水平井简介

油 天然裂缝
致密砂岩 低压层
水平井的应用
水平井的用途
减少水、气锥
气
水
油
增加油气藏裸露面积
裸露
裸露
水平井的应用
水平井的用途
贯穿裂缝
裂缝系统
跟踪薄油层
水平井的应用 选择水平井考虑的因素
储层深度 储层厚度 储层的驱油机理 孔隙度 绝对渗透率 地层压力 储层岩性 原始饱和度 油气性质（密度、凝固点等） 储层温度 储层垂向限制 油矿线位臵 需要的场地 生产历史 原始储量 剩余储量 套管及井眼尺寸 预备采用完井的方法及采油工艺 经济及市场
成 本
（元/米）
408,924
2347m
325万元
441万元 6m
长半径 914 水平井
中半径 914 水平井
4,977
4,815
2438m 250万元
中半径水平井与直井成本比较
914m
水平井经济效益的评价
影响水平井效益的因素： 初期投入 单位时间油产量 油价 利率 回收期
若把直井的有关参数作为 基本数据，而且一般水平井投入 总高于直井所以在有足够可采储 量的前题下，水平井单位时间油 产量必须高于直井，水平井的效 益才能相对高于直井。这就要求 水平井在油气藏中的井段长度必 须超出某一临界值
垂直测试井眼
Pilot hole 领眼
中半径水平井
52°/100m
稳斜段
72 °/100m 65 °/100m
稳斜段在预计造斜率的 变化上起安全阀作用
目标层
稳斜段
中半径水平井
水平段剖面
简单轨迹水平段
任意轨迹水平段
HORIZONTAL SECTION
水平井目的层靶区（窗口）
水平井 长半径 中半径 最小靶垂 最小靶方位
水平井的应用
不用补充井开采不规则油气藏 限制不希望的地层流体的侵入
水平井的用途
保护油气藏能量，达到最大采收率
穿越直井不能钻到的垂直裂缝性油 气藏 通过额外的油气藏裸露，增大低渗 透油气藏的产量 通过增加油气藏裸露面积，最大限 度地提高低能油气藏的产量
河道砂 礁核 油 水
无法接近的油气藏
四口水平井构成的丛式井组就可以有 效的开采某一储层。在相同情况下，可能 需要20口井才能满足开采要求 二次、三次采油也将从线性注水而不是 径向注水中得到更大收益 水平井钻井最适合于生产井，而不适合 于探井
﹡长半径水平井直井段较短，裸眼 较长，钻井中摩阻很大 ﹡套管下至不稳定地层以上 ﹡增斜段钻穿事故多发地层，裸露 地层较多
水平井类型及比较 国内钻中长半径水平井已经是成熟技术

“八五”期间国内陆上已经完成了“石油水平井钻井成套技术研究”，并钻成水平 井62口，经济效益显著。其35口水平井经济效益：
油田 胜利 华北 大庆 大港 投产井数 24 1 2 3 与直井产量比值 3～ 8 1.8 2.9 ～ 6.3 2.8 ～4 油田 辽河 新疆克拉玛依 投产井数 3 2 与直井产量比较 4.71 2 ～9

裸眼封隔器
优点：生产损失最少、具有隔层的优点 缺点：控制生产能力一般、费用中等以上
表层133/8″ 153/8 ″或171/2 ″
地
层
压力系数 机械钻速
重庆统
1.0
5.5m/h
侏罗系
自流井群
中间套管95/8 ″ 121/4 ″
1.0
6.2m/h 0.8m/h 1.5m/h
须家河 1.15
三叠系
生产套管7 ″ 81/2 ″
雷口坡 1.24
嘉陵江 1.24
1.5m/h
6 ″井眼
中半径水平井开窗侧钻水平井
永久性套管斜向器 开窗侧钻
套管段铣开窗侧 钻
中半径水平井 永久性套管斜向器
永久性套管斜向器
开窗 侧钻工具
中半径水平井
套管段铣
套管
套管 水泥
磨铣段
侧钻磨铣段
水泥
地层
侧钻井眼 地层
中半径水平井水平井井眼净化
井斜0°钻屑在泥浆中沉降 井斜25°～35 °钻屑开始从泥浆中析出，形成岩屑床 并沿井眼下滑 井斜55°～65 °钻屑脱出，形成岩屑床，但停止下滑 井斜90°钻屑脱出，并形成岩屑床 井眼净化清除岩屑床的方法： 增大环空流速 使用较大直径钻杆 井斜0°～45°层流循环 井斜45°～90°紊流循环 增加层流动塑比 减少胶凝强度 旋转和上下活动钻具 短起下钻 起下钻开泵循环 控制钻速
提高水平井效益的途径
降低初期投入 降低钻井费用——选择水平井技术 较高的技术服务公司（采用优化设计、 提高轨道控制质量和成功率）是降水平 井投入的关键。选择水平井工具和测量 仪基本配套的钻井施工队伍。 降低完井费用——在满足要求的前 提下，尽量采用简单的完井方式，是降 低初期投入 的重要环节。 提高单位时间油产量 加强水平井的地质与油藏工程研究与优 化设计，选准层位，较准确的预测油产 量；在目的层中钻出足够长的井段。
摘自《关于水平井经济效益的评价的初步探讨》油科院 苏义脑
目录
水平井应用 水平井类型及比较 中半径水平井及钻井 水平井完井
中半径水平井
中半径水平井的应用
天然裂缝型油气藏
礁岩
裂缝性油气藏
非连续油气藏 水锥和气锥油藏 致密油藏
气锥
水锥
稠油油藏
提高采收率的应用
中半径水平井钻井的应用
中半径水平井井身剖面 中半径水平井
±2m ±1m
±2° ±2 °
目 的 层 垂 深 靶 区
水平井井眼
目的层方位靶区
中半径水平井井底造斜钻具组合
井底造斜钻具
钻杆至地面（在 垂直井眼内） MWD无线随钻
钻铤（在垂直井 眼内）
加重钻杆（穿过 造斜段）
无磁钻铤或无 磁钻杆
无磁钻铤或无磁 钻杆（有防磨带）
低速、高扭矩 造斜马达
钻头
中半径水平井 赤水宝元中半径水平井井身结构
增加泥浆密度 使用水基优质润滑泥浆或油基泥浆 使用天然沥青 下额外套管柱

扭矩和阻力
使井身形状最佳化
使用扭矩和阻力计算机模型
控制钻井产生的固相 使用泥浆润滑剂 尽量减少边钻边改变计划 保持较小狗腿 旋转钻进、加大钻压、定期划眼
其它现场要求
使用顶部驱动装臵有利钻水平井 井场备用水泥车 良好的固相控制设备 足够的入井工具及钻具 备用马达（包括一根比计划造斜率更高 的马达） 备用随钻测量 完整、精确的资料收集
中半径水平井 水平井测量系统及测井
测量工具 电子单点 电子多点 有线随钻导向工具 柔性导向工具 MWD无线随钻测量 造斜点陀螺定向 测井 钻杆输送测井系统
目录
水平井应用 水平井类型及比较 中半径水平井及钻井 水平井完井
水平井完井
下套管固井 8%
水平井完井方式
筛管和砾石充填 8%

中半径水平井 井眼稳定性和井漏
当井斜角增加时：

井眼倾向坍塌的应力要求较高的泥浆密度 破裂压力梯度减小 孔隙压力不受影响 井漏的危险增加 压差卡钻的危险增加 承受井漏的能力减小
该过程导致：



防塌

防漏
尽量减小泥浆密度 尽量减小泥浆粘度 尽量减小抽汲压力和波动压力 泵入堵漏材料 下额外套管柱
短半径水平井径向分支井技术在渤海花岗岩中应用，在7″尾管以下水平段径向侧钻分支成 功（垂深2830m，水平段位移271m，平均曲率半径29m；日产油20m3)。

水平井类型及比较
无比例
66万元
中、长半径水平井与直井 成本比较
单位产层生产成本
井型 直井
269万元 直井：水平井=1：1.3-1.76
产层长 度（米） 6
合计
35
1.8 ～9

国内各油田应用中长半径水平井进行油气田开发： 胜利油田中长半径水平井数以每年30 ～50口的速度增加，2000年完成54口 （平均单井日产液37.3t，平均单井日产油18.5t)，2001年完成52口。截止2001 年底，共完成各类水平井214口，取得良好的开发效果。 新疆石西沙漠油田应用深水平井钻井技术钻井8口（垂深4370 ～4410m) ， 用2.2倍直井的投资获得5倍以上的直井产量（单井日产液125 ～ 362t，单井日 产油92.8 ～ 362t）。

裸眼封隔器
优点：生产损失最少、具有隔层的优点 缺点：控制生产能力一般、费用中等以上

下套管固井射孔
优点：完全控制生产、具有隔层的优点 缺点：无法知道产量损失、费用中等以上
水平井完井 水平井完井方式比较

裸眼
优点：无产量损失、成本最低 缺点：控制生产能力差、裸眼会消失、不可 能弃井

割缝衬管
优点：无产量损失、成本较低、井眼不会消 失 缺点：无法控制生产、不能进行生产测井、 不可能弃井
目录
水平井应用 水平井类型及比较 中半径水平井及钻井 水平井完井
水平井类型及比较
水平井类型
长半径 6.6°～19.7°/100m
水平段长656～1640m
中半径 26 °～65.6°/100m
水平段长492 ～ 1312m
短半径 5°～10°/m
水平段长98 ～ 328m
水平井类型及比较 中、长半径水平井

裸眼封隔器
优点：生产损失最少、具有隔层的优点 缺点：控制生产能力一般、费用中等以上

下套管固井射孔
优点：完全控制生产、具有隔层的优点 缺点：无法知道产量损失、费用中等以上

水平井完井 水平井完井方式比较

裸眼
优点：无产量损失、成本最低 缺点：控制生产能力差、裸眼会消失、不可 能弃井