短半径侧钻水平井技术

中1H侧钻短半径水平井钻井技术蔡　元(中原石油勘探局钻井一公司,河南濮阳457331)摘　要　中1H井是塔中卡塔克1区块的一口侧钻短半径水平井,先后采用了多种较为先进的生产工艺,如锻铣开窗技术、定向侧钻技术、小井眼短半径水平井技术、欠平衡钻井技术、高钙盐钻井液体系的推广应用等,施工程序复杂。

历时142.75d完成了这口技术密集的评价井,试油见到了良好的油气显示,社会效益、经济效益显著。

关键词　中1H　水平井　高钙盐　欠平衡1　地质工程简况 中1H井是塔中隆起塔中10构造带西段卡塔克1区块5号断背斜构造高点的一口评价井,利用水平井技术探测奥陶系鹰山组碳酸盐岩储层的横向变化规律,落实储层产能及液性。

设计垂深5388.26m,斜深5834.66m,最大井斜85.12°,水平段长448.37m。

3 中1H井钻井周期142.75d,机械钻速1.29 m/h,完钻井深5851m,水平位移547.85m,闭合方位298.27°,最大井斜87.74°,水平段长464.07m。

井身结构见表1。

表1　井身结构与套管程序mm×m 序号设 计钻头尺寸×井深套管尺寸×下深实 际钻头尺寸×井深套管尺寸×下深一开444.5×503.16339.7×503.16444.5×503.16339.7×503.16二开311.15×3902311.15×3902244.5×3571三开215.9×5270177.8×(33865268)215.9×5271177.8×(3375.265269.37)四开149.2×5834.66裸眼149.2×5851127×(5118.215428)2　钻井难点(1)锻铣和定向侧钻都处于易垮塌的火成岩地层,可钻性较差,防止坍塌卡钻、保证定向成功率是关键。

浅谈小井眼水平井开窗侧钻钻井技术摘要：石油的开采经历了较长时间，许多油井的情况发生变化，出现老化、报废的情况。

现代的技术发展，小井眼开窗侧钻水平井钻井技术逐步的成熟，为解决油井老化或者报废的问题提供了新的思路。

充分利用该技术能够提高老井的产量及生产效率，恢复报废井。

本文简单阐述了小井眼水平井开窗侧钻钻井技术的概念；工程方案设计，包括侧钻方式选择、井眼轨迹设计、钻具组合及钻井参数设置、测量作业等，并提出了几点质量控制措施，包括井眼轨迹控制、钻井液控制、摩阻及扭矩控制等，为从事小井眼开窗侧钻钻井的人员提供一定的参考与借鉴。

关键词：油田小井眼水平井开窗侧钻钻井技术研究社会的不断进步，各个企业的发展，产业不断扩张，对于能源的需求量激增。

石油产业作为能源行业的重要组成部分，在该社会形势下得到了长足的发展。

油田的开发经历了较长的时间，在开采过程中，油井的情况有了较大的变化，使得需要多油井的产量降低，而被迫停产，设备老化，甚至直接报废等，尤其是西部地区，地层情况十分复杂，周边的环境较为恶劣，在进行勘探及开发时存在较多的困难。

现代科学技术的发展，小井眼开窗侧钻技术即是较为先进的技术之一，其能够提高老化油井的产量，达到较好的经济效益及社会效益。

一、小井眼开窗侧钻水平井钻井技术概述小井眼开窗侧钻水平井钻井技术属于较为新型钻井技术，其综合了定向井技术、水平井技术、小井眼钻井技术等，基本上可以视为钻井工艺发展水平的代表技术。

该技术作用在于能够恢复各种油井的生产效率，包括停产井、套损井、报废井、低产井等，并适用于开发各个类型的油藏，有效的降低油田的综合开发成本。

对于老化的油井，可以充分利用其自身的结构优势，如原有的场地、地面的配套采输设备、成熟的操作流程等，深入开发油藏，有效降低钻井费用，减少套管使用费，避免了地面建设费的投入，从而控制了建设成本，也极大的缩短了施工周期，并有助于保护环境，保障企业的经济效益[1]。

二、小井眼开窗侧钻水平井钻井方案设计1.侧钻方式选择侧钻方式可以根据实际情况合理选择，常用的侧钻方式可以分为段铣侧钻及开窗侧钻两种，二者的优势及缺点均有不同，具体内容如下：①段铣侧钻先在设计侧钻的位置，利用段铣工具铣掉一段套管，注入水泥，再利用侧钻钻具，以定向钻井的方式，打出新的井眼。

侧钻水平井技术及应用侧钻水平井技术是一种在地下开展水平钻探的方法，它是传统垂直钻井技术的一种变体。

侧钻水平井技术的应用广泛，涉及领域包括石油勘探开发、地热能利用、环境工程、水利水电等多个领域。

侧钻水平井技术的原理是通过在井下将钻杆沿着一定的水平方向引导，实现垂直井身转向成水平或略带倾斜的状态，从而在地下形成一系列水平井段。

侧钻水平井可以通过在目标层位进行导向钻进，使得井底位置可以在沿井眼方向上进行相对稳定的偏移。

这种井的性质导致了许多优势，包括增大井段接触面积，提高采收率；提高水平或近水平井段的生产能力；减小油藏压力，提高油井产量；降低井下设备的运行风险等。

侧钻水平井技术的操作主要包括导向钻、侧钻、水平打井等工序。

导向钻是在垂直井管内放置一定的导向工具，通过旋转和推拉操作，使得该导向工具能够使钻杆按一定的倾斜角度与垂直井眼产生相对位移。

侧钻是在导向钻井操作完成后，向井底方向延伸，使得井眼俯仰角度逐渐变小，直至水平。

水平打井是在侧钻完成后，使得井眼与钻井方位保持基本不变，井身水平延伸的过程。

这些操作需要精确的测量控制和工艺参数控制，以确保井段的水平性。

侧钻水平井技术的应用非常广泛。

在石油勘探开发中，侧钻水平井可以增加油气藏的曝露面积，提高油气开采率，特别适用于深水、油页岩和低孔隙度、低渗透度的油藏。

在地热能利用中，侧钻水平井可以提高地热能的开采效率，降低设备成本，增加项目经济性。

在环境工程中，侧钻水平井可以用于地下水采集和地下水污染治理，提高地下水采样的精确性和效率，并减少对地上环境的干扰。

在水利水电领域，侧钻水平井可以用于探寻地下水源，以及地下河道的勘测和开发。

总的来说，侧钻水平井技术是一种能够实现地下水平钻探的方法，它具有许多优势和广泛的应用领域。

随着技术的进一步发展，侧钻水平井技术在资源勘探开发和环境工程等领域的应用将会越来越广泛。

准噶尔盆地石炭系小井眼侧钻短半径水平井钻井技术为落实排66区块地质储量，部署了准噶尔盆地石炭系首口短半径水平井——排664侧井，Φ244.5mm技套内侧钻Φ152.4mm井眼。

文章介绍了轨道优化设计、石炭系地层侧钻方法、降低测量仪器磁干扰技术、钻具组合优化配套和井眼净化等工艺技术。

该井的成功钻探不仅落实地质储量，同时为后续开发井提供了施工经验和技术支持。

标签：准噶尔盆地；石炭系地层；小井眼；短半径；水平井1 简介排664断块位于准噶尔盆地西部隆起车排子凸起北部，勘探程度较低，加上地质结构复杂，石炭系的岩性序列、储集空间、储盖组合、油藏类型等方面的资料缺乏，勘探成果难以突破。

因此，在排664井老井眼基础上，利用小井眼短半径技术侧钻对目的储层进行勘探落实。

该技术的实施不仅避开了上部复杂层段，而且降低勘探费用，缩短钻井周期，该井为准噶尔盆地石炭系地层小井眼侧钻短半径水平井首次成功实施。

2 主要技术难点排664侧井是在排664井Φ244.5mm技术套管下部裸眼段侧钻Φ152.4mm井眼短半径水平井，自侧钻点以深均为石炭系地层，主要技术难点有以下几点：（1）石炭系侧钻困难，石炭系火成岩硬度高、可钻性差、侧钻困难；为减小套管磁干扰影响，侧钻点下压4m，提高了侧钻后轨迹控制难度。

（2）套管（老技套）被磁化导致随钻仪器测量数据不准确，设计磁场强度为57μT，但实钻测量场强为100μT。

（3）造斜率要求高，设计造斜率达80°/100m。

（4）水平段长，设计水平段长529.52m，水平位移600m；钻压传递、钻进困难，根据摩阻扭矩模拟计算350m之前比较好控制，后续井段难度大[1]。

（5）岩屑返出能力差。

由于技术套管尺寸Φ244.5mm，侧钻井眼尺寸Φ152.4mm的现实情况，环空返速低，岩屑返出难；井眼小，钻进时间长，易形成岩屑床。

3 井身结构及井眼轨道优化设计3.1 井身结构设计根据老井的井身结构，结合地层特点、地层压力及钻井技术状况，参考已钻井实钻井身结构，以有利于安全、优质、高效钻井和保护油气层的原则进行设计，充分考虑地层的不确定性，以保证完成钻探目的。

小井眼侧钻短半径水平井钻井技术
小井眼侧钻短半径水平井是一种新兴的钻井技术，它主要是应用于石油勘探、开发和生产过程中，特别是在油气储层中无法进行常规开采或生产的情况下。

小井眼侧钻短半径水平井采用侧钻技术，在原有钻孔的基础上向侧面扩展钻孔，使井筒能够在短距离内穿过厚储层，提高生产效率和采选率。

小井眼侧钻短半径水平井的核心是钻头的设计和控制技术，这是确保钻井效果和生产效率的关键。

它不仅需要有足够强的钻头，而且还需要使用先进的电子技术、控制系统和联机分析等技术来实现井筒追踪、、控制、数据采集和分析，以便更快、更准确地控制方向和位置。

相较于常规单井钻井技术，小井眼侧钻短半径水平井在产能和效益上显然更高。

但也存在着一些潜在的技术和环境问题，例如稳定性、环境污染、数据保存等难题。

因此，在使用该技术时需要全面考虑各种因素，最大限度地减少风险，同时不断技术创新提高钻井技术的效率和成功率。

总之，小井眼侧钻短半径水平井是一种新型的钻井技术，在石油生产领域中具有广泛应用前景。

在保障钻井质量的前提下，高效、精确、安全的钻井技术将为油气储量的开采和生产带来新机遇，为我国的能源供应提供有力支撑。

短半径水平井钻井技术的应用及推广摘要:本文主要介绍了套管开窗侧钻(短半径)水平井钻井配套工艺技术,到目前为止,利用该技术在胜利、塔里木等油田成功地完成了19口井的施工,短半径水平井不但节约钻井成本,而且更多地增大油层裸露面积,尤其是在老井二次利用、较薄油气层、复杂断块和小区块开发,摘要:本文主要介绍了套管开窗侧钻(短半径)水平井钻井配套工艺技术,到目前为止,利用该技术在胜利、塔里木等油田成功地完成了19口井的施工,短半径水平井不但节约钻井成本,而且更多地增大油层裸露面积,尤其是在老井二次利用、较薄油气层、复杂断块和小区块开发,提高了采收率和经济效益,具有一定的推广应用价值。

关键词:短半径;水平井;设计;侧钻;测量方式;推广应用;胜利油田一、概述胜利油田通过套管内侧钻短半径水平井研究,至今已在油田内外完成套管内侧钻水平井约38口,其中侧钻短半径水平井19口。

形成了具有胜利特色的套管开窗侧钻(短半径)水平井钻井配套工艺技术。

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、地面集输管线和计量仪等),合理有效的开发各类油藏,增加可开采储量及石油采出率,在加快产能建设,降低开发成本,回避钻探风险等方面,显示出了巨大的经济价值和潜力。

与钻一口新的水平井或垂直井相比,侧钻短半径水平井能够明显降低相应的钻井和完井费用,是一种投资少、见效快、经济效益显著的油田开发技术,是老油田稳产增产和提高最终采收率的一种有效途径。

二、具体做法1、推广应用的的原理及主要技术措施短半径水平井应用的原理是:用二维、三维轨道设计方法设计井眼轨道,根据陀螺测量的直井段数据进行轨道设计,采用不同井眼尺寸的井下专用工具和配套的MWD无线测量系统,通过完善的工艺技术应用,完成短半径水平井,实现各类油气藏的最优化开发效果。

1.1短半径水平井设计技术。

1.1.1井身剖面设计 ;1.1.2避开三维井身剖面;1.1.3校准老井数据、修正剖面。

短半径水平井技术短半径水平井是在中长半径水平井技术基础上发展起来的一项钻井新技术，该技术能成倍的提高油井产量和提高采收率，改善井网布置，合理有效的开发各类油藏，不但可以节约钻井及油田开发综合成本，尤其是对难以开发的薄油气层，极大地提高了采收率和经济效益。

一、短半径水平井的特点短半径水平井的定义一般是指造斜井段的造斜率大于1° /m的水平井，即曲率半径小于57.3m,又称大曲率水平井。

短半径水平井具有井眼小、造斜率高、曲率半径和靶前位移短等特点。

短半径水平井的主要特点和优缺点见表1。

短半径水平井在国外各大公司中，美国贝克•修斯是具有代表性的一家公司。

七十年代中期，美国的Eastman Whipstock公司通过八年的研究试验，研制出了短半径造斜钻井系统，经改进完善，在美国南部一些油田和加拿大北坡的Knparnk油田广泛应用提高产量4倍以上。

1983年以来设在西德的Eastman Christenden公司又作了进一步改进并完型生产，九十年代初期经过一次较大的兼并,将与钻井技术有关的数家服务公司从资金、人才和技术方面进步了择优调整，组建了能从事钻井“一条龙”服务的Baker Hughes Intep公司，在技术研究和工具仪器方面都有很强的竞争能力,近年来已侧钻段半径水平井300余口。

Sperrg-Sum公司在以发展仪器为主的基础上，已能为提供定向井与水平井钻井的全面服务。

该公司短半径水平井技术也处于领先地位，它的无线随钻MWD和ESS电子多点采用了柔性连接方式,广泛用于短半径侧钻水平井。

目前,短半径水平井的最大水平位移和最长水平段已分别达到953m和600m；开窗侧钻点最大井深已达到7751m。

水平段最长的短半径水平井是美国的Mobil Erdgas-Erdoel Gmbh公司在德国钻成的Reitbrook 308井(120.7mm井眼)，水平段长600m，水平位移953m。

进入80年代以来,国外许多公司在常规水平井钻井技术基础上,开展了超短半径侧钻水平井的研究试验。

TP2CX超深开窗侧钻中短半径水平井钻井技术许孝顺【摘要】The depth of Ordovician oil and gas reservoir in Xinjiang Shaya region is more than 6 900 meters. There are many uncertain factors at such depth,making drilling difficult and highly costly. So the ultra-deep sidetracking medium/short radius horizontal Well TP2CX was drilled after Well TP2. There are many technical difficulties, such as ultra-deep casing sidetracking, poor drillability.high pump pressure in slim hole,difficult transmission of measured signal in deep hole,high formation temperature and the big error in well depth design. In view of these difficulties, the wellbore trajectory design of Well TP2CX was modified, whipstock was used for the casing sidetrack, special MWD and PDM were chosen to adapt the slim hole and high temperature,drilling parameters were optimized, the bits were chosen and drilling string was adjusted to form the drilling technology which is suitable for ultra-deep sidetracking medium/short radius horizontal well. Well-bore trajectory design of Well TP2CX: total depth 7 305. 33 m,BUR: 78. 40°/ 100m, horizontal displacement 465.85 m. The modified well-bore trajectory design of Well TP2CX: BUR 66. 67°/100m; total depth 7 453. 00 m, horizontal displacement 565. 88 m. The technology used in Well TP2CX was very successful for ultra-deep casing sidetrack, effectively solved the issue of the reservoir depth error,avoided unnecessary tripping because of MWD and motor failure,shortened drilling cycle by 26 days,improved ROP,and reduced drilling cost.%新疆沙雅地区奥陶系中统一间房组油气藏埋深超过6900 m,未知因素多、钻井难度大、成本高.为此,在TP2井基础上套管开窗侧钻完成了1口评价井——TP2CX中短半径水平井.该井钻进中遇到开窗点超深、地层可钻性差、小井眼泵压高、深井测量信号传输困难、地层温度高、设计油藏埋深累计误差较大等技术难点.为此,对设计的井眼轨道进行了修正,采用卡瓦坐封式斜向器进行开窗作业,选择适合小井眼和耐高温的无线随钻仪器、螺杆钻具,优化了钻井参数,选择了钻头,调整了钻具组合,形成了适用于超深开窗侧钻中短半径水平井的钻井技术.TP2CX井设计井深7305.33m,全角变化率78.40°/100m,水平位移465.85 m;轨道修正后全角变化率为66.67°/100m,实际开窗点井深6789.42m,完钻井深7453.00m,水平位移565.88m.该井实现了超深开窗一次性成功,有效解决了油藏埋深误差较大的问题,避免了在超深井中无线随钻仪器和螺杆钻具易失效而引起的起下钻作业,比设计钻井周期缩短26 d,提高了钻井时效,大大降低了钻井成本.【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2012(040)003【总页数】5页(P126-130)【关键词】超深井;水平井;套管开窗;井身结构;TP2CX井【作者】许孝顺【作者单位】中国石化胜利石油管理局钻井工程技术公司,山东东营257064【正文语种】中文【中图分类】TE243新疆沙雅地区奥陶系中统一间房组油气藏埋深超过6 900m，所钻井为超深井，且未知因素多、钻井难度大、成本高。

海上中短半径侧钻水平井在设计中的难点及对策中短半径侧钻水平井技术是老油田挖潜增效的有效手段，渤海油田目前应用较少。

结合渤海油田首口海上中短半径侧钻井，分析了海上中短半径侧钻水平井钻井难点及对策，为后续井提供了技术指导，为低效井的再利用找到了新思路。

标签：海上；中短半径侧钻；水平井；有限元分析Abstract：The technology of sidetracking horizontal well with medium and short radius is an effective means of tapping potential and increasing efficiency in old oil field，but it is seldom used in Bohai oilfield at present. Based on the first offshore short radius sideway drilling in Bohai Oilfield，the difficulties and countermeasures of offshore short radius sidetracking horizontal well drilling are analyzed，which provide technical guidance for subsequent wells and find a new way of thinking for the reuse of low efficiency wells.Keywords：offshore；short radius sidetracking；horizontal well；finite element analysis渤海油田年递减率约14.7%，受井槽限制，钻调整井是老井恢复产能最有效的手段。

中短半径侧钻水平井是将套管开窗与中短半径水平井结合起来的特殊技术。

短半径侧钻水平井实施工艺研究篇一最近我参与了短半径侧钻水平井实施工艺的研究，这就像是一场在地下世界的冒险之旅。

我先跟着团队来到了油田现场，那一个个高耸的井架就像巨人一样矗立在大地上。

我们要在一口老井的基础上进行短半径侧钻，这老井就像一位饱经风霜的老人，等着我们给它来一场“华丽变身”。

我看着那井口，心里既兴奋又有点小紧张，不知道接下来会遇到什么挑战。

我们开始做前期的准备工作，检查各种设备和工具。

我负责检查侧钻的钻头，这钻头可是关键家伙。

我拿着它左看右看，就像在打量一件稀世珍宝。

突然，我发现钻头的一个齿有点磨损，我大喊：“哎呀，这钻头的牙齿好像不太锋利了，这可不行，得换一个。

”同事们围过来一看，也觉得是个问题。

于是我们赶紧在工具库里翻找合适的钻头，这找钻头的过程就像在寻宝，各种型号的钻头琳琅满目，好不容易才找到一个完美匹配的。

准备工作做好后，就开始侧钻啦。

当钻头缓缓钻进井壁的时候，我耳朵紧紧贴着钻杆，想听一听地下的动静。

那声音“嗡嗡”作响，就像地下有个小乐队在演奏。

我心里琢磨着：“这钻头在地下是不是正顺利地开辟新通道呢？”随着钻进的深入，我们遇到了地层硬度变化的问题。

有时候钻头轻轻松松地就往前钻，我就高兴地说：“嘿，这地层还挺软和，钻头像切豆腐一样。

”但有时候，钻头就像碰到了硬骨头，转速明显下降，我又着急地喊：“哎呀，这下面怎么这么硬，钻头会不会被卡住啊？”为了应对地层硬度的变化，我们开始调整钻井液的参数。

这钻井液就像钻头的“润滑剂”和“保镖”。

我和同事们围在配液罐旁边，像一群厨师在调配特殊的“菜肴”。

我们小心翼翼地往钻井液里添加各种化学药剂，一边加一边搅拌，眼睛紧紧盯着仪表，生怕加错了量。

调整好钻井液后，钻头果然又恢复了活力，继续勇往直前。

经过好几天的奋战，我们终于完成了侧钻部分，开始进入水平井段的施工。

这时候，井眼的轨迹控制就变得尤为重要了。

我们通过各种仪器监测井眼的走向，就像给钻头装上了“导航仪”。

墨西哥短半径水平井钻井技术摘要：本文介绍了中石化墨西哥EPC项目Altamira1002H通过优化短半径井水平井剖面设计，优选钻具组合及现场实验，进行有磁条件下的精确定向侧钻技术，高造斜率定向轨迹控制及测量技术研究，为该项目以后的短半径水平井的施工提供有效的技术手段。

关键词：Altamira1002H 短半径水平井轨迹控制1 简介Altamira1002H是中石化EPC项目第一口短半径水平井，地处墨西哥东部Tamaulipas省，目的层位Ksf，油藏埋深420～567m，油层厚，地质构造复杂，有断层、裂缝易产生井漏、井涌。

该油田是墨西哥最早开发的油田之一，随着钻井技术的发展，近几年来，用短半径水平井开发该油田已取得了可观的经济效益。

短半径水平井技术的显著优点是：容易在小尺寸井眼快速造斜，易实现欠平衡钻进。

2 Altamira1002H井施工难点本井主要技术难点有：①由于油层提前，侧钻点仅位于套管鞋下方5m处，初始侧钻段，受技术套管的影响，会存在严重的磁干扰，难以确定准确的造斜方向，在增斜井段内也不可能进行较大范围的方位调整，因此实现在有磁条件下的精确定向侧钻难度很大。

②本井造斜段井眼曲率大，设计造斜率达到63.66°/100m，在水平段延伸的钻进中，采用滑动方式钻进，由于摩阻大，易发生钻柱”自锁”现象，施加钻压困难；采用旋转方式钻进时，处于高曲率井段的钻柱，受到较大弯曲应力影响，易发生疲劳破坏，导致井下复杂。

③在高造斜率条件下，现有常规随钻测量仪器不能有效工作，出现不能下至预定测量位置或弯曲损坏的情况。

3 Altamira1002H井轨迹控制技术3.1 侧钻段（435.00～448.37m）钻具组合：Φ152.4mm牙轮钻头+Φ120mm（3?）单弯动力钻具+331×310定向直接头Φ120mm无磁钻铤×1根+Φ89mm加重钻杆×20根+Φ120mm钻铤×6根+Φ120mm随钻震击器+Φ120mm钻铤×6根+Φ89mm斜台阶钻杆施工井段：435.00～448.37m，段长：15.37m。