水平井钻井完井设计技术

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1、二○一一年十一月水平井钻井完井设计技术邵长明；scmzjy@163.com在多年的石油开发实践中，人们一直在探秘高效开发油气藏的有效途径。于是，定向井、水平井、分支井等复杂结构井及旋转导向、地质导向等先进钻井技术相继得到开发应用，并在生产实践中发挥了巨大的作用，为进一步丰富油气藏开发手段、提高油气藏开发利用率和采收率创造了条件。前言水平井属于定向井家族的分支，它的最基本特点是设计的井眼轨迹同油层的走向基本一致。其最大井斜度达到90°或水平段的井斜角达到85°以上。且在目的层内维持一定长度的水平的或近水平井段。前言水平井的分类前言类别造斜率（°/30m）井眼曲

2、率半径（m）水平段长度（m）长半径2～6860～280300～1700中半径6～20280～85200～1000中短半径20～8085～20200～500短半径30～15060～10100～300超短半径特殊转向器0.330～60水平井的分类水平井等复杂结构井的设计除涵盖直井设计的主要内容外，还要进行以下专项设计地下和地面油气的通道轨道优化设计实现轨道的相关工艺设计完井设计前言内容一、水平井轨道设计二、钻机选型三、井身结构设计四、钻具组合设计五、完井设计六、长水平段水平井钻井完井设计七、分支水平分支井设计水平井井身剖面设计是水平井钻井施工的首要环节，其轨道优

3、化能有效地降低钻进过程中的摩阻扭矩、降低施工难度和提高中靶精度。它决定着水平井能否成功着陆、钻井难度大小、钻井速度快慢和钻井成本的高低。水平井轨道（剖面）设计水平井轨道设计水平井轨道设计前提：满足油藏、地质、采油工艺的需求。任务：确定剖面类型，优选造斜率、造斜点。目标：钻井施工安全、经济，整体开发方案合理对于水平井等复杂结构井确定轨道类型、靶前位移、水平段形状等是关键。井眼轨道优化设计水平井靶区的确定◆确定靶区的依据有五个方面:油藏的边界条件钻探目的地质勘探开发精度要求钻井能力和手段。◆水平井的靶区类型：圆柱靶：即沿水平设计井眼轴线半径为R的圆柱体。矩形靶：

4、即纵向为±a米，横向为±b米的长方体。梯形靶：即纵向为±a米，A靶横向为±b、B靶横向±c米的空间几何柱状体。水平井轨道（剖面）设计井眼轨道优化设计水平井轨道设计造斜点水平位移垂深靶前位移水平段水平井的靶：圆柱型矩形水平段设计水平段应尽可能多地钻开产层。水平段轨迹形状要有利于油藏开发和轨迹控制。水平段若需要绕障时，应根据摩阻力和管柱强度对三维轨迹进行全面校核。水平段应位于渗透率较高，含油饱和度高的构造位置。若油藏存在垂直裂缝，则水平井段应尽可能多地穿过垂直裂缝，以提高油井产量。水平段设计及优化水平井轨道（剖面）设计井眼轨道优化设计水平井轨道设计水平井目标深度

5、不准确是水平井重钻重要因素。目标深度变浅，井斜角未达到进入水平段的要求，须填眼缩短稳斜段或增大井眼造斜率目标深度变深，井斜角达到进入水平段要求，井眼却未进入产层，须填眼增加稳斜段或降低造斜率重钻实钻中以海平面为基准标定目标深度，测量井口坐标时同时测量井口海拔高度地质设计时为更准确地使井眼水平段进入设计产层，地质部门一般应与钻井工程设计部门共同来完成目标设计。水平段方向、长度和深度一般由地质部门提供。工程设计时根据井口海拔高度和钻机补心到地面距离对目标深度进行校核。123水平井轨道设计深度目标的确定海平面地面转盘面目的层海拔地面转盘水平井钻井目标深度关系示意图

6、水平井轨道（剖面）设计水平井轨道设计①为水平段平缓的剖面。这是一种最简单、最经济的一种剖面设计，这种剖面的水平井较容易完成。该剖面应用于各向同性的油藏以及解决气/水锥等问题。根据油藏特性的不同，从水平段的几何形状看，水平井剖面类型，可分为以下几类:水平井轨道（剖面）设计井眼轨道优化设计水平井轨道设计②波浪型井底的水平井。这种剖面应用于那些被不渗透性障碍隔开的几个单个油藏。水平井轨道（剖面）设计井眼轨道优化设计水平井轨道设计③井底水平段上倾的水平井。这种水平井应用于解决气锥的问题。当油气界面下移，进入水平段远端时，这时可以将水平段远端封死，但整个井还能继续生产

7、。水平井轨道（剖面）设计井眼轨道优化设计水平井轨道设计④井底水平段下倾的水平井。这种水平井应用于解决水锥的问题。当油水界面上移，进入水平段远端时，这时，可以将水平段远端封死，但整个井还能继续生产。水平井轨道（剖面）设计井眼轨道优化设计水平井轨道设计⑤阶梯状井底水平井。这种水平井同样应用于被不渗透性障碍分割的几个油层。这种水平井风险大，轨迹控制很难。水平井轨道（剖面）设计井眼轨道优化设计水平井轨道设计⑥多分支的水平井。多分支短曲率水平井已得到广泛应用。多分支中、长曲率水平井的应用正在开始，随着作业费用的降低以及驱油面积的增加，多分支中、长半径水平井的应用将进一

8、步推广。水平井轨道（剖面）设计井眼轨道优化设计水平井