东北石油大学秦皇岛分校毕业设计东北石油大学秦皇岛分校毕业设计浅谈侧钻水平井技术学生姓名：于贵超学 号：0904430516专业班级：石油工程 2009-6 班指导教师：李银朋2012 年 3 月 中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）2摘 要套管开窗侧钻水平井技术应用于老油田套损井综合治理和 老区剩余油挖潜改造，对开发未受控面积内的 储油和死角残余油效果明显；应用于低渗透、薄油层，可有 效提高单井产量和采收率。要保证侧钻水平井的工艺效果， 必须仔细研究油井地质状况，制定完善的施工方案和适宜的 完井方式，使之充分满足后期开发作业的要求。关键词：关键词：水平井；开窗侧钻；研究；应用中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）3目 录第第 1 1 章章 前言前言111 11 1 选选井和井和选层选层11第第 2 2 章章 套管套管开开窗窗侧钻侧钻水平井工水平井工艺艺流流程程222 21 1 开开窗位置的确定窗位置的确定 2 2 2 2 井眼井眼轨轨迹控制迹控制332 23 3 套管套管开开窗段窗段33第第 3 3 章章侧钻侧钻水平井技水平井技术术在油田在油田开发开发中的中的应应用用3 31 1 开开窗窗553.23.2 裸眼裸眼钻进钻进和和轨轨迹控制迹控制55第第 4 4 章章 结论结论77参考文献参考文献88致谢致谢99附附录录1010附录1第 1 章 前 言前言 江汉油田自年开展套管开窗侧钻工艺以来，已 完井多口，累计增油近万吨。随着油田进入开发的 中后期，油田开发多以低渗透薄油层为主，普通的套管开 窗侧钻工艺增油效果不明显，已无法满足油田后期开发 的要求。 套管开窗侧钻水平井技术能有效的增大井眼与油 层的接触面积，在开发薄油层，提高单井产量和采收率等 方面效果都比较理想。套管开窗侧钻水平井的施工费用 较低，仅为新钻井的。年，本公司 进行 了套管开窗侧钻水平井的研究试验，并在清河油区面 平侧平井取得了成功，该井实施侧钻水平井后重新 投产，效果理想。本文以该井为例，对套管开窗侧钻水平 井技术进行概要总结。 选井和选层 套管开窗侧钻井水平井的选井主要考虑以下三个 方面：一是侧钻开窗点以上的固井质量是否合格；二是原 井上部套管工具能否顺利通过；三是侧钻开窗点以下井 段是否实施有效水泥封固。 侧钻目的层及钻进方位的选择，必须根据精细地质 研究的结果确定，原则就是要保证挖潜目的层具有一定 的可采储量和开发潜力。 套管开窗侧钻水平井工艺流程 套管开窗侧钻水平井工艺的开窗方式一般有两种， 即斜向器开窗与锻铣开窗，一般较为常用的为斜向器开 窗，该开窗方式的优点是开窗工期短、成本低、操作简单。 由于套管内存在一定的磁干扰，在实施开窗作业时，需要 借助仪器对斜向器方位进行定向。中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）5斜向器开窗侧钻水平井工艺流程：通井试压封 固射孔井段斜向器座封开窗修窗造斜钻进稳 斜钻进水平段钻进电测下套管固井完井测 声幅。 锻铣开窗侧钻水平井工艺流程：通井试压封固 射孔井段锻铣开窗造斜钻进稳斜钻进水平段钻 进电测下套管固井完井测声幅。 . 开窗位置的确定 开窗位置的确定，应从以下几个方面进行考虑： （）有利于井斜、侧钻方位和全角变化率的控制，有 利于后期钻具及管串的起下； （）在造斜率确定的情况下，重点考虑侧钻中靶的 要求； （）选择在管外水泥封固良好的井段，避开异常高压 层和易垮塌地层； （）选择在套损点以上部位开窗，以保证完井后套管 具备完好井的生产寿命； （）尽量选择靠近油层部位开窗，以充分利用原井筒 条件，减少钻井进尺，缩短建井周期，降低钻井费用； （）避开接箍和管外封隔器和扶正器的位置及套损点。 . 开窗钻具及参数 钻具组合： （）斜向器投送钻具：斜向器座键接头 加重钻杆钻杆； （）开窗钻具：复式铣锥加重 钻 杆钻杆； （）脱离老眼钻具：单牙轮钻头 _直螺杆加重钻杆 钻杆。 开窗参数：开窗参数如表所示。中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）6表 开窗参数 钻进位置钻压（） 转速（） 进尺（） 起始段 铣套段 出套段 加深段 出套后先多次重复开窗过程修整窗口，上提下 放在窗口无挂、阻现象。 开窗完毕，试打加深后，起出开窗器，换 定向钻柱进行定向造斜钻进。 . 井眼轨迹控制 套管开窗侧钻水平井的施工特点： （）精度要求高，水平段纵向允许误差小； （）所用钻具纤细，钻具直径小、柔性大，易造成托 压，不易控制工具面； （）目的层深度不精确，对井眼轨迹控制造成了很大 的难度。井身轨迹需要根据钻进中途电测和录井资料进 行随时调整。 针对钻具小，易托压的问题，一般采用倒装钻具结 构的方法，根据裸眼段长度确定加重以下钻杆长度。 套管侧钻井采用无线随钻测斜仪对 井 眼轨迹进行监控， 套管开窗侧钻井可采 用 随钻测斜仪对井眼轨迹进行监控，从而保证轨迹的 准确性和根据录井资料显示及时调整轨迹。 造斜段钻具组合 单牙轮钻头单弯螺杆 接头 铍铜短钻铤短 节中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）7斜坡钻杆加重钻杆 钻杆；钻进参数：钻压（），排量 （）；钻 进方式：滑动钻进，全力增斜。 . 稳斜段钻具组合 以造斜段钻具为基础，采取单弯螺杆替代 单弯螺杆，根据井深改变斜坡钻杆长度； 钻 进参数：钻压（），排量（） ；钻进方式： 导向钻进。 . 增斜段钻具组合 以造斜钻具为基础，增加斜坡钻杆长 度，加重钻杆长度也相应增加；钻进参数：同稳 斜 段；钻进方式：滑动钻进，全力增斜。 . 水平段钻具组合 单牙轮钻头单弯螺 杆 接头无磁钻杆根短 节 斜坡钻杆加重钻杆 钻 杆；钻进参数：钻压（），排量 （）；钻进 方式：导向钻进。 套管开窗侧钻井钻具组合要换成 弯螺杆，钻头为牙轮钻头，增加 加重钻中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）8杆，钻井参数要相应调整。(图1) . 钻井液 在不同的钻进段，对钻井液的性能有不同的要求。 . 套管开窗段 提高钻井液携砂悬浮性能，带出井内铁屑；要加强 钻井液的造壁能力防止侧钻点的井眼剥落和垮塌。 . 造斜井段 （）增强钻井液造壁能力，控制好失水，形成薄而韧 的泥饼； （）在钻进过程中增强钻井液的抑制能力，防止岩屑 水化分散和井壁水化，膨胀； （）保持泥浆较高的动切力与动塑比，增强悬浮能 力，用大排量保持稳流状态，保证井眼清洁； （）严格控制好固相含量，并不定期补充坂土含量。 . 水平井段 （）进入油层后，可在钻井液中加入架桥粒子及暂堵 粒子，起到快速封堵地层，达到防漏、防喷及保护油层的中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）9作用； （）控制钻井液流变性能，保证井眼的； （）起下钻要控制速度，防止井喷与井漏。 . 完井钻井液 完井阶段钻井液的主要任务就是保证电测、下套管 和声幅测井的顺利。根据每口井的具体情况可选用以下 措施： （）根据地层确定合适的泥浆比重，防止油气侵入 井筒； （）保证钻井液的润滑性能，确保电测、下套管顺利 进行； （）每口井完井期间室内应做好压塞液和顶替液配 方试验，严格按照试验配方施工，确保声幅测井顺利。 . 完井方式 . 尾管悬挂固井完井 适应分段射孔，分段压裂，用于多压力层系、厚油层 及水淹层上部低含水部位的挖潜。管串结构：引鞋 套管浮箍 套管串 尾管悬挂器（见图） _ 筛管悬挂顶部固井完井 封固非目的层同时不封固目的层（即水平段筛管）， 适应产液量高、单一层或非水淹层的挖潜。管串结构： 引鞋筛管 套管 可钻盲板 封隔器 套管双级箍浮箍 套管串尾管 悬挂器（见 图）。中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）10（图2） . 筛管完井 适用于单一层系，或是外围低渗油层挖潜或特殊井 的需求。 管串结构：引鞋.筛管.套 管 串尾管悬挂器。 图 尾管悬挂固井完井示意图图 筛管悬挂顶部固井完 井示意图 现场试验 年月对清河油田面平井实施了套管开 窗水平侧钻施工，井身结构设计数据和钻进轨迹参数分别 如表、表所示。经过余天的施工，于月中旬完钻。经测声幅完井显示，井身轨迹优良，固井质量合格： （）开窗窗口方位准确，与设计要求只相差，窗中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）11口平滑。 （）井身轨迹符合设计要求。靶纵距、横距 ，靶纵距、横距。 （）固井质量合格。 该井重新投产后，获的工业油流。 表 井身结构设计数据 开钻次序井段 钻头系列套管程序环空水泥返深备注 一开 地面 二开 筛管） 地面 老井 开窗侧钻 （ ） 尾管悬挂 表 轨迹参数 井深 井斜度方位度 垂深 水平位移 南北 东西 中国石油大学