鉆井和完井新技術(shù)

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1、鉆井與完井新技術(shù)專題三—特殊井鉆井、完井技術(shù)（水平井、大位移井、分支井、小井眼）水平井鉆井完井技術(shù)1.水平井技術(shù)的優(yōu)勢定向井、大斜度井、水平井就鉆井工藝而言應(yīng)屬于同一范疇，即都是從一定的軌道（井斜角、方位角）定向擊中設(shè)計(jì)目標(biāo)（靶區(qū)）。不同點(diǎn)為水平井是指井斜達(dá)到90?后水平鉆井延伸一段水平距離，一般將井斜角在60?~85?的定向井定義為大斜度井，井斜角達(dá)到90?的井定義為水平井。水平井鉆井完井技術(shù)1.水平井技術(shù)的優(yōu)勢水平井鉆井、完井主要以提高油氣產(chǎn)量和提高油氣采收率為目標(biāo)，也是當(dāng)代國際石油界迅速發(fā)展并日臻完善的

2、一項(xiàng)綜合性配套技術(shù)，已經(jīng)投產(chǎn)的水平井絕大多數(shù)帶來了十分巨大的經(jīng)濟(jì)效益，因此水平井技術(shù)被譽(yù)為石油工業(yè)發(fā)展過程中的一項(xiàng)重大突破。水平井技術(shù)具有以下優(yōu)勢：①在裂縫油氣藏中鉆水平井可以提高裂縫的鉆遇率，從而獲得高于直井?dāng)?shù)倍的產(chǎn)能；水平井鉆井完井技術(shù)1.水平井技術(shù)的優(yōu)勢②在有底水、氣頂?shù)挠筒刂秀@水平井可降低水氣的錐進(jìn)速度，延長油井的無水采油期，可以合理地利用油層的能量，提高油井產(chǎn)量和油藏采收率；③在天然氣氣藏中鉆水平井，對低滲透氣藏可增加泄氣面積，從而減少生產(chǎn)井?dāng)?shù)；對高滲透氣藏可以減少紊流影響，進(jìn)一步提高氣藏產(chǎn)能；水平

3、井鉆井完井技術(shù)1.水平井技術(shù)的優(yōu)勢④鉆水平井作為注入井，在注水、注氣、混相驅(qū)和聚合物驅(qū)中可以提高波及體積及驅(qū)油效率；⑤在薄油藏、低壓低滲透油藏中鉆水平井，可增加井眼與油層的接觸面積，明顯提高油產(chǎn)量和采收率。水平井鉆井完井技術(shù)2.水平井類型水平井按曲率半徑可分成三種類型：①長曲率半徑水平井曲率半徑R=300~600m，曲率K=1?~2?/10m。見圖1。②中曲率半徑水平井曲率半徑R<100m，曲率，見圖2。③小曲率半徑水平井曲率半徑R=5~10m，曲率，見圖3。水平井鉆井完井技術(shù)3.水平井井身剖面類型及軌道設(shè)計(jì)

4、3.1水平井剖面設(shè)計(jì)水平井剖面一般采用圓弧型剖面（單圓弧、雙圓?。┖汀霸?穩(wěn)-增”的井身剖面。對中、長半徑水平井，目前多采用“直-增-穩(wěn)-增-平”井身剖面，并且兩個(gè)增斜段都是園弧形。見圖4?！霸?穩(wěn)-增”的井身剖面具有以下優(yōu)點(diǎn)：①圓弧形造斜率恒定，有利于軌道控制；水平井鉆井完井技術(shù)3.水平井井身剖面類型及軌道設(shè)計(jì)3.1水平井剖面設(shè)計(jì)②剖面設(shè)計(jì)和計(jì)算都十分方便；③由于工具造斜能力和油層位置的不確定性，兩個(gè)增斜段之間的穩(wěn)斜段，可以補(bǔ)償上述兩個(gè)不確定因素對井眼軌道的影響。水平井鉆井完井技術(shù)3.水平井井身剖面類型及軌

5、道設(shè)計(jì)3.2造斜點(diǎn)的合理選擇①選在地層穩(wěn)定、且適合造斜的層段；②減小起下鉆摩擦阻力和摩擦扭矩，造斜點(diǎn)應(yīng)選擇深些；③造斜點(diǎn)選擇有利于安全著陸，造斜點(diǎn)太深會引起脫靶。水平井鉆井完井技術(shù)3.水平井井身剖面類型及軌道設(shè)計(jì)3.3水平井軌道設(shè)計(jì)水平井軌道設(shè)計(jì)包括兩部分內(nèi)容：靶區(qū)設(shè)計(jì)；軌道設(shè)計(jì)。(1).靶區(qū)設(shè)計(jì)靶區(qū)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是確定水平段的井眼方向和水平段控制體的位置、形狀和尺寸。靶區(qū)設(shè)計(jì)的依據(jù)：①油藏類型；水平井鉆井完井技術(shù)3.水平井井身剖面類型及軌道設(shè)計(jì)3.3水平井軌道設(shè)計(jì)②油藏構(gòu)造特征；如對東加里曼丹所鉆的50口水

6、平井評估，認(rèn)為對有氣頂和底水的薄油藏，在靶區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮：1).當(dāng)著陸點(diǎn)太靠近油氣界面時(shí)，由于氣頂降壓而導(dǎo)致采收率降低；2).但當(dāng)著陸點(diǎn)太低，會出現(xiàn)底水錐進(jìn)；3).只有當(dāng)著陸點(diǎn)接近油層中上部位置時(shí)，獲得了好的開采量。因此，靶區(qū)設(shè)計(jì)中，著陸點(diǎn)及控制體位置、形狀、尺寸對水平井開采效益是非常重要的。水平井鉆井完井技術(shù)3.水平井井身剖面類型及軌道設(shè)計(jì)3.3水平井軌道設(shè)計(jì)(2).軌道設(shè)計(jì)下面簡要介紹“直-增-穩(wěn)-增-平”剖面設(shè)計(jì)的思路。如圖6所示。剖面上的幾個(gè)基本特征點(diǎn)a、b、c、T。a、T的坐標(biāo)位置是已知的，而未知的

7、b點(diǎn)位置取決于第一增斜段的最大井斜角αw，未知的c點(diǎn)取決于b點(diǎn)的位置及第一增斜段的長度bc。因此這種剖面設(shè)計(jì)主要解決的問題在于求αw、bc。在圖6的Δbcf中：(1)水平井鉆井完井技術(shù)3.水平井井身剖面類型及軌道設(shè)計(jì)3.3水平井軌道設(shè)計(jì)由圖6所示的幾何關(guān)系可得到：(2)(3)或(4)其中：水平井鉆井完井技術(shù)3.水平井井身剖面類型及軌道設(shè)計(jì)3.3水平井軌道設(shè)計(jì)算出aw和?Lw后，便可進(jìn)行井身軌跡設(shè)計(jì)計(jì)算了。式中：?Lw——穩(wěn)斜段長度，m；(3).設(shè)計(jì)舉例某儲層的油層傾角?=3?、下傾方位角?=60?，要求水平段

8、的井眼方向與油層下傾方向的偏離角?=15?。預(yù)計(jì)在兩個(gè)增斜井段上所用工具的最小造斜率分別為3.5?/30m和9?/30m，設(shè)計(jì)造斜率分別為4?/30m和10/30?m。若目標(biāo)點(diǎn)垂深HT=500m，水平井段的控制體參數(shù)?=0?，?LH=300m，H1=8m，H2=12m。假設(shè)采用斜井鉆機(jī)，其初始井斜角ai=30?，試設(shè)計(jì)該水平井軌道。水平井鉆井完井技術(shù)3.水平井井身剖面類型及軌道設(shè)計(jì)3.3水平井軌道設(shè)