超短半徑水平井講稿課件

短半徑水平井技術(shù)講座水平井的分類(lèi)常規(guī)水平井可分為：長(zhǎng)半徑水平井中半徑水平井短半徑水平井水平井適應(yīng)的油氣藏*

天然垂直裂縫性油氣藏天然垂直裂縫性油氣藏為水平井提供了理想的應(yīng)用條件，一井穿多個(gè)產(chǎn)層裂縫，產(chǎn)量比直井可提高4~20倍。*多層系油氣藏

一井穿多層，一口水平井相當(dāng)于若干口直井的作用，大幅度提高生產(chǎn)效益。*低滲油氣藏水平井可改善油氣流動(dòng)狀態(tài)，減小滲流阻力，提高低滲油氣藏的產(chǎn)能。同時(shí)水平井遠(yuǎn)比壓裂增產(chǎn)的效果要好。*薄油氣層水平井可大大增加泄油面積，和同一地層的直井相比，開(kāi)采指數(shù)可提高4~10倍。*不規(guī)則油氣藏（如互不連通的砂體）用水平井可以連通互不關(guān)聯(lián)的、或具有一定高低差的油氣藏。*重油或稠油油藏水平井可發(fā)揮重力泄油的優(yōu)勢(shì)，提高產(chǎn)量。*水錐和氣錐的油藏發(fā)生水錐或氣錐的油藏可在油層的中上部造斜，然后在產(chǎn)層鉆一定長(zhǎng)度的水平井。水平井的突出特點(diǎn)是井眼穿過(guò)油氣層的長(zhǎng)度長(zhǎng)，單井產(chǎn)量高，且水平井的滲流速度小，出砂少，采油指數(shù)高，可大大提高采收率。

100020406080直井水平井5~8%3~5倍井?dāng)?shù)產(chǎn)量

目前美國(guó)和加拿大等國(guó)平均每年鉆水平井1200多口，占鉆井總數(shù)的5—8%，成本是直井的1.2--2倍，產(chǎn)量是直井的3~5倍，甚至8倍。控制精度在1000米水平段長(zhǎng)內(nèi)上下誤差不超過(guò)一米。我國(guó)每年5060口水平井，常規(guī)的長(zhǎng)、中半徑水平鉆井技術(shù)和鉆井成本都接近國(guó)外。短半徑（612米）水平井在國(guó)內(nèi)尚有差距。水平井技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r水平井開(kāi)發(fā)多層系油氣藏水平井可有效的解決生產(chǎn)井的水錐問(wèn)題用水平井連通有高低差的兩孤立油藏井號(hào)：草南SWSD-平1水平段長(zhǎng)：642.72米垂深/位移比：1：1.014油管蒸氣注入管MD1,500m812.52m823.78m單井蒸汽驅(qū)重力泄油水平井雙井連通式水平井產(chǎn)量比直井提高8倍。水平井質(zhì)量和效益的技術(shù)關(guān)鍵合適的油氣藏選擇井眼軌跡控制井壁穩(wěn)定油氣層保護(hù)固井完井

一、短半徑水平井的特點(diǎn)短半徑水平井的定義一般是指造斜井段的造斜率大于1°/m的水平井，即曲率半徑小于57.3m，又稱(chēng)大（高）曲率水平井。

短半徑水平井具有：

1、井眼小

2、造斜率高

3、曲率半徑小

4、靶前位移短等特點(diǎn)。

工藝特點(diǎn)造斜率＞1°/m曲率半徑＜57.3m井眼尺寸：ф95.25mm～ф152.4mm鉆井方式：高造斜率馬達(dá)方式或轉(zhuǎn)盤(pán)鉆柔性組合鉆桿：ф73mm測(cè)斜工具：柔性測(cè)斜儀或MWD地面設(shè)備：動(dòng)力水龍頭或頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)1、井眼曲線(xiàn)段最短2、中靶準(zhǔn)確度高3、從一口直井可以鉆多口水平分支井4、造斜點(diǎn)與油層距離最小5、可用于淺油氣層6、全井斜深最小7、不受地面條件的限制缺點(diǎn)1、非常規(guī)的井下工具2、穿透油氣層段短3、井眼尺寸受到限制4、井眼方位控制受到限制5、要求使用動(dòng)力水龍頭或頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)6、施工難度大7、非常規(guī)的完井方法二、短半徑水平井的發(fā)展現(xiàn)狀短半徑水平井在國(guó)外各大公司中，美國(guó)貝克?修斯是具有代表性的一家公司。七十年代中期，美國(guó)的EastmanWhipstock公司通過(guò)八年的研究試驗(yàn)，研制出了短半徑造斜鉆井系統(tǒng)，經(jīng)改進(jìn)完善，在美國(guó)南部一些油田和加拿大北坡的Knparnk油田廣泛應(yīng)用提高產(chǎn)量4倍以上。1983年以來(lái)設(shè)在西德的EastmanChristenson公司又作了進(jìn)一步改進(jìn)并完型生產(chǎn)，九十年代初期經(jīng)過(guò)一次較大的兼并，將與鉆井技術(shù)有關(guān)的數(shù)家服務(wù)公司從資金、人才和技術(shù)方面進(jìn)步了擇優(yōu)調(diào)整，組建了能從事鉆井“一條龍”服務(wù)的BakerHughesIntep公司，在技術(shù)研究和工具儀器方面都有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力，近年來(lái)已側(cè)鉆短半徑水平井300余口。

Sperry-Sun公司在以發(fā)展儀器為主的基礎(chǔ)上，已能為提供定向井與水平井鉆井的全面服務(wù)。該公司短半徑水平井技術(shù)也處于領(lǐng)先地位，它的無(wú)線(xiàn)隨鉆MWD和ESS電子多點(diǎn)采用了柔性連接方式，廣泛用于短半徑側(cè)鉆水平井。目前，短半徑水平井的最大水平位移和最長(zhǎng)水平段已分別達(dá)到953m和600m；開(kāi)窗側(cè)鉆點(diǎn)最大井深已達(dá)到7751m。水平段最長(zhǎng)的短半徑水平井是美國(guó)的MobilErdgas-ErdoelGmbh公司在德國(guó)鉆成的Reitbrook308井（120.7mm井眼），水平段長(zhǎng)600m，水平位移953m。

近年我國(guó)開(kāi)展了柔性短半徑水平井鉆井工具的攻關(guān)研究，并取得了多項(xiàng)可喜的成果。石油勘探開(kāi)發(fā)科學(xué)研究院機(jī)械所自行研制的鉸接螺桿馬達(dá)系統(tǒng)采用兩節(jié)螺桿馬達(dá)接頭所需要的動(dòng)力，其間用鉸接頭連接。最大剛性長(zhǎng)度為1.5m，造斜率3°-5°/m，曲率半徑≤18m，能在28m曲線(xiàn)井眼長(zhǎng)度內(nèi)將井眼由垂直變?yōu)樗?，樣機(jī)室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)中間試驗(yàn)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并通過(guò)有關(guān)專(zhuān)家的驗(yàn)收和評(píng)定，有ф120.65mm和ф89.9mm兩種規(guī)格，供套管內(nèi)側(cè)鉆短半徑水平井使用。石油大學(xué)和大港油田聯(lián)合開(kāi)發(fā)了適用轉(zhuǎn)盤(pán)和動(dòng)力水龍頭鉆短半徑水平井的柔性鉆井系統(tǒng)。該系統(tǒng)由柔性鉆桿和造斜短節(jié)兩部分組成。鉆桿用薄壁無(wú)縫管切割蘑茹口，可隨鉆柱旋轉(zhuǎn)。造斜短節(jié)外殼切有單向彎曲的割縫，在鉆壓的作用下可單向彎曲，施工中不旋轉(zhuǎn)，其內(nèi)有鎧接的膠管，用以循環(huán)鉆井液，并有一傳動(dòng)軸，將上部鉆的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳柱給鉆頭，樣機(jī)通過(guò)了室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)，未下井進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)鉆試驗(yàn)。

勝利油田在“九五”期間，開(kāi)展了短半徑側(cè)鉆水平井項(xiàng)目的科研攻關(guān)，使短半徑側(cè)鉆水平井技術(shù)有了新的突破，形成了系列配套技術(shù)。共在不同類(lèi)型油藏區(qū)塊上完成側(cè)鉆水平井18口，其中139.7mm套管內(nèi)短半徑側(cè)鉆水平井10口。短半徑水平井平均造斜率為1.1°/m，最高造斜率3.6°/m，目的層垂深誤差小于2m，側(cè)鉆點(diǎn)最深達(dá)4515.5m。

中原油田鉆井工藝研究所也進(jìn)行了“柔性鉆井技術(shù)”的研究，采用特殊斜向器、鉸接柔性鉆桿配合鉸接馬達(dá)或轉(zhuǎn)盤(pán)鉆進(jìn)行水平鉆進(jìn)，、下柔性篩管完井。目前已在中原油田和陜北油田現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)6口井，其中3口水平段長(zhǎng)6m左右（最長(zhǎng)8.05m），曲率半徑均小于1m，孔徑116mm。遼河油田鉆井院研制了水力擴(kuò)孔工具并已鉆了2口試驗(yàn)井，均獲高產(chǎn)。吉林油田鉆井院研制了水力開(kāi)窗工具，鉆成3口試驗(yàn)井。

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)于1998年研制出“直角轉(zhuǎn)向水平鉆進(jìn)井下處理系統(tǒng)”。該系統(tǒng)主要由鉆頭總成、可單向彎曲的柔性鉆桿、傳遞動(dòng)力的柔性軟管、轉(zhuǎn)換連接器、折疊式導(dǎo)向器、定向器、護(hù)管、導(dǎo)管及輔助接頭等組成。并進(jìn)行了地面試驗(yàn)，鉆孔深度達(dá)6m，孔徑80mm，曲率半徑小于0.5m。

2000年6月、9月江漢油田礦機(jī)所、吉林油田鉆井院、遼河油田鉆井院和石油大學(xué)（華東）在江漢油田礦機(jī)所聯(lián)合進(jìn)行了兩次地面試驗(yàn)，對(duì)各自研制的工具和配套設(shè)施進(jìn)行檢驗(yàn)，試驗(yàn)獲得圓滿(mǎn)成功，將對(duì)我國(guó)超短半徑側(cè)鉆水平井鉆井技術(shù)水平的提高起到積極的推動(dòng)作用。

三、短半徑水平井裝備及工具

1、鉆機(jī)和鉆桿

目前，有兩類(lèi)鉆機(jī)用于短半徑水平井施工。一類(lèi)是修井機(jī)和小型鉆機(jī)，一類(lèi)是連續(xù)管作業(yè)裝置。在41/2英寸井眼中側(cè)鉆水平井可使用改裝的修井機(jī)，并配備一套動(dòng)力水龍頭；另外還需要帶有固控設(shè)備的泥漿循環(huán)系統(tǒng)，但容量和處理能力相對(duì)較小。選擇的泵應(yīng)能滿(mǎn)足鍛銑作業(yè)中清洗和冷卻的要求。

在裸眼井段，常采用帶有CS-Hydril或PH-6工具接頭的23/8英寸油管作為鉆柱。PH-6接頭比CS-Hydril接頭抗扭強(qiáng)度高，這在磨銑階段中有好處，但它的內(nèi)徑較小，大多數(shù)儀器不能通過(guò)。為此，可使用變徑鉆桿，在曲線(xiàn)段和水平段用22/3英寸并帶有CS-Hydril接頭的鉆柱，在直井段使用27/8英寸的鉆桿。

在較大尺寸井眼或深井中鉆短半徑水平井，可使用常規(guī)鉆機(jī)或配套鉆具。

2、井下馬達(dá)短半徑水平井的造斜率一般都很高，需要采用特殊結(jié)構(gòu)的井下馬達(dá)才能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。常用的井下馬達(dá)有大角度的單彎或雙彎馬達(dá)以及鉸接馬達(dá)。進(jìn)入80年代，短半徑水平井受到世界各國(guó)的廣泛重視，相繼開(kāi)發(fā)了新的鉆井系統(tǒng)，普遍的做法是將用于中、長(zhǎng)半徑水平井的螺桿馬達(dá)引入了短半徑水平系統(tǒng)的研究之中。典型的公司有Eastmanchristenson公司、Preussag公司、Anadrillschlumberger公司。并相繼研制出了與之配套使用的柔性有線(xiàn)隨鉆和柔性MWD,使得水平段長(zhǎng)度達(dá)到400m，在薄油層、復(fù)雜斷塊和小區(qū)塊油藏中發(fā)揮了積極的作用，促進(jìn)了套管開(kāi)窗側(cè)鉆鉆短水平井的發(fā)展。

Eastmanchristenson公司的鉸接螺桿馬達(dá)系統(tǒng)，可以鉆曲率半徑為12-15m的短半徑水平井。其工具特點(diǎn)是把在中半徑水平井內(nèi)使用很有效的容積式鉆井液馬達(dá)長(zhǎng)度縮短到1m，并用專(zhuān)利的萬(wàn)向接頭鉸接起來(lái)，造斜段用一節(jié)馬達(dá)，穩(wěn)斜段用兩節(jié)馬達(dá)，鉆頭、近鉆頭穩(wěn)定器和成向接頭穩(wěn)定器構(gòu)成決定曲率半徑的三個(gè)接觸點(diǎn)，配單彎或雙彎的外殼，造斜率可達(dá)4.8°/m。有Φ120.65mm和Φ95.25mm、兩種規(guī)格，可供Φ177.8mm和Φ139.7mm套管內(nèi)側(cè)鉆短水平井使用。

Pneussag公司的鉸接馬達(dá)系統(tǒng)。該系統(tǒng)與Eastnmanchristenson公司鉸接馬達(dá)系統(tǒng)主要不同點(diǎn)在于造斜段總成的結(jié)構(gòu)。它主要由旋轉(zhuǎn)的內(nèi)驅(qū)動(dòng)管和不旋轉(zhuǎn)的外鉸接管兩部分組成。旋轉(zhuǎn)內(nèi)驅(qū)動(dòng)管內(nèi)鎧裝有膠管，既可在一定角度內(nèi)彎曲，又可循環(huán)鉆井液。不旋轉(zhuǎn)的鉸接外管可單向彎曲一定角度而不發(fā)生方位變化，既可按井眼軌跡彎曲，不可向鉆頭傳遞轉(zhuǎn)壓。鉆頭、近鉆頭穩(wěn)定器墊塊及單身彎曲鉸接接頭穩(wěn)定器構(gòu)成決定曲率半徑的3個(gè)接觸點(diǎn)，不配備彎外殼（或彎接頭）。有Φ120.65mm和Φ171.45mm兩種規(guī)格，可供Φ177.8mm和Φ244.5mm套管內(nèi)側(cè)鉆短半徑水平井。

Anadrillschlumberger公司的鉸接馬達(dá)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由短螺桿馬達(dá)、上下鉸接頭及造斜段總成組成。造斜段總成主要由近鉆頭穩(wěn)定器壓力驅(qū)動(dòng)的活塞和可調(diào)直徑穩(wěn)定器構(gòu)成，其中可調(diào)直徑穩(wěn)定器在鉆臺(tái)上可以調(diào)整直徑，壓力驅(qū)動(dòng)的活塞在鉆井液柱壓力作用下外凸塊的外凸程度不同。這樣在造斜與穩(wěn)斜施工時(shí)只用一根鉆具即可滿(mǎn)足要求。共有兩種規(guī)格3種造斜率，用于Φ177.8mm套管內(nèi)鉆的Φ120.65mm鉆頭，造斜率2.43°/m；用于Φ139.7mm套管內(nèi)側(cè)鉆的Φ88.9mm鉆頭，造斜率為2.66°/m。

3、測(cè)量?jī)x器

短半徑水平井的高造斜率，采用常規(guī)儀器難以通過(guò)井下鉆柱，必須使用小尺寸或柔性連接的測(cè)斜儀。斯佩里森（Sperry-Sun）公司在以發(fā)展測(cè)量?jī)x器為主的基礎(chǔ)上已轉(zhuǎn)為提供定向井與水平井鉆井全面服務(wù),其生產(chǎn)規(guī)模及利潤(rùn)就今年在全球范圍內(nèi)可于各大公司抗衡,該公司段半徑水平井技術(shù)也處于領(lǐng)先地位,目前生產(chǎn)井主要集中在加拿大北部和俄羅斯部分油田,總體水平仍以測(cè)量?jī)x器見(jiàn)長(zhǎng),該公司的MWD和ESS電子采用了與貝克·休斯基本相同的柔情連接方式,最大特點(diǎn)是下井脈沖發(fā)生器本體和探管本身尺寸較小,在變型為小井眼儀器和短半徑水平儀器時(shí),不許另行設(shè)計(jì),只是將蘑菇頭、孔板和渦輪發(fā)電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子改造為合適的尺寸即可,節(jié)約了大量的配套費(fèi)用。

Geolink也是一家以測(cè)量?jī)x器見(jiàn)長(zhǎng)的公司，該公司成立于1988年，是由一批高級(jí)技術(shù)人員組成的高技術(shù)小公司，其生產(chǎn)的無(wú)線(xiàn)隨鉆測(cè)斜儀已銷(xiāo)售到三十多個(gè)國(guó)家和公司，其MWD產(chǎn)品上海目前世界上最短，下井結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、操作最容易和需要維修設(shè)備最少的無(wú)線(xiàn)隨鉆測(cè)斜儀，價(jià)錢(qián)僅為大公司的50%左右，該儀器是目前世界上唯一商業(yè)化的可覆蓋長(zhǎng)、中、短半徑造斜率范圍的無(wú)限隨鉆測(cè)斜儀，在不作任何改井的前提下，由于其鈹青銅外筒和脈沖發(fā)生氣留有彎曲余量，可以滿(mǎn)足18m曲率半徑水平井曲率井段和水平井段的測(cè)量要求。且該公司是唯一一家加接、測(cè)量并達(dá)到商業(yè)化的程度。4、開(kāi)窗側(cè)鉆工具開(kāi)窗側(cè)鉆工具有兩種。一種是套管鍛銑器，它的工作原理是利用銑刀將套管鍛銑一定井段，然后填井側(cè)鉆；另一種是斜向器，采用非磁性類(lèi)儀器定向直接將斜向器坐封在套管上，利用特殊工具開(kāi)窗側(cè)鉆。

5、鉆井用液力加壓器鉆井用液力加壓器是通過(guò)鉆井液的液壓力產(chǎn)生鉆壓，開(kāi)泵時(shí)，液力加壓器使下部井底鉆具組合與鉆柱的其余部分相分離，以便提供一個(gè)恒定的、可控的鉆壓，減少軸向振動(dòng)和沖擊。液力加壓器能夠解決短半徑水平井的鉆井加壓難題，提高機(jī)械鉆速和鉆頭使用壽命，改善施工條件和減少井下事故。

四、勝利油田短半徑水平井鉆井技術(shù)一、剖面設(shè)計(jì)1、短半徑水平井只要油藏工程允許,且目的層之上無(wú)水層或復(fù)雜地層時(shí),結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況,水平井施工應(yīng)采用中短半徑,即曲率半徑選擇在40～50m為宜,不宜選擇國(guó)外的18～22m,更不必高超短半徑井(12m)水平井。從現(xiàn)場(chǎng)角度講,過(guò)分短的曲率半徑,施工難度過(guò)大,幾乎沒(méi)有回旋余地,井眼軌跡略有失控則需填井重鉆,損失重大。2、適宜的造斜率造斜率的選擇,是滿(mǎn)足曲率半徑要求的關(guān)鍵,按國(guó)家”九五”重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目的要求,只要達(dá)到造斜率1°～3°/m即視為短半徑(國(guó)外3°～9°/m)。實(shí)踐證明,造斜率1°～3°/m的短半徑井水平井是經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)妥的實(shí)施方案。

3、三段制井身剖面設(shè)計(jì)應(yīng)留有余地井身剖面的選擇,實(shí)際是造斜率的優(yōu)化。盡管短半徑水平井斜井段(造斜段)較短,考慮到現(xiàn)場(chǎng)施工中增斜井段鉸接馬達(dá)的不穩(wěn)定性或初始不穩(wěn)定性、地層因素的不確定性、施工操作的不規(guī)范性,應(yīng)在井身剖面的設(shè)計(jì)上有調(diào)整余地。目前,的短半徑水平井井身剖面的設(shè)計(jì)以三段制為最佳選擇。即：第一增斜率造斜率1°～1.5°/m,第三增斜段(并進(jìn)入靶點(diǎn))造斜率為2°～2.25°/m,中間段(調(diào)整段)設(shè)計(jì)造斜率1°/m左右。4、避開(kāi)三維井身剖面三維井身剖面不適合短半徑水平井,因?yàn)樵谙喈?dāng)短而造斜旅又高的斜井段中進(jìn)行較大的方位調(diào)整往往是不現(xiàn)實(shí)的,甚至不可能,在水平段更是如此。為此,要求在進(jìn)入造斜點(diǎn)前,直至鉆完水平段,整體剖面一直保持二維剖面。即使該井需要調(diào)方位而出現(xiàn)三維軌跡時(shí),也要在造斜點(diǎn)之前完成,還必須注意所調(diào)方位量不能太大(如0.1°～0.2°/m)。5、校準(zhǔn)老井?dāng)?shù)據(jù)由于老井的電測(cè)完井?dāng)?shù)據(jù)往往不精確(受儀器精度所限),不能作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。因此,老井在套管開(kāi)窗設(shè)計(jì)前,需要先進(jìn)行陀螺(SRO或BOSS速率)測(cè)井,用以精確校核原井眼的井斜、方位、磁場(chǎng)強(qiáng)度等數(shù)據(jù)。以此為基礎(chǔ),再做側(cè)鉆短半徑井身剖面設(shè)計(jì)。特別指出的是,陀螺測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)于老井的完井電測(cè)數(shù)據(jù)差別往往非非常大。這種情況下,結(jié)合的油藏設(shè)計(jì)條件,原定采用老井套管開(kāi)窗側(cè)鉆短半徑水平靜之方案就不一定或根本不可能實(shí)現(xiàn),從而引出三種情況：(1)可鉆短半徑水平井;(2)只適宜鉆長(zhǎng)、中半徑水平井；(3)只可鉆側(cè)鉆定向斜井(軌跡誤差過(guò)大)。

6、校正磁場(chǎng)參數(shù)短半徑水平井鉆井是一項(xiàng)精細(xì)工程，為準(zhǔn)確中靶，要求井眼軌跡設(shè)計(jì)必須精確，還需考慮如下磁場(chǎng)參數(shù)的較正：（1）磁場(chǎng)強(qiáng)度；（2）近期的磁偏角;(3)大地子午線(xiàn)收斂角。二、套管開(kāi)窗側(cè)鉆1、對(duì)于深井、硬地層,宜使用造斜器、利用窗銑進(jìn)行套管窗側(cè)鉆。它有開(kāi)窗位置準(zhǔn)確、側(cè)鉆成功率高(要求斜向器錨定牢固)的優(yōu)點(diǎn),但測(cè)量?jī)x器受干擾,初始定向難,有時(shí)要使用陀螺單點(diǎn),井眼高邊定向(誤差稍大)。2、對(duì)于淺井、軟地層,宜使用段銑方式,利用段銑刀具將套關(guān)銑掉10～20m,然后注入泥塞,采用造斜馬達(dá)側(cè)鉆。其優(yōu)點(diǎn)是可以克服磁干擾,儀器定向方便,但當(dāng)水泥硬度不及地層時(shí),側(cè)鉆點(diǎn)易滑移,影響井眼軌跡控制。總之,開(kāi)窗處應(yīng)滿(mǎn)足：(1)套管外水泥環(huán)封固良好；(2)套管處無(wú)扶正器；(3)井斜角、方位角對(duì)剖面有利。三、鉆井方式與鉆具組合1、鉆井方式出于對(duì)鉆具強(qiáng)度及高造斜率井眼軌跡控制的考慮，短半徑水平段宜以滑動(dòng)鉆進(jìn)為主、旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)為輔的方式進(jìn)行，旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)多為有效傳遞鉆壓、消除摩阻、劃眼等。但理論計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明，中短半徑水平井允許使用轉(zhuǎn)盤(pán)鉆進(jìn)。

2、鉆具組合（1）用無(wú)磁承壓鉆桿替代加壓鉆鋌，同時(shí)也替代了無(wú)磁鉆鋌。（2）用PH雙級(jí)密封扣油管代替普通鉆桿置于斜井段、水平段。（3）造斜點(diǎn)一下所有轉(zhuǎn)換接頭均應(yīng)專(zhuān)門(mén)車(chē)制相應(yīng)高鋼級(jí)PH6雙級(jí)密封扣。（4）鉆進(jìn)水平段時(shí)，為施加鉆壓需接倒置鉆具，一般以鉆鋌或加重鉆桿接于直井段。（5）每趟鉆都要用隨鉆震擊器。鉆進(jìn)φ139.7mm井眼時(shí)鉆具組合：φ120～118mm鉆頭+φ89mm井下馬達(dá)+φ73mm無(wú)磁承壓鉆桿+MWD/YST+φ73mmPH6油管+φ89mm鉆鋌+φ73mm鉆桿+φ73mm震擊器。鉆井φ177.8mm井眼時(shí)的鉆具組合：φ150mm～φ152mm鉆頭+φ89mm無(wú)磁承壓鉆桿+MWD/YST+φ89mmPH6油管+φ120mm鉆鋌+φ89mm鉆桿+φ89mm震擊器。四、井眼軌跡控制1、造斜馬達(dá)的匹配短半徑水平井剖面控制，應(yīng)十分重視造斜馬達(dá)造斜率與剖面曲線(xiàn)精確匹配。施工中不允許用試鉆做法，因?yàn)樵诙潭煨甭矢叩木壑?，若工具于造斜率不匹配，極易導(dǎo)致剖面脫軌，從而造成填井重鉆。對(duì)于井下動(dòng)力馬達(dá)，掌握其造斜率,除用公式計(jì)算外，還要根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，兩者具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性。

2、鉸接式動(dòng)力馬達(dá)的局限性當(dāng)用鉸接式動(dòng)力馬達(dá)調(diào)整方位時(shí)，因其鉸接結(jié)構(gòu)，具有肘節(jié)效應(yīng)，功能不盡人意，遠(yuǎn)不及彎外殼動(dòng)力馬達(dá)。尤其在短半徑水平井中，在高造斜率的斜井段，方位更不易調(diào)整，若必須進(jìn)行方位調(diào)整，應(yīng)考慮改用彎外殼動(dòng)力馬達(dá)。同時(shí)，鉸接馬達(dá)一旦鉆遇地質(zhì)斷層，會(huì)順層面漂移，造成井斜、方位失靈。3、應(yīng)用常規(guī)動(dòng)力馬達(dá)結(jié)合我國(guó)實(shí)際，中短半徑水平井施工的井下動(dòng)力馬達(dá)，不一定非要使用國(guó)外引進(jìn)的鉸接式動(dòng)力馬達(dá)，完全可以采用國(guó)產(chǎn)常規(guī)彎外殼井下動(dòng)力馬達(dá)。實(shí)踐證明既經(jīng)濟(jì)又有效。國(guó)產(chǎn)彎外殼動(dòng)力馬達(dá)實(shí)際所通過(guò)的井眼尺寸套管尺寸（mm）彎外殼動(dòng)力馬達(dá)角度下入井號(hào)φ139.7φ95mm×2.75°單彎φ95mm×3°單彎φ95mm×1.75°×1°雙彎梁11-23CP1河90-CP1盤(pán)40-41CP1φ177.8φ95mm×3°單彎φ120mm×3.5°單彎φ95mm×2.5°×1°雙彎濱古40-CP14、隨鉆預(yù)測(cè)軌跡短半徑水平井的井眼軌跡，要嚴(yán)格做到隨鉆隨測(cè)，及時(shí)掌握剖面動(dòng)態(tài)，不允許先鉆后補(bǔ)測(cè)。對(duì)于高造斜率的斜井段，如果鉆進(jìn)時(shí)，增斜率稍有失控，井眼軌跡將很難控制。由于目前尚未完成小尺寸MWD的研制，對(duì)于井下馬達(dá)、配合接頭至鉆頭零長(zhǎng)段井眼數(shù)據(jù)的監(jiān)控問(wèn)題，在施工中采取了如下方法：（1）隨鉆隨側(cè)過(guò)程中隨時(shí)用計(jì)算機(jī)對(duì)零井段井眼軌跡進(jìn)行預(yù)測(cè)。（2）在隨鉆測(cè)量正常值時(shí)，也要定期專(zhuān)門(mén)下測(cè)量?jī)x器，（MWD、ESS）補(bǔ)測(cè)零長(zhǎng)段軌跡數(shù)據(jù)。5、采用常規(guī)測(cè)量?jī)x器無(wú)線(xiàn)隨鉆測(cè)量?jī)x(MWD)較先進(jìn),然而其費(fèi)用昂貴，操作、檢修復(fù)雜，施工技術(shù)條件高，對(duì)普及應(yīng)用和降低成本不利。實(shí)踐證明，使用國(guó)產(chǎn)常規(guī)小尺寸的（φ35mm、φ45mm）有線(xiàn)隨鉆測(cè)量?jī)x（YST），對(duì)于中短半徑水平井測(cè)量同樣有效。6、LWD應(yīng)用短半徑水平井，目前完井電測(cè)尚難進(jìn)行，所以當(dāng)那些地層及油藏位置準(zhǔn)確性差的井，所使用的測(cè)量?jī)x，除用MWD外，同時(shí)還應(yīng)使用帶地質(zhì)參數(shù)（中孔隙度、自然r、電阻率、巖石密度）的LWD，做到隨鉆監(jiān)測(cè)地層。7、防止出新眼短半徑水平井下鉆時(shí)易發(fā)生阻卡，劃眼不慎會(huì)產(chǎn)生新井眼。故鉆進(jìn)松軟地層井短時(shí)需做到：（1）第一增斜段造率設(shè)計(jì)不易太高。（2）鉆中間調(diào)整段宜用短而柔的鉆具組合。（3）凡改變鉆具組合式相應(yīng)定出安全措施。（4）增加通井、短起下鉆次數(shù)。（5）已出新井眼可用原造斜鉆具組合，定點(diǎn)定向找回，確認(rèn)無(wú)效時(shí)再填井重鉆。8、防止出現(xiàn)鍵槽力爭(zhēng)打出一個(gè)平滑井眼，對(duì)全角變化率達(dá)的拐點(diǎn)應(yīng)定期破槽，對(duì)于造斜器開(kāi)出的窗口的修平與加長(zhǎng)，嚴(yán)防健槽卡鉆。五、鉆井液與凈化1、要徹底排出多年老井試油、采油、井下作業(yè)等多種污染液（油、氣、水、酸、堿）等，認(rèn)真通井洗井。2、配置優(yōu)質(zhì)鉆井液（聚合物、正電膠等），要求流動(dòng)性好，動(dòng)/塑比合理。3、保證安全的循環(huán)排量：井眼尺寸為φ118～φ121mm和φ150～φ152mm時(shí)，循環(huán)排量分別為8～9和10～12Ｌ/s。4、強(qiáng)化四級(jí)凈化（高目數(shù)振動(dòng)篩、高效除砂器、除泥（氣）器、離心機(jī)），凡離心機(jī)工作不正常，停止鉆井。油田遼河油田南陽(yáng)油田吉林油田井號(hào)錦45-04-19錦45-38-303古2206中加9-92新加21-5木24-19時(shí)間（Y）1997199919981998

井段（m）10201086-1092986-988474-477496-497749-750巖性砂巖稠油、7米厚油層中間有0.3米的夾層低滲、硬鉆速低

分枝數(shù)132111水平段長(zhǎng)（m）15.866.5、2.8、2.16.5、4.64.023.684.62鉆井周期（d）

451250水平鉆進(jìn)（h）1.75

0.530.450.5水平鉆速m/h9.55

19.68.189.24改造前產(chǎn)量產(chǎn)液（m3）

0.34.51產(chǎn)油(t)

01.10改造后產(chǎn)量產(chǎn)液（m3）

1.558.82.35產(chǎn)油(t)

14t

0.362.82.1產(chǎn)量提高8-9倍

3-4倍5.17倍2.55倍2.35倍試驗(yàn)成本（萬(wàn)元）72

備注高產(chǎn)井高產(chǎn)井

套管開(kāi)窗側(cè)鉆短半徑水平井1、套管側(cè)鉆短半徑水平井基本概念

套管側(cè)鉆井是指在原套管內(nèi)某一特定深度處開(kāi)窗或段銑后側(cè)鉆新井眼。它包括側(cè)鉆直井、定向井和水平井。套管側(cè)鉆短半徑水平井井是一種投資少、見(jiàn)效快、經(jīng)濟(jì)效益顯著的老油田開(kāi)發(fā)技術(shù)，世界各國(guó)都非常重視，許多油田都把他作為重新認(rèn)識(shí)老油田、使老油田增儲(chǔ)上產(chǎn)和提高最終采收率的重要手段。2、側(cè)鉆井的特點(diǎn)

側(cè)鉆井最突出的特點(diǎn)是充分利用原井場(chǎng)和原井的上部井眼，利用原來(lái)的輸油輸氣管線(xiàn)，節(jié)省投資。側(cè)鉆井可使老井復(fù)活,

使老油田恢復(fù)產(chǎn)能。利用側(cè)鉆技術(shù)，在事故井、報(bào)廢井中側(cè)鉆成定向井、水平井，可節(jié)省鉆井周期，提高生產(chǎn)效率。側(cè)鉆井一般是從5″、51/2″或7″生產(chǎn)套管側(cè)鉆41/2″、33/4″的小井眼。3、側(cè)鉆井的發(fā)展概況

早在20年代國(guó)外就提出了用側(cè)鉆井提高油井的產(chǎn)量。1929年，美國(guó)在德州鉆了一口井深900米的側(cè)鉆井，水平井眼僅有8米。1936年前蘇聯(lián)開(kāi)始應(yīng)用。50年代開(kāi)始大面積試驗(yàn)和推廣。60年代末至70年代初處于低潮。80年代飛速發(fā)展。90年代側(cè)鉆井技術(shù)已經(jīng)完善，側(cè)鉆井的數(shù)量迅速增長(zhǎng)。目前最深的開(kāi)窗側(cè)鉆井在美國(guó)懷俄明州，開(kāi)窗深度為7751米。

前蘇聯(lián)的阿齊茲別科夫石油公司對(duì)所報(bào)廢的1200余口井用側(cè)鉆的方法恢復(fù)了生產(chǎn)。目前該公司的產(chǎn)量一半以上是開(kāi)窗井生產(chǎn)的。美國(guó)等西方國(guó)家各油公司都在老油田采用側(cè)鉆井技術(shù)，并獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

我國(guó)側(cè)鉆井技術(shù)始于50年代，90年代初以來(lái)有較大的發(fā)展，在老井的改造、老油田提高產(chǎn)量方面見(jiàn)到一定成效。目前我國(guó)側(cè)鉆井技術(shù)發(fā)展較快。開(kāi)窗側(cè)鉆井的過(guò)程超短半徑水平井（徑向水平井）徑向水平井的基本概念徑向水平井是指在直井的半徑方向上鉆出的水平井。其曲率半徑比常規(guī)的短曲率半徑更短（0.3米），也稱(chēng)之為“超短半徑徑向水平井”，其英文名稱(chēng)為“UltrashortRadiusRadialWell”，完成該水平井的鉆井系統(tǒng)稱(chēng)之為“UltrashortRadiusRadialSystem”，簡(jiǎn)稱(chēng)URRS，其組成及所鉆出的水平井的典型分布情況見(jiàn)以下圖示。2、徑向水平井的特點(diǎn)入靶準(zhǔn)確分布靈活，一井多層，一層多井眼井眼直徑100--130毫米，長(zhǎng)30--50米，一層可鉆24口井。3、徑向水平井的優(yōu)勢(shì)（1）采用高壓水射流代替機(jī)械鉆頭破巖鉆出水平井眼；（2）鉆進(jìn)時(shí)不需要鉆柱和鉆頭的旋轉(zhuǎn)，減少了井下復(fù)雜事故的發(fā)生；（3）靠液體靜壓推進(jìn)，不需要通過(guò)鉆桿給鉆頭施加用以破巖的“鉆壓”，從而徹底解決了常規(guī)水平井鉆井技術(shù)所遇到的鉆壓施加困難；（4）采用特殊的井下斜向器，定位準(zhǔn)確，一次性定向。避免了常規(guī)各種曲率的水平井鉆井技術(shù)所需要的頻繁造斜、定向和復(fù)雜的井眼軌跡控制等工藝過(guò)程，并能保證水平井段準(zhǔn)確地進(jìn)入目的層；（5）地面設(shè)備簡(jiǎn)單，鉆井施工操作方便，機(jī)械鉆速高，建井周期短，經(jīng)濟(jì)效益顯著。4、、徑向水平井的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)（1）老井改造(輻射狀水平井使老井更新、死井復(fù)活，開(kāi)采殘余油氣）；（2）穿通分隔的垂直裂縫；（3）大大提高薄油氣層產(chǎn)油氣的能力；（4）有利于低壓、低滲油層的重力排油；（5）可提供更高的注水效率；（6）在熱力驅(qū)油中能更有效和經(jīng)濟(jì)地傳播熱量，并可方便地實(shí)現(xiàn)不間斷地蒸汽吞吐。進(jìn)入80年代以來(lái)，國(guó)外許多公司在常規(guī)水平井鉆井技術(shù)基礎(chǔ)上，開(kāi)展了超短半徑側(cè)鉆水平井的研究試驗(yàn)。超短半徑側(cè)鉆水平井是指在垂直井眼的半徑方向上用高壓水射流鉆出曲率半徑為0.3m左右的水平井眼的井（ulleshontRadiusRadialwell）美國(guó)比契特爾（Bechtel）投資公司和石油物理（Petvophysics）有限公司獨(dú)樹(shù)一幟，經(jīng)過(guò)六年多的探索試驗(yàn)，Bechtell公司發(fā)明的以特殊井下斜向器和高壓射流破巖鉆頭為主要技術(shù)的超短半徑側(cè)鉆水平井系統(tǒng)（UltnashortRadiusRadialsystem，簡(jiǎn)稱(chēng)URRS）。該技術(shù)采用了特殊的井下斜向器和高壓射流破巖鉆頭，利用高壓水射流進(jìn)行全面破巖鉆進(jìn)，完全擺脫了機(jī)械方法破巖的束縛，從而可在垂直井眼的半徑方位上用高壓水射流鉆出曲率半徑為0.3m左右的水平井眼，并能使在油層中鉆進(jìn)的速度達(dá)到3～30m/h，整個(gè)鉆井過(guò)程比常規(guī)水平井更簡(jiǎn)單、更經(jīng)濟(jì)，到1985年上半年在加利福尼亞和洛杉礬油田鉆出了450多口井徑向水平井，1986年經(jīng)改進(jìn)又推出了更科學(xué)更完善的第二代Becwell水平井鉆井系統(tǒng)，到1987年己鉆成的經(jīng)向水平井超過(guò)了600口，其中水平井眼直徑為101.6mm(4")，水平段長(zhǎng)度為30-60m，并能在一口垂直井的同一深度上向四周外出24口幅射狀的水平井眼，在淺的未膠結(jié)的地層中鉆24口水平井，實(shí)際鉆井時(shí)間一般不超過(guò)60小時(shí)。

石油大學(xué)（華東）和中原油田鉆井院合作進(jìn)行了“徑向水平井鉆井技術(shù)研究”，1994年完成了可行性研究并研制出了用高壓水射流鉆徑向水平井的特殊斜向器和水力破巖鉆頭?！熬盼濉逼陂g進(jìn)行配套技術(shù)的實(shí)質(zhì)性研究，形成了與國(guó)外第二代Becwell水平井系統(tǒng)相類(lèi)似的徑向水平井鉆井系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要設(shè)備為一臺(tái)耐壓80MPa以上的壓裂泵和一臺(tái)修井作業(yè)機(jī)，目前已進(jìn)行了3口井的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。其中1997年對(duì)遼河油田錦45-04-19井進(jìn)行改造，側(cè)鉆點(diǎn)井深1020m，段銑長(zhǎng)度5m，地面水力壓力50～60MPa，排量10L/s，曲率半徑0.3m，孔徑120mm，水平段長(zhǎng)15.86