遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院鉆井專業(yè)畢業(yè)論文

1、 1010 級(jí)級(jí) 石油鉆井石油鉆井 專業(yè)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：國(guó)內(nèi)外水平井鉆井技術(shù)及發(fā)展方向 學(xué) 號(hào)： 100100034 姓 名： 白 雪 健 專 業(yè)： 石油鉆井 班 級(jí)： 10 級(jí)鉆井一班 指導(dǎo)教師： 黃歡，王軍波 完成時(shí)間： 2013 年 4 月 10 日摘 要 經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使人們對(duì)石油的需求急劇增加，水平井鉆井技術(shù)的發(fā)展對(duì)油井產(chǎn)量提高以及油田采收率提高都起到了至關(guān)重要的作用，水平井鉆井技術(shù)的出現(xiàn)是石油鉆井技術(shù)方面重大的突破。本文圍繞水平井鉆井技術(shù)的基本原理、基本概念進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，對(duì)水平井鉆井技術(shù)詳細(xì)的了解，然后對(duì)國(guó)內(nèi)外水平井鉆井技術(shù)的現(xiàn)狀做了細(xì)致的分析，并在此

2、基礎(chǔ)上通過(guò)查資料總結(jié)出了現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外水平井鉆井技術(shù)存在的差異，使我們充分了解到國(guó)內(nèi)技術(shù)的差距，以便我們?cè)诮窈蠹夹g(shù)改進(jìn)方面有一個(gè)方向，接下來(lái)本文總結(jié)了我國(guó)現(xiàn)在水平井鉆井技術(shù)存在的問(wèn)題，并在此基礎(chǔ)上最后給出了我國(guó)在接下來(lái)水平井鉆井技術(shù)攻關(guān)目標(biāo)以及研究方向。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞： 水平井；鉆井技術(shù)；水平井鉆井技術(shù)差異的問(wèn)題；攻關(guān)目標(biāo)水平井鉆井技術(shù)存在問(wèn)題i目 錄1 緒緒 論論 .12 水平井的基本概念及分類水平井的基本概念及分類 .22.1 水平井的基本概念.22.2 水平井的分類.2 2.2.1 按曲率半徑分類（通常的分類方法） .2 2.2.2 按照水平井的其他方面分類 .23 水平井鉆井技術(shù)的現(xiàn)狀和趨勢(shì)

3、水平井鉆井技術(shù)的現(xiàn)狀和趨勢(shì) .23.1 國(guó)內(nèi)水平井鉆井技術(shù)現(xiàn)狀和趨勢(shì).23.2 國(guó)外水平井鉆井技術(shù)現(xiàn)狀和趨勢(shì).53.3 水平井鉆井技術(shù).63.4 水平井鉆井技術(shù)國(guó)內(nèi)外幾個(gè)實(shí)例.94 國(guó)內(nèi)與國(guó)外水平井鉆井技術(shù)存在的差距國(guó)內(nèi)與國(guó)外水平井鉆井技術(shù)存在的差距 .105 水平井鉆井技術(shù)應(yīng)用效果及存在的問(wèn)題水平井鉆井技術(shù)應(yīng)用效果及存在的問(wèn)題 .115.1 水平井鉆井技術(shù)應(yīng)用效果.115.2 存在的問(wèn)題.116 水平井鉆井技術(shù)攻關(guān)目標(biāo)及研究方向水平井鉆井技術(shù)攻關(guān)目標(biāo)及研究方向 .127 結(jié)結(jié) 論論 .13致致 謝謝 .14參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .150第一章第一章 緒論緒論隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)石油的需求越來(lái)越

4、大，平井鉆井技術(shù)成為最重要的鉆井技術(shù)之一。水平井技術(shù)于 20 世紀(jì) 20 年代提出，40 年代付諸實(shí)施，80 年代相繼在美國(guó)、加拿大、法國(guó)等國(guó)家得到廣泛工業(yè)化應(yīng)用，并由此形成一股研究、應(yīng)用水平井技術(shù)的高潮。如今，水平井鉆井技術(shù)已日趨完善，由單個(gè)水平井向整體井組開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)變，并以此為基礎(chǔ)發(fā)展了水平井各項(xiàng)配套技術(shù)，與欠平衡等鉆井技術(shù)、多分支等完井技術(shù)相結(jié)合，形成了多樣化的水平井技術(shù)。近年來(lái)，水平井鉆完井總數(shù)幾乎成指數(shù)增長(zhǎng)，全世界的水平井井?dāng)?shù)為 4.5萬(wàn)口左右，主要分布在美國(guó)、加拿大、俄羅斯等 69 個(gè)國(guó)家，其中美國(guó)和加拿大占88.4%。在國(guó)內(nèi)，水平井鉆井技術(shù)日益受到重視，在多個(gè)油田得以迅速發(fā)展，其油藏

5、有低壓低滲透砂巖油藏、稠油油藏、火山噴發(fā)巖油藏、不整合屋脊式砂巖油藏等多種類型，石油剩余資源和低滲、超薄、稠油和超稠油等特殊經(jīng)濟(jì)邊際油藏開(kāi)發(fā)的低本高效，是水平井技術(shù)發(fā)展的直接動(dòng)力。智能化鉆井系統(tǒng)是自動(dòng)化鉆井的核心，是多種高新技術(shù)和產(chǎn)品的進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)，其微型化的發(fā)展趨勢(shì)，可望在 21 世紀(jì)前半葉實(shí)現(xiàn)，隨著鉆井過(guò)程中工具位置、狀態(tài)、流體水力參數(shù)、地層特征參數(shù)的實(shí)時(shí)測(cè)試、傳輸、分析和控制指令的反饋、執(zhí)行再修正、鉆井信息日益數(shù)字化，越來(lái)越脫離了人的經(jīng)驗(yàn)性影響和控制，鉆進(jìn)過(guò)程逐步變成一個(gè)可用數(shù)字描述的確定性過(guò)程。當(dāng)前出現(xiàn)和正在發(fā)展的三維成像技術(shù)就是鉆井信息數(shù)字化的一個(gè)典型例證。自水平井技術(shù)獲得進(jìn)展以

6、來(lái)，出現(xiàn)了明顯的專業(yè)分工和作業(yè)中的合作，現(xiàn)在這種趨勢(shì)更加明顯。測(cè)試工具開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，多分支井完井管柱系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，都體現(xiàn)了專業(yè)服務(wù)公司和作業(yè)者之間的專業(yè)分工和作業(yè)合作趨勢(shì)。這種趨勢(shì)有利于新技術(shù)、新工藝的研究和應(yīng)用?？偟膩?lái)說(shuō)，21 世紀(jì)水平井鉆井技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)是向自動(dòng)化、智能化、輕便化和經(jīng)濟(jì)化方向發(fā)展。定向井技術(shù)是當(dāng)今世界石油勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域最先進(jìn)的鉆井技術(shù)之一。采用定向井技術(shù)可以使地面和地下條件受到限制的油氣資源得到經(jīng)濟(jì)、有效的開(kāi)發(fā)，能夠大幅度提高油氣產(chǎn)量和降低開(kāi)發(fā)成本，有利于環(huán)境保護(hù)，具有顯著的綜合經(jīng)濟(jì)效益。近年來(lái),定向井已成為常規(guī)技術(shù)而得到普遍應(yīng)用。傳統(tǒng)的攻關(guān)領(lǐng)域，主要是為鉆井施工提供實(shí)用新型的工藝

7、技術(shù)和裝備，目的是提高鉆井速度、降低鉆井成本。鉆井公司作為施工方，是油公司的乙方，為油公司提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，并獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益是鉆井公司的追求。水平井是遼河油田發(fā)展的重中之重，是未來(lái)鉆井隊(duì)的主要作業(yè)方式，對(duì)水平井的研究和發(fā)展將成為我們今后最重要的課題之一，一次要重視和完善。1第二章第二章 水平井的基本概念及分類水平井的基本概念及分類2.12.1 水平井的基本概念水平井的基本概念水平井：水平井是井斜角保持在 90 左右，并在目的層中維持一定長(zhǎng)度的水平段的特殊井。水平井鉆井技術(shù)是常規(guī)定向井鉆井技術(shù)的延伸和發(fā)展。井斜角：井眼軸線上任意一點(diǎn)的井眼方向線與通過(guò)該點(diǎn)的重力線之間的夾角，稱為該點(diǎn)處井斜角。單位

8、為度。 方位角：表示井眼偏斜的方向，它是指井眼軸線的切線在水平面投影的方向與正北方向之間的夾角。它以正北方向開(kāi)始，按順時(shí)針?lè)较蛴?jì)算。單位為度 2.22.2 水平井的分類水平井的分類 2.2.12.2.1 按曲率半徑分類（通常的分類方法）按曲率半徑分類（通常的分類方法）表 2-1 水平井按曲率半徑分類方法類型曲率半徑(m)造斜率(/30m)水平段長(zhǎng)度(m)長(zhǎng)半徑水平井280860263001700中半徑水平井852806202001000中短半徑水平井20852080200500短半徑水平井106030150100300超短半徑水平井13060 2.2.22.2.2 按照水平井的其他方面分類按照

9、水平井的其他方面分類表 2-2 按照井的類型和用途分類按照井的類型常規(guī)水平井套管側(cè)鉆水平井分支水平井按照井的用途生產(chǎn)水平井注入水平井橫向勘探水平井按水平井功能雙水平井魚(yú)骨水平井階梯水平井分支水平井第三章第三章 水平井鉆井技術(shù)現(xiàn)狀水平井鉆井技術(shù)現(xiàn)狀3.13.1 國(guó)內(nèi)水平井鉆井技術(shù)現(xiàn)狀和趨勢(shì)國(guó)內(nèi)水平井鉆井技術(shù)現(xiàn)狀和趨勢(shì)中國(guó)是發(fā)展水平井鉆井技術(shù)較早的國(guó)家之一，60 年代中期在四川打成磨 3 井和巴 24井，限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平，這 2 口水平井未取得應(yīng)有的效益?！鞍宋濉焙汀熬盼濉逼陂g開(kāi)展了對(duì)水平井各項(xiàng)技術(shù)的研究和應(yīng)用，并在不同類型油藏進(jìn)行了先導(dǎo)試驗(yàn)或推廣應(yīng)用，取得了很多成果。國(guó)內(nèi)以勝利油田，塔里木油田

10、等為代表的一些油田也廣泛應(yīng)用水平井技術(shù)2開(kāi)發(fā)各種油氣藏，每年鉆各類水平井 200 余口，并都見(jiàn)到較好的效果，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。塔里木油田是中石油應(yīng)用水平井最多的油田,水平井技術(shù)已經(jīng)成為塔里木油田“少井高產(chǎn)”重要的技術(shù)支撐，在原油上產(chǎn)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。截止 2003 年 12 月底，塔里木油田共完成各類水平井 133 口，占全油田總井?dāng)?shù)的 34%，日產(chǎn)油 6582.76t，占全油田產(chǎn)量的 45.4%，平均單井日產(chǎn)油 86t，是直井的 3.5 倍，已累計(jì)生產(chǎn)原油 1297.84 萬(wàn)噸。截止 2005 年 10 月，塔里木油田共鉆各類水平井 160 口，平均井深 5000 米。水平井已經(jīng)成

11、為塔里木油田開(kāi)發(fā)的有效手段。表 3-1 截止至 2002 年，我國(guó)水平井?dāng)?shù)量統(tǒng)計(jì)表類型水平井側(cè)鉆水平井分支井成對(duì)水平井大位移井?dāng)?shù)量（口）705372316698表 3-2 國(guó)內(nèi)水平井儀器數(shù)量統(tǒng)計(jì)表儀器類型LWDMWD有線隨鉆儀陀螺儀數(shù)量（套）216512785目前，國(guó)內(nèi)有為水平井施工提供服務(wù)的各種儀器有近 900 套，基本能夠滿足國(guó)內(nèi)水平井施工的需要，但適應(yīng)薄油層、邊部斷塊油藏的 LWD 和 SWD 儀器數(shù)量有較大的缺口需要引進(jìn)。 圖 3-1 塔里木油田近年水平井應(yīng)用對(duì)比來(lái)勝利油田是國(guó)內(nèi)水平井技術(shù)發(fā)展最快、應(yīng)用規(guī)模最大的油田，水平井?dāng)?shù)量占全國(guó)的805 ，在生產(chǎn)實(shí)踐中初步形成了一套比較成熟的水平

12、井地質(zhì)及油藏工程設(shè)計(jì)技術(shù)。截至 2003 年 8 月，勝利油田已累計(jì)鉆水平井(含側(cè)鉆水平井)372 口，累計(jì)產(chǎn)油 436810t，取得了良好的挖潛增油效果。3除具有常規(guī)鉆井井口井控裝置和節(jié)流管匯外，井口還應(yīng)增加一個(gè)相應(yīng)尺寸的單閘板防噴器和旋轉(zhuǎn)控制頭（旋轉(zhuǎn)防噴器）、液動(dòng)閘閥及四相分離器、真空除氣器，放噴火炬管及火炬、安全可靠的點(diǎn)火系統(tǒng)，防回火裝置、循環(huán)系統(tǒng)的各種電器防爆裝置、流量計(jì)、六方（三方）鉆桿和18斜坡鉆桿。當(dāng)?shù)貙訅毫ο禂?shù)小于1.10時(shí)，要實(shí)現(xiàn)水平鉆井還應(yīng)另配充氣（或霧化、泡沫、氮?dú)猓┭b置。0 01 10 02 20 03 30 04 40 05 50 06 60 07 70 01 19

13、99 91 11 19 99 92 21 19 99 93 31 19 99 94 41 19 99 95 51 19 99 96 61 19 99 97 71 19 99 98 81 19 99 99 92 20 00 00 02 20 00 01 12 20 00 02 2中中石石油油 口口勝勝利利 口口圖 3-2 19912002 年中國(guó)石油與勝利油田水平井?dāng)?shù)對(duì)比圖 3-3 中石油、中石化、勝利油田水平井 數(shù)量對(duì)比20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)，鉆井技術(shù)逐步細(xì)化為具有代表意義的水平井、多分支水平井、大位移井、深井鉆井、連續(xù)管鉆井等鉆井技術(shù)，并相繼開(kāi)發(fā)了許多新工具、新裝備，增加和完善了鉆井測(cè)試

14、和控制手段、過(guò)程分析和控制軟件。要我國(guó)目前的水平井技術(shù)基本能適應(yīng)我國(guó)油田開(kāi)發(fā)的需求。但是我國(guó)的水平井技術(shù)主4要是以跟殊、引進(jìn)、消化和吸收國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)為主,沒(méi)有在國(guó)際上獨(dú)到的先進(jìn)技術(shù),在硬件和軟件上還受制于人。3.23.2 國(guó)外水平井鉆井技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r國(guó)外水平井鉆井技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r水平井技術(shù)于 20 世紀(jì) 20 年代提出，40 年代付諸實(shí)施，80 年代相繼在美國(guó)、加拿大、法國(guó)等國(guó)家得到廣泛工業(yè)化應(yīng)用，并由此形成一股研究、應(yīng)用水平井技術(shù)的高潮。石油行業(yè)對(duì)鉆井技術(shù)低成本、低污染、精確軌跡、高產(chǎn)量的技術(shù)需求，促使水平井?dāng)?shù)量逐年增長(zhǎng)。近年來(lái)，水平井鉆完井總數(shù)幾乎成指數(shù)增長(zhǎng)，全世界的水平井井?dāng)?shù)為 4.5 萬(wàn)口

15、左右，主要分布在美國(guó)、加拿大、俄羅斯等 69 個(gè)國(guó)家，其中美國(guó)和加拿大占 88.4%。在國(guó)內(nèi)，水平井鉆井技術(shù)日益受到重視，在多個(gè)油田得以迅速發(fā)展，其油藏有低壓低滲透砂巖油藏、稠油油藏、火山噴發(fā)巖油藏、不整合屋脊式砂巖油藏等多種類型。石油剩余資源和低滲、超薄、稠油和超稠油等特殊經(jīng)濟(jì)邊際油藏開(kāi)發(fā)的低本高效，是水平井技術(shù)發(fā)展的直接動(dòng)力。表 3-3 美國(guó)鉆井動(dòng)態(tài)表 3-4 世界水平井?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表國(guó)家水平井?dāng)?shù)量油田數(shù)量10 口水平井以上的油田油公司美國(guó)13998123594994加拿大1222139469300世界其它地區(qū)42116398430669 個(gè)國(guó)家3043022682471600年份水平井海上開(kāi)

16、發(fā)井老井側(cè)鉆斜井直井總計(jì)水平井%斜井%20001,144565 1735 344427,66931,1134.13%11.07%20011,1505991,9303,67932,56136,2403.53%10.15%20021,0844421,8223,34824,76728,1144.38%11.91%20031,451425 2194 407028,64432,7145.07%12.44%20042,1403812,7245,24531,26236,5076.85%14.37%20053,1333923,0606,58634,81241,3979.00%15.91%20063,65042

17、33,4777,55039,35746,9079.27%16.10%5正確采用水平鉆井技術(shù)，可以取得巨大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益，反之則可能造成一系列負(fù)面效應(yīng)。選擇適合水平鉆井技術(shù)的地層是實(shí)施水平鉆井的關(guān)鍵因素。所以在進(jìn)行水平鉆井設(shè)計(jì)之前，要認(rèn)真進(jìn)行調(diào)查研究，選準(zhǔn)地層。050010001500200025003000198819891990199119921993199419951996圖 3-4 世界水平井增長(zhǎng)情況圖目前，國(guó)外水平井鉆井成本已降至直井的 1.5 至 2 倍，甚至有的水平井成本只是直井的 1.2 倍，而水平井產(chǎn)量是直井的 4 至 8 倍。美國(guó)水平井占總數(shù)的 6%，加拿大水平井占總井?dāng)?shù)的

18、 10%，而中國(guó)水平井占總井?dāng)?shù) 0.62%。 國(guó)外水平井主要技術(shù)指標(biāo)：全世界已完成各類水平井近 4 萬(wàn)口，最大水平位移為10668m，最大水平井段長(zhǎng) 6118m，雙分支水平井總水平井段長(zhǎng)度達(dá)到 4550m，多分支水平井總水平井段長(zhǎng)度達(dá)到 8318.9m，可實(shí)現(xiàn)在 1m 以內(nèi)的薄油層中進(jìn)行軌跡控制而不脫靶。國(guó)外水平井鉆井技術(shù)正向著集成系統(tǒng)應(yīng)用和綜合應(yīng)用發(fā)展，既以提高成功率和綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。 就總體而言，目前國(guó)外水平井鉆井技術(shù)的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鉆具配置、鉆頭、井下動(dòng)力鉆具、軌跡控制、隨鉆測(cè)試、泥漿技術(shù)等都有了很大程度的提高，大大降低了水平井的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。3.33.3 水平井鉆井技術(shù)水平井鉆井技術(shù)在

19、水平井專用工具方面：大扭矩、低轉(zhuǎn)速多級(jí)馬達(dá)、可控彎接頭，可控穩(wěn)定器、水力加壓器、隨鉆擴(kuò)孔工具、以及高效 PDC 鉆頭等廣泛在水平井中的應(yīng)用。用連續(xù)油管鉆水平井也應(yīng)用的比較廣泛。大扭矩、低轉(zhuǎn)速多級(jí)馬達(dá)較普通動(dòng)力馬達(dá)的輸出扭矩高出 2 倍以上，提高了機(jī)械鉆速。其中閉式軸承的動(dòng)力馬達(dá)工作在 300 個(gè)小時(shí)以內(nèi)不用檢修，降低了工具成本和鉆井成本?？煽貜澖宇^、可控穩(wěn)定器和水力加壓器等實(shí)現(xiàn)了隨機(jī)控制，確保井眼軌跡達(dá)到設(shè)計(jì)要求，減少了起下鉆次數(shù)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了安全鉆井。6在水平井儀器方面：隨鉆測(cè)量?jī)?nèi)容越來(lái)越豐富，現(xiàn)有的 MWD 儀器不僅能夠測(cè)量井斜、方位及工具面等參數(shù)，而且對(duì)鉆頭處鉆壓、扭矩、井底溫度及井下振

20、動(dòng)等力學(xué)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)還能夠?qū)Φ貙拥淖匀毁が?、密度、電阻率及孔隙度等地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，已發(fā)展成為具有隨鉆測(cè)量(簡(jiǎn)稱 LWD)和隨鉆地震(簡(jiǎn)稱 SWD)的功能。測(cè)量傳感器的位置也越來(lái)越靠近鉆頭，傳感器從原來(lái)距離鉆頭 1220m 縮短到距離鉆頭只有 12m 的距離。對(duì)于目前占絕大多數(shù)的常規(guī)探井、開(kāi)發(fā)井來(lái)說(shuō)，不是能不能打成的問(wèn)題，而是如何打快、打好，創(chuàng)造更大效益的問(wèn)題。因此，一些實(shí)用、先進(jìn)的鉆井工藝技術(shù)和裝備就成為提高鉆井速度、降低鉆井成本的重要手段，而這正是鉆井工程技術(shù)傳統(tǒng)的攻關(guān)方向。在這方面，一些先進(jìn)的鉆井工藝技術(shù)研究已經(jīng)取得了突破并正在推廣應(yīng)用，如優(yōu)快鉆井技術(shù)的實(shí)施，將鉆井完井周期縮短了

21、40以上；新型 PDC 鉆頭的推廣應(yīng)用，將過(guò)去幾只鉆頭打一口井變成一只鉆頭打幾口井。這些技術(shù)，對(duì)提高鉆井質(zhì)量、加快鉆井速度、降低鉆井成本起到了很大的推動(dòng)作用。然而，這些技術(shù)和裝備還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)場(chǎng)需求，還有許多新的課題需要繼續(xù)攻關(guān)。鉆探、地質(zhì)構(gòu)造斜度大、地層壓力復(fù)雜多變等難題；在海外，面臨著地質(zhì)資料不全、超長(zhǎng)段鹽層下的勘探難題，這些都是目前鉆井工程技術(shù)面臨的緊迫的攻關(guān)任務(wù)。在開(kāi)發(fā)方面，東部老區(qū)由于進(jìn)入開(kāi)發(fā)中后期，邊際油藏、薄油層及特殊巖性油藏和低滲透油藏開(kāi)發(fā)成為主攻方向，鉆井工程技術(shù)舉足輕重。西部新區(qū)降低噸油成本、提高開(kāi)發(fā)效益的要求，對(duì)鉆井工程技術(shù)和保護(hù)油氣層提出了許多新的課題。在水平井完井方

22、面：能夠根據(jù)不同油藏地質(zhì)特點(diǎn)和采油作業(yè)要求，水平井完井具有多樣化和可選性，既能夠滿足前期生產(chǎn)要求，又能適應(yīng)今后修井作業(yè)和增產(chǎn)措施的需要，其技術(shù)較為成熟配套。目前，國(guó)外常用的完井方法有：裸眼完井、篩管完井、套管固井完井、礫石充填完井和組合完井。如下圖；水水平平井井裸裸眼眼完完井井圖 3-5 水平井裸眼完井示意圖7水水平平井井礫礫石石充充填填完完井井圖 3-6 水平井礫石充填完井示意圖水 水平 平井 井固 固井 井射 射孔 孔完 完井 井圖 3-7 水平井固井射孔完井示意圖水 水平 平井 井篩 篩管 管完 完井 井 圖 3-8 水平井篩管完井示意圖 8 圖 3-9 水平井組合完井示意圖3.43.4

23、 水平井鉆井技術(shù)國(guó)內(nèi)外幾個(gè)成功實(shí)例水平井鉆井技術(shù)國(guó)內(nèi)外幾個(gè)成功實(shí)例 事件一 ： 最大井斜記錄在 Zuata 油田，Precision Drilling732 鉆機(jī) 在 DE24-8 井的分支井中，創(chuàng)造了 139井斜的世界紀(jì)錄。在 1280m 的測(cè)量深度和520m 的垂直深度，井斜達(dá)到 153.18，方位角為 269.11事件二： 水平井鉆井速度紀(jì)錄2001 年 5 月 29 日，Ptrozuata 公司在委內(nèi)瑞拉 Zuata油田打破了自己保持的記錄，在 FG25-4 井，鉆完 1895m 長(zhǎng)的水平井井眼，僅用 20.5 小時(shí)事件三：2000 年 Hughes Christensen 公司在委內(nèi)

24、瑞拉重油產(chǎn)區(qū)，應(yīng)用 121/4MXC1Vltramax 鉆頭實(shí)現(xiàn)單只鉆頭累積鉆井最長(zhǎng)水平段 5130m(鉆了 9 個(gè)側(cè)向水平井段)的紀(jì)錄事件四 階梯水平井（ TZ406）水 水平 平井 井組 組合 合完 完井 井1999年5月25日完成這是塔里木第一口階梯水平井，導(dǎo)眼直接鉆至油層，然后固井、側(cè)鉆。水平段完井 第一段： 5-1/2”襯管 第二段： 5-1/2”尾管垂深：3,678 m水平段控制進(jìn)度：2米側(cè)鉆點(diǎn):3,460.m （1999/4/18） 9-1/2” 井眼井深:3,789.81m （1999/5） 垂深：3,684 m671 mTD:4139m13-3/8“ 表套9事件五：1996

25、年完成了國(guó)內(nèi)第一組成對(duì)水平井杜 84 塊成對(duì)水平井。以上事例說(shuō)明了水平井鉆井技術(shù)在運(yùn)用方面取得了巨大成功，以及發(fā)展水平井的正確性，我國(guó)水平鉆井技術(shù)目前處于快速發(fā)展階段其鉆井技術(shù)水平已處于國(guó)際先進(jìn)地位，但與美國(guó)、加拿大等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍有一定的差距。特別是在水平井鉆井專用工具、儀器方面的研發(fā)與應(yīng)用上存在較大差距。第四章第四章 國(guó)內(nèi)與國(guó)外水平井鉆井技術(shù)存在的差距國(guó)內(nèi)與國(guó)外水平井鉆井技術(shù)存在的差距 早在 1927 年，世界上就出現(xiàn)了水平井鉆井試驗(yàn)。2O 世紀(jì) 80 年代初，法國(guó) Elf Aquitaine 公司第一次利用水平井成功地開(kāi)發(fā)了意大利亞得里亞海上 Rospo Mare 油田的一個(gè)碳酸鹽巖稠

26、油油藏。國(guó)外從事水平井技術(shù)研究與應(yīng)用已有幾十年的歷史，工藝技術(shù)完善配套、工具儀器先進(jìn)可靠，而且功能齊全。國(guó)內(nèi)的水平井鉆井技術(shù)起步晚，雖然這幾年迅速發(fā)展，但是還和國(guó)外存在著一定的差距，主要表現(xiàn)在下面四個(gè)方面。1 工藝技術(shù)配套性差國(guó)內(nèi)油田雖然從事水平井技術(shù)研究與推廣應(yīng)用已有十多年的時(shí)間，在水平井鉆井優(yōu)化設(shè)計(jì)、井眼軌道控制等方面有較大的進(jìn)步和提高，但在水平井下部鉆具組合受力分析、水平井安全鉆井、提高鉆井速度、水平井采油、作業(yè)及增產(chǎn)措施等方面的研究還不夠深入，不能適應(yīng)油田大規(guī)模應(yīng)用水平井的需要，影響了水平井應(yīng)用效果、規(guī)模實(shí)施和經(jīng)濟(jì)效益的提高。2 缺乏專業(yè)的技術(shù)人員和施工隊(duì)伍缺乏專業(yè)的水平井技術(shù)服務(wù)公司

27、和專業(yè)的技術(shù)人員，水平井施工隊(duì)伍和現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)人員10流動(dòng)性大，隨意性大。造成施工不熟練，掌握專業(yè)技能不夠，給水平井施工帶來(lái)安全隱患并影響水平井鉆井施工速度。3 設(shè)備不配套，性能差、不穩(wěn)定國(guó)內(nèi)石油企業(yè)由于管理和資金各個(gè)方面的原因，使得設(shè)備更新速度緩慢跟不上國(guó)外的更新速度，導(dǎo)致現(xiàn)有的設(shè)備陳舊、老化、性能差，有部分水平井施工隊(duì)伍的設(shè)備不配套，適合水平井施工的頂驅(qū)設(shè)備更是無(wú)從談起，造成設(shè)備修理時(shí)間長(zhǎng)、施工周期長(zhǎng)和存在安全隱患。4 工具、儀器不配套、性能不穩(wěn)定國(guó)內(nèi)的機(jī)械制作水平不能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，而且目前水平井施工所用的工具、儀器大部分為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)，壽命短、性能差，與水平井施工相配套的減震器、螺旋無(wú)磁鉆挺

28、、抗壓無(wú)磁鉆桿等工具嚴(yán)重缺乏，適應(yīng)薄油層開(kāi)發(fā)的 LWD 儀器和性能穩(wěn)定的 MWD 儀器嚴(yán)重不足，不能適應(yīng)遼河油田水平井快速發(fā)展的需要。第五章第五章 水平井鉆井技術(shù)應(yīng)用效果及存在的問(wèn)題水平井鉆井技術(shù)應(yīng)用效果及存在的問(wèn)題5.15.1 水平井鉆井技術(shù)應(yīng)用效果水平井鉆井技術(shù)應(yīng)用效果水平井對(duì)于低豐度、薄油層、稠油油藏、裂縫油藏、低滲透油藏、薄油層和井間剩余油的開(kāi)發(fā)具有非常好的效果，能夠大大提高單井產(chǎn)量，提高油田的采收率。由于水平井鉆井技術(shù)的成熟與配套，國(guó)內(nèi)外各油田廣泛應(yīng)用水平井開(kāi)發(fā)各類油氣藏。國(guó)外每年鉆水平井在 2000 口以上，國(guó)內(nèi)鉆水平井也在 200 口以上，其產(chǎn)量也是直井的 48 倍。水平井在各種

29、油藏開(kāi)發(fā)應(yīng)用中都見(jiàn)到明顯的效果。水平井應(yīng)用井眼軌跡控制技術(shù)，解決了由于受地面條件制約而造成靶前位移不夠的“L”型井身剖面，為了提高固井質(zhì)量，防止頂水下竄的雙靶點(diǎn)“S”型井身剖面，以及各種三維井眼軌跡和防碰繞障問(wèn)題。勝利油田通過(guò)套管內(nèi)側(cè)鉆短半徑水平井研究，至今已在油田內(nèi)外完成套管內(nèi)側(cè)鉆水平井約 38 口，其中側(cè)鉆短半徑水平井 19 口。形成了具有勝利特色的套管開(kāi)窗側(cè)鉆（短半徑）水平井鉆井配套工藝技術(shù)。該技術(shù)能成倍的提高原來(lái)老油井產(chǎn)量，減少加密井，改善井網(wǎng)布置。利用現(xiàn)成的垂直井眼和地面生產(chǎn)設(shè)施（如井口設(shè)施、地面集輸管線和計(jì)量?jī)x等） ，合理有效的開(kāi)發(fā)各類油藏，增加可開(kāi)采儲(chǔ)量及石油采出率，在加快產(chǎn)能建

30、設(shè)，降低開(kāi)發(fā)成本，回避鉆探風(fēng)險(xiǎn)等方面，顯示出了巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和潛力。與鉆一口新的水平井或垂直井相比，側(cè)鉆短半徑水平井能夠明顯降低相應(yīng)的鉆井和完井費(fèi)用，是一種投資少、見(jiàn)效快、經(jīng)濟(jì)效益顯著的油田開(kāi)發(fā)技術(shù)，是老油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)和提高最終采收率的一種有效途徑。5.25.2 存在的問(wèn)題存在的問(wèn)題通過(guò)第四章對(duì)國(guó)內(nèi)與國(guó)外水平井鉆井技術(shù)存在的差距分析并結(jié)合資料得出了我國(guó)水11平井鉆井技術(shù)發(fā)展還存在一些問(wèn)題，大致概括如下：（1）針對(duì)各種油藏類型的工藝技術(shù)不配套（2）工具、儀器不配套，技術(shù)性能落后（3）繞障、防碰手段不多，防碰問(wèn)題突出（4）工程與地質(zhì)進(jìn)一步結(jié)合，提高油層鉆遇率（5）完井方法單一，后期改造困難（6）設(shè)備

31、陳舊、不配套、修理時(shí)間長(zhǎng)，給施工帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。（7）提高鉆井速度方法不多第六章第六章 水平井鉆井技術(shù)攻關(guān)目標(biāo)及研究方向水平井鉆井技術(shù)攻關(guān)目標(biāo)及研究方向大力發(fā)展水平井技術(shù)是高效開(kāi)發(fā)復(fù)雜油氣藏特別是低滲透、稠油和裂縫性氣藏的重要舉措。我國(guó)頁(yè)巖氣資源前景廣闊，包括海相頁(yè)巖分布區(qū)和陸相頁(yè)巖分布。水平井分段壓裂改造等技術(shù)是重點(diǎn)突破口。未來(lái)頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)將主要是靠小井眼鉆井和先期裸眼完井降低工程成本、靠水平井分段壓裂技術(shù)提高單井產(chǎn)量、靠長(zhǎng)水平段水平井延長(zhǎng)油氣井生產(chǎn)周期的開(kāi)發(fā)模式，最終實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣的效益開(kāi)發(fā)。針對(duì)勝利油田低滲透油藏水平井開(kāi)發(fā)技術(shù)狀況，重點(diǎn)從四個(gè)方面進(jìn)行了攻關(guān)研究 1、水平井分段裂縫配置優(yōu)化技術(shù) 2、

32、水平井分段壓裂工藝 3、水平井分段壓裂管柱及配套工具 4、水平井施工壓力診斷及裂縫測(cè)試總體來(lái)說(shuō)國(guó)內(nèi)該工藝技術(shù)不完善、不配套，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用中也出現(xiàn)了許多技術(shù)問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)較少。特別在水平井分段壓裂工藝和井下工具等方面，與我國(guó)實(shí)際生產(chǎn)需求還存在較大的差距。在基礎(chǔ)研究，水力裂縫優(yōu)化設(shè)計(jì)、分段壓裂工藝技術(shù)、分段壓裂工具、壓裂材料、水力裂縫動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等方面與國(guó)外先進(jìn)水平差距很大。在引進(jìn)國(guó)外技術(shù)的同時(shí)要結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況進(jìn)行高新、高能材料和精工制造方面的科技攻關(guān)，努力形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的配套技術(shù)，爭(zhēng)取在短時(shí)間內(nèi)提升我國(guó)水平井分段壓裂技術(shù)水平。 在石油井的生產(chǎn)過(guò)程中，往往由于井下事故等原因，使油水井不能正

33、常生產(chǎn)，特別是發(fā)生井下卡鉆和井下落物后，將造成油水井的減產(chǎn)或停產(chǎn)，嚴(yán)重時(shí)使油水井報(bào)廢。因此預(yù)防井下事故的發(fā)生，迅速處理井下事故，是保證油田正常生產(chǎn)的一項(xiàng)重要措施。油水井大修的主要內(nèi)容包括：井下事故處理，復(fù)雜落物打撈，套管修理，側(cè)鉆等。 12 結(jié)論結(jié)論 鉆水平井復(fù)雜，難度大，操作技術(shù)要求高，再者，造成井下事故的原因很多，井下事故類型也很多。常發(fā)生的井下事故一般分為技術(shù)事故，井下卡鉆事故和井下落物事故三大類。處理時(shí)，須查明事故的性質(zhì)，弄清事故的原因，采取相應(yīng)的技術(shù)措施加以妥善處理。凡屬工藝技術(shù)事故，是在工藝過(guò)程中發(fā)生的，可在施工過(guò)程中，針對(duì)事故發(fā)生的原因預(yù)以處理，而井下卡鉆事故和井下落物事故，是影

34、響油、水井正常生產(chǎn)的主要井下事故。應(yīng)用水平鉆井技術(shù)可避免鉆井液侵入儲(chǔ)層，有效解決儲(chǔ)層污染問(wèn)題，大大提高產(chǎn)層的初期產(chǎn)量，延長(zhǎng)儲(chǔ)層的開(kāi)采期；同時(shí)，有利于提高機(jī)械鉆速，減少和避免井漏和壓差卡鉆事故的發(fā)生，提高鉆井效率。此外，可對(duì)產(chǎn)層進(jìn)行隨鉆測(cè)試，了解儲(chǔ)層真實(shí)的產(chǎn)能，縮短勘探開(kāi)發(fā)周期，提高勘探效率。在鉆井過(guò)程中，利用自然條件或采取人工方法，在可以控制的條件下，使井筒內(nèi)鉆井液液柱壓力低于所鉆地層的壓力，從而在井筒內(nèi)形成負(fù)壓，這一鉆井過(guò)程叫欠平衡鉆井。利用自然條件，是指地層壓力較高，采用常規(guī)鉆井液就能夠在井筒內(nèi)形成負(fù)壓。采用這種方式進(jìn)行欠平衡鉆井，不需要向鉆井液中加入使密度降低的外加劑，也不需要向鉆井液中

35、充入外加劑的輔助設(shè)備及其它外圍輔助設(shè)備，因而鉆井成本也較低。國(guó)內(nèi)大多數(shù)油田都有利用自然條件進(jìn)行欠平衡鉆井的區(qū)塊。采用人工方法在井筒內(nèi)形成負(fù)壓，主要是因?yàn)榈貙訅毫^低，采用常規(guī)鉆井液無(wú)法形成負(fù)壓，需要向鉆井液中充入使鉆井液密度減低的外加劑。造成地層低壓的原因，或者是地層原始?jí)毫Ρ旧砭捅容^低，或者是老開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)長(zhǎng)期開(kāi)采使儲(chǔ)層壓力大幅度降低。采用人工方式進(jìn)行欠平衡鉆井，需要在鉆井液中加入減輕劑和使用減輕劑制備與充入設(shè)備包括井筒內(nèi)工具，以及對(duì)返出鉆井液進(jìn)行處理的外圍設(shè)備，因而鉆井成本較高。常用的鉆井液減輕劑包括氮?dú)?、天然氣、二氧化碳、空氣、泡沫、柴油等。采用柴油做鉆井液減輕劑需要的輔助設(shè)備較為簡(jiǎn)單，其它減輕劑則需要較復(fù)雜的外圍輔助設(shè)備，因而鉆井成本相對(duì)比較高。13致謝致謝在同學(xué)和老師的幫助下我順利的完成了論文，在這里對(duì)幫助我的老師同學(xué)表示感謝，