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水平井钻井完井关键技术解析摘要：本文阐述了水平井钻井完井的重要性，介绍了水平井钻井完井的四项关键技术，同时提出了水平井底水脊进、低渗底层分段压裂完井两个技术难点及未来研究方向建议。
关键词：水平井；钻井；完井技术1水平井钻井完井技术概述1.1水平井钻井完井技术简介水平井完井技术于20世纪80年代开始用于石油工业勘探开采领域，我国于20世纪90年代引进、推广、应用，为我国提高油气开采效率和开采质量发挥了巨大的作用。
完井作业作为钻采过程的最后一道工序，同时又是采油的开始，为国内外油气田开采带来了巨大的社会效益和经济效益。
水平井完井技术是指水平裸眼井在钻井时，一旦达到设计井深，就应具有以一定结构将井底和油层联通的工艺过程，这样建立起来的水平井能为油层提供更多关于油层储藏的信息，对丰富人们对油藏的认识具有极大的作用。
1.2水平井钻井完井的重要性水平井完井是建立在对油、气储集层的地质结构、储油性质、岩石力学性质和流体性质分析的基础上，研究井筒和生产层的联通关系，追究在井底建立有全井最小的油气流阻力，使一口井有最大的油气产量和最长的寿命这一目标，从而达到一口井有最大开采效益。
它是钻井工作最后一个重要环节，又是采油工程的开端，与以后采油、注水及整个油气田的开发紧密相连。
而油井完井质量的好坏直接影响到油井的生产能力和经济寿命，甚至关系到整个油田能否得到合理的开发。
2水平井钻井完井关键技术我国目前常用的水平井完井关键技术主要有四种，即砾石充填完井技术、射孔完井技术、裸眼完井技术、割缝衬管完井技术。
2.1砾石充填完井技术随着应用油藏类型的增多，在绝大多数油田开发的不同阶段，对于地层砂分选性差、泥质含量高的砂岩油藏，往往容易造成滤砂管堵塞或出砂。
这种情况主要采用管内砾石充填防砂技术和水平井裸眼砾石充填防砂完井技术。
其技术方案是精密复合滤砂管裸眼完井，管外进行逆向砾石充填。
该技术水平段采用逆向环空充填，工艺简便，安全性高；双精度结构的防砂筛管，可抗堵塞。
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。
长水平段水平井钻井技术分析钻井是石油勘探与开发的重要环节之一，而长水平段水平井钻井技术则是近年来得到了广泛应用和研究的一项技术。
本文将对长水平段水平井钻井技术进行综合分析。
长水平段水平井钻井技术是在水平井钻井技术的基础上发展而来的。
水平井是指井身在垂直方向上有一段较长的水平段，通常是指水平段长度大于50米的井段。
长水平段水平井则是指水平段长度更长的水平井，通常是指水平段长度大于300米的井段。
长水平段水平井钻井技术的核心问题是如何在垂直井眼的基础上更好地完成水平段的钻井工作。
水平段钻井的难点主要有以下几个方面：首先是井下地层情况的不确定性。
在长水平段水平井钻井中，由于钻造孔工具位于井下，无法直接观测地层情况，因此需要通过测井、试井等方法来获取地层信息。
长水平段的长度较长，地层情况会有较大的变化，因此需要根据地层情况的变化及时调整钻井参数。
其次是钻建井设备的选择和使用。
长水平段水平井的钻井作业需要使用特殊的钻井设备，如水平井钻机、扩孔钻具等。
这些设备能够实现长水平段的钻井，但其技术难度较大，需要操作人员具备一定的专业知识和经验。
再次是井下钻井液体系的优化。
长水平段水平井钻井中，钻井液起到了冷却钻头、清洗井眼、输送钻屑等作用。
钻井液的性能对钻井效果有着重要影响。
需要根据地层情况选用合适的钻井液体系，并通过调整其配方来优化钻井液性能。
最后是钻井参数的优化。
长水平段水平井钻井中，钻井参数的优化对钻井效果有着重要影响。
包括钻井液流量、钻井液压力、钻井速度等参数的优化，可以提高钻井速度和降低钻具磨损，从而提高钻井效果。
长水平段水平井钻井技术是一项复杂的技术，需要综合考虑地层情况、钻建井设备、钻井液体系以及钻井参数等因素。
只有在这些方面取得合理选择和优化，才能有效地完成长水平段水平井的钻井作业。
需要注意长水平段水平井钻井技术的安全性和环保性，保障钻井过程中的安全与环境。
长水平段水平井钻井技术研究1. 引言1.1 概述长水平段水平井钻井技术是一种针对油气田中水平段水平井进行钻井的技术。
随着油气勘探开发技术的不断提高和油气资源储量的逐渐减少，长水平段水平井钻井技术的研究变得越发重要。
长水平段水平井钻井技术可以有效提高油井的产量，降低工程成本，延长井下生产周期，是目前油气开发领域的热点技术之一。
通过综合利用先进的钻井设备、技术和工艺流程，可以实现长水平段水平井的高效钻井和完井，从而更好地开发油气资源。
本文通过对长水平段水平井钻井技术进行详细研究和分析，旨在探讨该技术的实际应用问题，提出优化方案，为长水平段水平井钻井技术的进一步发展和完善提供参考依据。
【概述】1.2 研究意义长水平段水平井钻井技术的研究意义包括以下几个方面：1. 提高油气开采效率：长水平段水平井钻井技术可以有效提高油气开采效率，通过水平井的钻井和完井可以获得更大的产量，实现更有效的油气开采。
2. 减少钻井成本：相比传统的垂直井钻井技术，长水平段水平井钻井技术可以减少钻井成本和开发周期，提高经济效益。
3. 提高油气资源利用率：长水平段水平井钻井技术可以更充分地开发和利用地下油气资源，减少资源浪费，提高资源利用率。
长水平段水平井钻井技术的研究意义在于提高油气开采效率、降低成本、提高资源利用率和拓展新领域，对于油气勘探开发领域具有非常重要的意义和价值。
2. 正文2.1 长水平段水平井钻井技术简介长水平段水平井钻井技术是一种在地下水平方向钻探并完善油气井的技术。
长水平段水平井钻井技术的出现，可以有效提高油气开发的效率，降低勘探成本，延长油气井的寿命。
长水平段水平井钻井技术在油气勘探领域具有重要的应用价值。
长水平段水平井钻井技术主要分为定向钻井和水平井钻井两种类型。
定向钻井是指在垂直井的情况下，通过特殊的工具和技术，在特定井段进行一定角度的倾斜钻井。
水平井钻井则是在特定井段进行水平方向的钻探，以增大油气开采面积，提高产量。
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。
第一章定向井水平井钻井技术概述第一节定向井、水平井的基本概念1．定向井丛式井发展简史定向井钻井被英T ．A．英格利期定义为：“使井筒按特定方向偏斜,钻遇地下预定目标的一门科学和艺术;”我国学者则定义为,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;定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井,虽然实际所钻的直井它都有一定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享廷滩油田钻成的;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,在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交,然后自救援井内注入重泥浆压死失控井;目前最深的定向井由BP勘探公司钻成,井深达10,654米；水平位移最大的定向井是BP勘探公司于己于1997年在英国北海的Rytch Farm 油田钻成的M11井,水平位移高达1,0114米;垂深水平位移比最高的是Statoil 公司钻成的的33/9—C2达到了1:；丛式井口数最多,海上平台：96口；人工岛：170口；我国定向井钻井技术发展情况我国定向井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井和磨三井,其中磨三井总井深1685米,垂直井深表遗憾350米,水平位移米,最大井斜92°,水平段长160米；70年代扩大实验,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,使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展;我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JF128井,井深达到7000米,垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井,水平位移最大的大位移井是大港定向井公司完成的井,水平位移达到2666米,最大的丛式井组是胜利石油管理局的河50丛式井组,该丛式井组长384米,宽115米,该丛式井平台共有钻定向井42口;2．定向井的分类按定向井的用途分类可以分为以下几种类型：普通定向井多目标定向井定向井丛式定向井救援定向井水平井多分枝井多底井国外定向井发展简况表一我国定向井钻井技术发展情况表二第二节水平井钻井技术简介所谓水平井,是指一种井斜角大于或等于86°,并保持这种角度钻完一定长度水平段的定向井;1．水平井钻井技术发展概况1863年,瑞士工程师首先提出钻水平井的建议；1870年,俄国工程师在勃良斯克市钻成井斜角达60°的井；瑞典和美国研制出测量井眼空间位置的仪器,1888年俄国也设计出了测斜仪器；1929年,美国国加利福尼亚州钻成了几米长的水平分支井筒；30年代,美国开始用挠性钻具组合在垂直井内钻曲率半径小的水平井分支井眼；1954年苏联钻成第一口水平位移；1964年—1965年我国钻成两口水平井,磨—3井、巴—24井；自来80年代以来,随着先进的测量仪器、长寿命马达和新型PDC钻头等技术的发展,水平井钻井大规模高速度的发展起来;我国水平井钻井在90年代以来也取得了很大发展,胜利油田已完成各种类型水平井百余口,水平井钻井水平和速度不断提高;水平井的类型及各种类型水平井的特点1．水平井的类型：根据水平井曲率半径的大小分为：长曲率半径水平井小曲率水平井；中曲率半径水平井中曲率水平井；短曲率半径水平井大曲率水平井;2．不同曲率水平井的基本特征及优缺点1．不同曲率水平井的基本特征表2．长曲率半径水平井的优缺点优点缺点1．穿透油层段最长可以>1000米 1．井眼轨道控制段最长2．使用标准的钻具及套管２．全井斜深增加最多3．“狗腿严重度”最小３．钻井费用增加4．使用常规钻井设备４．各种下部钻具组合较长5．可使用多种完井方法５．不适合薄油层和浅油层6．可采用多种举升采油工艺６．转盘扭矩较大7．测井及取芯方便７．套管用量最大8．井眼及工具尺寸不受限制８．穿过油层长度与总水平位移比最小３．中曲率半径水平井的优缺点优点缺点1．进入油层时无效井段较短 1．要求使用MWD测量系统2．使用的井下工具接近常规工具２．要求使用加重钻杆或抗压缩钻杆3．使用动力钻具或导向钻井系统4．离构造控制点较近5．可使用常规的套购及完井方法6．井下扭矩及阻力较小7．较高及较稳定的造率8．井眼轨迹控制井段较短9．穿透油层段较长1000米10．井眼尺寸不受限制11．可以测井及取芯12．从一口直井可以钻多口水平分枝井13．可实现有选择的完井方案4．短曲率半径水平井的优缺点优点缺点1．井眼曲线段最短 1．非常规的井下工具2．侧钻容易２．非常规的完井方法3．能够准确击中油层目标３．穿透油层段短120—180米4．从一口直井可以钻多口水平分枝井４．井眼尺寸受到限制5．直井段与油层距离最小５．起下钻次数多6．可用于浅油层６．要求使用顶部驱动系或动力水龙头7．全井斜深最小７．井眼方位控制受到限制8．不受地表条件的影响８．目前还不能进行电测第三节定向井的基本术语解释1）井深：指井口转盘面至测点的井眼实际长度,人们常称为斜深;国外称为测量深度Measure Depth;2测深：测点的井深,是以测量装置Angle Unit的中点所在井深为准3井斜角：该测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角见图;•井斜角常以希腊字母α表示,单位为度;4•井斜方位角：是指以正比方位线为始边,顺时针旋转至井斜方位线所转过的角度见图;•井斜方位角常以希腊字母Φ表示,单位为度;实际西磁偏角应用过程中常常简称为方位角; • A地图磁偏角示意图5磁方位角：磁力测斜仪测得的井斜方位角是以地球磁北方位线为准的,称磁方位角;井口B图井斜角示意图图井斜方位角示意图6磁偏角：磁北方位线与真北方位线并不重合,两者之间有一个夹角,这个夹角称为磁偏角;磁偏角又有东磁偏和西磁偏角之分,当磁北方位线在正北方位线以东时, 称为东偏角；当磁北方位线在正北方位线以西时称为西偏磁偏角;•进行磁偏角校正时按以下公式计算：真方位角＝磁方位角＋东偏磁偏角真方位角=磁方位角－西偏磁偏角7•井斜变化率：是指井斜角随井深变化的快慢程度,常以Kα表示,•精确的讲井斜变化率是井斜角度α对井深L•的一阶导数;dαKα＝───dL井斜变化率的单位常以每100米度表示;8井深方位变化率：实际应用中简称方位变化率,•是指井斜方位角随井深变化的快慢程度,常用KΦ表示;计算公式如下：dΦＫΦ＝───dL井斜方位变化率的单位常以每100米度进行表示;9全角变化率狗腿严重或井眼曲率：从井眼内的一个点到另一个点,井眼前进方向变化的角度两点处井眼前进方向线之间的夹角,•该角度既反映了井斜角度的变化又反映了方位角度的变化,通常称为全角变化值;•两点间的全角变化值γ相对与两点间井眼长度ΔL变化的快慢及为全角变化率;用化式表达如下：γＫ＝───ΔL实际钻井中,井眼曲率的计算方法：目前计算井眼曲率的方法有很多;有公式法、查表法、图解法、查图法和尺算法五种;后四种办法皆来源于公式法;计算井眼,曲率的公式计有三套：第一套公式：对于一个测点：K＝SQRKα2＋KΦ2sin2α对于一个测段：K＝SQRΔα／ΔL2＋ΔΦ／ΔL2SIN2αcBΔΦγΔa图第一套公式的图解法第一套公式的图解法参见图：1．作水平射线OA；2．作∠BOA＝αc两测点平均角；3. 以一定长度代表单位角度,量OB＝ΔΦ两测点方位角差；4．自B点向OA作垂线,垂足为C点；5．按步骤3中的比例,量CA＝Δα；6．连接A、B,并量AB长度,按步骤3比例换算成角度,此角度及狗腿角γ;第二套公式：由于误差较大,现场使用少略第三套公式：γ＝SQRα12＋α22－2α1α2COSΔΦBa2 γ1．选取一定比例,经一定长度代表单位角度,作线段OA,使其长度代表α1；2．作OB线段,使∠BOA＝ΔΦ；3．按步骤1的比例,量OB＝α2；4．连接A、B,并量邓AB的长度,按步骤1的比例换算成角度,既为γ．10垂深垂直井深：即某测点的垂直深度,以H表示;•是指井身任意一点至转盘面所在平面的距离;11水平投影长度：是指自井口至测点的井眼长度在水平面上的投影长度;以S•表示;12水平位移：简称平移,是指测点到井口垂线的距离;在国外又称为闭合距 Closure Distance;13平移方位角：又称为闭合方位角Closure Azimuth,常用θ表示,•是指以正北方位线为始边顺针方向转至平移方位线上所转过的角度;14视平移：又称为投影位移,井身上的某点在垂直投影面上的水平位移;在实际定向井钻井过程中,这个投影面选在设计方位线上;所以视不移也可以定义为水平位移在设计线上的投影;15高边：在斜井段用一个垂直于井眼轴线的平面于井眼这时的井眼不能理解为一条线,而是一个具有一定直径的圆相交,由于井眼是倾斜的故井眼在该平面上有一个最高点,最高点与井眼圆心所形成的直线及为井眼的高边;16工具面：工具面就是造斜工具弯曲方向的平面;17磁性工具面角：造斜工具弯曲的平面与正北方位所在平面的夹角;18高边工具面角：造斜工具弯曲方向的平面与井斜方位角所在平面的夹角;19装置角：造斜工具弯曲方向的平面与原井斜方向所在平面的来夹角,通常用ω•表示;20反扭矩：在用井底动力钻具钻进时,都存在一个与钻头转动方向相反的扭矩,该扭矩被称为反扭矩;21反扭角：使用井底动力钻具钻进时,都存在一个与钻头转动方向相反的扭矩,由于该扭矩的作用,使得井底钻具外壳向逆时针方向转动一个角度,该角度被称为反扭角;22 贮层顶部：水平井段控制油层的顶部23)贮层顶部：水平井段控制油层的底部24)设计入口角度：进入储层顶部的井斜角度25)着陆点：井眼轨迹中井斜角达到90°的点26)入口窗口高度：入靶点垂直方向上下误差之和27)入口窗口宽度：入靶点水平方向左右误差之和28)出口窗口高度：出靶点垂直方向上下误差之和29)出口窗口宽度：出靶点水平方向左右误差之和30)着陆点允许水平偏差：着陆点允许水平方向前后的误差31)单弯动力钻具：动力钻具壳体上具有一个弯曲角度的动力钻具,特点是造斜率较弯接头组合高,钻头偏移较小32)双弯动力钻具：同向双弯,动力钻具壳体上具有两个弯曲方向相同的弯曲角度的动力钻具,具有比单弯动力钻具更高的造斜率33 DTU动力钻具异向双弯：动力钻具壳体上具有两个弯曲方向相反的弯曲角度的动力钻具,钻头偏移最小,不仅可以导向钻进,而且可以配合转盘钻进；附：常用单弯动力钻具、双弯动力钻具、DTU异向双弯造斜率表;第四节定向井、水平井基本施工步骤简介1定向井井位的确定井位坐标要求：基本数同一般直井;丛式井坐标需一同下发,以便作出丛式井整体设计;注明各中靶点的坐标及垂直深度,提供最新井位构造图;2地面井口位置的选择工程、地质设计及测量人员根据井位坐标和地面实际条件确定井口位置和井架整托方向丛式井;井口位置选择尽量利用地层自然造斜规律;多目标井井口位置在第一靶点和最后一个靶点联线的延长线上;井架立好后需要进行井口坐标的复测;3定向井设计地质设计在坐标初测后提出初步设计,在坐标复测后提出正式设计;地质设计除包括一般井内容外,在工程施工中要求必须说明靶点相对与井口的位移和方位,多目标井说明靶点之间的稳斜角度;附最新井位构造图、油藏剖面图、设计轨迹水平投影图和垂直投影图;工程设计必须符合地质设计要求;井身轨迹设计数据表,特殊工艺技术措施;井身结构及分段钻具组合和钻井参数等;4设备要求钻机根据定向井垂直井深、水平位移、井身结构和井眼曲率选择设备类型;推荐设备标准使用于位移／垂深〈的定向井：垂深〈2800米、水平位移〈600米,选用3200米钻机；垂深〈3500米、水平位移〈1200米,选用4500米钻机；垂深〈4500米、水平位移〈2000米,选用6000米钻机；垂深〈4500米、水平位移〉1500米,选用7000米钻机;5定向井靶区半径标准不同井深靶区半径要求总公司标准：。
