某水平井钻井方案设计

2. 以煤层气钻井工程为例，进行水平定向钻井轨迹设计或者欠平衡钻井工艺技术设计。

本文选择以煤层气钻井工程为例，进行水平定向钻井轨迹设计。

煤层气，又称煤层甲烷，俗称瓦斯，人们对它爱恨交加。

爱的是它是一种清洁能源，有很大的利用价值；恨的是它是矿难的原因之一。

因此，安全有效地采集煤层气可谓是一举两得的好事。

近些年，部分国家开始用定向钻井技术开采煤层气，取得了良好效果。

定向钻井，简单说就是让向地下竖着打的井拐个弯，再顺着煤层的方向横着打井。

定向钻井采集煤层气的原理同传统方法一样，即通过抽水减压，逼出煤层气，再进行采集。

但两者的区别在于，传统方法只用竖井穿到煤层采集，而横向井顺着煤层的走势大大增加了采气的面积，因而提高了效率。

定向钻井通常在石油和天然气开发中使用较多，但近些年煤炭行业也越来越多地将这项技术用于矿山开采前的瓦斯抽放、排水、矿井探查等方面。

在煤炭领域使用这一技术的主要有美国、澳大利亚、欧洲、南非等国家和地区，而利用这一技术采集、利用煤层气的国家以美国和澳大利亚等国为主。

澳大利亚目前有17个煤矿用定向钻井技术排放井内瓦斯，以确保安全生产。

而悉尼的一家公司在2000年成功地利用这一技术在地下600米深处开出了一口商业用煤层气井。

美国的一些煤矿企业为了矿井安全和开采煤层气也热衷采用定向钻井技术。

在2000年，美国10％的煤层气井都采用了这项技术。

由于这项技术的逐步开发，部分美国和澳大利亚企业的煤层气产量都得到了提高。

资料显示，定向钻井的纵向深度一般在600～1200米，横向煤层钻井长度可达到400米。

据美国某钻探公司的个例统计，采用横井采气比传统的单一竖井采气的初期产量可高出10倍，气井的生产寿命也会增加。

根据对某些项目的估算，运用定向钻井法商业采集煤层气的内部回报率为15～18％，明显高于传统竖井采集法约3％的内部回报率。

1 定向水平井的井身类型井身结构设计原则有许多条，其中最重要的一条是满足保护储层实现近平衡压力钻井的需要，因为我国大部分油气田均属于多压力层系地层，特别是韩城地区，构造复杂，经过大范围地层沉降，上覆地层压力较大，只有将储层上部的不同孔隙压力或破裂压力地层用套管封隔，才有可能采用近平衡压力钻进储层。

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。

水平井钻井地质设计方法X孙建双(大庆油田有限责任公司采油工程研究院,黑龙江大庆　163453) 摘　要:水平井因控制储量大,产量高,生产压差低等特点近年来得到飞速发展。

随着水平井钻井技术的不断发展,利用水平井开发油田越来越受到国内外石油行业的重视。

虽然水平井数量在逐年增多,但一些水平井的生产并不理想,如产量不高、投产时间很短就见水、含水上升快、产油量下降快等。

本文分析利用水平井开发油气田的主要优缺点,提出了成功利用水平井开发油气田的关键和基础是做好水平井钻井地质设计。

阐述了如何让做好水平井钻井地质设计,在设计过程中应该注意的一些问题。

关键词:优化;钻井地质设计;靶点;跟踪设计 中图分类号:T E22 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)09—0066—021　水平井开发油气藏的主要优缺点用水平井开发油气藏的三大优点:水平井较之直井的一个优点就是它增加了井筒和生产层的直接接触面积,且能钻穿多层陡峭的产层;同时也有利于更好地了解目的层的性质;水平井的第二个优点是它可以在地面上同一位置钻成几口水平井,这样可以控制一个很大的含油范围,同时也有利于环境保护;水平井的第三个优点在于它可以开采产层非常薄的油藏,这种油藏用于直井采油时,由于裸露生产层的井筒太短造成经济效益较差,而采用水平井这一矛盾就能够得到很好的解决。

用水平井开发油气藏也有不利的方面:钻井成本较高;一般只能开采1个产层;见水后难以控制,对产量影响大;水平段测井有难度,而且由于钻井液向下方渗透,侵入带与井筒不对称,电测解释的含油气饱和度不准确。

油田开发中研究水平井的主要流程见图1。

图1　水平井开发流程图2　优化水平井钻井地质设计2.1　优化水平段长度和方位水平段长度直接影响水平井的泄油面积、控制可采储量等,要使水平段对其控制储量有较高的动用能力及采收率,应重点考虑的地质因素有油层厚度及物性、原油性质(如黏度等)、所控制的经济合理的地质储量和产能需求等。

煤层气水平井方案1.方案设计1.1选址：选取地质条件良好、煤层埋藏深度适中、含气量较高的地区作为水平井的选址点，避免地质构造复杂、含水层丰富等问题的存在。

1.2井型设计：根据煤层气田的特点，选择合适的水平井井型。

常用的井型有水平主井和支撑井两种。

水平主井负责收集煤层气，支撑井则用于增加井眼的稳定性和增加压裂作业的缓冲地带。

1.3井距设计：井距的设计应根据地质条件、煤层厚度、煤层气含量等因素进行合理安排，以保证煤层气的充分开采。

1.4钻探方法：根据地质条件和煤层厚度，选择合适的钻井方法。

常用的钻探方法有常规钻井、立体钻井、环状钻井等，可根据实际需要选择合适的方法。

2.技术要点2.1钻井方法：常用的钻井方法有钻井绳、钻井管和旋喷法等。

钻井绳法钻井速度快，但要求井眼稳定性高；钻井管法钻井成本低，但作业效率较低；旋喷法结合了两者的优点，常用于煤层气水平井的钻井作业。

2.2完井技术：水平井完井技术是确保煤层气产量和采收率的关键。

常用的完井技术有压裂技术和射孔技术。

压裂技术通过将压裂液注入煤层，使其裂缝扩展，增加煤层的渗透性；射孔技术通过在煤层中钻孔，打通煤层与井筒之间的通道，使煤层气能充分流入井筒中。

2.3井眼稳定性控制：由于水平井位于地下较深处，地应力较大，井眼稳定性较差，需要采取一定的措施进行控制。

例如，在钻探过程中使用加筋套管和套管级间充填物，增加井眼的稳定性。

2.4井壁清洁与防塞措施：在钻井过程中，由于煤层中存在大量的湿气和浮游物质，会导致井壁被污染和堵塞。

因此，需要采取适当的措施进行井壁清洁和防塞，以确保水平井的正常运行。

综上所述，煤层气水平井的方案设计关键在于选址、井型、井距和钻探方法等的合理选择，而技术要点则涵盖了钻井方法、完井技术、井眼稳定性控制以及井壁清洁与防塞措施等方面。

只有在正确的方案设计和技术要点的指导下，水平井才能有效地提高煤层气的采收率和产量。

钻井工程施工方案主要包括工程概况、施工准备、钻井工艺、井控技术、钻井液处理、固井作业、测井和完井等内容。

以下是一份钻井工程施工方案的简要概述：一、工程概况1. 工程地点：某油气田2. 井位：XX区块，XX号井3. 设计井深：XX米4. 设计井型：直井/斜井/水平井5. 地质目的：寻找油气层，提高油气田采收率二、施工准备1. 设备准备：根据井型和设计井深，选择合适的钻机、井架、钻具、泥浆泵、发电机组等设备。

2. 人员准备：组织具备相应资质的钻井队伍，进行技术培训和安全教育。

3. 材料准备：准备钻井液、钻头、钻杆、钻铤、泥浆添加剂等材料。

4. 施工许可：办理相关施工手续，取得施工许可。

三、钻井工艺1. 开孔：采用旋转钻井工艺，钻头直径为XX毫米。

2. 钻进：按照设计参数进行钻进，控制钻速、钻压和转速，保证钻进质量。

3. 测井：钻进过程中进行常规测井，了解地层情况，为井下作业提供依据。

4. 完井：钻进至设计井深后，进行完井作业，包括射孔、试井等。

四、井控技术1. 井控设备：配备完善的井控设备，包括井口装置、泥浆压力计、井控计算机等。

2. 井控措施：钻进过程中，随时关注井口压力、泥浆性能等参数，发现异常及时采取措施。

3. 溢流处理：发生溢流时，立即启动应急预案，采取关井、节流、压井等方法处理。

五、钻井液处理1. 钻井液配制：根据地质条件和井深，合理配制钻井液，保证钻井液的性能稳定。

2. 钻井液维护：钻进过程中，定期检测钻井液性能，及时调整，确保钻井液的性能满足施工要求。

3. 钻井液处理：针对井下情况，采取相应的钻井液处理措施，如加重、减密度、调整粘度等。

六、固井作业1. 固井材料：选择合适的固井水泥、隔离剂、膨胀剂等材料。

2. 固井施工：按照设计要求进行固井施工，包括注水泥、替浆、候凝等过程。

3. 固井质量检测：固井后进行质量检测，包括声波测井、密度测井等，确保固井质量达标。

七、测井和完井1. 测井：钻进过程中进行常规测井，了解地层情况，为井下作业提供依据。

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。

水平井钻井工艺技术引言水平井钻井工艺技术是一种在油气勘探开发中应用广泛的技术，它通过在地层中钻探水平井段，能够有效地提高油气井的产能和采收率。

本文将介绍水平井钻井的一般工艺流程、钻井液的选择和使用、钻头的选择以及井底工具的应用等方面的内容。

一、水平井钻井工艺流程水平井钻井工艺流程是指从井眼设计到井下实施的一系列步骤，下面将介绍水平井钻井的一般工艺流程。

1.井眼设计：根据地层特征和油气开发需求，确定水平段的位置、井眼直径以及水平段的长短等参数。

2.井口施工：进行井口设备安装，包括井口套管的安装、井口井口防喷器的安装等工作。

3.钻井液工艺设计：根据地层特征和钻井液性能要求，确定钻井液的配方和使用方案。

4.钻探井段：根据设计参数，进行钻井液的循环、钻头的下钻、钻进、切换水平井段、控制钻头方位等工作。

5.装备井下工具：根据后续作业需要，部署井下工具，如测斜仪、导向器等。

6.钻进水平段：通过使用导向技术和井下工具，控制钻头沿设计轨迹钻进水平井段。

7.钻井结束：到达设定的钻井参数或达到设计钻井目标时，钻井工作结束，开始下一步的工作。

二、钻井液的选择和使用钻井液在水平井钻井过程中起到冷却、润滑、悬浮废屑和井壁稳定等重要作用。

选择合适的钻井液并正确使用是确保钻井过程顺利进行的关键。

1.钻井液的类型：常见的钻井液类型包括水基钻井液、油基钻井液和气体钻井液等。

根据地层特征、环境要求和工程经济等因素，选择适合的钻井液类型。

2.钻井液的性能：钻井液的性能包括流变性、密度、滤失性、PH值等。

根据地层特征和钻井目标，确定钻井液的性能指标，并进行钻井液调配。

3.钻井液的处理：钻井液采用循环使用，需要定期对钻井液进行处理，包括固相控制、饱和度调整和污染物去除等。

三、钻头的选择钻头是在钻井过程中切削地层的关键工具，选择合适的钻头能够提高钻进速度和钻头寿命。

1.钻头的类型：常见的钻头类型包括三刃钻头、平头钻头、带牙钻头等。

根据地层特征和钻井目标，选择适合的钻头类型。

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