水平井钻井工艺技术
浅谈我国水平井钻井技术的发展及应用
该技 术 能成 倍 的提高 原来 老 油井产 量 ，减 少 加密 井 ，改 善井 网 布置 。 利 用现 成的垂 直井 眼和地 面生 产设 施 （ 如井 口设施 、地 面集 输管 线和
问题。
自水 平井技 术获 得进 展 以来 ，出现 了明显 的专业 分工 和 作业 中的
合作 ，现 在这 种趋 势更 加 明显 。测 试工 具开 发和 应用 ，多分 支井 完井
管柱 系统 开发 ，都体 现 了专业 服务 公 司和作业 者 之间 的专业 分工 和作 业合 作趋势 。这种趋 势有利 于新技术 、新工艺 的研究和应 用 。
代付诸 实施 ，８ Ｏ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
综， ～ …， 连
中 国 化 工 贸 易
Ｃｈｉ ｎ ａ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔｒ ａ ｄ ｅ
絮
浅 谈 我 国水 平井钻 井技 术 的发 展及 应 用
朱 劲 羽
（ 长江大 学 石油工 程学院 ）
摘
要 ：随着经济的发展 ，人们对石 油的 需求越来越大 ，平井钻井技 术成为最重要 的钻 井技 术之 一。水平 井技术 于 ２ ｏ 世纪 ２ ０ 年代提 出，４ ０ 年
近 年来 ，水 平井 钻完井 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 ６ ９ 个国家，
我国水平井钻井技术的发展及应用
浅谈我国水平井钻井技术的发展及应用关键词：钻井水平井发展一、引言近年来，水平井钻完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。
智能化钻井系统是自动化钻井的核心，是多种高新技术和产品的进一步研究和开发，其微型化的发展趋势，可望在21世纪前半叶实现，随着钻井过程中工具位置、状态、流体水力参数、地层特征参数的实时测试、传输、分析和控制指令的反馈、执行再修正、钻井信息日益数字化，越来越脱离了人的经验性影响和控制，钻进过程逐步变成一个可用数字描述的确定性过程。
当前出现和正在发展的三维成像技术就是钻井信息数字化的一个典型例证。
自水平井技术获得进展以来，出现了明显的专业分工和作业中的合作，现在这种趋势更加明显。
测试工具开发和应用，多分支井完井管柱系统开发，都体现了专业服务公司和作业者之间的专业分工和作业合作趋势。
这种趋势有利于新技术、新工艺的研究和应用。
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、轻便化和经济化方向发展。
定向井技术是当今世界石油勘探开发领域最先进的钻井技术之一。
采用定向井技术可以使地面和地下条件受到限制的油气资源得到经济、有效的开发，能够大幅度提高油气产量和降低开发成本，有利于环境保护，具有显著的综合经济效益。
近年来，定向井已成为常规技术而得到普遍应用。
二、我国水平井钻井技术现状和趋势中国是发展水平井钻井技术较早的国家之一，60年代中期在四川打成磨3井和巴24井，限于当时的技术水平，这2口水平井未取得应有的效益。
“八五”和“九五”期间开展了对水平井各项技术的研究和应用，并在不同类型油藏进行了先导试验或推广应用，取得了很多成果。
水平井段钻井技术措施
水平井段钻井技术措施一、水平井段设计1.水平井段设计需要结合油气储层特性、地质构造、储量和预测产能等因素考虑，确定井段的起止点和倾角。
2.基于地层压力和水平段的长度，采取合理的构造设计可以减少钻井施工过程中的摩擦和阻力。
二、钻井井眼质量控制1.合理选择井眼质量控制手段，通常采用钻井液温度控制、控制井眼地层压力、控制井眼液体重量、控制井眼钢丝绳张力等方法。
2.密度与粘度应根据井眼内外流体压力的比较确定于井眼施工过程中的稳定应力分布，有效地避免因钻井过程引入地层流体。
三、水平井段钻井井下导向技术措施1.实施连续预应力打组技术，能够迅速探测出水平井段的井眼钢丝绳张力的变化，最大限度地提高导向仪器的敏感度，从而提高钻井平顺性和垂直度。
2.采用井内导向仪器，例如电磁测量，来实时监测井眼方位，以实现精确钻井。
四、水平井段钻井液设计及应用1.针对水平井段的特点，设计合适的钻井液配方，考虑液体密度、粘度、稳定性和润滑性等因素，以满足水平井段顺利钻进的需求。
2.应用低密度、低黏度的钻井液，减少钻进阻力，提高钻井效率。
五、水平井段完钻技术措施1.完善水平井段钻井完井方案，根据具体地质情况选择合适的完井技术，如水平套管完井、压裂完井等。
2.通过水平井段完钻来实现人工裂缝扩展，增加地层水平面上的产能。
六、水平井段管柱设计与管理1.合理设计和管理水平井段管柱，避免管柱失稳、卡钻等事故，以保障施工的顺利进行。
2.使用合适的管柱材料和先进的施工装备，如平衡芯轴、扭矩控制系统等，提高钻进效率，防止井眼突变。
七、水平井段钻井期间的监测与控制1.建立完善的监测体系，对钻进过程中的泥浆循环、井筒状况、井壁稳定性等进行实时监测和控制，及时调整施工参数，保障安全高效的施工进度。
2.在钻井过程中采用井壁稳定性预测和动态监测技术，准确预测井眼形成失稳的潜在风险，避免井壁坍塌，提高施工安全性。
综上所述，水平井段钻井技术措施包括水平井段设计、井眼质量控制、井下导向技术、钻井液设计与应用、完钻技术措施、管柱设计与管理、钻井期间监测与控制等。
阶梯水平井钻井技术
阶梯水平井钻井技术阶梯水平井是指在一个井眼中连续完成具有一定高度差的两个或者多个水平井段，成具有两个形或多个台阶的井眼轨迹，一个井眼开采或者勘探用两个或多个层叠状油藏、断块油藏的水平井井型。
利帅用阶梯水平井连续在这两个油层中水平延伸一定长窗窗口和目标靶区，程设计则需要满足以下３个工方面的条件。
（）１满足地质对轨迹控制的要求；中即靶要求２井下专用钻具、（）工具、器装备能满足设仪计井眼轨迹控制的要求。
３完井电测、（）下套管、固井等完井工艺技术水平须满足开放要求。
阶梯式水平井，普通水平井不同的是怎样依与度，节约了重复钻井的投资，加了单井产量，取增可得最佳的开发效果。
一、Ｅ施工难点一据地质要求，对第１水平段终点到第２水平段终点间的井身剖面进行设计。
２．优化井身结构根据ＴＺ０４６井、２１井ＹＸＰ和Ｌ１Ｎ６一Ｈ１井的施工技术，结合国内外其它地区阶梯水平井的施工经验、层特点和完井方式，油一般认为技套必须封固目的层以上的异常高压以及易垮塌、破碎带等不稳定地层，以保证水平井安全、快速地钻井和完井。
三、井眼轨迹控制技术≥１口成功的阶梯式水平井，实现取代２口或能多口水平井的开发目的，既节约投资，能获得好的又＞效益常用于阶梯式水平井开发的区块具有以下特点：１层叠式或不整合薄油藏；２断块油藏；３上（）（）（）部油层断失或尖灭，在下部可供开采的油藏。
存１．目的层油层薄，区块复杂，眼轨迹拐点多，井不平滑，不利于送钻和钻压传递，制和调整井眼轨控道工作量大。
着陆、阶梯过渡段控制困难。
２钻井装备、井液净化设备要求高，眼．对钻井的净化和携砂难度大，大斜度井段易形成岩屑床，造成井下复杂情况发生，需要有足够的动力，配套齐全的净化设备３具组合、测仪器等针对性强，术含量．钻监技高，钻柱受力复杂。
二、优化工程设计１合理的钻具组合设计．分析近年来完成的数十口水平井资料，结出几套适合于常规水平井和总阶梯水平井施工，目前国内工艺技术和装备又能够实现的钻具组合结构。
大牛地气田水平井钻井工艺技术与实践
轨迹 的控制精度 ，从而达到提高钻井 时效 、降低钻井成本 。根据 钻具 为高效开发 大牛地气 田，尝试 应用水平井钻 井技术 ，水平井 井身 组合 的优选合理控 制造斜率 ，保证井 眼轨迹 圆滑 ，以减小钻柱 的摩 阻 结 构 一 般 设 计 为 ｑ３ １ ５ ｍ 钻 头 ｘ ４ ．￥ ｍ 表 层 套 管 ｘ ０ ｍ＋ 和 扭 矩 ， 同时 消 除 由于 起下 钻 而 形 成键 槽 的 可 能性 ； 井斜 ４ 。 ，采 取 ｂ １． ｍ １ ￣２ ４４ ｍ ４０ ５后
摘
一
要 ： 平 井 钻 井 技 术 是 开发 建 设 鄂 尔 多斯 大 牛 地 气 田的 迫 切 需要 ， 对该 区 水 平 井施 工 中地层 研 磨性 强 ， 眼轨 迹 控 制 难 的难 题 ， 钻 具 水 针 井 从
组合、 钻进 参数优 选、 侧钻 、 井眼轨迹控制 、 煤层段钻进等方面开展 工艺技 术攻关和现场试验。 结果表明， 试验 井增储上产效果比较 显著， 基本形成了
２ 斜 井 段 轨 迹 控 制 技术 ） 采用导 向钻井 技术 ，并利用单 弯单稳柔 性钻具组合配合无线 随钻 均厚度 １ｍ，气层厚 度平均约 １ｍ，纵 向上呈 正韵律 ，气层一般 分布 ４ ｌ 在下部 ；Ｄ Ｔ测试资料显示 ，平均地层温度 ８ ． ℃， 均地 层原始压力 实现井 眼轨迹 的连续控制 ，复合钻进 与滑动钻进交替使用 ，保证 井眼 Ｓ ６１ 平 ４
１ 大 牛地 气 田基 本 概 况
２气层组 ，在 山 １ 砂体底 部一般发育一薄ห้องสมุดไป่ตู้层 （～ ｍ １ ３ ）或煤线 ， 顶部时
直井 段 防斜打 直是保 证井 身质量 的重点 工作 ，钻进 中定 点测斜
有 薄煤或煤线 发育。山 １ ２气层 组储层岩性 主要为石英砂岩 ，石英含 （ － 最多 １０ ，井深误 差范 围－ ０ ０ ｍ） ＋ ｍ，有增 斜趋势时加 密测斜 ，钻进过 ２ 量 平 均 ９ ％ ，含 少 量 长 石 ，含 量 ０ ２ ，粒 度 主 要 为 粗 砂 岩 和 含 砾 粗 程 中及时合理的处理好地层 交界面 ，以保证直井段井身质量。 ６ ～％ 砂 岩 ，有效储 层平均孑 隙度 ８１ 平均 渗透率 ０９ ７ １ ． 。砂 岩平 Ｌ ．％， ． ￣０Ｉ ５ ｚ ｍ
浅析油田水平井钻井技术现状与发展趋势
浅析油田水平井钻井技术现状与发展趋势油田水平井钻井技术是一种通过在地下水平方向钻取井眼来开采油田油气资源的技术。
相较于传统的垂直井钻井技术，水平井钻井技术具有钻效率高、井眼长、开采能力强等优点，已经成为目前常用的油田开采技术之一。
本文将就该技术的现状和发展趋势进行简要分析。
目前，全球范围内水平井钻井技术已经相对成熟。
在美国、加拿大、沙特等油气资源丰富的国家，已经大规模应用水平井钻井技术，有效提高了油气开采量。
在中国，由于拥有丰富的页岩气、致密油等非常规油气资源，水平井钻井技术被广泛应用于非常规油气井的开采。
四川盆地、塔里木盆地和长江口盆地已经成功应用了水平井钻井技术，取得了显著的经济效益。
水平井钻井技术的发展趋势主要体现在以下几个方面：技术装备的不断改进和升级。
随着水平井钻井技术的广泛应用，相关技术装备也在不断升级，以提高钻探效率和钻井质量。
钻头材料的研发，可以提高钻头的耐磨性和抗硬层性能；钻进液的研发，可以提高冲击力和清洁井壁的能力。
自动化钻井装备和智能化管理系统的研发也成为发展的重点，以提高钻井作业的安全性和效率。
增强油气储层评价和导向技术。
水平井钻井技术的关键是在目标油气储层内准确钻造井眼，因此开发先进的储层评价和导向技术是发展的重点。
通过利用地震、测井、岩心分析等技术手段，提高对储层的认识和预测能力，从而准确钻制井眼。
通过开展物性评价、油气储层分布预测和导向技术优化等研究，可以进一步提高油气开采效益。
优化水平井复杂井眼和完井技术。
水平井钻井作业中，复杂井眼和完井技术是实现高效开采的关键。
通过研发新型钻井工具和技术，可以有效解决水平井钻井中的钻眼控制、井眼质量和井眼稳定性等问题。
通过优化完井技术，例如水平井侧钻完井、多段压裂完井等，可以提高油气井的产能和产能维持时间。
水平井钻井技术在油田开采领域中具有广阔的应用前景。
随着技术的不断进步，水平井钻井技术将会进一步提高油气开采效率和产能，为保障能源供应和经济发展做出重要贡献。
水平井段钻井技术措施
水平井段钻井技术措施1、钻具组合⑴9〞1/2井眼：Φ241.3mm钻头+Φ197mm单弯(1.5°) +[631×410]接头+Φ165mm无磁钻铤+[411×410]悬挂短节+Φ127mm无磁承压钻杆+Φ127mm加重钻杆（15根）+Φ127mm钻杆⑵6〞井眼：Φ152.4mm钻头+Φ120mm螺杆+331×310接头+FEWD +Φ120mmMWD悬挂短节+Φ89mm无磁承压钻杆+Φ89mm斜坡钻杆×18柱+Φ89mm加重钻杆×17根+Φ89mm钻杆2、钻进参数⑴9〞1/2井眼：钻压：50-80KN；泵压：12-14Mpa；排量：35－40L/S。
⑵6〞井眼：钻压：20-50KN；泵压：10-12Mpa；排量：15L/S3、技术要求⑴起下钻①井眼准备：下入定向钻具前，要求井眼畅通清洁，钻井液性能达到设计要求，井底无落物。
设备运转正常。
②动力钻具下井前要作好试运转，记录螺杆压降，运转正常方可下井。
③注意井口安全，严防井下落物，下钻禁止使用丝扣保护膜。
钻头过套管头时，防止碰坏牙齿。
④起下钻操作要平稳，严禁猛刹猛放，下钻时严格控制下放速度。
特别注意井眼轨迹曲率变化大的井段起下钻阻卡情况，确保MWD、LWD仪器安全。
⑤下钻遇阻不得硬压，应在畅通井段开泵正常后划眼修整井壁，注意划眼方式，6"井眼严禁用动力钻具划眼。
⑥起钻遇卡不得硬拔，以少提多放为主，严禁多提，若多次活动钻具仍不能通过，则下钻至畅通处，开泵倒划眼起出。
在后期施工中，应在起钻时低速起过造斜段，若发现有遇卡现象，应少提多放，配合转动起出钻具。
在键槽的井段，下入键槽破坏器消除键槽。
避免下入直径略大于钻杆接头外径的钻具，以防止键槽卡钻。
⑦为确保仪器正常工作，下钻过程中每下25柱必须向钻杆内灌一次泥浆，灌泥浆时一定要放入钻杆滤清器，并保证灌满。
⑧下钻到底后，转动转盘，破坏掉泥浆的静切力，钻头离井底5－10米开泵，排量由小到大，先用单凡尔开泵，返出正常后再开两个凡尔和三个凡尔，防止蹩泵或堵水眼。
水平井钻井、完井知识介绍
一、水平井钻井技术简介
目前状况
• 长、中、短半径水平井已为常规工艺
• 分支井技术得到发展和应用 • 大位移井和大位移水平井见到好的效益
国内情况
长、中、短半径水平井已为常规工艺 大位移水平井正在实施 分支井技术刚起步
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水平井钻井面临的问题
压缩机 油管寿命 钻机
应力 套管磨损 稳定器 注水泥
水平井是定向井的井型之一，其最大井斜
要大于等于86度，并具备一定的水平段。
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水平井分类
长曲率半径水平井(造斜率≤8°/30米）
常规水平井
中曲率半径水平井(造斜率8～30°/30米）
短曲率半径水平井(造斜率1.0～3.0°/米）
水 平 井
垂直侧钻(分支）水平井
侧钻水平井
水平侧钻(分支）水平井
井下动力钻具：长串联马达、铰接式马达、仪表
化马达、可转向井下马达
导向钻井及轨迹实时控制，随钻测井：旋转导向
钻井系统取代可转钻井系统
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水平井油层保护技术 欠平衡钻井技术：泡沫、空气、氮气等充
气钻井液
高性能的钻井液：油基钻井液、合成钻井 液，有利于井壁稳定性、岩屑的清除、控 制井眼损坏
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长、中半径水平井钻井完井技术
1、水平井地质、油藏、钻井优化设计技术 2、水平井井眼轨道测量和控制技术 3、水平井取心技术 4、水平井钻井液完井液技术
5、水平井固井完井技术
6、水平井测井及资料解释技术
7、水平井射孔及测试技术
以上技术形成了长、中半径水平井施工的配套 技术，并且可以立足于国内。
常规水平井
分支水平井
侧钻井水平井
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水平井钻井工艺技术
水平井钻井是现代石油工业中的重要技术之一，它能够在地下开采更多的油气资源。
水平井钻井工艺技术是指在垂直井眼中转向至水平方向并进行钻井的一套技术方案。
水平井钻井的工艺技术主要分为三个阶段：井底转向、钻进和完井。
井底转向是水平井钻井的第一步。
在垂直钻井过程中，利用测斜工具等设备来监测井眼的方位与倾角，并在需要转向为水平井的位置进行操作。
常用的方法有水泥跳变和电动驱动器等。
通过这些操作，使钻头转向至水平方向。
钻进是水平井钻井的核心环节。
在转向完成后，钻井作业人员会选择一种适合当前条件的钻具工艺，如常规钻头、定向钻头等。
在钻进的过程中，需要经常监测井眼的倾角和方位，以保证井眼一直保持在水平方向。
此外，还需要能够及时处理各种可能出现的问题，如井眼偏斜、井眼垮塌等。
完井是水平井钻井的最后一步。
在钻进完成后，会进行完井作业，包括安装套管、射孔和压裂等。
这些作业是为了确保井眼的完整性和油气的产出。
完井工艺可以根据不同的地质情况和开采要求进行优化设计，以提高井眼的完整性和产能。
水平井钻井工艺技术的发展为石油工业带来了巨大的进步。
水平井能够在相同的储量条件下提高油气的采收率，降低开采成本，并延长油田的寿命。
目前，水平井钻井技术已广泛应用于
世界各地的油田，成为石油工程中不可或缺的技术之一。
总之，水平井钻井工艺技术是利用转向和钻进等操作在垂直井眼中开展水平井钻井的一套技术方案。
通过井底转向、钻进和完井等环节的有序操作，能够实现水平井的钻井与开采。
这一技术的应用使得油气资源能够更有效地被开发利用，为石油工业的进一步发展提供了有力支持。
随着水平井钻井技术的进一步发展，人们对该技术的应用范围和效果有了更深入的认识。
水平井钻井的主要优势在于其能够沿着油层产层延伸，与垂直井相比，可以最大限度地提高油气的采收率。
下面我们将就水平井钻井工艺技术的相关内容进行更详细的讨论。
首先，钻井工艺技术的不断优化，使得水平井钻井变得更加高效和安全。
随着科技的不断进步，人们研发出了更先进的钻井设备和工具，提高了水平井的钻井速度和质量。
同时，钻井压裂技术的应用，可以通过在井眼内加压打破岩石裂隙，促进油气的流动，提高井眼的产能。
此外，钻井自动控制系统的推广应用，使得钻井作业更加智能化和自动化，降低了人为操作的误差和风险。
其次，水平井钻井工艺技术的应用范围逐渐扩大。
水平井钻井最初主要应用于常规油田，通过水平钻井使得井底与油层的接触面积扩大，提高产油能力。
但随着技术的进一步成熟，水平井钻井也应用于非常规油气资源的开发，如页岩气、煤层气等。
这些非常规油气储层在垂直井下开采困难，但通过水平井钻井技术，可以进一步提高产量和采收率。
此外，水平井钻井工艺技术的进步也为环境保护提供了更好的手段。
传统的垂直井钻井过程需要大量的土地资源和表面设施，而水平井钻井可以通过一个井口钻探多口水平井，从而减少井口布置的面积和表面设备的数量，减小了对环境的影响。
同时，水平井钻井技术还可以减少井底与地表之间的距离，减少地面露天作业的量，降低作业噪音和粉尘的产生，保护周边环境和生态。
然而，水平井钻井工艺技术仍然存在一些挑战和难题。
首先，水平井钻井的成本较高。
由于需要使用更先进的设备和工具，水平井钻井的操作成本相对较高，对投资者的要求也较高。
其次，水平井钻井的技术难度较大。
钻井过程中需要不断监测井眼的倾角和方位，以确保井眼的水平稳定。
此外，还需要克服由于井眼偏斜、垮塌等问题带来的作业困难。
为了克服这些问题，需要进一步加强水平井钻井技术的研发和创新。
在设备方面，需要研发更高效、更智能的钻井设备和工具，提高钻井作业的效率和质量。
在监测方面，需要更先进的井下测量技术，能够准确、实时地监测井眼的倾角和方位变化。
同时，还需要进一步研究井眼稳定问题，提出更可靠的解决方案。
总的来说，水平井钻井工艺技术的发展对于石油工业的发展具有重要意义。
通过合理应用水平井钻井技术，可以提高油气的采收率，降低生产成本，延长油田的寿命。
尽管还存在一些技术难题和经济成本的挑 challenges, 但随着技术的不断进步和研
发，相信水平井钻井技术的应用范围和效果将会进一步提高，为能源行业的可持续发展做出更大的贡献。