水平井钻井技术在四川油气田上的应用.pdf

四川水平井钻井技术起步较 早， 从上世纪6 0 年代的磨一 3 水平井 开始，经过 “ 八五”“ 九五”时期的 攻关及推广应用 ，先后在塔里木 、 青海 、吐哈、滇黔桂 、冀东、西南 地质局 、重庆 、四川 、川 鄂边 、泰 国等地区完成了多 口各种类型的定 向井 、丛式井、水平井。在水平井 钻井中，已完成了多台阶水平井 、 多 目标水平井、长半径水平井、中 半径水 平井 、短半径水平 井。其 中 ， 在局外和国外承担的水平井 ，均取 得了良好的经济技术效益 。 1 四川水平井钻井技术回顾 早在 1 9 6 5 年，四川就钻成了全 国第 1 口水平井磨 一 3 井，该井总井 深 1 6 8 5 m，垂深 1 3 5 0 m，水平位移 4 4 4 ． 2 m， 井斜9 2 度 ， 水平延伸 1 6 0 m， 油层 内井段超 过直井 1 3 倍 。这是我 局在 全 国最早 开始 的水 平井 试 验 ， 标 志着 四川 水 平 井 钻 井 技 术 已经 开始发展。随后在丹凤场构造钻成 了丹 2 1 1 长半径水平 井 ，该井井深 3 6 3 5 m，最 大井斜 9 4 度 ，在 目的层 钻进6 1 l m， 水平段长3 1 l m 在金华 构造上钻成了金华 5 4 w 一 1 1 5 2 - 4 小 井眼中半径水平井。在莲池区块钻 成了莲 5 0 中半径水平井， 该井井深 2 5 2 5 m， 最大造斜率4 5 0 ／ 1 0 0 m，在 1 5 2 ． 4 井 眼 5 m厚的产层 内水平 钻 进 3 1 6 m。 在 新疆钻成 了 L N 3 一 H 2 ， L N 2 4 一 H1 ， L N1 一 HI 等水平井 ，有 3口井完 钻井深均超过5 0 0 0 m。 其中， L N1 一 HI 中半径水平井 ， 水平位移 1 1 6 7 m， 水 平段长 6 6 0 ． 1 5 m， 井 眼轨迹在水平段 上下波动0 ． 8 4 m，创造了3 项塔里木 探区的水 平井钻井纪 录。完成 的 水平井钻井技术在 四川 油气田上的应用 徐 波 川庆钻探工程有限公司川东钻井公司重庆4 0 0 0 2 1 【 摘要 】 对四川水平井钻井技术取得的主要成果进行了总结与回顾 ，并 对 四川 水平 井 的应 用进行 了探 讨 和展 望 。 【 关键词 】水平井 钻井技术 应 用 L N 3 一 H 2 中半径双 目标水平井， 横穿 2 个产层 ， 下了4 个台阶， 水平位移 7 4 5 m，水平段长5 2 5 m， 该井获高产 油气 。 2 0 0 2 年， 完成了磨7 5 一 H中半径 水平井。该井是西南地区第 1口在 老井基础上加深钻成的中半径薄产 层水 平井 。地 质上对水平段靶 区垂 深进行了5次修改，钻成了 3 个台 阶，水平位移 7 6 3 m，在产层内横穿 5 2 6 m。水平段长 5 1 6 m， 在针孑 L 发育 的云岩产层内钻进了 3 9 8 m，占到整 个水 平段长的 7 7 ％，是雷一中亚段 第一储层厚度的 1 9 9倍；该井获高 产天然气 ，是磨溪地区直井平均产 量的9倍。 这些水平井的钻成和投产，标 志着 四川 的水平井钻 井技术 已比较 成熟 ，掌握了长 、中、短半径水平 井 以及 小井 眼水平 井 的钻 井技术 。 2 四川水平井钻 井取得的主 要技术成 果 四川经过在高温 、含硫 、多压 力系统、碳酸盐岩硬地层等复杂地 徐波 1 9 7 4 一大学本科 。工程师，从事钻井工程方面的管理工作。 质条件下对钻定向井水平井多年的 探索 、实践 、总结 、提高，使水平 井钻井技术得到了较快的发展 ，主 要取得 了 以下技 术成果 1水平井 的优化设计技术。 形成 了一套水平井设计技术 ，用最 优控制理论完成 了J I l 渝地 区水平井 优 化设计方法 的研 究和优化设计软 件的编制。能够对长 、中、短半径 水平井、三维水平井 、多目标水平 井进 行优 化设计 。 2水平井井眼轨迹控制及可 视化技术。建立了用几何法、能量 法计算常用的造斜马达的造斜率的 方法 ；用有限元法建立了导航钻井 条件下井下马达的强度校核公式并 设计了最优钻具结构 ；编制了水平 井井眼轨迹 控制软件 ，实现 了井 眼 轨迹 的实时 三维显示 与跟踪控 制 。 3 水平井待钻井段预测及实 时修正技术。建立 了水平井待钻井 眼的下部预测模式 ，对下部待钻井 眼的钻进情况提前作出预测 ，确保 安全和准确中靶 。 4水平井安全快速钻井技 术。建立了川渝地区复杂地质条件 以及其它地区地质条件下的水平井 安全快速钻井方法 ，并对大斜度段 和水平段井壁的稳定性作 了深入的 分析研究 ，研究了有效解决大斜度 2 0 o 9 。 。 ．石油和化工设置f 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 段和高造斜率井段井下复杂的技 术 ，总结 出了川渝地 区定 向井水平 井安全快速钻进的一整套方法。 5 地 质 目标 跟踪 技 术 初 步 。采用盖层 、产层 、底层岩性 、 岩屑对比、可钻性对比、钻时对比， 结合地质、钻井液、综合录井等方 面的工作，规范和总结I叶 { 厂一套在 没有随钻地质跟踪 仪器情况下行之 有效 的地质 目标跟踪技 术 3 四川水平井的应用探讨 四川水平井的钻井技术已 比较 成熟 ，但在川渝地 区未能很好推 广 ，关键问题是增效 。南于川渝地 区储层具有微裂缝 、低渗透 、不均 质性强等特点 ，产层倾角变化大 ， 应采用储层跟踪技术，确保准确中 靶。在实际钻井过程中，应采取岩 屑录井、钻时录井 、综合录井等办 法 ，准确判 断产层 ，在确保轨迹进 入产层后 ，再增斜钻水平段 ，使轨 迹准确钻 中产层 ；在产层钻进中， 要根据实钻岩屑情况调整轨迹，或 上翘， 或下沉， 或左扭， 或右扭， 以 满足产层倾角或方向的变化，使轨 迹朝油气富集最有利的方 向钻进。 磨 7 5 井采用储层跟踪技术 ，获得了 很好 的效果 。 水平井的储层保护也是一个不 容忽视 的问题 。由于川渝油气 田的 储层是低渗透储层，水平井暴露产 层 的井段长 ，污染时间长 ，受钻井 完井液的伤害较大，最终直接影响 水平井的产量。比较典型的莲5 O 水 平井， 水平段横穿产层3 0 0 多米， 最 终产量仅比直井高约 l 倍。侏罗系、 上三叠统沙溪庙属易于被伤害的低 渗、低压储层 ，研究表明，该储层 属强水敏 、水锁地层 ，伤害程度可 达 4 0 ％一 6 0 ％。多年来在川西地区一 直没有钻到较大气量的井 ，邓西 3 井采用欠平衡技术却获得了高产 3 2{ 石 如 脚 化 工 设 备 。∞ 。。 气 ，这就需要 调整以前 的认识 ，加 强储 层的保护。因此 ，应重视研究 产层的保护问题 ，研究水平井技术 和欠平衡技术的结合问题 ，真正使 川渝地 的水平井钻成并增效 ，充 分发挥水平井增产的优势 ，把川局 的水平井钻井技术优势转化为生产 力 ，切实服 务于油气 田。 4 四川水 平井钻井技术展望 随着川渝地 水平井的推广应 用 ，给四川水 平井钻 井技术 的进一 步发展 提供了难 得的机遇和广阔的 空 间。四川 I 的水平井钻井技术 有望 在 以下 几个方 面得 到较 大 的发 展 1 地质跟踪技术的应用 。利 用伽马、自然电阻率等先进随钻录 井仪器 ， 并结合地质、 综合录井， 准 确监测地层的变化。确保水平井轨 迹钻中产层，找准裂缝，并在产层 中最有 利 的方 向钻 进 ，避 开底水 。 确保每 口井都能钻成和增产。这是 水平井提高经济效益的有力保证。 2二 三 维 多 目标 水平 井 的应 用。川渝地区浅层存在多个产层 ， 如果 1口井占用 1 个井场，会浪费 大量良田，且前期费用太高，使用 常规丛式井技术 ，单井产量也低。 在可能的条件下，采用三维水平井 技术，1 个井眼钻穿过多个产层，可 以同时开采 ，也可以每层独立开 采， 以提高单井产量， 节约投资， 提 高经济效益 。 3 套管开窗侧钻水平井的应 用。随着油田的开采，很多油井进 入了产量递减的中后期，由于川渝 油气藏低渗透性的特点，地下油气 资源还很丰富，但直井眼由于泻油 面积有限，大部分油气未采出直井 就已经干涸 了。采用套管开窗技 术，可节约地面工程费用和上部井 段的钻井费用。开窗后 ，若采用常 规定向井技术，增产也有限。若采 用短半径甚至径向水平井技术，则 基本可解决上述问题，较大幅度地 提 高产量 5 结束语 随着钻井技术的不断进步和装 备的改进 ，可以预见，四川的水平 井钻井技术必将会有一个较大的发 展 。 豳 ⋯ 陈世春， 王树超， 张建春， 燕克强． 盐下油层水平井钻井技术[ J 】 ． 石油钻采工艺 2 0 0 8 3 ． [ 2 ] 周跃云． 卡塔尔杜汉油田水平井钻井技术[ J 】 ． 西部探矿工程， 2 0 0 4 1 1 ． [ 3 】 孟小敏， 张文龙． 吐哈神泉地区钻井液技术[ J 】 ． 钻井液与完井液， 1 9 9 8 5 ． [4 ] 史洪军，许新强， 李祖奎， 李金锋 ，许越永． 新疆英买力地区首 口水平井施工实践与 井眼轨迹控制方法【 J ] ． 岩石力学与工程学报，2 0 0 4 2 ． [ 5 ] 燕金友． D H1 一 H 3 超深复杂水平井快速钻井实践[ J 】 ． 钻采工艺，2 0 0 6 1 。 【 6 】 黄承建， 闫志刚． 吐哈油田盐膏层钻井液技术[ J 】 ． 石油钻探技术， 2 0 0 2 2 ． [ 7 】 秦苞． 水平井之最[ J 】 ． 石油机械， 1 9 9 2 1 2 ． [ 8 】 罗春芝， 向兴金， 王昌军． 水平井水基钻井液体系室内研究[ J 】 ． 钻井液与完井液， 2O01， 31 [ 9 】9董 明建 ， 丁海峰． 河坝 1 井盐膏层钻 井液 技术[ J 】 ． 石油钻探技术 ， 2 0 0 4 3 。 【 1 0 】 许海清， 王建富，裴学静． 水平井钻探中的小层对比[ J ] ． 录井工程， 2 0 0 3 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m