1、水平井钻井工程设计水平井钻井工程设计1、前言、前言 2、概述、概述 3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程设计介绍 主要内容水平井技术是 20世纪 80年代国际石油界迅速发展并日臻完善的一项综合性配套技术， 它包括水平井油藏工程和优化设计技术，水平井井眼轨道控制技术，水平井钻井液与油层保护技术，水平井测井技术和水平井完井技术等一系列重要技术环节， 综合了多种学科的一些先进技术成果。水平井技术被誉为石油工业发展过程中的一项重大突破。 1、前言、前言1、前言、前言 2、概述、概述 3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程设计介绍 主要内容2、概述、概述水平井的 定义 水平井是最大井斜角保持在
2、 90左右（一般不小于 86 ），并在目的层 中 维 持一定 长 度的水平井段的特殊井。 水平井 钻 井技 术 是常 规 定向井 钻 井技 术 的延伸和 发展 2、概述、概述水平井的分 类 长 半径（又称小曲率水平井）造斜率 K6/30m（曲率关径 R286.5m ）中半径（又称中曲率水平井）造斜率 K=(6 20)/30m（曲率半径 R=286.5 86m ）短半径（又称大曲率水平井） 造斜率 K=(3 10)/m（曲率半径 R=19.1 5.73m ）分类 依据曲率半径 2、概述、概述水平井的技术特点 以中半径水平井 为例 使用的井下工具接近于常 规 工具 进 入油 层 前的无效井段 较
3、短 造斜段多用井下 动 力 钻 具 钻 井，可控性好 离构造控制点 较 近 可用常 规 的套管及完井方法 井下扭矩及阻力 较 小 较 高及 较稳 定的造斜率 2、概述、概述水平井的技术特点 以中半径水平井 为例 穿透油 层 段 长 （可达 1000m）井眼控制井段 较 短 井眼尺寸不受限制 可以 测 井和取心 可 实现选择 性完井方法 要求使用 MWD（ 或 LWD） 要求使用加重 钻 杆 2、概述、概述水平井的使用范围 超稠油和稠油油藏 薄油 层 油藏 以垂直裂 缝为 主的油藏 底水和气 顶 活 跃 的油藏 低渗油藏 1、前言、前言 2、概述、概述 3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程
4、设计介绍 主要内容一、 钻 井工程 设计 书中 包括的内容 二、要介绍的设计内容3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程设计介绍一、 钻 井工程 设计 书中 包括的内容3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程设计介绍1、设计依据与要求 2、井身结构设计3、井身质量要求 4、钻具组合设计5、钻井参数设计 6、水平井井身轨迹设计7、防止油气层损害要求 8、钻井液设计9、油气井控制要求 10、固井与完井工艺设计11、各次开钻或分井段（包括取心）施工重点要求12、测井工艺技术要求13、完井井口装置设计14、安全环保要求15、周期计划16、钻井费用预算 二、要介绍的设计内容中曲率半径水平井的井身结构
5、设计，井眼轨迹设计与控制技术要求，钻具组合设计、钻井液与完井液设计， 钻 井参数 设计 ，完井工 艺设计 等内容 。 3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程设计介绍井身结构设计3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程设计介绍总的原则是：以经济效益为中心，以实现安全、快速钻井为目的的原则。具体要求如下： 以完钻井井史、测井、测试、试油和试漏等资料建立的地层孔隙压力剖面和破裂压力剖面为基础，以完钻井井身结构资料为依据。 井身结构设计根据采油工程提出的完井方式和油层套管尺寸、强度等要求进行设计。 井身结构设计通过多方案对比，从技术经济指标，如钻井速度、钻井成本、油层保护和钻井风险性等方面定性或
6、定量分析进行对比，提出推荐方案。井身结构设计3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程设计介绍辽 河油田主要的井身 结 构 类 型 339.7mm （ 或 273.05mm）水泥返高444.5mm（ 或 346.0mm）139.7mm（ 调长光管 +筛管）215.9mm适用 区块 ：欢 2-11-13块 、茨 631块 等稀油区块 井身结构设计3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程设计介绍辽 河油田主要的井身 结 构 类 型 339.7mm （ 或 273.05mm）水泥返高444.5mm（ 或 346.0mm）177.8mm（ 调长光管 +筛管）241.3mm适用 区块 ：锦 16块 、
7、锦 27块 、锦 612块 、欢 127块 、洼 60块 等稠油区块 井身结构设计3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程设计介绍辽 河油田主要的井身 结 构 类 型 适用 区块 ：冷 41块 、冷 42块 、冷 43块 、高 2区、高 3区、洼 38块 、新海 27块 、杜 84块 、杜 32块 、杜 813块 339.7mm水泥返高444.5mm244.5mm311.1mm215.9mm177.8mm悬挂器位置：技套鞋以上 50m井身结构设计3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程设计介绍辽 河油田主要的井身 结 构 类 型 适用 区块 ：小 22块 、沈 625块 、齐 131块 、
8、欧 31块 、茨 13块 等 339.7mm（ 或 273.05 mm）水泥返高444.5mm（ 或 346.0 mm）177.8mm241.3mm152.4mm127mm悬挂器位置：技套鞋以上 50m井眼轨迹设计 3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程设计介绍井眼 轨 迹 设计 是 轨 迹控制的基 础 和依据，是钻井工程设计的重要内容。井眼 轨 迹 设计 包括轨迹类型选择、曲率优选、稳斜段长度优选、稳斜角优选等。 井眼轨迹设计 3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程设计介绍常 用 井 身 剖 面从理 论 上 讲 ，水平井的井身剖面可根据 实际 需要而 设计 成多种 类 型，但 实际
9、上 应 用最多、最有代表性的有 3种 类 型。 井眼轨迹设计 3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程设计介绍常 用 井 身 剖 面单 弧剖面 又称 “ 直 增 水平 ” 剖面，它由直井段、增斜段和水平段 组 成，其突出特点是用一种造斜率使井身由 0 造至最大井斜角 H。 这种剖面适用于目的层顶 界与工具造斜率都十分确定条件下的水平井。 井眼轨迹设计 3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程设计介绍常 用 井 身 剖 面双弧剖面 又称 “ 直 增 稳 增 水平 ” 剖面，由直井段、第一增斜段、 稳 斜段、第二增斜段和水平段 组 成，突出特点是在两段增斜段之 间设计 了一段 较 短的 稳 斜
10、 调 整段，以 调 整由于工具造斜率的 误 差。 这 种剖面适用于目的 层顶 界确定而工具造斜率不十分确定的情况，是中、 长 曲率半径水平井比 较 普遍采用的一种剖面 设计 。 井眼轨迹设计 3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程设计介绍常 用 井 身 剖 面三 弧剖面 又称 “ 直 增 稳 增 稳 增 水平 ” 剖面，突出特点是在三个增斜段之 间 相 继设计 了两个 稳 斜段，第一 稳 斜段用于 调 整由于工具造斜率的 误 差造成的 轨 道偏差，第二 稳 斜段 则 用于探油 顶 。适用于目的层顶 界和工具造斜率都有一定 误 差的情况，尤其适用于薄油 层 水平井剖面 设计 。 井眼轨迹设计
11、 3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程设计介绍井眼曲率 优 化 设计 根据地 层 胶 结 程度及以往 钻 井 经验 来 选择 合适的造斜率，以 实现 降低 钻 井施工 难度及 钻 井成本的目的； 对 于井深比 较 大、靶前位移比 较 大的水平井，尽量 选择较 小的造斜率。在 辽 河油田，正常情况下的井眼曲率一般 为 6 7/30 m。 井眼轨迹设计 3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程设计介绍靶前位移、 稳 斜段 长 度的 优选 靶前位移、 稳 斜段 长 度是 轨 迹 设计计算中的 优选项 ，需要 综 合考 虑 。当水平井靶体位置确定后，靶前位移直接决定了井口位置，它不 仅 决定了
12、所 钻 井的井深，而且与 钻 前工作量有重要关系。 稳 斜段 长 度将影响井眼曲率的 选择 、 对轨 道 调 整的效果、 钻 井速度等。目前 辽 河油田的靶前位移一般在 240 300m之 间 。 井眼轨迹设计 3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程设计介绍水平段升降极限 值条件： 初始井斜角 为 90 ， 结 束井斜角 为 90 。 当增斜段造斜率 为 7.5 /30m时 ，降斜段造斜率 3 /30m， 升降极限 为 6： 100。 AB6100井眼轨迹控制技术要求 3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程设计介绍水平井 钻 井配套技 术 中的关 键环节 ！ 实钻轨 迹 理 论轨 迹
13、目的准确地 钻 入靶窗 水平井段符合精度控制 保 证钻 井成功率 、油层钻遇率。 3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程设计介绍影响井眼 轨 迹的主要因素 ： 钻 井参数、底部 钻 具 组 合（ BHA）、 已 钻 井眼几何形状和待 钻 地 层 特点 等。 井眼轨迹控制技术要求 井眼 轨 迹控制 应 从 哪 几方面入手 ？ 井身 结 构 地 质 因素 BHA结 构 井眼 轨 迹 监测 3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程设计介绍着 陆 控制技 术 要点 井眼轨迹控制技术要求 稳 斜探 顶 矢量 进 靶 动态 控制 略高勿低 先高后底 寸高必争 早扭方位 着 陆 控制是指从直井段末端的造斜点（KOP） 开始 钻 至油 层 内的靶窗 这 一 过 程 3、水平井钻井工程设计介绍、水平井钻井工程设计介绍水平 控制技 术 要点 井眼轨迹控制技术要求 动态监 控 留有余地 少扭方位 钻 具 稳 平 上下 调 整 多开 转盘 注意短起 水平控制是着 陆进 靶后在 给 定靶体内 钻出整个水平段的 过 程
