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径向水平井技术发展及工具特点刘平全【摘要】径向水平井技术可以向储集层沿径向钻出长达50～100 m的生产流道,有效穿透泥浆污染带,成倍增加泄油面积,以提高油气单井产量.该技术通过转向器实现钻井轨迹由垂直到水平的位置转换,采用螺杆马达带动万向节及铣刀旋转,对油层套管实施开窗,然后下入喷射软管和喷射钻头,利用水力破岩机理,对油层实施喷射钻进.应用结果显示,该水力喷射钻进技术适用于松软地层,对硬地层钻进效果差.国外Max PERF径向钻孔技术,采用半刚性钻杆+金刚石钻头切削破岩钻进方式,对硬地层钻进具有明显优势,是径向水平井技术领域的发展趋势.%Ultra Short Radius Drilling System (USRDS) can drill up to 50 m to 100 m perforation into the reservoir along the radial direction from wellbore,in order to penetrating the mud belt and increasing the drainage area for improving the production of well.The USRDS Transited the drilling trajectory from vertical to horizontal by diverter and the screw motor and Cardan shaft driving the milling cutter to drill a hole of the oil casing,then the injection hose and the jet bit is putted into the well and drilled into the oil layer by hydraulic jetting.According to the results of application,the hydraulic drilling was effectively in soft formation but hard formation.The maxperf drilling system was introduced which was consisted of semi-rigid drillpipe,diamond bit and so on it has a more significant effect on hard formation.It will be the future trend of USRDS.【期刊名称】《石油矿场机械》【年(卷),期】2018(047)001【总页数】5页(P23-27)【关键词】径向水平井;技术;工具【作者】刘平全【作者单位】长城钻探工程有限公司工程技术研究院,辽宁盘锦124010【正文语种】中文【中图分类】TE921在钻完井及修井等过程中，地层不可避免地都将受到钻井液及固井水泥浆的伤害，造成近井地带渗透率下降，形成污染带。
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近年来油气勘探领域中的重要技术之一。
该技术充分利用了水平井的优势，使油气渗透率得到提高，同时减少了井底垂直井段，使得交错部位的储层能够被充分开发。
本文将对油田水平井钻井技术的现状及发展趋势进行浅析。
钻井技术现状一、图形化建模图形化建模是利用三维可视化技术对地下储层进行模拟预测和钻井优化的方法。
利用该技术，能够准确的预测储层的石油含量和优化钻井参数，可以减少钻井的时间和成本。
目前该技术已经在国内外油田得到广泛应用。
二、钻探技术目前，钻探技术已经成为油井开发中的关键技术之一。
钻机的类型和机械能力影响到井壁质量和孔径。
随着技术的不断进步，目前钻机具有更强的钻探力和精度，可以钻出高质量的井眼。
三、完井技术完井技术是展开水平井产能的重要关键之一。
其中重要的技术之一是破裂治理技术。
破裂治理技术可以增加井壁的孔隙度和渗透率，提高油气的采收率。
目前该技术在国内外油田得到广泛应用。
发展趋势一、深水区水平井开发随着深水区海洋石油资源的日益枯竭，能够大规模开发的水平井技术将会有更广阔的应用前景。
深水区水平井的钻探需要克服更大的挑战，同时对设备和工厂的要求也更高。
海洋油气勘探和开发的技术将会得到进一步的提升和发展。
二、多井段开发技术随着储层的复杂性越来越高，多井段开发技术将会有更广泛的应用。
该技术可以利用更多的水平井段进行开发，从而更好地开发储层。
随着破裂治理技术和开采技术的不断提升，多井段开发技术将会取得更好的发展。
自动化钻探技术是迅猛发展的技术之一，目前已经能够实现自主决策和自动钻探。
该技术可以提高钻井效率、减少工人对现场的操作，同时对于开发深水区水平井具有很好的应用前景。
总体来说，油田水平井钻井技术的现状已经很成熟，同时也有很大的发展潜力。
油田水平井钻井技术发展的主要趋势包括深水区水平井开发、多井段开发技术、自动化钻探技术等。
同时，随着破裂治理和完井技术的不断提升，油气勘探和开采将会变得更加高效和可持续。
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。
水平井钻井技术进展研究1概述水平井钻井技术被认为是石油钻井工程领域中最重要的创新技术之一。
从20世纪80年代开始，欧洲和美洲大规模开展水平井钻井作业，使水平井钻井技术得到了快速发展，随着钻井技术的巨大进步，目前最长的水平井已经达到15000m（俄罗斯石油公司，2017年）。
但从油气资源开采角度来说，大多数水平井只需要1000～3000m的水平段即可。
在2000年以后，非常规资源的开采规模大幅度增加，三维多目标定向井数量也大幅度增加，先进的钻井技术使一口水平井的油气产量就可以相当于以前十几口直井的效果，水平井钻井技术的发展不但意味着钻井成本的大幅度降低，还可以减少对空气、水等自然环境的污染，同时在地面布井数量的减少，也降低了对土地资源的消耗，有利于对环境的保护。
本文讨论了目前水平井钻井的类型和在钻井工程领域取得的进展。
2水平井钻井技术进展2.1套管钻井技术最初的套管钻井技术是将钻头直接连接到套管末端并钻达目的层位的一种钻井方式。
早在1901年，德克萨斯州博蒙特的Spindletop油田就使用过套管钻井技术。
该钻井技术使用旋转钻井工艺，该工艺将液压膨胀钻头与套管连接在一起后钻井，钻井过程结束后取下钻头。
1930年以后，旋转钻井工艺逐步取代了冲击钻井工艺。
经过近年来的发展，套管钻井工艺已经成为一种新型钻井技术，该技术可以减少钻井时间和计划外钻井事件的发生率。
在常规钻井中，每次更换钻头或更换井下设备时，必须将整个钻柱从井眼中取出，拆卸并重新组合钻具是一个十分耗时的过程，并且在等停过程中，会使井眼处于静止和完全裸露状态，从而使其面临各种潜在的风险问题，在页岩地层钻井过程中，这个问题尤其严重。
而套管钻井技术，不使用钻杆，而是使用与标准井下套管相同尺寸的特制套管进行钻井。
钻头和其他井下工具锁定在套管的接头上，具有随时循环井筒的能力。
由于套管保留在井中并始终保持循环，因此井筒完整性得到很好的保护，从而降低了坍塌、漏失和剥落掉块等意外事故发生的可能性，也减少了地层中的石油或天然气进入井中引起井涌或井喷的风险。
径向水平井钻井技术的探讨【摘要】长期以来，国内大部分油田采用的都是直井钻采工艺，而国外一些发达国家采用的水平井钻井技术不论是在工艺还是在作业效率上都要远远优于直井工艺。
为了进一步提高国内油田的钻采作业效率和油气产量，应当积极应用水平井钻井技术。
基于此点，本文首先分析了水平井钻井技术的应用现状，并在此基础上对径向水平井钻井技术展开深入探讨。
期望通过本文的研究能够对我国油田产量的提高有所帮助。
【关键词】径向水平钻井钻杆完井技术1 水平井钻井技术的应用现状分析目前，水平井数量的不断增长与石油钻采行业对钻井技术的“两低一高”要求有着密不可分的关系。
在短短的几年里，全世界的水平井完井总数呈几何数增长，多分布在美国和加拿大这两个国家，我国也逐渐开始重视水平井钻井技术，并在多个油田中获得了非常迅速的发展，应用的油藏类型主要包括低压低渗透砂岩油藏、火山喷发岩油藏、稠油油藏等等。
从经济性的角度上讲，边际油藏开发的低成本、高效率是推动水平井钻井技术快速发展的主要动力之一。
现如今，在我国有很大一部分油田的水平井和定向井的年增长数量都超过直井数量，如胜利油田等等，随着水平井数量的不断增多，使石油钻采的成本大幅降低，究其根本原因是水平井的产量来远远大于直井产量，单井产量的提升实质上就是单井成本的降低，这也是水平井在国内各大油田获得广泛应用的根本原因之一，相应的水平井钻井技术也获得了进一步发展和完善。
与此同时，与该技术相配套的工艺也获得了显著提高，由原本单一的随钻测量发展为随钻地质导向仪，这为水平井的钻井施工提供了强有力的技术保障。
就国外一些发达国家而言，他们的水平井钻井总费用已经降至直井费用的1.5倍左右，有些水平井甚至仅为直井费用的1.2倍，同时水平井的产量相当于直井产量的4-8倍，由此可见推广应用水平井对于提高油田的经济效益意义重大。
受各方面技术成熟和钻井数量增加的影响，国内水平井的钻井和完井成本呈现出直线下降趋势，水平井钻井技术也逐步成为提高油田采收效率的有效途径。
水平井钻井液技术进展摘要：水平井有浅井、中深井和深井水平井，钻井液针对井眼稳定、减阻防卡、井眼清洁和油气层保护等关键技术进行了深入研究和实践应用，形成了具有油田特色的水平井钻井液技术体系。
关键词：钻井液水平井井眼稳定油气层保护水平井钻井，不论是浅井、深井，进入造斜段和水平段后摩阻都比直井要大，完井大多需要下入完井管柱，减阻防卡技术不容忽视。
通过对水平井携岩能力和井眼清洁的控制以及对低压储层易漏，水平井防漏堵漏技术和油气层保护等，这些是钻井液必须解决的关键技术。
水平井钻井液体系基本上能适应从浅井到深井水平井的需要。
浅井地层埋藏浅、欠压实，胶结强度低；深井中下部地层的泥岩水敏性强，硬脆性泥岩易剥蚀掉块、垮塌，通过研究形成了水平井井眼稳定技术。
水平井钻井，不论是浅井、深井，进入造斜段和水平段后摩阻都比直井要大，完井大多需要下入完井管柱，因此应用了减阻防卡技术。
通过对水平井携岩实践经验进行总结，形成了井眼清洁的控制原则。
这些针对水平井钻井实际需求，对钻井液必须解决的关键技术进行研究和应用，取得了良好的效果，保证了水平井钻井、完井作业的安全和施工顺利。
一、井眼稳定研究1.失稳机理1.1地质原因这类泥页岩地层主要位于中深部，在侏罗系、三叠系、二叠系和石炭系都有分布，以弱膨胀性粘土矿物为主，主要成分是伊利石、伊/蒙混层和少量高岭石、绿泥石。
由于上覆地层的压实作用，这类泥页岩的颗粒排列定向程度明显增加，微裂隙、层理发育，为钻井液滤液进入提供了条件。
1.2钻井液滤液对泥页岩的作用水敏性强的泥页岩，水化作用造成岩石内膨胀压增加，破坏了岩石的有效应力，使得岩石颗粒间胶结强度降低，随着水化作用时间的延长，使泥页岩逐渐分散成薄片，引起掉块。
1.3物理作用1.3.1钻柱对井壁的机械碰撞1.3.2钻井液液流对井壁的冲刷作用。
2.技术思路2.1力学稳定：使用合适的钻井液密度达到力学平衡，利用径向支撑应力稳定井壁。
2.2有效封堵：通过有效封堵和形成致密泥饼的方法来维持这个径向支撑，同时，降低钻井液滤液的侵入。
径向水平井技术简介长城钻探工程技术研究院一、技术概要径向水平井技术是近年发展起来的一项新技术；技术原理在油层部位钻孔，利用高压水力破岩作用在油层中的不同方向上钻出多个径向水平井眼，从而增大泄油面积，有效提高储层动用程度及最终采收率。
长城钻探工程技术研究院经过三年研究攻关，突破了套管钻孔和喷射钻进等核心技术，采用全部自主研发的工具，成功进行了三口井试验。
形成了自主知识产权超短半径径向水平井工具系统。
试验井产液量平均增加2倍以上，显示了该套技术良好的应用前景。
超短半径径向水平井示意图二、技术需求大部分老油田已进入开发的中后期，面临以下问题：1）单井产量逐年下降；2）大量的剩余储量不能被有效开采；3）低品位油气藏达50%以上。
三、技术优势径向水平井是低成本提高单井产量有效的一种技术手段，具有以下几方面优势：1）直井改造，节省建井成本；2）小修作业机配合施工，成本低；3）直井管理，生产、配套、维护成本低。
四、技术特点1、增大采油半径，提高采收率各分支径向喷射长度达50～100m。
单井的采油半径大大增加，油井的采油速度及最终采收率都将得到提高。
国外应用效果表明，该技术增油效果明显，增加产量一般在50%～500%。
主要应用于以下几方面：1）可增大生产层供油面积2）可穿透井眼污染区域3）可改善地层渗透性4）可改善注水效果5）可降低底水锥进速度2、施工成本低，周期短1）地面设备体积小，运行成本低需小修作业机即可满足施工作业2）对套管无破坏套管不需要段铣、不需完井五、适用范围1、主要适用井况1）新井完井2）老井二次完井3）油井解堵4）注水井解堵2、适应油层1）适应的地层主要是中高压中低渗油层，如砂岩、泥质粉砂岩、泥页岩等具有一定孔隙及层理的沉积地层，同时也适用于灰岩油层、煤层。
2）油层应具有一定的厚度，一般有效厚度应大于2米，且油层平面较为发育，均质性较好3）油层油水分布情况清楚4）油层上下隔层发育良好5）井筒状况良好6）油层不存在严重的出砂现象六、施工需要的主要地面设备及井下专用工具1、作业机1台（21米）2、400型水泥车1台3、Φ73mm油管(建议使用外加厚油管)4、供水罐车1台5、高压泵等6、井下专用工具：钻孔工具系统、喷射工具系统等七、主要技术指标1、套管钻孔孔径：φ25mm2、地层水平井眼孔径：φ30mm～φ50mm3、水平距离：30～50m八、目前能够施工井型1、油层套管尺寸：5 1/2″2、井深3000米3、套管内通径≥118mm4、井斜不大于30度。
超短半径径向水平井新技术及其在煤层气开采中的应用张 义 鲜保安 赵庆波 鲍清英 张继东 高 颖(中国石油勘探开发研究院廊坊分院,河北廊坊 065007)摘 要:超短半径径向水平井钻井技术是近几十年来发展起来的一项新型油田增产技术。
利用该技术在早期或老期油气井、压裂效果不好的探井以及近井地带污染/堵塞严重的已开发井中开展试验,取得了较好的增产效果,但由于转向系统、水力破岩钻头等几项关键技术问题,一直没有得到大面积的推广应用。
本文在分析常规径向水平井转向系统、破岩钻头等关键技术优缺点的同时,介绍了这几项关键技术近几年来国内外取得的新进展及其在煤层气钻井中的优势。
关键词:径向水平井 转向系统 水力破岩钻头 煤层气 旋转Study on New Technologies of Ultra -short Radius Radial HorizontalWells and Application in Coal -bed Methane DevelopmentZhang Yi ,Xian Bao 'an ,Zhao Qingbo ,Bao Qingying ,Zhang Jidong and Gao Ying(Langfang B ranc h ,R esearc h Institute of Petroleum E xploration and Development ,Petrochina ,H ebei 065007)A bstract :Ultra -short radius radial horizontal wells technology is a ne w stimulation for oil development in re -cent years .It has got a good stimulation effect in old oil or gas wells ,bad fractured wells ,and near borehole dama ge wells .However ,this technology has not been used widely due to some critical technologies 'pr oblems such as turning system ,hydraulic r ock -breaking bit ,etc .In this paper ,both pr os and cons of the critical technologies of common radial horizontal wells technology are analyzed .Meanwhile ,new progresses and advan -tages in CB M drilling of these critical technologies both home and abroad are also introduced in detail .Keywords :Radial horizontal well ;turning system ;hydraulic rock -breaking bit ;CBM ;revolving 美国的Bechtel 和Petrophsics 两家公司在20世纪80年代联合研制出利用高压水射流钻头通过特制井下转向器进行径向水平钻进的钻井系统。
doi:10.11911/syztjs.2023030引用格式：袁建强. 中国石化页岩气超长水平段水平井钻井技术新进展与发展建议[J]. 石油钻探技术，2023, 51（4）：81-87.YUAN Jianqiang. New progress and development proposals of Sinopec’s drilling technologies for ultra-long horizontal shale gas wells [J]. Petroleum Drilling Techniques ，2023, 51(4)：81-87.中国石化页岩气超长水平段水平井钻井技术新进展与发展建议袁建强（中石化石油工程技术服务股份有限公司, 北京 100020）摘 要: 为实现页岩气超长水平段水平井高效开发，中国石化围绕页岩气地质选区评价、装备配套、降摩减阻、低成本高效地质导向、钻井参数分层优化、长寿命高效破岩工具及高效固井等技术进行攻关研究，成功实施了水平段长度超过2 700 m 的水平井15口、超过3 000 m 的水平井5口，初步形成了4 000 m 页岩气超长水平段水平井钻井技术，有力支撑了东胜区块、焦石坝区块等页岩气的高效开发。
概述并分析了中国石化页岩气超长水平段水平井钻井技术的新进展，分析认为，与国外相比，中国石化页岩气超长水平段水平井钻井技术仍存在较大差距，因此建议重点攻关地质选区及评价、关键提速工具、高效钻井液体系、降摩减阻和套管下入与长效封固等关键工具与技术，为实现超长水平段水平井安全高效钻井提供技术支撑。
关键词: 页岩气水平井；超长水平段；钻井技术；技术进展；发展建议；中国石化中图分类号: TE243 文献标志码: A 文章编号: 1001–0890（2023）04–0081–07New Progress and Development Proposals of Sinopec’s Drilling Technologiesfor Ultra-Long Horizontal Shale Gas WellsYUAN Jianqiang(Sinopec Oilfield Service Corporation, Beijing, 100020, China )Abstract: In order to achieve the efficient development of ultra-long horizontal shale gas wells, Sinopec made breakthroughs in technologies such as evaluation of geological area selection, supporting equipment, friction reduction, low-cost and efficient geo-steering, layered optimization of drilling parameters, long-life and efficient rock breaking tools, and efficient cementing, etc. As a result, 15 horizontal wells with a horizontal section of more than 2 700 m and 5 wells with a horizontal section exceeding 3 000 m have been drilled. The technical system for the drilling of horizontal shale gas wells with an ultra-long horizontal section of 4 000 m was formed preliminarily. The above have provided strong support for efficient shale gas development in the Dongsheng Block and the Jiaoshiba Block. However, there is still a big gap between Sinopec’s shale gas ultra-long horizontal well drilling technologies and those of foreign countries. Hence, it was suggested that breakthroughs should be mainly made in tools and technologies including the selection and evaluation of geological areas, key speed-up tools, efficient drilling fluid systems, friction reduction techniques, and casing running and long-term cementing technologies, etc. In this way, it would provide technical support for realizing safe and efficient ultra-long horizontal well drilling.Key words: shale gas horizontal well; ultra-long horizontal section; drilling technology; technological progress;development proposal; Sinopec超长水平段水平井一般指水平段长度大于3 000 m 的水平井。
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM2013-2014学年第二学期《石油天然气机械工程前言》结业论文径向水平井技术进展院系：机械与储运工程学院专业：姓名：学号：完成日期：2014年4月20日径向水平井技术进展×××（中国石油大学(北京) 机械与储运工程学院北京102249）摘要：长期以来，国内大部分油田采用的都是直井钻采工艺，而国外一些发达国家采用的水平井钻井技术不论是在工艺还是在作业效率上都要远远优于直井工艺。
为了进一步提高国内油田的钻采作业效率和油气产量，应当积极应用水平井钻井技术。
基于此点，本文首先分析了水平井钻井技术的应用现状，并在此基础上对径向水平井钻井技术展开深入探讨。
关键词：水平井径向技术发展Progress in Radial horizontal wells(Chinese University of Petroleum, Beijing 102249 )Abstract：For a long time, most of the domestic oil drilling vertical wells are used in the process, and horizontal drilling technology used in some foreign countries, whether in technology or in the operating efficiency of the process to be far better than vertical wells. To further improve the efficiency of drilling operations and domestic oil and gas production, and should be actively applied horizontal drilling technology. Based on this point, this paper analyzes the application status of horizontal well drilling technology, and on this basis, the radial horizontal drilling technology in-depth discussion.Key words：Horizontal wells Radial direction Technology Developing0 前言径向水平井，全称为超短半径径向水平井，也称为超短半径水平井(如图1)。
它是利用高压水喷射破岩，在一口井的同一油层或不同油层内沿径向钻出一个水平井眼(曲率半径仅为(6 >D) ，以增加油层的泄油面积来提高油井采收率。
图1 超短半径径向水平井钻井系统随着我国东部油气田开发进入中后期，老井、枯竭井的数量不断增加，新探明储量严重不足，未动用储量大多数属于低渗透、稠油、薄油层以及裂缝性油气藏。
老油田的开发还面临着注水压力高、边缘井采收率低等难题。
径向水平钻孔技术已在开采复杂油气藏中显示了诸多优势!逐步成为老油田挖潜、稳产的有效手段，同时也为煤层气单井产量的增加提供发展方向。
1 径向水平井概述1.1 水平井应用现状分析目前，水平井数量的不断增长与石油钻采行业对钻井技术的“两低一高”要求有着密不可分的关系。
在短短的几年里，全世界的水平井完井总数呈几何数增长，多分布在美国和加拿大这两个国家，我国也逐渐开始重视水平井钻井技术，并在多个油田中获得了非常迅速的发展，应用的油藏类型主要包括低压低渗透砂岩油藏、火山喷发岩油藏、稠油油藏等等。
从经济性的角度上讲，边际油藏开发的低成本、高效率是推动水平井钻井技术快速发展的主要动力之一。
现如今，在我国有很大一部分油田的水平井和定向井的年增长数量都超过直井数量，如胜利油田等等，随着水平井数量的不断增多，使石油钻采的成本大幅降低，究其根本原因是水平井的产量来远远大于直井产量，单井产量的提升实质上就是单井成本的降低，这也是水平井在国内各大油田获得广泛应用的根本原因之一，相应的水平井钻井技术也获得了进一步发展和完善。
与此同时，与该技术相配套的工艺也获得了显著提高，由原本单一的随钻测量发展为随钻地质导向仪，这为水平井的钻井施工提供了强有力的技术保障。
就国外一些发达国家而言，他们的水平井钻井总费用已经降至直井费用的1.5倍左右，有些水平井甚至仅为直井费用的1.2倍，同时水平井的产量相当于直井产量的4-8倍，由此可见推广应用水平井对于提高油田的经济效益意义重大。
受各方面技术成熟和钻井数量增加的影响，国内水平井的钻井和完井成本呈现出直线下降趋势，水平井钻井技术也逐步成为提高油田采收效率的有效途径。
1.2 径向水平井工作原理径向水平井是近几年蓬勃发展的一种新兴钻井技术，它是指井眼曲率半径比常规短半径水平井更短的一种井型，是常规水平井钻井技术继续深人发展的产物,其工作流程主要包括套管开窗和地层钻进两个过程[5]。
其原理是先用开窗钻头在油层部位的套管上磨铣开孔(图2)，然后使用软管传递扭矩和钻压，借助高压射流的水力喷射[1,2]作用和小型钻头旋转破碎作用破碎地层，在油层中的不同方向上钻出多个井眼，如图3所示。
图2 套管开窗图3 地层钻进1.3 径向水平井地层钻进原理径向水平井地层钻进工具主要组成部分有喷射钻头、软管、马达、下行杆、进液装置、导向器和各种变扣接头等零部件。
关键零部件的功能如下：(l)喷射钻头起喷射和旋转破碎地层的作用；(2)软管起给钻头传递扭矩和传输高压流体的作用；(3)马达依靠高压流体的压力旋转,是喷射钻头旋转的主要动力来源；(4)下行杆受高压流体的驱动，在液体压力差的作用下往下行走(如图4中所示位置为下行极限位置)，其下行力是钻压的主要组成部分；径向水平井钻地层的主要工艺流程为：高压流体经过滤器后由进液口进人钻地层工具串内腔,当液体压力达到工作压力后，下行杆在液体压力差的作用开始往下行走，同时马达开始旋转，喷射钻头在下行杆提供的下行力下有了钻压并且得到来自马达的扭矩开始旋转，地层在高压水射流的喷射作用和钻头旋转破碎的双重作用下破碎，破碎的地层岩削在水射流作用下被循环带走，从而达到地层钻进目的。
图4 地层钻进工具示意图图5 旋转水射流钻头示意图1.喷嘴2.导流元件2 径向水平井钻井技术关键径向水平钻进就是利用高压水射流破岩，在生产层内由垂直井眼沿径向钻出一口或多口水平分支井眼的钻井新技术。
其工作原理是通过液压送进柔性钻具、水射流钻头非旋转前进实现破岩钻孔。
径向水平钻进的技术经济指标有三个：一是钻孔直径，即水平井眼的大小；二是水平钻进所能达到的深度，即最大水平位移；三是钻进速度。
其中，钻孔直径和钻速由水射流钻头的破岩能力所决定；水平井眼的最大位移与转向器的液压送进能力密切相关。
因此，水射流钻头和转向器性能是水平钻进的技术关键[1]。
2.1 旋转水射流钻头[2]石油大学(华东)射流研究室通过室内试验研制了钻孔能力强、能量传递效率高的旋转水射流钻头(见图5)。
该钻头有如下优点: (1)通过内设导流元件产生旋转水射流,使其具有较强的扩散能力可以钻出直径比钻头大若干倍的井眼;(2)由于内设导流元件,客观上增加了产生空化射流的几率,相应增加了射流破岩能力; (3)旋转射流破岩时,流体质点与被冲击岩石成锐角方向,增加了岩石表面产生剪切和拉伸裂纹的几率;(4)冲击孔底岩石后的流体沿井壁回流,减少了流体在井底的无序滞流,避免了与来流相碰,与普通直射流相比相应提高了射流的能量传递效率。
2.2 转向器系统径向水平井转向器与钻常规中、短半径水平井使用的斜向器不同。
它除了具有锚定、回收功能之外,最主要的特点有: (1)使柔性钻具在转向器内部完成由垂直到水平方向的转向,曲率半径约为0.3m; (2)上接油管形成高压腔室,实现对柔性钻具的液压送进,以便钻出连续的水平井眼。
在钻进过程中,转向器对钻具的最小推进力:321213)(10f f f S S P F ----=式中 F ——钻进所需的最小液压推进力, kN ; P ——高压腔室内静压, MPa;S1,S2——转向器设计常数,本转向器取2108.0m S = 2202.0m S =f1——钻具前进所承受转向器的阻力, kN; f2——钻具前进所承受水平井眼的阻力,kN;f3——水射流对钻具施加的反作用力(在排量、压力变化不大时可视为定值),kN 。
径向钻进的能力由F 值而定。
F 值越大,水平位移就越长。
由式(1)可知,正常钻进时,P 、f1和f3可视为常量;f2则与水平位移以及钻孔直径等因素有关,钻孔直径大,井眼轨迹平滑,f2就小。
但随水平位移增加f2必然增加,最终使F 接近于零。
但在相同条件下,f1值越小,相应的送进力F 就越大。
因此f1即是恒量转向器推进能力的重要参数。
2.3 钻杆与焊接（1）钻杆的选材径向水平井钻井用钻杆与普通钻杆的选材不同，必须经过0.3m 的弯曲半径转向，以及拥有承受70MPa 高压的能力，这就使得径向水平井钻井钻杆的选材具备一定特殊性。
在调研和试验国产不同钢管的基础上，笔者认为可将 32×3mm 无缝钢管作为径向水平井钻井钻杆，该无缝钢管可通过100MPa 水压试验和在55MPa 系统压力下7次以上转向器试验，完全符合径向水平井钻井的要求。
（2）钻杆、钻头焊接通常情况下，径向水平井钻井需要用20-30m 的钻杆，但是国产无缝钢管单根长度却为5-9m ，所以必须对钻杆选材进行焊接，建议采取钨极氩弧焊方法，单面焊接双面成型工艺，以及钨极氩弧焊打底、填丝，小线能量多层焊并逐步降低热输入的焊接工艺，以此确保无缝钢管焊接满足钻杆要求。
2.4径向水平钻井试验台径向水平钻井试验台共分为室内和室外两个部分，下面分别进行介绍。
（1）室内试验台。
为了进一步验证钻杆敢接、钻杆转向以及运动控制等技术的可行性，在初始阶段需要先研制室内试验台，其具体包括以下几个部分：数据采集系统、基础底座、扶正机构、转向器架、柱塞泵以及液压缸总成等。
（2）室外试验台。
为满足全尺寸条件下1:1流体运动以及相似性的试验要求，并真实反映出径向水平钻井工具的实际试验情况，需要研制室外综合模拟试验台，它能够全尺寸模拟出径向水平井钻井系统地面以及井下各部件的连续工作状况，并自行采取相关数据，同时还能对各个部件的具体工作情况进行实时监控。
2.5套管开窗径向水平钻孔技术在套管锻铣和大直径扩孔的基础上，逐渐出现了套管开窗径向水平钻孔技术。
根据开窗所需的能量可以分为2大类，即，水力套管开窗和机械式套管开窗。
