水平井钻井工程设计

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。

官50-XKH小井眼侧钻水平井施工案例1开窗侧钻实施情况官50-XKH井是1997年7月大港油田完成的一口在φ139.7mm套管内开窗侧钻的中曲率半径侧钻水平井。

该井由大港油田第二钻井公司20136钻井队承钻，大港定向井公司提供井眼轨迹控制及所需专用工具和测量仪器的服务。

由于井眼尺寸小(φ120mm），各种下井工具尺寸受限制，使施工难度大大增加。

1.1侧钻水平井设计简况（见表1）表1侧钻水平井设计剖面类型双增稳剖面目的层沙一下，油顶1758m，油底1766m设计井深1970m设计垂深1764.72m造斜点1469m设计方位231.49°第一增斜段造斜率9°/30m第二增斜段造斜率10.8°/30m设计水平段入口垂深1760m允许偏差±1m设计水平段入口方位231.49°允许偏差±5m 设计井底垂深1766m允许偏差±2m设计井底方位231.49°允许偏差±10m靶前位移156m水平段长138m水平段并斜角88.28°完钻总水平位移294.83m1.2侧钻水平井的施工情况官50-XKH侧钻水平井于1997年2月20日搬迁.1.2.1第一次开窗采用套管锻铣方式，锻铣井段1580～1610m。

由于锻铣井段井径扩大比较严重，铁屑和岩屑不能返出地面，影响了此处的水泥胶结质量，侧钻定向时就遇0.5m放空井段。

增斜到井深1776.3m处起钻换钻头时，锻铣处发生井塌，下钻无法找到老眼，第一次开窗失败。

1.2.2第二次开窗采用斜向器开窗，窗口位置1529.1～1533.5m，下动力钻具时钻头无法通过窗口，修窗时铣锥落井，导致第二次开窗失败。

1.2.3第三次采用斜向器开窗，窗口位置1469.4～1472.8m，开窗成功。

第3次侧钻6月26日22:23开始，定向增斜于6月25日钻头准确进入水平段窗口（1864.3m），6月26日在井深1871.39m处发生井漏，漏失钻井液60m3，堵漏后井眼出现缩径，划眼顺利后钻进，于7月11日钻至井深1970m完钻，钻穿油层150m，水平段长139m。

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。

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。

钻井工程设计报告范文一、引言钻井工程设计是石油和天然气开发过程中至关重要的一环。

其目的是开展钻探作业以获得地下油气资源。

本文将详细介绍钻井工程设计的内容，包括设计原则、工程方案、工作流程以及设计参数等。

二、设计原则1. 安全第一：钻井工程设计的首要原则是确保操作人员和设备的安全。

所有设计决策都应以安全为前提，遵循相关规范和标准，采取适当的安全措施，预防事故和灾难的发生。

2. 经济性：钻井工程设计应在安全的前提下追求经济效益。

设计师应通过选择适当的装备和工艺流程，优化钻探时间和成本，并确保提高钻井速度和效率。

3. 环境友好：钻井工程设计应注重保护环境，减少对自然资源的消耗和污染。

设计师应遵循环保法规和政策，采取相应措施减少废弃物的产生，妥善处理和回收利用可回收资源。

三、工程方案1. 钻井井型选择：根据地质勘探和地下构造的情况，选择合适的钻井井型，如水平井、垂直井或斜井等。

同时考虑目标层位、井壁稳定性等因素，确定最佳井型。

2. 钻井液选择：根据地质状况和钻探目标，选择合适的钻井液类型，如泥浆、泡沫液或气体钻井液等。

确保钻井液的性能符合要求，同时降低钻井液对地下水和环境的影响。

3. 钻具设计：根据井深、井径和钻井液性质等因素，选择合适的钻具，包括钻头、钻柱、钻杆等。

进行钻具强度校核，确保钻具能够承受地层压力和摩擦力的作用。

四、工作流程1. 钻探前期准备：包括设计井勘探方案、编制施工程序、准备设备和材料等。

2. 钻具组装：将各类钻具进行组装，包括钻头、钻柱、钻杆等。

3. 井下作业：进行井下操作，包括井探、起下钻井具、置换钻井液等。

4. 钻层评价：对钻探过程中碰到的地层进行评价，包括地层性质、含油气性能等。

5. 钻层完井：根据地质勘探结果，决定是否完成钻层作业，布套并进行封井作业。

五、设计参数1. 井深和井径：决定井筒的长度和直径，根据地质状况和勘探需求确定。

2. 钻井液参数：包括密度、粘度、流变性等，根据地质勘探需求和目标层位选择合适的参数。

鄂尔多斯盆地大牛地气田DPF-302井钻井工程设计中国石油化工股份有限公司华北油气分公司二○一五年九月鄂尔多斯盆地大牛地气田DPF-302井钻井工程设计设计单位：华北油气分公司石油工程技术研究院设计人：初审人：审批单位：华北油气分公司***：***审批人：中国石油化工股份有限公司华北油气分公司二○一五年九月设计审批意见原则同意该设计，同时提出以下要求，请一并执行。

1、本井施工斜导眼完后，着陆点深度及水泥回填位置等均要根据地层变化作相关调整。

为加快作业进度对回填部分斜导眼的轨迹符合率在满足中靶前提下不做严格要求；钻穿导眼目的层后，可根据快速钻进需要改变钻井方式和钻具组合。

2、二开下技术套管间隙较小，井队和固定队应根据实钻情况制定完善的通井、下套管及固井措施；钻井过程中出现漏失的，下套管前通井需堵漏并做不低于3MPa 的承压试验，否则不能下套管，确保固井质量符合要求，特别注意下完套管后固井前循环钻井液排量要控制在环空返速在1.2m/s以上。

3、技术套管固井前钻井队充分作好井眼准备工作，通井正常后方可进行下套管作业，水泥浆性能试验要取现场水质进行检测。

4、施工过程中以钻井队为主体，认真组织现场相关辅助及技术服务方共同参加的井控和防H2S演习。

5、本井完井管柱结合实钻情况和投产方式另行通知。

中国石油化工股份有限公司华北油气分公司2015年9月目录1 设计依据 (1)2 地质概况 (3)3 井身结构及套管程序 (7)4 井眼轨道设计 (8)5 测量方案及轨迹计算方法 (13)6 钻井设备及管理要点 (14)7 钻具组合及强度校核 (16)8 钻井完井液设计 (21)9 钻头及水力参数设计 (27)10 油气层保护措施 (28)11 井身质量 (28)12 套管设计 (29)13 固井设计 (32)14 完井井口装置 (36)15 弃井要求 (36)16 井控要求 (38)17 复杂情况预防与处理 (53)18 健康、安全与环境管理要点 (55)19 含硫油气田安全钻井措施 (57)20 施工进度预测 (65)21 钻井主要材料计划 (65)21 资料提交 (66)附件1：工程应急预案 (67)1 设计依据1.1 《DPF-302井钻井地质设计》1.2 DPF-302主要标准规范：（1）Q/SH S0003.1-2004 《石油天然气井工程安全技术规范》（2）Q/SH 0532-2013 《水平井钻井定向施工工艺规程》（3）SY/T 0653-2015《废弃井封井处置规范》（4）SY/T 5087-2005《含硫油气井安全钻井推荐做法标准》（5）SY/T 5088-2008 《钻井井身质量控制规范》（6）SY/T 5333-2012 《钻井工程设计格式》（7）SY/T 5412-2005 《下套管作业规程》（8）SY/T 5431-2008 《井身结构设计方法》（9）SY/T 5435-2003 《定向井轨道设计与轨迹计算》（10）SY/T 5480-2007 《固井设计规范》（11）SY/T 5619-2009 《定向井下部钻具组合设计方法》（12）SY/T 5724-2008 《套管柱结构与强度设计》（13）SY/T 5964-2006 《钻井井控装置组合配套、安装调试与维护》（14）SY/T 5974-2014《钻井井场、设备、作业安全技术规程》（15）SY/T 6160-2014 《防喷器检查和维修》（16）SY/T 6277-2005《含硫油气田硫化氢监测与人身安全防护规定》（17）SY/T 6426-2005 《钻井井控技术规程》（18）SY/T 6592-2004 《固井质量评价方法》（19）SY/T 6646-2006 《废弃井及长停井处理指南》（20）SY-T 6789-2010 《套管头使用规范》（21）鄂尔多斯盆地北部地区钻井工程总体设计方案（22）中石化华北分公司《井控管理规定与实施细则（2011年修订）》（23）中国石化油[2015]374 号《中石化井控管理规定》（24）GB/T 31033-2014《石油天然气钻井井控技术规范》1.3 邻井钻井情况及H2S气体防控①邻井大60井，钻井周期为35.25d，机械钻速为6.7m/h，钻井过程中无复杂情况。

第1章钻井工程方案1.1钻井工程地质概况1.1.1 区块地质概况1.1.1.1区块构造及地理环境特征本设计方案研究目标区块为页岩I区块，该区块总体为我国南方丘陵山地，受到来自北西方向挤压应力作用，以正向构造为主，各背斜带之间以宽缓向斜带为界。

海拔最高675m,最低250m,多在400〜600m之间。

该地区交通较为便利，区内各场镇间均有公路相通。

该地区属亚热带季风性湿润气候，常年平均气温15~17C。

其总的特点是：四季分明，热量充足，降水丰沛，年降水量超过1000mm，水系发育，季风影响突出。

四季特点为：春早，常有倒春寒”和局部的风雹灾害；夏长，炎热，旱涝交错；秋短，凉爽而多绵雨；冬迟，无严寒，雨雪少，常有冬干。

在降水多的季节，需预防山洪暴发所引起的泥石流、塌方、滑坡，河道涨水所引发的洪水等自然地质灾害。

1.1.1.2区块地层分布页岩I区块古生界奥陶系一中生界三叠系自下而上主要发育：十字铺组、宝塔组、涧草沟组、五峰组、龙马溪组、小河坝组、韩家店组、黄龙组、梁山组、栖霞组、茅口组、龙潭组、长兴组、飞仙关组、嘉陵江组。

根据目前勘探开发情况，将下志留统龙马溪组下部一上奥陶统五峰组约86m层段含气泥页岩段作为本区主要的目的层。

按照从老到新的顺序，由五峰组至嘉陵江组具体地层岩性及地层厚度见表3.1。

1.1.1.3储层分布该地区五峰组一龙马溪组总体上分布稳定，尤其是目的含气层段在地震剖面和连井对比剖面上都有很好的响应。

气层总厚度在83〜90m，纵向上连续，中间无隔层。

据现有钻井测井、录井以及岩芯特征，该地区目的含气页岩段从下到上可划分出三段、五个亚段，其中第1段（分11亚段和12亚段）为碳质硅质泥页岩，厚度分别约为33m和18m；第2段为含炭质粉砂质泥岩，厚度约17m；31亚段为含炭质灰云质泥页岩，厚度约13m；32亚段为含炭质粉砂质泥页岩，厚度约6m,通过现有资料发现，各亚段在全区分布基本稳定。

第3章钻井工程方案1.1.1.4区块地应力及储层岩石力学特征通过对目的层岩石力学参数测试，得出杨氏模量23〜37GPa,泊松比0.11〜0.29,体积模量为14〜18GPa,剪切模量10〜14GPa,实测最大主应力为61.50MPa, 最小主应力为52.39MPa,根据应力剖面图可以得到上下隔层应力差约8MPa。

水平定向钻施工方案水平定向钻是一种新型的钻井技术，它通过利用斜井钻探中的水平定向分支技术，将传统的竖直钻井转变为具有水平延展性的钻井方式，实现了地下水资源的高效开发利用。

本文将从钻井原理、施工工艺、优势和应用前景等方面进行详细论证。

水平定向钻的施工原理主要包括钻井参数选择、水平控制、水平段的完井，以及套管与管柱的设计等内容。

首先，在钻井参数选择方面，需要根据所需钻取的水平井段来确定井斜角度、钻头选型、注水压力等参数。

其次，在水平控制方面，通过测斜工具、地磁工具等进行位移监测和控制，保证钻孔的水平度。

再次，在水平段的完井方面，需要进行水泥浆排除，充填固结剂，防止钻井液返潮等操作。

最后，在套管与管柱的设计方面，需要设计适配的套管尺寸和完井管柱，确保井壁的稳定性和完整性。

水平定向钻的施工工艺主要包括钻孔施工、水平控制、完井和试产等步骤。

首先，进行钻孔施工，通过连续旋转和推进的方式进行钻探，控制好井斜角度和进尺速度。

然后，进行水平控制，通过测斜仪和地磁仪等工具测量井斜角度和方向，以及位移和偏差信息，及时调整钻探参数进行控制。

接下来，进行完井作业，包括水泥套管、酸化处理、注水以及防砂操作等。

最后，进行试产作业，通过生产试油或试水等方式，判断井段的产能及水气分布情况，为后续的生产作业提供依据。

水平定向钻相比传统的钻井技术具有许多显著的优势。

首先，它能够有效地增加井底面积，提高地下水资源的开采效率。

其次，它可以减少钻探井数和钻井时间，减少工程投资并节约能源。

再次，它可以实现油气层的水平延展开采，减少透水性差的岩层的渗透性损失。

最后，水平定向钻具有较好的适应性，可以应用于各种地质条件和开采需求，对于多层次的油气井井网布置和密集开采具有重要意义。

水平定向钻技术在油气勘探和取水工程中具有广阔的应用前景。

在油气领域，通过水平定向钻技术可以实现油气田的高效开发和油气井的集中化布置，提高油气采集率和经济效益。

在取水工程中，水平定向钻也可以用于地下水资源的合理开发和利用，解决水源的不足问题。

钻井工程设计书设计人：初审人：审核人：复审人：批准人：设计单位：批准单位：二○一三年十月十七日钻井工程设计人员工程设计：钻井液设计:固井设计：目录第一部分钻井工程设计1.基本数据 ..............................................................................................................2.轨道设计 ..............................................................................................................3.井身结构设计 .......................................................................................................4.井身质量要求 .......................................................................................................5.钻井主要设备 .......................................................................................................6.钻具组合设计 .......................................................................................................7.钻具强度校核 .......................................................................................................8.钻头选型及钻井参数设计......................................................................................9.施工难点及技术措施.............................................................................................10.盐岩层保护要求..................................................................................................11.地层异常压力控制 ..............................................................................................12.钻井液设计.........................................................................................................13.固井设计 ............................................................................................................14.地层孔隙压力监测 ..............................................................................................15.完井井口装置 .....................................................................................................16.健康、安全与环境 ..............................................................................................一、钻井工程设计1、设计基本数据：1.1 井号：1.2 井别：1.3 井型：水平井1．4 井位：(1) 井口地理位置：(设定)；距离：566m；（TC－1目标井井位坐标：(2) 构造位置：;(3) 井位坐标：初选井口：靶点A ：靶点B ：；1.5 设计垂深：A靶垂深：4200m；（预定）B靶垂深：4220m；（预定）A～B靶间水平距离300m。

长水平段水平井钻井技术研究长水平段水平井钻井技术是一种常见的非常规油气开发技术，适用于深埋层次的储层，通过利用水平井钻井技术延长井段，使得井脚能够覆盖更大的储层面积，进而提高油气生产的效率。

长水平段水平井钻井技术的研究具有重要的意义，可以指导实际工程中的井设计、钻井工艺、生产管理等方面的技术改进。

长水平段水平井是指井身水平长段在500m以上的水平井，其长度一般为3000-10000m，是目前常见的一种非常规油气开发技术。

长水平段水平井以井底水平段离层重建为主，对于单层油气井，井底水平段长度一般建议为2000m以内；对于多层储层，建议井底水平段长度为1000~1800m，长度若过长会增加油井建设难度。

目前长水平段水平井钻井技术现场技术是在已有水平井的基础上，用WD/GWD技术导向并实现井筒下斜段穿过目的层，然后再延长井身钻制水平段，井身钻制是指利用钻机提供动力的同时，井身吊权、绞车拉卡、盘旋线等维护钻头的受力水平和作业深度。

此外，钻头设计和工艺措施的采取对长水平段水平井的达产和终产有重要的作用。

1、井身设计长水平段水平井钻井的关键问题之一是井身设计，包括井身直径、张力分析、钻柱承载能力等方面。

与传统的长斜井相比，长水平段水平井钻井井深大、井壁稳定性差、钻探时间长，存在更大的技术难度。

2、钻头技术钻头的设计和钻头改进技术对长水平段水平井的生产效率有着重要的影响。

由于长水平段水平井的井壁稳定性差，常常会遇到特殊层位，因此需要研究和开发更为适用的钻头和钻井技术。

3、钻杆设计钻杆极易发生抗拉强度和承载能力不足等问题。

长水平段水平井钻取过程中，井筒需要承受较大的重力、弯曲和扭转力，而钻杆的强度与井身稳定相关。

因此应当采用更为强大的钻柱系统代替传统的三节点钻柱系统。

4、导向与测量技术长水平段水平井的钻探过程中，导向技术扮演着非常关键的角色。

需要采用高精度的测量仪器，确定钻头的实时位置和方向，确保井身的朝向准确无误。