水平井鉆井完井設(shè)計(jì)技術(shù)

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1、二○一一年十一月水平井鉆井完井設(shè)計(jì)技術(shù)邵長(zhǎng)明；scmzjy@163.com在多年的石油開(kāi)發(fā)實(shí)踐中，人們一直在探秘高效開(kāi)發(fā)油氣藏的有效途徑。于是，定向井、水平井、分支井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井及旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向、地質(zhì)導(dǎo)向等先進(jìn)鉆井技術(shù)相繼得到開(kāi)發(fā)應(yīng)用，并在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)揮了巨大的作用，為進(jìn)一步豐富油氣藏開(kāi)發(fā)手段、提高油氣藏開(kāi)發(fā)利用率和采收率創(chuàng)造了條件。前言水平井屬于定向井家族的分支，它的最基本特點(diǎn)是設(shè)計(jì)的井眼軌跡同油層的走向基本一致。其最大井斜度達(dá)到90°或水平段的井斜角達(dá)到85°以上。且在目的層內(nèi)維持一定長(zhǎng)度的水平的或近水平井段。前言水平井的分類(lèi)前言類(lèi)別造斜率（°/30m）井眼曲

2、率半徑（m）水平段長(zhǎng)度（m）長(zhǎng)半徑2～6860～280300～1700中半徑6～20280～85200～1000中短半徑20～8085～20200～500短半徑30～15060～10100～300超短半徑特殊轉(zhuǎn)向器0.330～60水平井的分類(lèi)水平井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的設(shè)計(jì)除涵蓋直井設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容外，還要進(jìn)行以下專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)地下和地面油氣的通道軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)軌道的相關(guān)工藝設(shè)計(jì)完井設(shè)計(jì)前言?xún)?nèi)容一、水平井軌道設(shè)計(jì)二、鉆機(jī)選型三、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四、鉆具組合設(shè)計(jì)五、完井設(shè)計(jì)六、長(zhǎng)水平段水平井鉆井完井設(shè)計(jì)七、分支水平分支井設(shè)計(jì)水平井井身剖面設(shè)計(jì)是水平井鉆井施工的首要環(huán)節(jié)，其軌道優(yōu)

3、化能有效地降低鉆進(jìn)過(guò)程中的摩阻扭矩、降低施工難度和提高中靶精度。它決定著水平井能否成功著陸、鉆井難度大小、鉆井速度快慢和鉆井成本的高低。水平井軌道（剖面）設(shè)計(jì)水平井軌道設(shè)計(jì)水平井軌道設(shè)計(jì)前提：滿(mǎn)足油藏、地質(zhì)、采油工藝的需求。任務(wù)：確定剖面類(lèi)型，優(yōu)選造斜率、造斜點(diǎn)。目標(biāo)：鉆井施工安全、經(jīng)濟(jì)，整體開(kāi)發(fā)方案合理對(duì)于水平井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井確定軌道類(lèi)型、靶前位移、水平段形狀等是關(guān)鍵。井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)水平井靶區(qū)的確定◆確定靶區(qū)的依據(jù)有五個(gè)方面:油藏的邊界條件鉆探目的地質(zhì)勘探開(kāi)發(fā)精度要求鉆井能力和手段?！羲骄陌袇^(qū)類(lèi)型：圓柱靶：即沿水平設(shè)計(jì)井眼軸線(xiàn)半徑為R的圓柱體。矩形靶：

4、即縱向?yàn)椤繿米，橫向?yàn)椤纀米的長(zhǎng)方體。梯形靶：即縱向?yàn)椤繿米，A靶橫向?yàn)椤纀、B靶橫向±c米的空間幾何柱狀體。水平井軌道（剖面）設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)水平井軌道設(shè)計(jì)造斜點(diǎn)水平位移垂深靶前位移水平段水平井的靶：圓柱型矩形水平段設(shè)計(jì)水平段應(yīng)盡可能多地鉆開(kāi)產(chǎn)層。水平段軌跡形狀要有利于油藏開(kāi)發(fā)和軌跡控制。水平段若需要繞障時(shí)，應(yīng)根據(jù)摩阻力和管柱強(qiáng)度對(duì)三維軌跡進(jìn)行全面校核。水平段應(yīng)位于滲透率較高，含油飽和度高的構(gòu)造位置。若油藏存在垂直裂縫，則水平井段應(yīng)盡可能多地穿過(guò)垂直裂縫，以提高油井產(chǎn)量。水平段設(shè)計(jì)及優(yōu)化水平井軌道（剖面）設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)水平井軌道設(shè)計(jì)水平井目標(biāo)深度

5、不準(zhǔn)確是水平井重鉆重要因素。目標(biāo)深度變淺，井斜角未達(dá)到進(jìn)入水平段的要求，須填眼縮短穩(wěn)斜段或增大井眼造斜率目標(biāo)深度變深，井斜角達(dá)到進(jìn)入水平段要求，井眼卻未進(jìn)入產(chǎn)層，須填眼增加穩(wěn)斜段或降低造斜率重鉆實(shí)鉆中以海平面為基準(zhǔn)標(biāo)定目標(biāo)深度，測(cè)量井口坐標(biāo)時(shí)同時(shí)測(cè)量井口海拔高度地質(zhì)設(shè)計(jì)時(shí)為更準(zhǔn)確地使井眼水平段進(jìn)入設(shè)計(jì)產(chǎn)層，地質(zhì)部門(mén)一般應(yīng)與鉆井工程設(shè)計(jì)部門(mén)共同來(lái)完成目標(biāo)設(shè)計(jì)。水平段方向、長(zhǎng)度和深度一般由地質(zhì)部門(mén)提供。工程設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)井口海拔高度和鉆機(jī)補(bǔ)心到地面距離對(duì)目標(biāo)深度進(jìn)行校核。123水平井軌道設(shè)計(jì)深度目標(biāo)的確定海平面地面轉(zhuǎn)盤(pán)面目的層海拔地面轉(zhuǎn)盤(pán)水平井鉆井目標(biāo)深度關(guān)系示意圖

6、水平井軌道（剖面）設(shè)計(jì)水平井軌道設(shè)計(jì)①為水平段平緩的剖面。這是一種最簡(jiǎn)單、最經(jīng)濟(jì)的一種剖面設(shè)計(jì)，這種剖面的水平井較容易完成。該剖面應(yīng)用于各向同性的油藏以及解決氣/水錐等問(wèn)題。根據(jù)油藏特性的不同，從水平段的幾何形狀看，水平井剖面類(lèi)型，可分為以下幾類(lèi):水平井軌道（剖面）設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)水平井軌道設(shè)計(jì)②波浪型井底的水平井。這種剖面應(yīng)用于那些被不滲透性障礙隔開(kāi)的幾個(gè)單個(gè)油藏。水平井軌道（剖面）設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)水平井軌道設(shè)計(jì)③井底水平段上傾的水平井。這種水平井應(yīng)用于解決氣錐的問(wèn)題。當(dāng)油氣界面下移，進(jìn)入水平段遠(yuǎn)端時(shí)，這時(shí)可以將水平段遠(yuǎn)端封死，但整個(gè)井還能繼續(xù)生產(chǎn)

7、。水平井軌道（剖面）設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)水平井軌道設(shè)計(jì)④井底水平段下傾的水平井。這種水平井應(yīng)用于解決水錐的問(wèn)題。當(dāng)油水界面上移，進(jìn)入水平段遠(yuǎn)端時(shí)，這時(shí)，可以將水平段遠(yuǎn)端封死，但整個(gè)井還能繼續(xù)生產(chǎn)。水平井軌道（剖面）設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)水平井軌道設(shè)計(jì)⑤階梯狀井底水平井。這種水平井同樣應(yīng)用于被不滲透性障礙分割的幾個(gè)油層。這種水平井風(fēng)險(xiǎn)大，軌跡控制很難。水平井軌道（剖面）設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)水平井軌道設(shè)計(jì)⑥多分支的水平井。多分支短曲率水平井已得到廣泛應(yīng)用。多分支中、長(zhǎng)曲率水平井的應(yīng)用正在開(kāi)始，隨著作業(yè)費(fèi)用的降低以及驅(qū)油面積的增加，多分支中、長(zhǎng)半徑水平井的應(yīng)用將進(jìn)一

8、步推廣。水平井軌道（剖面）設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)水平井