水平井侧钻水平井技术.ppt

* 长城钻探公司辽河工程技术研究院 中国石油 水平井侧钻水平井技术 长城工程技术研究院 2011.6 一 水平井钻井技术 二 侧钻水平井技术 提 纲 一、水平井钻井技术 定向井/水平井/大斜度井就钻井工艺而言属同一范畴，即都是从一定的轨道(井斜角、方位角)定向钻进至设计目标(靶区)。区别为水平井是指井斜达到90°后,水平钻进在产层延伸一段水平距离，一般将井斜角在60 °～85 °的定向井定义为大斜度井,井斜角达到90 °的井定义为水平井，如图。 1.1 概述 开发天然裂缝性油气藏，获得直井数倍的产能 开发有底水、气顶的油气藏 开发低压低渗透油气藏 开发薄层油气藏 开发稠油油藏 开发不规则油藏 开发边际油藏 降低水气锥进速度，提高聚合物驱油效率，改善水驱或注水 1.2 水平井技术开发优势 ＜ ３００ ２４?３００ ６?６０ 短半径 ２００?１０００ ６?２０ １００?２４５ 中半径 ＞３０００ 2?６ ３００?６００ 长半径 水平段长度（m） 曲率半径（m) 造斜率(°/30m) 类 型 1.3 水平井类型(按照曲率半径分类) 分支水平井 侧钻水平井 常规水平井 阶梯式水平井 馆陶组 水平段 边水 顶水 “L”井眼水平井 鱼骨分支井 常见水平井井型 90年代以来，水平井技术发展的直接动力和需求来自高开发成熟度油田的剩余资源开发和对低渗、超薄、海洋、稠油和超稠油等特殊经济边际油藏的开发，这些开发对水平井技术有共同的要求：低成本、低污染、精确轨迹、高产量。这些需求刺激了水平井技术的完善和成熟，并最终形成一整套水平井技术。 目前国外水平井钻井技术的井身结构设计、钻具配置、钻头、井下动力钻具、轨迹控制、随钻测试、泥浆技术、井控技术都有了很大提高，大大降低了水平井的技术风险。美国的水平井已达90-95%技术成功率。 1.4 国内外水平井技术发展概况 国外水平井技术各项指标之最 水平井钻头 井下动力钻具 导向钻井及轨迹实时控制 WMD、LWD工具与地质导向 1.5 水平井钻井重点技术 Ⅰ 水平井钻头 为提高水平井钻速，延长钻头使用寿命，国外许多公司研制了耐磨损、抗冲击的水平井钻头。钻头技术进步，许多水平井钻井速度已是几年前的2-3倍。 据报道，RBI公司开发偏置牙轮、加长喷嘴、全稳定钻头体的4.25英寸单牙轮钻头在实验中取得27.4-30.4m/h的优异钻速 休斯公司研制出增加保径牙轮钻头，克服了钻头在水平井中的径向磨损问题。为提高PDC钻头的寿命和可控制性，研制了整个长度较短且具有平滑剖面的水平井PDC钻头 Security公司研制了抗冲击载荷的水平井PDC钻头。这种钻头的PDC牙齿加有冲击载荷挡吸器，它不仅可以限制牙齿的切削深度，使钻头平稳钻进，还能吸收钻头跳动时的冲击载荷，减少牙齿破碎。 Slinklrill公司研制出了适合于高速（400-1000）r/min钻井液马达配用的水平井TSP钻头和PDC钻头。该公司研究发现，具有扁平剖面、锥度小、外圆径用天然金刚石加强有的热稳定聚晶金刚钻头（TSP）最适合于钻曲线井段，PDC钻头最适合于钻水平段。 Ⅱ 井下动力钻具 具代表意义的井下动力钻具的发展是井下动力马达。近5年来，井下动力马达的发展取得了长足的进步，其主要进步包括：大功率的串联马达及加长马达，转弯灵活的铰接式马达，以及用于地质导向钻井的仪表化马达。 其它进步方面包括：为满足所有导向钻具和中曲率半径造斜钻具的要求，用可调角度的马达弯外壳取代了原来的固定弯外壳；为使马达获得更大弯曲度，在可调角度的弯外壳和定子之间使用了被-铜柔性衬里；为了获得更好的不定向测量，用非磁性马达取代了磁性马达。 井下专用工具对比 国外 形成不同类型和功能井下马达 大扭矩、低转速多级马达 大功率串联马达和加长马达 转弯灵活的铰接式马达 用于地质导向的仪表化马达 非磁性马达 普通动力马达的输出扭矩 高出2倍以上，其中闭式轴承的 动力马达工作在300小时以内不 用检修(多达500小时) ， 国内 能独立制造不同规格、 级数的单弯和双弯马达 (100-200小时) 辽河 国产马达轴承进行了改进， 寿命达到200小时 Ⅲ 导向钻井及轨迹实时控制 水平井钻井工具最重要发展趋势之一就是水平井钻井进入旋转导向钻井方式。井下钻井马达为水平井钻井提供了基本能力，可转向井下钻井马达应用提高了井眼轨迹控制能力，减少了起下钻次数。 旋转导向钻井系统分两类：一是使用自动定向机构系统，另一类是靠人工进行定向的系统。两类都靠给钻头施加直接侧向力或