定向井、水平井钻井完井工艺技术进展

石油钻井工程定向井技术的现状及发展定向井是一种在钻井过程中改变井眼轨迹的技术，使井底达到所需要的位置和角度。

这一技术的主要应用领域包括油气勘探开发、地球物理勘探、地质调查等。

近年来，随着石油资源勘探难度的增大以及高效勘探开发的需求，定向井技术也得到了广泛应用。

目前，定向井技术已经非常成熟，主要表现在以下几个方面：1. 定向井钻具与设备的应用随着先进的钻具和设备的广泛应用，工程师们在钻井作业中使用越来越多的高品质设备，对靶点精度的要求也日益增加。

磁控钻头、水平定向器、电子测井仪、导向钻头等设备的应用，提高了定向井的精度和完整性，使得定向井技术能够更好地适用于不同类型的井眼。

2. 定向井测量技术的进步传统的测井技术已经不能满足井壁轨迹全面、精确、快速的需求。

现在，高精度的全方位三维电子测井仪、测量底部位置的全站仪、数字图像处理技术等，都使得定向井测量技术更为准确和精细化。

3. 定向井设计与规划的改进为了使得钻孔变得更为高效和安全，定向井的设计与规划也有了很大的改进。

现在常见的设计软件有WELLCAT、LCP和成功等，这些软件通过计算确定最佳井壁轨迹细节，从而实现了对钻井操作的优化。

给井下设备提供所需的电力和信号，以便收集需要的数据，不仅需要在定向井的完井工作中安装专业的电缆，还需要使用一个更灵活、更先进、更易于操作的技术。

电缆扶梯、鱼骨架等现代化设计的应用，极大的方便了定向井的维护和管理。

然而，尽管定向井技术已经非常成熟，仍然有一些方向值得这一技术的发展者考虑：钻头的选用直接影响到钻井到井眼到达目标的效率和精度。

因此需要进一步研究新型的定向井钻具的设计，提高定向井作业的效率和精度。

2. 新型多参数复合测井技术的发展复合测量技术可以同时测量多个参数，加快井壁光学、声学等多参数的测量。

这种技术将是未来定向井测量技术的主要发展方向。

3. 数据可视化和智能化虽然定向井技术已经取得了巨大的进步和发展，但是人们仍然面临一个大的挑战，就是如何从庞大、多样的数据中提取关键信息。

水平井完井技术现状及发展趋势摘要：社会经济快速发展，水平井技术也取得长足的进步，有了跨越式的发展。

水平井完井技术被广泛应用于多种岩性的油藏、气藏之中。

现阶段的水平井完井技术，发展和改进了过去功能单一的固井射孔完井技术，逐渐发展成了一种综合性完井技术，具备了保护油气层，适合多种类型的油藏、气藏，提高采收率和产能等功能。

但不可忽视的是，现阶段的水平井完井技术存在着一定的不足，需要研究更好的水平井完井技术，进一步提升水平井采收率。

关键词：水平井完井技术；现状；发展趋势引言经过多年的发展，我国水平井钻完井技术不断取得进步，但在如何控制水平井均衡排液及致密油气藏水平井多段压裂改造方面还存在不足。

文中对水平井割缝衬管完井方式、射孔完井方式、管外封隔器完井方式、可膨胀完井方式等技术优缺点进行了介绍，对水平井完井技术发展趋势进行了探讨，为合理选择完井技术、提高开发效益提供参考。

1水平井完井主要技术概述1.1具有管外封隔功能的衬管完井技术这项技术是割缝衬管完井技术与管外封隔器有机的融合，更加适用于小井眼侧钻水平井。

借助于管外分离器对不同层段开展分隔作业，然后再在相应的层段上开展与之对应的操作和生产管控工作。

在分支水平井中，衬管完井套管主要应用的是膨胀式封隔器，可以对水、气层进行有效的隔绝，并为油层的分段开采和处理提供助力。

除此之外，该技术在井眼直径小的项目中更为适用，在注水泥固井射孔完井中的应用相对较少。

1.2水平井筛管完井技术与套管射孔技术相比，水平井筛管完井技术具有更高的完善性和系统性，并且水平井能够有效的提升产量，借助于管外封隔器，可以有效实施对水平段的封隔，为后续相关工作的开展提供便利条件。

完井、砂井一体化完成，工艺更具可操作性，经济效益明显。

常规水平井筛管完井技术可以分为三种不同类型：第一，经由顶部进行水泥注入的一体化技术；第二、悬挂筛管处理，水平井完井技术；第三、悬挂滤筛管顶部处理的完井一体化技术。

2水平井完井技术发展现状水平井完井技术的形式多种多样，根据常用度可划分为：砾石充填完井手段、尾管射孔完井手段、裸眼完井和管外封隔器完井手段等多种多样的形式。

定向井和水平井钻井技术第三节井眼轨迹控制技术井眼轨迹控制的内容包括：优化钻具组合、优选钻井参数、采用先进的井下工具和仪器、利用计算机进行井眼轨迹的检测预测、利用地层的方位漂移规律、避免井下复杂情况等等。

轨迹控制贯穿钻井作业的全过程，它是使实钻井眼沿着设计轨道钻达靶区的综合性技术，也是定向井施工中的关键技术之一。

井眼轨迹控制技术按照定向井的工艺过程，可分为直井段、造斜段、增斜段、稳斜段、降斜段和扭方位井段等控制技术，其中直井段的控制技术见第七章第四节。

一．定向选斜井段初始造斜方法有五类，即井下马达和弯接头定向、喷射法、造斜器法、弯曲导管定向、倾斜钻机定向。

目前，我国海洋定向井一般采用第一种方式，常用造斜钻具组合为：钻头十井下马达十弯接头十非磁钻铤十普通钻铤（ 0～30米）十挠性接头十震击器十加重钻杆。

这种造斜钻具组合是利用弯接头使下部钻具产生一个弹性力矩，迫使井下动力钻具驱动钻头侧向切削，使钻出的新井眼偏离原井眼轴线，达到定向造斜或扭方位的目的。

造斜钻具的造斜能力主要与弯接头的弯角和动力钻具的长度有关。

弯接头的弯角越大，动力钻具长度越短，造斜率也越高。

弯接头的弯角应根据井眼大小、井下动力钻具的规格和要求造斜率的大小选择。

现场常用弯接头的弯角为1.5～2.25度，一般不大于2.5度。

弯接头在不同条件下的造斜率见第四节。

造斜钻具组合使用的井下动力钻具型号应根据造斜井段或扭方位井段的井深选择。

使用井段在2000米以内，一般采用涡轮钻具或普通螺杆钻具，深层走向造斜或扭方位应使用耐高温的多头螺杆钻具。

造斜钻具组合、钻井参数和钻头水眼应根据厂家推荐的钻井参数设计。

由于井下动力钻具的转速高，要求的钻压小［一般为29.4～78.4千牛（3～8吨）］，因此，使用的钻头不宜采用密封轴承钻头，尤其是在浅层，可钻性好的软地层应使用铣齿滚动轴承钻头或合适的PDC 钻头。

根据测斜仪器的种类不同，分为四种定向方式：1．单点定向此方法只适用造斜点较浅的情况，通常井深小于1000米。

第九章定向井(水平井)钻井技术新进展9.1 小井眼钻井技术(Slim-Hole Drilling Technique)9.1.1 小井眼钻井技术概况所谓小井眼，国外定义为90%以上井段直径小于177.8毫米(即7”)的井眼，国内有些学者则认为：穿过目的层的井段是用小于7”钻头钻成的井眼。

早在五十年代，小井眼就十分流行，但由于修井和采油的一些难题，又使人们在六十年代又转回到较大尺寸的生产井。

在沉寂了一段时间之后，近年来小井眼钻井作业在世界上又悄然兴起，主要基于以下原因：①国际油价大跌，迫使油公司要寻找一种更廉价的勘探开发方法，小井眼便是其重要途径。

据BP等多家油公司的统计资料表明：在相同井深的条件下，但就井眼小所发生的场地、材料、运输、资料解释等费用就比常规井少30%，根据几个油公司的小规模试验，节约钻井费用的前景是40%～50%；②出于环境保护的压力，由于井眼小，泥浆用量，排屑量，场地占用施工机械等相应减少，对环保有利；③减少边远和地面交通困难地区的勘探风险，在世界范围内，探井成功率只占13%。

探井打小井眼除低费用风险外，更重要的是这些地区地震工作也十分困难，在少量地震的前提下，早期打一些连续取芯的小井眼探井，可及早搞清地下情况，及早决策。

小井眼钻井有如下几方面的优点：A：井场占地面积小，一般不到1200平米，特别适用于农耕区钻井，节约土地；B：钻井设备轻，钻机及辅助设备不足200吨，易于搬运安装；C：钻井作业人员少，每24小时只需6～8人；D：岩屑量少，不足常规井的10%，便于废物处理，利于环保；E：消耗性材料(如钻头、套管、泥浆处理剂、水泥等)费用只占常规井的45%，可节约大笔成本。

由于小井眼钻井有其优越的经济性，所以日益为一些石油公司所青睐，仅1990年，国外小井眼已钻1000余口，其中大部分在美国。

92年由美国Maurer公司组织、12个国家的40多家公司参加的一个大型研究项目—DEA67，对小井眼及柔管技术进行系统的评价和研究。

工艺技术延安气田定向井及水平井钻井和压裂技术优化邓长生㊀张㊀毅㊀谢小飞㊀宋珈萱㊀米伟伟㊀马㊀强㊀徐㊀敏(陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院)邓长生,张毅,谢小飞,宋珈萱,米伟伟,马强,徐敏．延安气田定向井及水平井钻井和压裂技术优化．２０１９,３０(４):２９Ｇ３４摘㊀要㊀为提高延安气田定向井和水平井的钻井及压裂成功率,提升天然气开采效率,进行了延安气田直井和水平井的压裂微地震监测,分析了定向井压裂的特点及裂缝延伸规律,归纳了定向井和水平井目前采用的井身结构特点,以此为基础,指出延安气田定向井及水平井在钻井和压裂方面存在的问题,并且针对每个问题给出了相应的优化方案:将定向井井身结构由三段式优化为五段式,要求在钻达延安气田主要目的层系之前就降斜成直井段;应用定方位定射角射孔技术,集中压裂液和管网压力对有效储集层进行压裂;向上调整水平井的二开结束点至斜井段的中下部位置.该方案可以有效提高延安气田天然气采收率,应用效果显著.关键词㊀延安气田㊀定向井㊀水平井㊀压裂㊀微地震监测㊀井身结构㊀定向射孔㊀优化中图分类号:T E１３２．１㊀㊀文献标识码:A㊀㊀D O I :１０．３９６９/j．i s s n ．１６７２Ｇ９８０３．２０１９．０４．００６基金项目:陕西省重点科技创新团队项目 延长石油集团天然气勘探开发创新团队 (编号:２０１５K C T Ｇ１７);省部级项目 延长石油矿权区油气资源评价 (编号:２０１７Y Q Z Y P J ０１１０);延长石油集团项目 延安气田上古生界水平井钻井提速工艺技术研究及应用 (编号:y c s y ２０１６k y ＧA Ｇ１９)㊀邓长生㊀工程师,１９９１年生,２０１４年毕业于中国地质大学(北京)资源勘查工程专业,现在陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院从事天然气勘探开发方面研究.通信地址:７１００６５陕西省西安市高新区唐延路６１号延长石油科研中心.电话:１３７１８７５３２１４.E Ｇm a i l :１２４３２２７３２８＠q q．c o m ０㊀引㊀言延安气田位于陕西省延安市和榆林市境内,北部㊁东部与长庆油田的子洲－米脂气田毗邻,区内地表属典型的黄土塬地形,地面海拔８５０~１２５０m ,相对高差较大.延安气田的天然气勘探开发大体可划分为三个阶段.第一阶段:２００３－２００６年的气田探索阶段,２００３年,延长油矿管理局在探区北部完钻了第一口天然气参数井 Y Q１井,于上古生界解释气层１０．６m ㊁含气层１２．３m ,证实探区具含气性;第二阶段:２００７－２０１０年的气田评价阶段,２０１０年,在延安气田Y Q２－Y１２８井区上古生界基本落实天然气地质储量１０００ˑ１０８m ３,发现了延安气田;第三阶段:２０１１年至今的增储上产阶段,延安气田的开发始于２０１１年,截至到２０１８年９月底,累计建产能３７．０ˑ１０８m ３.延安气田处于黄土高原腹地,沟谷纵横,山峁相间,地形复杂,地表起伏高差大,地表为第四系松散黄色黏土,总体地势偏陡,现今采用直井㊁丛式定向井组和水平井相结合的开发井网进行气田开发.在气层厚度较大区域主要部署定向井,在储集层物性好且河道分布较为稳定的区域部署水平井,水平井的应用进一步提高了延安气田气井单井产量.定向井和水平井的钻井成功率和压裂增产效果直接决定了延安气田天然气的开采效率.１㊀压裂裂缝延伸方向的影响因素压裂技术是提高低渗透油气藏开采和生产效果的重要技术手段,而压裂的裂缝延伸和拓展方向又直接影响支撑剂的分布和天然气运移效果,以及压裂液的流动和裂缝的导流效果,从而直接影响压裂的增产程度[１].１．１㊀微地震监测微地震监测原理:在储集层压裂改造过程中会引起地下应力场变化,导致岩石破裂,形成裂缝,而裂缝的扩展必将产生一系列向四周传播的微震波,微地震法监测裂缝就是利用检波器,将微震波机械能转换为电能,当有微震事件发生时,微震波作用于检波器,使检波器内的敏感部件动感线圈产生电信号,完成对微震波的检测[２].微震波被布置在井周９２ 第３０卷㊀第４期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀录井工程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀围的监测分站接收,根据各分站微震波的到来时差建立一系列方程组,求解这一系列方程组,就可确定微震震源位置,进而给出裂缝分布的方位㊁长度㊁高度(范围)及地应力方向等地层参数.在延安气田选取３８口直井/５０层㊁６口水平井/６层/４２级进行了微地震监测,压裂层位包括盒８段㊁山西组㊁本溪组和马家沟组等气田主力层位.根据微地震监测资料统计,直井压裂形成的裂缝方位最小值为２９．６ʎ,最大值为１７１．２ʎ,平均值为６３．７ʎ,缝高平均值为１１m,裂缝产状为垂直裂缝;水平井分级压裂形成的裂缝最小值为３４ʎ,最大值为８３．２ʎ,平均值为５６．５ʎ,缝高平均值为２７m,裂缝产状为垂直裂缝.前人研究成果显示,鄂尔多斯盆地伊陕斜坡大地最大主应力方位为６０ʎ~８０ʎ,结合延安气田压裂监测结果,可以得出延安气田直井和水平井压裂形成的裂缝方位与最大主应力方位平行,裂缝延伸方位受控于最大主应力方位.１．２㊀定向井压裂裂缝起裂延伸规律国内外大量定向井压裂施工实践表明[３Ｇ８],定向井压裂和直井压裂相比,在裂缝起裂和裂缝延伸的规律上存在着一定的差异,主要是由于井斜的影响,斜井井壁周围的应力分布规律不一样,同时斜井压裂裂缝的起裂压力与起裂方位角不一样,斜井更易发生裂缝的空间转向以及形成多裂缝.斜井的近井壁效应影响了裂缝的延伸规律,同时对于压裂施工能否顺利完成以及压裂后的增产效果都具有重要的影响.与直井进行对比分析,定向井压裂施工的特点主要表现为:定向井压裂的破裂压力高㊁施工压力高,同时近井地带的摩阻大,裂缝特征较复杂及压后增产效果斜井比直井的差等.基于国内外学者的多种数值解析模型㊁岩石物理模型室内试验,认为影响定向井压裂裂缝起裂和拓展的因素主要有三方面:定向井的井斜角㊁方位角以及射孔相位[９Ｇ１２].各因素的影响效果表现为:(１)定向井水力压裂形成的裂缝为垂直裂缝,且在螺旋射孔条件下并非每个孔眼都起裂,有些射孔孔眼会成为不起裂的无效孔眼.(２)当定向井井眼方位与最小水平主应力方向一致时,存在某一临界井斜角,当井斜角小于临界井斜角时,裂缝沿射孔穿透方向起裂,在拓展过程中发生转向和扭曲,最终裂缝方位沿最大主应力方向;当井斜角大于临界井斜角时,裂缝沿垂向起裂,拓展过程中在近井地带发生转向和扭曲,最后沿最大水平主应力方向延伸,形成多裂缝与弯曲裂缝.(３)当定向井井眼方位为其他非平行于最小主应力方向的任意角度时,裂缝沿射孔穿透方向起裂,拓展过程中在近井地带发生转向和扭曲,最后沿最大水平主应力方向延伸,形成多裂缝和弯曲裂缝.(４)在相同井斜角和射孔相位的条件下,随定向井井眼方位与最大水平主应力方向夹角的增大,裂缝转向和扭曲的程度也加大.(５)在相同井眼方位和射孔相位的条件下,井斜角越大,裂缝拓展时转向和扭曲越剧烈,形成的裂缝越复杂.(６)在相同井眼方位和井斜角的条件下,射孔相位对裂缝的影响,主要取决于起裂位置相对于最大水平主应力方向的偏离程度,即起裂方位与最大水平主应力方向夹角越大,相对裂缝的转向和扭曲越明显,当起裂方位与最大水平主应力方向夹角大于临界值时,该孔眼失效,裂缝在该孔眼处无法起裂.２㊀定向井和水平井井身结构延安气田定向井目前采用的井身结构是三段式(直－增－降,图１),根据已完钻井井斜数据统计结果,延安气田定向井在上古生界盒８段－下古生界奥陶系马家沟组井段的井斜角最小值为５．２ʎ,最大值为２６．４ʎ,平均值为１６．２ʎ,即定向井在主要目的层段非直井段,而是有平均１６．２ʎ井斜角的斜井段.延安气田水平井目前采用的井身结构是五段式(直－增－稳－增－平,图２),钻井过程采用三开式,一开至直井段结束,二开至斜井段结束,三开至水平段结束,水平段井斜角根据目的层构造特征有所不同.图１㊀延安气田定向井井身结构０３ ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀录井工程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１９年１２月图２㊀延安气田水平井井身结构３㊀定向井和水平井存在的问题根据定向井和水平井的井身结构以及定向井压裂特点和裂缝起裂拓展规律,延安气田目前采用的直井㊁丛式定向井组和水平井相结合的开发井网,存在相应的技术问题,制约了定向井和水平井的钻井成功率和压裂增产效果,降低了天然气开采效率.３．１㊀定向井存在的问题根据前文所述,延安气田开发井网中的定向井的方位由气层展布规律以及开发井距综合确定,既可能平行于最大主应力方位,也可能平行于最小主应力方位,或是介于最大主应力和最小主应力之间的任一角度.而延安气田目前定向井在主要目的层段并非直井段,而是有一定井斜角的斜井段.由以上分析可知,延安气田定向井存在三个问题:(１)裂缝转向发生的弯曲裂缝会导致裂缝宽度减小(图３),压裂液流动阻力增加,在压裂过程中易产生砂堵,增加了起裂压力,故施工难度较直井大.(２)由于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的构造非常平缓,在开发井距内认为目的层是平缓的,带有一定井斜角的定向井压裂后产生的裂缝非平行于目的层界面,而是与目的层界面存在一定的夹角,故产生的裂缝不能完全在目的层深度范围内拓展延伸,会穿越到非目的层(图４),以致降低了气井压裂改造的效果.(３)在延安气田产能建设中,发现某些定向井处在目的层砂体展布河道的边缘位置,在该井的一侧沉积微相是分流河道,另一侧沉积微相是分流间湾,而有效储集层发育在分流河道一侧.如果采用传统的射孔方案进行压裂,那么另一侧分流间湾的无效储集层也将被射孔压开,然而无效储集层的这一部分对气井的天然气采收并无贡献,却分流了压裂液和压裂管网压力,造成分流河道一侧有效储集层不能产生最佳的压裂增产效果(图３).图３㊀延安气田定向井压裂裂缝平面图图４㊀延安气田定向井压裂裂缝剖面图３．２㊀水平井存在的问题延安气田现今水平井钻井施工采用三开式,结合延安气田的水平井现场试验效果,延安气田水平井存在以下问题:(１)鄂尔多斯盆地中生界刘家沟组㊁和尚沟组属易塌易漏地层,不仅在钻达时易发生坍塌漏失,而且在钻至下部上古生界㊁下古生界地层时,仍然会发生上部刘家沟组㊁和尚沟组地层坍塌漏失.(２)上古生界二叠系山西组地层煤层大规模发育,煤层在钻井的长期循环作用下不稳定极易造成坍塌漏失.延安气田水平井二开结束点设计在斜井段结束点(A靶点),由于水平井钻进过程中,A靶点的确定需要根据钻井地质设计㊁现场地质导向和随钻测井综合确定,往往需要长时间的停钻循环,而上部刘家沟组㊁和尚沟组地层不稳定,极易坍塌漏失,容易造成井眼垮塌㊁钻具被埋等钻井事故(延安气田水平井实验已经有多口水平井在二开结束点发生井１３第３０卷㊀第４期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀邓长生等:延安气田定向井及水平井钻井和压裂技术优化眼垮塌事故).４㊀定向井及水平井钻井和压裂优化４．１㊀优化定向井井身结构将定向井的三段式井身结构优化为五段式(直－增－稳－降－直,图５),在钻达延安气田主要目的层系之前就降斜成直井段.通过井身结构的优化,消除了井筒在目的层段的井斜角,将主要目的层段由斜井段变成直井段,使定向井在目的层段压裂产生的裂缝延伸规律与直井一致,消除了定向井压裂时产生的近井效应,不会产生弯曲裂缝,能够产生垂直于井筒且平行于最大主应力方位的裂缝(图６),而且所产生的裂缝能完全在目的层深度范围内拓展延伸,从而增大裂缝沟通气层作用,有效提高天然气采收率.图５㊀延安气田定向井井身结构优化方案图６㊀延安气田定向井优化后的裂缝剖面形态４．２㊀应用定方位定射角射孔技术定向射孔压裂技术在我国２０世纪９０年代开始应用,最早应用于煤矿开发,避免了水力压裂时应力集中,裂隙在煤体无序拓展,实现压裂范围内煤体整体泄压增透,此后该工艺被应用于盐类矿物开采,又被用于油气田的开发生产[１３Ｇ１５].定方位定射角射孔,即控制射孔孔眼位置和射孔方位,引导压裂产生平行于最大主应力方位且不转向的裂缝;或者在射孔孔眼附近钻定向控制孔,射孔孔眼和定向孔眼间距不大于５m,引导裂隙从射孔孔眼向定向孔方向产生和拓展,促进射孔孔眼和定向孔眼之间的裂隙充分发育[１６Ｇ１９].在定向井进行射孔压裂作业时进行射孔优化设计,确定地层最大主应力方位,采用定方位定射角射孔技术.通常的射孔枪弹都是垂直于井筒但未必平行于最大主应力方位,而定方位定射角射孔技术可以利用调角器进行射孔孔眼方位校正,使得射孔枪弹平行于最大主应力方位.根据定向井压裂的裂缝起裂拓展规律,应用这一技术,可以让裂缝起裂就沿最大主应力方向,避免了裂缝拓展过程中转向带来的施工难度,同时可以让裂缝在目的层内充分拓展延伸增加压裂改造效果.对于处在目的层砂体展布河道的边缘位置这一类定向井,将射孔孔眼全部布置在沉积微相为分流河道这一侧,同时考虑地层最大主应力方位(图７),增加孔密,集中压裂液和管网压力对有效储集层进行压裂,增加有效储集层压裂裂缝的长度和宽度.对无效储集层则避开不进行射孔压裂.图７㊀延安气田定向井定向压裂裂缝平面图４．３㊀调整水平井的二开结束点将水平井现今的二开结束点由斜井段结束点(A靶点)向上调整至斜井段的中下部位置(图８),采取这样的优化方式,可以在确定A靶点所需较长２３ ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀录井工程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１９年１２月图８㊀延安气田水平井井身结构优化方案时间之前就二开结束固井,将目的层段上部地层用水泥浆封住,以便消除上古生界刘家沟组和和尚沟组地层以及山西组煤层的坍塌漏失对钻遇目的层段的影响,可以有效提高水平井钻井成功率,缩短钻井周期,提高延安气田整体的天然气开采速率.延安气田子长东区块２０１９年共部署９口水平井,全部采用优化方案钻井,水平井井眼垮塌率降为零,表明此优化方案在推广应用中效果显著.５㊀结束语(１)为了有效动用已落实储量,延安气田目前采用的是直井㊁丛式定向井组和水平井相结合的开发井网,以直井和定向井为主,水平井为辅.(２)延安气田定向井存在三个问题:裂缝转向发生的弯曲裂缝会导致裂缝宽度减小,增加了起裂压力,造成施工难度较直井大;压裂产生的裂缝不能完全在目的层深度范围内拓展延伸,而是会穿越到非目的层,减小了气井压裂改造效果;对于某些处在目的层砂体展布河道边缘位置的定向井,采用传统射孔方案进行压裂,造成分流河道一侧不能产生最佳的压裂增产效果.延安气田水平井存在的问题:水平井实验有多口水平井在二开结束点发生井眼垮塌事故.(３)针对延安气田定向井和水平井存在的问题,提出了相应的优化方案:将定向井井身结构由三段式优化为五段式,要求在钻达延安气田主要目的层系之前就降斜成直井段;应用定方位定射角射孔技术,集中压裂液和管网压力对有效储集层进行压裂;向上调整水平井的二开结束点至斜井段的中下部位置.此方案在推广应用中效果显著.参㊀考㊀文㊀献[１]㊀王磊．定向井压裂裂缝扩展规律研究[D]．青岛:中国石油大学(华东),２０１１:３Ｇ１０．WA N GL e i．R e s e a r c ho n p r o l o n g a t i o n l a wo f h y d r a uＧl i cf r a c t u r ef o rd i r e c t i o n a lw e l l[D]．Q i n g d a o:C h i n aU n i v e r s i t y o fP e t r o l e u m(H u a d o n g),２０１１:３Ｇ１０．[２]㊀苏卿．定向井压裂裂缝起裂扩展规律及应用研究[D]．青岛:中国石油大学(华东),２０１４:４Ｇ９．S U Q i n g．S t u d y a n da p p l i c a t i o no f p r o l o n g a t i o nl a wo f h y d r a u l i c f r a c t u r e f o rd i r e c t i o n a lw e l l[D]．Q i n g dＧa o:C h i n a U n i v e r s i t y o fP e t r o l e u m(H u a d o n g),２０１４:４Ｇ９．[３]㊀刁素,颜晋川,任山,等．川西地区定向井压裂工艺技术研究及应用[J]．西南石油大学学报(自然科学版),２００９,３１(１):１１１Ｇ１１５．D I A OS u,Y A NJ i n c h u a n,RE NS h a n,e t a l．R e s e a r c ha n d f i e l da p p l i c a t i o no nh y d r a u l i c f r a c t u r i n g t e c h n o l oＧg y o fd i r e c t i o n a lw e l l si n w e s t e r nr e g i o no fS i c h u a n[J]．J o u r n a l o f S o u t h w e s tP e t r o l e u m U n i v e r s i t y(S c iＧe n c e&T e c h n o l o g y E d i t i o n),２００９,３１(１):１１１Ｇ１１５．[４]㊀王志龙．地面煤层气井定向消突与负压抽采试验[J]．能源与节能,２０１６(４):２６Ｇ２７,１１７．WA N G Z h i l o n g．T e s to fo r i e n t a t e de l i m i n a t i o no u tＧb u r s t a n dn e g a t i v e p r e s s u r e e x t r ac t i o n i n g r o u nd c o a lＧb e d m e t h a n e w e l l s[J]．E n e r g y a n d C o n s e r v a t i o n,２０１６(４):２６Ｇ２７,１１７．[５]㊀程木林．定向井分层压裂工艺[J]．油气田地面工程,２０１０,２９(５):８５Ｇ８６．C H E N G M u l i n．D i r e c t i o n a lw e l l f r a c t u r i n g t e c h n o l oＧg y[J]．O i lＧG a sf i e l d S u r f a c e E n g i n e e r i n g,２０１０,２９(５):８５Ｇ８６．[６]㊀贾长贵．定向井压裂技术发展现状分析[J]．内蒙古石油化工,２０１０,３６(２０):９２Ｇ９４．J I AC h a n g g u i．A n a l y s i so fd e v e l o p m e n t s t a t u s i nd iＧr e c t i o n a lw e l l c r a c k i n g t e c h n o l o g i e s[J]．I n n e rM o n g oＧl i aP e t r o c h e m i c a l I n d u s t r y,２０１０,３６(２０):９２Ｇ９３．[７]㊀曾凡辉,尹建,郭建春．定向井压裂前的射孔方位优化设计[J]．断块油气田,２０１２,１９(５):６３８Ｇ６４１．Z E N G F a n h u i,Y I N J i a n,G U O J i a n c h u n．O p t i m i z aＧt i o no f p e r f o r a t i o no r i e n t a t i o nb e f o r ed i r e c t i o n a lw e l lf r a c t u r i n g[J]．F a u l tＧB l o c kO i l a n dG a sF i e l d,２０１２,１９(５):６３８Ｇ６４１．[８]㊀曾凡辉,尹建,郭建春．定向井压裂射孔方位优化[J]．石油钻探技术,２０１２,４０(６):７４Ｇ７８．Z E N GF a n h u i,Y I NJ i a n,G U OJ i a n c h u n．O p t i m i z a t i o n３３第３０卷㊀第４期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀邓长生等:延安气田定向井及水平井钻井和压裂技术优化o f p e r f o r a t i o no r i e n t a t i o nf o rd i r e c t i o n a lw e l l f r a c t uＧr i n g[J]．P e t r o l e u m D r i l l i n g T e c h n i q u e s,２０１２,４０(６):７４Ｇ７８．[９]㊀颜晋川,刁素,朱礼平,等．定向井压裂优化设计及现场应用[J]．油气地质与采收率,２００８,１５(５):１０２Ｇ１０４．Y A NJ i n c h u a n,D I A OS u,Z HUL i p i n g,e t a l．O p t i m iＧz a t i o na n d f i e l da p p l i c a t i o no f h y d r a u l i c f r a c t u r i n g d eＧs i g no fd i r e c t i o n a lw e l l s[J]．P e t r o l e u m G e o l o g y a n dR e c o v e r y E f f i c i e n c y,２００８,１５(５):１０２Ｇ１０４．[１０]㊀季伟,马新川,阿木提江 亚力昆,等．定向井钻井特点及定向井做法[J]．云南化工,２０１８,４５(４):１６１．J I W e i,MA X i n c h u a n,AMU T I J I A N G Y a l i k u n,e ta l．D i r e c t i o n a lw e l l d r i l l i n g c h a r a c t e r i s t i c sa n dd i r e cＧt i o n a lw e l l p r a c t i c e s[J]．Y u n n a nC h e m i c a lT e c h n o l oＧg y,２０１８,４５(４):１６１．[１１]㊀严申斌,黄导武,伍锐东．海上低渗气藏定向井压裂经济开发地质下限探讨[J]．长江大学学报(自然科学版),２０１６,１３(２６):６１Ｇ６４．Y A N S h e n b i n,HU A N G D a o w u,WU R u i d o n g．D i sＧc u s s i o no n g e o l o g i c a l l o w e r l i m i t so f e c o n o m i cde v e lＧo p m e n t o fd i r e c t i o n a lw e l l f r a c t u r i n g i no f f s h o r e l o wp e r m e a b i l i t yg a sr e s e r v o i r s[J]．J o u r n a lo f Y a n g t z eU n i v e r s i t y(S o c i a l S c i e n c e sE d i t i o n),２０１６,１３(２６):６１Ｇ６４．[１２]㊀李小龙,许华儒,刘晓强,等．径向井压裂裂缝形态及热采产能研究[J]．岩性油气藏,２０１７,２９(６):１５４Ｇ１６０．L IX i a o l o n g,X U H u a r u,L I U X i a o q i a n g,e ta l．F r a cＧt u r em o r p h o l o g y a n d p r o d u c t i o n p e r f o r m a n c e o f r a d i a lw e l l f r a c t u r i n g[J]．L i t h o l o g i c R e s e r v o i r s,２０１７,２９(６):１５４Ｇ１６０．[１３]㊀陈学习,徐永,金文广,等．低透气性煤层定向水力压裂增透技术[J]．辽宁工程技术大学学报(自然科学版),２０１６,３５(２):１２４Ｇ１２８．C H E N X u e x i,X U Y o n g,J I N W e n g u a n g,e ta l．P e rＧm e a b i l i t y i m p r o v e m e n t t e c h n o l o g y o fd i r e c t i o n a lh yＧd r a u l i c f r a c t u r i n g i nl o w pe r m e a b i l i t y c o a l s e a m[J]．J o u r n a l o f L i a o n i n g T e c h n i c a l U n i v e r s i t y(N a t u r a l&S c i e n c eE d i t i o n),２０１６,３５(２):１２４Ｇ１２８．[１４]㊀梅朝杰．定向喷射及定向压裂的方法探讨[J]．中国井矿盐,１９９４,２５(２):１９Ｇ２０．M E I Z h a o j i e．D i s c u s s i o no nd i r e c t i o n a l j e t t i n g a n dd iＧr e c t i o n a l f r a c t u r i n g[J]．C h i n a W e l la n d R o c kS a l t,１９９４,２５(２):１９Ｇ２０．[１５]㊀吴坛珍．定向压裂连通技术在盐类矿物开采中的应用[J]．化工矿物与加工,２００８,３３(３):３３Ｇ３５．WU T a n z h e n．A p p l i c a t i o n o fd i r e c t i o n a lf r a c t u r i n gt e c h n o l o g y i n m i n i n g s a l t y m i n e r a l s[J]．I n d u s t r i a lM i n e r a l s a n dP r o c e s s i n g,２００８,３３(３):３３Ｇ３５．[１６]㊀张晓伟,余加正,刘俊龙．定向压裂增透技术在二１煤层中的应用[J]．华北科技学院学报,２０１１,８(３):３５Ｇ３８．Z HA N G X i a o w e i,Y UJ i a z h e n g,L I UJ u n l o n g．A p p l iＧc a t i o no fd i re c t i o n a lf r a c t u r i ng i n c r e a s e d p e r m e a b i l i t yt e c h n o l o g y i n N o．I IＧ１C o a lS e a m[J]．J o u r n a lo fN o r t h C h i n aI n s t i t u t e o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y,２０１１,８(３):３５Ｇ３８．[１７]㊀胡胜勇．水力喷射钻孔定向压裂技术试验研究[J]．钻采工艺,２０１４,３７(５):５９Ｇ６２．HU S h e n g y o n g．E x p e r i m e n t a ls t u d y o n d i r e c t i o n a lf r a c t u r i ng o fh y d r a u li cj e td r i l l i n g[J]．D r i l l i n g&P r o d u c t i o nT e c h n o l o g y,２０１４,３７(５):５９Ｇ６２．[１８]㊀王志军,连传杰,王阁．岩石定向水力压裂导控的数值分析[J]．岩土工程学报,２０１３,３５(增刊２):３２０Ｇ３２４．WA N GZ h i j u n,L I A N C h u a n j i e,WA N G G e．N u m e r iＧc a l a n a l y s i so fd i re c t i o n a l h y d r a u l i cf r a c t u r i ng i nr o c k[J]．C h i n e s eJ o u r n a lo f G e o t e c h n i c a lE n g i n e e r i n g,２０１３,３５(S２):３２０Ｇ３２４．[１９]㊀李栋,卢义玉,荣耀,等．基于定向水力压裂增透的大断面瓦斯隧道快速揭煤技术[J]．岩土力学,２０１９,４０(１):３６３Ｇ３６９,３７８．L ID o n g,L U Y i y u,R O N G Y a o,e t a l．R a p i du n c o v eＧr i n g s e a mt e c h n o l o g i e s f o r l a r g e c r o s sＧs e c t i o n g a s t u nＧn e le x c a v a t e dt h r o u g h c o a ls e a m s u s i n g d i r e c t i o n a lh y d r a u l i c f r a c t u r i n g[J]．R o c ka n dS o i l M e c h a n i c e s,２０１９,４０(１):３６３Ｇ３６９,３７８．(返修收稿日期㊀２０１９Ｇ１０Ｇ３１㊀编辑㊀卜丽媛)４３ ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀录井工程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１９年１２月m e t h o d．T h eb e n d i n g d e f o r m a t i o nd e g r e e o f t h e r o c k f o r m aＧt i o n i s c h a r a c t e r i z e db y t h e p r i n c i p a l c u r v a t u r em e t h o d i nd i fＧf e r e n t i a l g e o m e t r y．T h e p r i n c i p a l c u r v a t u r e r a n g eo f t h e l o s t c i r c u l a t i o n i s d e t e r m i n e dw i t ht h e a c t u a l d r i l l i n g c o n d i t i o na s t h e c o n s t r a i n i n g c o n d i t i o n,s o t h a t t h e d i s t r i b u t i o n c h a r a c t e rＧi s t i c s o f t h e p r i n c i p a l c u r v a t u r e f i e l dc a nb eu s e dt o i n d i c a t e t h e s t r u c t u r a l f r a c t u r e d e v e l o p m e n t z o n e,s o a s t o a c h i e v e t h e p u r p o s eo f p r e d i c t i n g t h e l o s tc i r c u l a t i o n．T h i s m e t h o dh a s b e e n a p p l i e dt ot h ed r i l l i n g s i t eo fS h u n b e ib l o c ki n N o r t hＧw e s tO i l f i e l d．T h er e s u l t ss h o wt h a t t h e p r i n c i p a l c u r v a t u r e m e t h o d c a ne f f e c t i v e l yp r e d i c t t h e l o s tc i r c u l a t i o na n d g u i d e t h ed r i l l i n g s i t et oc a r r y o u tt h es a f e t y a n dh i g he f f i c i e n c y c o n s t r u c t i o n．K e y w o r d s:S h u n b e i b l o c k,p r i n c i p a l c u r v a t u r em e t h o d,f r a cＧt u r e,l o s t c i r c u l a t i o n,p r e d i c t i o nL u S h i h a o,F r o n t C o mm a n dB a s e,N o r t h w e s tO i l f i e l dC o m p aＧn y,L u n t a i C o u n t y,B a z h o u,X i n j i a n g,８４１６００,C h i n aA p p l i c a t i o no f t h e c o m b i n e dm u d l o g g i n g t e c h n o l o g y i n t h e d i sＧc o v e r y o f h y d r o c a r b o n r e s e r v o i r si n T a i y u a n f o r m a t i o n o f G a n g b e i b u r i e dh i l l．T a nC h a o,W a n g C h a n g z a i,J iL i n g,H u F e n g b o,W a n g X i a o c h e n g,D o n g F e n g a n dX uJ i c e．M u dL o gＧg i n g E n g i n e e r i n g,２０１９,３０(４):２２Ｇ２８T h ea p p l i c a t i o no fn e wd r i l l i n g t e c h n i q u e ss u c ha sP D C a n dh i g hＧp r e s s u r e j e t d r i l l i n g i nT a i y u a n f o r m a t i o no f b u r i e d h i l l s,n o r t h e r n D a g a n g b r i n g s g r e a tc h a l l e n g e st o m u dl o gＧg i n g d i s c o v e r y o fs h o w o f g a sa n do i l i nt h i sb l o c k,w h i c h l e a d s t o t h e f a i l u r eo f c o n v e n t i o n a l g e o l o g i c a l l o g g i n g t o f i n d h y d r o c a r b o n r e s e r v o i r sa n dt h e i r l i t h o l o g y c o m b i n e dc h a r a cＧt e r i s t i c s i nT a i y u a nf o r m a t i o ni nt i m e．I no r d e rt of i n do u t t h e g e o l o g i c i n f o r m a t i o no f t h es t r a t a i nt h i sa r e aa n dd e t e rＧm i n et h e m o s ts u i t a b l ec o m b i n a t i o n o f m u dl o g g i n g t e c hＧn i q u e s f o r t h i sk i n do f o i l a n d g a sd i s c o v e r y,t a k i n g t w oe xＧp l o r a t i o n w e l l s o f h y d r o c a r b o n r e s e r v o i r si n b u r i e d h i l l, n o r t h e r nD a g a n g a s e x a m p l e s,t h e c o m b i n a t i o n s e r i e s a n d a pＧp l i c a t i o ne f f e c t o fm u d l o g g i n g m e t h o d s a r e s u mm a r i z e d,a n d t h e l i t h o l o g y a n d p e t r o l i f e r o u s p r o p e r t y o fT a i y u a n f o r m a t i o n a r e r eＧr e c o g n i z e d．F i n a l l y,i t i s c o n f i r m e d t h a t t h e c o m b i n e d m u d l o g g i n g t e c h n o l o g y o fc a r b o n a t ea n a l y s i s＋t h i ns e c t i o n a n a l y s i s＋X R D＋X R Fh a sa g o o de f f e c t o nt h e i d e n t i f i c a t i o n o f c o m p l e x l i t h o l o g y a n d r e s e r v o i r i n t h i s a r e a,t h e c o m b i n e d m u dl o g g i n g t e c h n o l o g y o f g a sl o g g i n g＋t h r e eＧd i m e n s i o n a l q u a n t i t a t i v e f l u o r e s c e n c e＋r o c k p y r o l y s i sa n a l y s i sc a ne f f e cＧt i v e l y d e a lw i t ht h ed i s c r i m i n a t i o no f f o r m a t i o n p e t r o l i f e r o u s p r o p e r t y i n t h i s a r e a．K e y w o r d s:c o m b i n e d m u dl o g g i n g t e c h n o l o g y,T a i y u a nf o rＧm a t i o n,o i l a n d g a s i d e n t i f i c a t i o n,c o a l s e a m,b u r i e dh i l l i n n o r t h e r nD a g a n gT a nC h a o,N o．１M u dL o g g i n g C o m p a n y,T u a n j i eE a s tR o a d, D a g a n g O i l f i e l d,T i a n j i n,３００２８０,C h i n aO p t i m i z a t i o no fd r i l l i n g a n df r a c t u r i n g t e c h n o l o g y f o rd i r e cＧt i o n a l a n dh o r i z o n t a l w e l l s i nY a nᶄa n g a s f i e l d．D e n g C h a n g s hＧe n g,Z h a n g Y i,X i eX i a o f e i,S o n g J i a x u a n,M i W e i w e i,M a Q i a n g a n dX uM i n．M u d L o g g i n g E n g i n e e r i n g,２０１９,３０(４):２９Ｇ３４I no r d e r t o i m p r o v e t h e s u c c e s s r a t e o f d r i l l i n g a n d f r a cＧt u r i n g o f d i r e c t i o n a l a n dh o r i z o n t a lw e l l s i nY a nᶄa n g a s f i e l d a n de n h a n c e t h e e f f i c i e n c y o f n a t u r a l g a s e x p l o i t a t i o n,m i c r oＧs e i s m i cm o n i t o r i n g o f f r a c t u r i n g f o rv e r t i c a lw e l l sa n dh o r iＧz o n t a lw e l l s i nY a nᶄa n g a s f i e l d i s c a r r i e do u t,t h e c h a r a c t e rＧi s t i c so f d i r e c t i o n a l w e l l f r a c t u r i n g a n d t h e l a wo f f r a c t u r e e xＧt e n s i o na r ea n a l y z e d,a n dt h ec h a r a c t e r i s t i c so f w e l lb o r e s t r u c t u r ec u r r e n t l y u s e di nd i r e c t i o n a lw e l l sa n d h o r i z o n t a l w e l l s a r e s u mm a r i z e d．B a s e do nt h i s,t h e p r o b l e m s i nd r i l lＧi n g a n d f r a c t u r i n g o f d i r e c t i o n a l a n dh o r i z o n t a lw e l l s i nY a nᶄa n g a s f i e l d a r e p o i n t e do u t,a n d t h e c o r r e s p o n d i n g o p t i m i z aＧt i o n s c h e m e i s g i v e n f o r e a c h p r o b l e m．O p t i m i z i n g t h e d i r e cＧt i o n a l w e l ls t r u c t u r ef r o m t r i p l eＧs e c t i o n t o p e n t a dＧs e c t i o n t y p e r e q u i r e s t h a t t h ea n g l ed r o p s i n t os t r a i g h tw e l l s e c t i o n b e f o r e d r i l l i n g i n t o t h em a i n t a r g e t s t r a t a o fY a nᶄa n g a s f i e l d．B y u s i n g o r i e n t e d f i x e da n g l e p e r f o r a t i n g t e c h n o l o g y,t h e e fＧf e c t i v e r e s e r v o i r i s f r a c t u r e db y f o c u s i n g f r a c t u r i n g f l u i da n d p i p en e t w o r k p r e s s u r e,a n dt h ee n d p o i n t o f t h es e c o n ds e cＧt i o no f t h eh o r i z o n t a lw e l l i sa d j u s t e du p w a r dt ot h e m i d d l e a n d l o w e r p a r t o f t h e d e v i a t e dw e l l s e c t i o n．T h i s s c h e m e c a n e f f e c t i v e l y i m p r o v e t h er e c o v e r y r a t i oo fn a t u r a l g a s i nY a nᶄa n g a s f i e l d,w i t h r e m a r k a b l e a p p l i c a t i o ne f f e c t．K e y w o r d s:Y a nᶄa 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l６４１ ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀录井工程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１９年１２月。

第八章定向井、水平井钻井技术前言定向井、水平井钻井技术在国内经过多年的研究、发展，目前已经相对成熟。

但是，就应用地域而言，川东北地区应用定向井、水平井技术相对较晚，由于地质条件复杂，钻井施工期间出现的问题较多，有必要对前期定向井施工中的成功经验和负面教训进行总结、分析，为提高今后钻井队伍对该地区定向井、水平井施工的认知程度，推动川东北地区定向井钻井技术的成熟，形成较为完善的川东北水平井钻井技术方案奠定基础。

一、国内外定向井、水平井钻井技术现状（一）定向井钻井技术简而言之，定向井是指按照预先设计的井斜方位和井眼的轴线形状进行钻进的井。

沿着预先设计的井眼轴线钻达目的层位的钻井方法，称为定向钻井。

定向井技术可以增加油藏泄油面积，提高油气产量，还能够克服地表障碍设定井场、节约用地、降低开发成本、提高经济效益。

定向井通常采用的轨道剖面是“直—增—稳”和“直—增—稳—降—稳”或与之相近的剖面结构,在数量上以“直—增—稳”三段制结构占绝大多数。

对于这种剖面，早期的定向井钻井在造斜点以下井段是分三步施工的,即弯接头+直螺杆定向造斜、转盘钻进增斜和转盘钻进稳斜。

该施工步骤相对而言较为复杂，且由于定向井井眼轨迹的井斜变化和方位漂移量受地层岩性、钻具结构、钻进参数等诸多因素影响,如果没有对相应区块的钻井施工经验，判断和量化分析井斜、方位变化规律的存在一定的难度。

随着弯壳体泥浆马达、高效PDC钻头的研制成功和无线随钻测量技术的发展，导向钻井系统逐步发展，并成为定向井技术发展的最重大的成果。

最初是弯壳体动力钻具与MWD组成的滑动导向钻井系统,近年来又出现了旋转导向钻井系统。

导向钻井系统的最大优点是一套工具下入井内后,可以增斜、降斜和稳斜,可以根据需要钻出不同曲率的井眼,从而大大提高了井眼轨迹控制能力。

如英国BP公司1999年7月在英国WytchFarm油田完成的M16SPZ井，完钻井深11278m，垂深1637m，水平位移达10728.4m。

水平井定向井钻井提速技术措施摘要：随着全球范围内油气资源的大力开采，能源消耗总量逐渐加剧并且逐渐产生了供应不足的现象，资源开发利用和相关开采技术的开发也逐渐受到了全球范围的重视。

在我国现阶段石油资源开采工程中，在各个地区都广泛应用了水平井钻井技术，这一技术在石油开发工程中发挥了十分重要的作用，实现了高效、清洁的油气资源开发。

关键词：水平井；定向井钻井；提速技术；措施1水平井、定向井的概念1.1水平井水平井是一种钻井方式，其特点是在垂直井段之后，通过调整钻头的方向和倾斜度，使井眼在地层中水平或接近水平延伸。

水平井的主要目的是增加油气开采面积，提高产能。

水平井通常应用于油气田开发中，特别是对于低渗透和致密油气储层的开采，能够有效提高采收率。

1.2定向井定向井是一种钻井方式，通过调整钻头的方向和倾斜度，使井眼朝特定的方向延伸。

与传统的垂直井相比，定向井具有更大的井角，可以在地下进行更长的水平或倾斜段。

定向井的主要目的是满足特定的工程需求，例如在地下水勘探中获取垂直井无法获得的水文地质信息，或者在地热能开发中实现更有效的热能采集。

2水平井定向井钻井提速技术的重要性（1）提高钻井效率。

水平井和定向井的钻井过程相对复杂，需要调整钻头的方向和倾斜度，因此钻井速度相比传统垂直井较慢。

钻井提速技术的应用可以有效降低钻井时间，提高钻井效率，减少勘探和开发成本。

（2）增加有效井长。

水平井和定向井可以在更大的地层范围内进行油气开采，有效井长比传统垂直井更长。

钻井提速技术可以减少钻井时间，从而使得更多的井段可以被钻进，进一步增加有效井长，提高油气产量。

（3）改善钻井质量。

钻井提速技术的应用可以减少钻井过程中的不稳定现象，如井眼塌陷、钻头卡钻等，从而改善钻井质量，降低钻井事故风险。

（4）提高油气产量。

水平井和定向井的应用可以增大油气藏的有效开采面积，提高油气产量。

钻井提速技术的应用可以缩短钻井时间，更快地实现油气开采，提高油气产量。

定向井水平井钻井技术目录第一章定向井（水平井）钻井技术概述 (1)第二章定向井、丛式井、水平井设计与计算分析 (19)第三章定向井、水平井井身轨迹控制技术 (34)第四章定向井、水平井测量技术 (60)第五章长、中曲率半径水平井钻井专用工具 (70)第一章定向井（水平井）钻井技术概述第一节定向井、水平井基本概念1、定向井、丛式井、水平井发展介绍定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。

定向井相对直井而言它具有一定的井斜角和方位角，而直井是井斜角为零的井，虽然实钻井眼都存在一定井斜度，但它仍然是直井。

定向井首先是从美国发展起来的，在十九世纪后期，美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。

当时没有考虑控制井身轨迹的问题，认为钻出来的井必定是铅垂的，但通过后来的井筒测试发现，那些垂直井远非是垂直的。

并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。

最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。

早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。

有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚油田钻成的。

第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。

救援井是指定向井与失控井具有一定距离，在设计和实际钻井让救援井和失控井眼相交，然后自救援井内注入重泥浆压住失控井。

目前最深的定向井由BP勘探公司钻成，井深达10654米；水平位移最大的定问井是BP勘探公司于己于1997年在英国北海的Rych Farn油田钻成的M11井，水平位移高达10114米。

我国定向钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步，首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井：玉门油田的C2—15井和四川磨三井，其中磨三井总井深168米，垂直井深350米，水平位移444．2米，最大井斜92°，水平段长160米；70年代扩大试验，推广定向井钻井技术；80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国定向钻井软件到硬件都有了一个大的发展。

胜利油田水平井钻井技术进展与未来展望摘要：20多年来，胜利油田水平井技术取得很大进展，成功解决民薄油层、顶部剩余油、隐蔽油藏等复杂油气藏钻遇率低和有效动用难题，拓展了水平井技术应用范围，油藏开发类型由单一油藏拓展到多种油藏，由单水平井开发拓展到区块整体挖潜，可采油藏厚度由6米拓展到0.8米。

概述了胜利油田水平井钻井技术进展，介绍了胜利油田水平井钻井技术现状，并对下一步技术发展趋势进行了展望。

关键词：胜利油田水平井技术进展展望1 水平井钻井技术发展的必要性水平井钻井技术是在定向井技术基础上发展起来的一项钻井新技术。

由于定向井、水平井能够扩大油气层裸露面积，对于提高油气井单井产量、油气采收率效果显著，特别是对于薄层油气藏、高压低渗油藏以及井间剩余油等特殊油气藏，应用水平井开发具有明显的优势。

所谓水平井，是指井斜角达到或接近90°，井身沿着水平方向钻进一定长度的井。

水平井技术在胜利油田历经22年的茁壮成长，已经从最初的常规水平井技术，逐步发展为短半径侧钻水平井技术、地质导向水平井技术和复杂结构井钻井技术，应用领域逐步扩展到各种不同类型油气藏，先后创造40多项全国第一，获得国家级奖励5项、省部级奖励17项，获授权专利150余项。

2 胜利油田水平井钻井技术进展2.1 水平井钻井技术攻关情况胜利油田于1991年开始进行水平井钻井研究试验第一口水平井堤科1井水平段长505 m，穿过19个油层，收到了良好效果。

随着钻井数量的增加，施工经验越来越丰富，技术水平逐步提高，形成了“长裸眼”井身结构、简化钻具组合等工艺技术，先后完成了一批裸眼水平井，为降低水平井钻井成本、加快钻井速度、迅速推广水平井技术打下了良好的基础。

2.2 水平井钻井技术提高与推广1996一2000年，胜利油田东营油区完成水平井134口，是“八五” 期间胜利油田内部完成水平井数量的3.83倍。

水平井钻井技术已基本满足勘探开发各种难度油气藏的需要。

水平井定向井钻井提速技术措施摘要：传统石油钻井施工作业，大多需要通过组织开采要求和确定施工作业方案完成，为避免出现投入高、时效低等缺点，相关单位应基于投入成本，从方案探讨和开发中总结对石油开采的有利条件，这相比传统的石油开采方法而言，基于成本要素以及工艺技术，探讨钻井深度与设备使用效率之间的关系，更能满足各企业单位对高标准作业、安全开采的需求。

按照不同的工艺技术，以及石油开采中所需投入的成本，可将工艺技术的研究主要分为坍塌问题避免、开采效率提升这两段流程。

这就需要以产生的成本投入量为基准，确定钻井开采方案的同时，对钻井设备、工程参数进行优化，以人为控制和方案管理的方式，确保石油开采的过程稳定。

关键词：水平井；定向井；钻井提速技术引言随着老油田油气开发到后期,各钻探公司在施工难度上都在不断创造新的记录,在胜利海上施工中采用的旋转导向工具多为进口工具,且数量有限,市场供不应求,导致旋转导向工具紧缺。

为防止延误生产,采用常规钻井施工。

常规施工井占比相应增加,但常规导向施工钻井周期较长,机械钻速低,常规导向施工如何提高机械钻速、缩短周期是加快油气开发的重要手段之一。

1定向井钻井工艺技术概述与其他钻井工艺技术相比，定向井钻井工艺技术不仅可以提升油气资源开采效率，而且针对结构特殊的地质，定向钻井工艺技术可以有效降低特殊地质结构对开采效率的影响，降低开采成本，提升钻井流程的合理性，并且也可给予钻井工作更有效的安全保障，提升钻井企业开采效率与经济效益。

与此同时，随着我国油气资源开采的不断扩大，当前定向井钻井工艺技术的应用已经十分普遍，并且可在处于开采后期的油田得到有效应用，使剩余油气资源得到有效开采，进一步发挥处于开采后期油田的价值，降低钻井成本，属于一种节能降耗的钻井工艺技术。

2水平井钻井提速技术应用2.1井眼轨道优化设计技术井眼轨道优化设计在水平钻井过程中具有十分重要的作用，首先需要将地质实际情况作为依据，并对钻井投入情况予以考虑，针对靶前距、造斜点、造斜率等参数进行合理设计；其次，需要充分考虑实际情况实施地质设计，确保设计的科学性、合理性，在井眼轨道设计工作中，需要对钻井液体系、摩阻大小、钻具重量等因素进行分析；最后，对相邻井眼情况予以充分考虑，从而进一步优化各项设计参数。