗｅｌｌｓ．Ｔｈｅ ｆｒａｃｔ ｕｒｅ ｎｕｍ ｂｅｒ ｏｆ ｗｅｌｌｓ
２０１８．３０（３）：１２－１６．
直 井与水 平 井 的产 能对 比
采用直井开发 ，薄油层适合采用水平稳产期 ；
增 加 压 裂裂缝 条 数 能显 著提 高水 平 井产 能 ，体 积 压 裂及 多级 压 裂 均是 水 平 井的有 效 增 产途 径 ；未压 裂
水平井的增产效果十分有限；中高渗透油藏可以采 用任意油井开发 ，而低渗透油藏则必须采用压裂水
平 井开 发 ；中低黏 度 油藏 可 以采 用任 意 油 井 开发 ，而 高黏 度 油藏 或 稠 油 油藏 则 必 须借 助 于热 力采 油 。
研 究结果 可为矿 场上 选择 油井 类型及 增产措 施提供 参 考 。
关键词 ：油藏 开采 ；直井 ；水平 井 ；增 产措施 ；压 裂 ；产 能
中 图分 类 号 ：ＴＥ３４
２．ＳＣＰ Ｏ ｉｌｆｉｅｌｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘ ｉ’ａｎ ７１００２１，Ｃｈｉｎａ；３．Ｎｏ．２ Ｏ ｉｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｐｌａｎｔ，
Ｚｈｏｎｇｙｕａｎ Ｏｉｌｆ ｉｅｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｉｎｏｐｅｃ，Ｆａｎｘｉａｎ ４５７５３２，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｃａｎ ｕｓｅ ｅｉｔｈｅｒ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｗｅｌｌｓ ｏｒ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌｓ．Ｗ ｅｌｌｓ ｃａｎ ｂｅ ｅｉｔｈｅｒ ｆｒａｃｔｕｒｅｄ ｏｒ ｕｎｆａｃｔｕｒｅｄ．Ｉｎ ｗ ｅｌｌ ｓｔｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｆｉｅｌｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ．ｔｈｅ ｓｔｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉＳ ｕｓｕａｌｌｙ ｔａｋｅｎ ｉｎｔｏ ａｃ． ｃｏｕｎｔ ａｔ ｆ ｉｒｓｔ ｂｅｓｉｄｅｓ ｏｆ ｓｔｉｍｕｌａ ｔｉｏｎ ＣＯｓｔ．Ｔｈｅ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｆ ｉｃｉｅｎｃｉｅｓ ｏｆ ｖｅｒ ｔｉｃａｌ ｗ ｅｌｌｓ ａｎｄ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌｓ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｗｏ ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ ｏｆ ｗｅｌｌｓ ｂｅｉｎｇ ｆｒａｃｔｕｒｅｄ ａｎｄ ｎｏｔ ｆｒａｃｔｕｒｅｄ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐａｙ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｄｒａｉｎ． ａｇｅ ａｒｅａ．ｆｒａｃ：ｔｕｒｅ ｎｕｍｂｅｒ．ｒｏｃｋ ｐｅｒｍ ｅａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｆ ｌｕｉｄ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｔｏ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｆ ｉｃｉｅｎｃｙ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｓｔｕｄｉｅｄ ｓｅｐ． ａｒａｔｅｌｙ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｆ ｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｕｎｆｒａｃｔｕｒｅｄ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌｓ ｉＳ ｎｏｔ ＳＯ ｇｏｏｄ ａｓ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｆｒａｃｔｕｒｅｄ ｗｅｌｌｓ．Ｔｈｅ ｔｈｉｃｋ ｏｉ１ ｌａｙｅｒ ｉＳ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｂｅｉｎｇ ｅｘｐｌｏｉｔｅｄ ｂｙ ｖｅｒ ｔｉｃａｌ ｗｅｌｌｓ．ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｔｈｉｎ ｏｉｌ ｌａｙｅｒ ｉＳ ｍｏｒｅ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆ ｏ ｒ ｕｓｉｎｇ ｈｏｒｉｚｏｎｔａ１ ｗｅｌｌｓ ｔｈａｎ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｗｅｌｌｓ．Ｔｈｅ ｌａｒｇｅｒ ｄｒａｉｎａｇｅ ａｒｅａ ｏｆ ｗｅｌｌｓ ｃａｎｎｏｔ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅｉｒ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｆ ｉｃｉｅｎｃｙ ｌａｒｇｅｌｙ．ａｎｄ ｃａｎ ｐｒｏｌｏｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｉｍ ｅ ｏｆ ｗｅｌｌｓ．Ｔｈｅ ｆｒａｃｔ ｕｒｅ ｎｕｍ ｂｅｒ ｏｆ ｗｅｌｌｓ
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。
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。
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。
其二，对允许偏差限制过严会加大实际钻井中井眼控制的难度，加大钻井成本。因此，在进行 靶体设计时应综合考虑所钻油层的地质特性，钻井技术水平和经济成本等因素，在满足钻井目 的的前提下，尽量放宽允许偏差，以降低控制难度和钻井成本。 靶体的垂向允许偏差即靶体的高度，它与油层厚度及油藏形态有关，必须等于或小于油层厚 度。靶体的上下边界应避开气顶和底水的影响，保证把水平段的井眼轨道限定在有利的范围 内。一般来说，靶体上下边界对称于水平段的设计位置，但在有特殊要求的情况下并不必须对 称．即上、下偏差可以是不等值的。 靶体的宽度(即横向允许偏差)一般是其高度(即垂向允许偏差)的几倍(多为5倍)靶体的端面称 为靶窗，后端面称为靶底，常见的靶体是以矩形靶窗为端面的长方体，或拟长方体，如图2—2 所示。加大靶窗的宽度，有利于降低着陆控制即中靶的难度。有时在地质设计允许的前提下， 加大长方靶体两侧的方位允差，以减少在水平钻进时纠方位的麻烦，因而得到的是靶底大于靶 窗的棱台形靶体。
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。
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。
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。
其二，对允许偏差限制过严会加大实际钻井中井眼控制的难度，加大钻井成本。因此，在进行 靶体设计时应综合考虑所钻油层的地质特性，钻井技术水平和经济成本等因素，在满足钻井目 的的前提下，尽量放宽允许偏差，以降低控制难度和钻井成本。 靶体的垂向允许偏差即靶体的高度，它与油层厚度及油藏形态有关，必须等于或小于油层厚 度。靶体的上下边界应避开气顶和底水的影响，保证把水平段的井眼轨道限定在有利的范围 内。一般来说，靶体上下边界对称于水平段的设计位置，但在有特殊要求的情况下并不必须对 称．即上、下偏差可以是不等值的。 靶体的宽度(即横向允许偏差)一般是其高度(即垂向允许偏差)的几倍(多为5倍)靶体的端面称 为靶窗，后端面称为靶底，常见的靶体是以矩形靶窗为端面的长方体，或拟长方体，如图2—2 所示。加大靶窗的宽度，有利于降低着陆控制即中靶的难度。有时在地质设计允许的前提下， 加大长方靶体两侧的方位允差，以减少在水平钻进时纠方位的麻烦，因而得到的是靶底大于靶 窗的棱台形靶体。
水平井多级脉冲气体加载压裂及产能评价
引 言
与推 进剂爆 燃共 同作 用 的结 果 。 在射 孔 弹作 用下 ， 井
使油井 增产 、 水井 增注 ， 该技 术受 到 了越来 越广 泛 的 较长 ） 而 归为准静态 过程 Ｊ 设水 平井 井 眼 的垂 深 ， 。 重视 Ｊ 目前 ， 。 直井 多 级 脉 冲气 体 加 载 压 裂 施 工 为 ｈ受 ３ 原地主应力分量控 制 ， ， 个 它们分别 是上覆岩
第３ ０卷
２０ ０ ８年
第５ 期
ｌ Ｏ月
西南 石油大 学学报 （自然科 学版 ）
Ｊｕｎ ｌ）Ｓｍｔｗ ｓ １ ｔ， Ｉ ｉｖｉｉ （ ｏ ｒａ ｆ （ ｈ ｅｔ ） ｆ Ｕｉ （。 Ｉ ｅｒ （ １ ３ ｉ￣ Ｌ ｓｙ ｛＆ ・ ・ｎ ｔｇ ｄ ｔ ｌ ） ｈ ｏｏ ￣Ｅ ｉ ￣１ ｉ『
．
Ｖｏ ． ０ Ｎｏ． １３ ５ Ｏｃ ． ２ ｔ ００８
文 章 编 号 ： ００— ６ ４ ２０ ）５— １４— ４ １０ ２ ３ （ ０ ８ ０ ００ ０
水平井 多级脉冲气体加载压裂及产能评价
孙志宇 ， 蒲春 生 ， 明 良， 敏 罗 周
（ 国 石油 大 学 石 油 工 程 学 院 ， 东 东 营 ２ ７６ ） 中 山 ５ ０ １
工艺 已基 本成 熟 ， 在水 平 井 上 进 行 多级 脉 冲气 体 层压 力 （ ） 最大水平地 应力 （ｒ） 最小 水平地 应力 但 ， Ｏ ， 加 载压裂 技术 在 我 国却 并 不 多见 ， 相关 的研 究 也 仅 （ ）井眼轴线沿着 最大水平地应 力方 向。 ，
仅 停 留在试验 阶段 ｊ 。水平 井技术 已成 为油 田增 加
Ｋ １≥ Ｋ】 ｃ （） ６
√ ｒ 一 矿 ／
多 级脉 冲高 能气体 压裂 通 常产 生 多于 ２条 的径
国内外水平井技术综述
可视化
套管钻井 可膨胀管
自动垂直钻井
钻
旋转闭环导向
井 技
互联网
地质导向 连续管钻井
术
欠平衡钻井
进 步 趋 势
卫星 通讯
计算机 技术
小井眼 多分支井 大位移井
LWD
顶部驱动系统 导向泥浆马达
我国 目前位置
水平井
MWD
TSP钻头
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
PDC钻头
80年代
90年代
21世纪前5年
➢国际上钻井技术的发展趋势已经由传统的建立油气通道 发展到采用钻井手段来实现勘探开发地质目的,提高单井 产量和最终采收率.
7 9963
10995 ExxonMobil
8 9243
10183 ExxonMobil
9 8937
9557
BP
中石化20XX完成397口,占完井口数的9.37%
中石化的水平井钻井技术以胜利油田为典型代表 20XX胜利油区共完钻各类水平井217口
完井方式
井数 百分比
固井射孔完井
79
36.98
筛管完井
13
5.94
裸眼完井
1
0.46
裸眼防砂完井
124
56.62
固井射孔完井36.98％
打孔筛管完井5.94％
裸眼防砂完井56.62％
到20XX底全球已完钻水平井超过30000口,遍布 美国、加拿大、前苏联等70余个国家
据国外13 家石油公司在世 界多个地区的统计资料,水平 井对直井的日产量增长比率平 均为5倍,在XX达6～20倍
一、国内外水平井技术应用现状
•水平井应用类型不断扩大
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