《水平井施工程序》

1、水平井施工程序综述：水平井施工和定向井施工相比较更复杂一些，涉及的面也比较广一些，要想成为一个合格的水平井监督必须达到下列要求：极强的责任心；有一定的组织调度能力和协调能力；多口定向井和水平井辅助施工的经验；精通LANDMARK 软件；对井下的异常情况有一定的判断和处理能力；熟知动力钻具的结构和性能；对无线仪器有足够的了解等。施工过程：一般情况下，一口水平井的施工程序为：准备上井直井段监测施工过程回拖仪器、资料上交。一 准备工作队干部通知水平井监督和副监督上井，水平井监督接到指令后，就开始做准备工作，准备工作要尽量细，尽量做到前面，这样会有利于我们以后的施工1、向钻井分公司调度室或井队长询问井

2、队的位置和行车路线，以及井的井眼尺寸、施工情况。跑井探路时落实好井身结构并落实好测多点的工作（带挡板，落实无磁钻铤的下入及钻具结构）2、 住井房生活用品准备A 检查住井房的设施是否齐全，如：灭火器、安全帽、地线等。B 检查线路是否安全，如：电灯、电闸、线路、开关、插座等。3、 工具准备A 杆件准备：测斜杆、外筒、悬挂总成；准备时要检查杆件是否配套，有无悬挂胶棒，有无密封圈，杆件是否弯曲，特别是外筒台阶面和接头丝扣，以及仪器是否能自由出入外筒。B 接头准备：，根据井眼的尺寸来选择直接头的尺寸大小（>9 5/8”井眼使用8”本体直接头；9 5/8”井眼可使用8”或6 1/4”本体直接头；8

3、1/2”井眼使用6 1/4”本体直接头；6 1/8”井眼使用4 3/4”本体直接头），要注意检查接头的台阶面和丝扣、套子和键块。C 辅助工具及配件准备：管钳、手钳、各种螺丝刀、测斜杆销子、密封圈、其他备用配件。4、 器准备A 先到生产办领取上井施工单，然后再到仪器管理站领取仪器：2根YSS探管、2个电池筒、2个接口箱，1个仪器箱，仪器需要当场进行测试，确保仪器能正常使用。B 检查计算机、打印机、多相插座是否完好，确保工作正常。5、 资料收集准备上井需要准备的资料有：HSE井调查报告，防碰资料，质量体系文件系列，现场考核细则，物资管理规定，现场管理规定，施工安全监督员聘书，施工日志，技术指令，仪

4、器跟踪记录，海滩证明，生活费补助表。准备消耗料：电池、打印纸、坐标纸、手套等。6、准备工作生活用品：床上用品、劳保用品、餐具、取暖或制冷设备、清扫用具等。二 上井1 一般在井队一开之前把住井房运到井场。2 房子上井前必须把住井房和房中的仪器工具和其他物品固定好，以免在运输过程中出现碰损。3 带车时必须注意安全，注意路上有无限高设施，要及时提醒司机注意。4 到井场时技术员与井队干部协商如何摆放住井房，摆好后，先接好地线，再请井队电工接好电源，整理房子卫生。5住井房是技术员工作和休息的地方，要遵守定向队住井房管理规定。三 直井段监测 水平井对直井段的要求比较高，如果直井段的水平位移过大，就不能按照

5、设计的造斜率来施工，使需要的造斜率偏大，增加轨迹控制的难度和井下事故发生的可能性。 1、如果一开井深超过300m必须测多点；二开后每隔500米监测1次，如果发现井斜超标要及时测多点，检查直井段的偏移情况。如果所测出的直井段水平位移超过10m,我们就要对直井段进行纠斜： 下动力钻具降井斜；或者故意造出几度井斜 （一般<6°）使井身轨迹向井口坐标原点靠近，然后再降井斜，保证直井段钻进到造斜点时水平位移不超过10-15m，为我们的水平井施工打下一个良好的基础。 2、井段经监测确实超标，先向队干部汇报，根据实际情况制定施工方案；如不超标可按设计施工；另外如有其他特殊情况，要及时向队上汇

6、报，不要擅自做主施工。直井段钻至造斜点时，需要测多点，如果存在下列情况须坚持不测斜：悬重不正常，泵压不正常，井下不正常,设备不正常。测多点时应注意以下几点：A 投测前，检查杆件丝扣、台阶面、密封圈，如有损坏应及时更换。B 在地面再检测一次仪器是否工作正常，重新设置好仪器，在装入外筒之前，一定要启动仪器；另外一定要把杆件的各个扣上紧，以防进泥浆。C 把测斜杆投入钻杆后，活动钻具几分钟后，确保仪器到井底后，静止钻具两分钟，开始起钻，每起一拄钻具，技术员记录下时间。D 快起完钻时，技术员应提前上钻台，监督井队取仪器时要先卸仪器后卸钻头，防止仪器掉入井眼。2、 完多点后，要及时把数据输入计算机，计算出

7、直井段轨迹，为定向做准备。3、 术员在直井段监测过程中，还要完成下列工作：A 认真填好安全信息反馈表，并从住井之日起，每天认真填写施工日志、技术指令、每天8:00-10:00、15:00-17:00 向公司调度室汇报井上情况。B 画好该井的垂直剖面图，水平投影图。如有防碰图，应作好防碰图：该井和防碰井的水平投影图都作在一张坐标纸上，计算两井交叉点的垂深，如垂深差很小，可把造斜点提前或下移，制定出方案，向队领导汇报后方可执行。或者用LANDMARK软件进行防碰扫描，计算两井之间最小距离，如果井距很小，在轨迹控制过程中要提前采取措施。C 熟读工程设计，注意是否有特殊要求， 用LANDMARK软件作

8、好设计。D 水平井监督要根据设计和我们所使用的无线仪器列出井队应准备的工具清单：单弯马达，斜坡钻杆，加重钻杆，钻铤和无磁钻铤，配合接头，钻头。提醒井队提前准备。E 技术员要提前通知生产办，以便随钻人员准时上井。F 把制定出的施工方案向井队干部和井队技术员交底。G 施工技术员要与井队人员搞好人际关系，依照服务准则密切配合。四 轨迹控制钻至造斜点后，水平井施工进入轨迹控制阶段，包括：造斜段轨迹控制；水平段控制。如果直井段的水平位移偏离太多，就需要重新做轨迹设计，经甲方同意后，可以按照新的设计施工造斜段。 （一） 水平井的难点和措施和普通定向井钻井施工相比，水平井钻井作业有一定的难度,特别是小井眼水

9、平井,由于钻具尺寸小、柔性大、钻具和井壁间的环空间隙小等特点，施工存在不少难点，主要包括：(以下主要讨论小井眼水平井的施工)1.1钻具偏心弯曲变形大，滑动钻进加压困难 小眼水平井施工时，下部所用钻具外径只有60.3mm，刚度低、柔性大。在下部井段钻进时，因钻具偏心弯曲变形，导致滑动钻进摩阻很大、转动钻进扭矩大，钻压传递非常困难，严重影响钻井速度，这是 小眼水平井施工的最大难点。1.2泥浆上返速度底，岩屑输送困难 小眼水平井施工，由于钻具和井壁的环空间隙最小处只有8mm，泥浆排量低、上返速度慢，进尺快，满足不了大排量携砂的需要，造成岩屑输送困难，给安全施工带来了隐患。1.3水平段长，中靶精度要求

10、高小眼水平井，水平段和常规中、小尺寸的水平井一样，水平段长、水平位移大、靶点多，同时水平段上下0.6米、左右7.6米的靶点范围，使得轨迹控制难度增加。1.4井下复杂情况多1.4.1 在小井眼循环系统中其功率分配与常规井眼不同。在常规井眼中，环空压耗只占10%左右，而在小井眼中则占到75%以上，国外一些资料甚至认为占到90%，环空压耗的大幅度增加使钻井液的当量密度也大幅度增加。1.4.2 井眼小，钻具与井眼之间的环空间隙小，起下钻具产生的压力波动大。1.4.3 临近油气井经过多年的开采后地层实际压力系数低。1.4.4 小井眼环空间隙小，环空返速高，泥浆剪切稀释作用明显，而在大肚子井段则返速很低，

11、给携沙洗井带来很大的困难。1.4.5环空压耗高，压持效应明显，而钻头水眼处的水功率又小，井底清洗困难，并容易留下隐患。1.4.6小井眼环空间隙小，钻具上提下放产生的压力激动和抽吸作用较大，易导致井壁失稳，产生掉块，增加洗井时的难度，严重时造成坍塌卡钻。1.4.7在侧钻过程中，发生压差卡钻的几率很高，在斜井段，钻具与井壁接触面积大，与泥饼相粘附，在压差作用下造成卡钻。1.4.8相对于常规井眼而言，小井眼形成键槽的可能性更大一些。在水平井的的造斜段，扭方位段等狗腿度较大的井段，井壁一侧出现凹槽，又因小井眼钻进中钻井参数和水力参数都受到限制，环空压耗高，井底压持效应明显，钻速慢是普遍现象。因而钻进其

12、间起下钻次数多，钻井周期长，尤其是裸眼段较长（300m）和井眼较深、地层可钻性差的小井眼中，这一问题更加突出，极易造成键槽卡钻。1.5轨迹测量 小眼水平井施工过程中，对测量仪器的要求比较高。施工过程中采用DWD超小尺寸测量仪器施工，由于施工条件的约束及其自身结构的限制，测量施工存在如下难点： A.泥浆排量小、立管压力低，发射的脉冲信号幅度低。 B.泥浆中杂质易阻塞井下仪器，导致施工不能继续进行或仪器不工作。 C.井下仪器对泥浆流量反应灵敏，井下仪器的性能要求高。 D.因钻具内径小、易弯曲，导致脉冲信号衰减厉害，需要采取措施增强井下仪器发射的信号强度。2.主要技术措施针对地层构造特点和水平井施工

13、的要求，在 水平井的水平段设计和施工过程中，采取如下技术措施，取得了良好的施工效果：2.1优化井身轨迹井身轨迹设计过程中，根据工具的造斜能力，合理确定各井段的长度，大幅度缩短靶前位移和造斜段长度，优化井身轨迹，以改善井眼清洗效果、减少摩阻和扭矩、提高工作效率、缩短建井周期。（注意：根据工具造斜能力设计的轨迹，有条件一定要进行摩阻、扭矩校验，验证设计剖面的可行性，根据结果进行优选）2.2优选钻井参数 2.2.1确定最佳的泥浆排量 结合测量仪器和马达的性能、特点，确定最佳的泥浆排量，使仪器、马达一直处于最佳的工作状态，以达到延长马达寿命、防止测量时钻具长时间静止的目的，同时达到充分携砂、彻底净化井

14、眼的效果。2.2.2合理确定钻压由于地层存在一定的倾角，同时导向钻具对钻压的大小及加压方式十分敏感，施工过程中，根据轨迹控制的需要，合理确定钻压，同时采用连续加压、快速间断加压等方法，尽量采用转盘钻方式控制轨迹的走向，避免或少用滑动钻方式钻进，以提高施工的效率、安全，确保轨迹平滑。2.2.3水力参数传统的钻井施工过程中，在钻头上安装水眼、充分利用射流破碎岩石是钻井施工过程中一种主要的提高钻井实效的方法。在小眼水平井的施工过程中，小钻具承受高压的能力有限，同时施工的重点是要提高泥浆携砂的能力，因而施工时钻头不装水眼。2.2.4导向钻井技术 采用DWD超小仪器导向钻井技术钻进，提高轨迹控制的质量和

15、精度，提高钻井施工安全和效率，同时为完井作业的顺利进行打好基础。2.2.5优选钻头 一般国产马达额定排量低，输出扭矩小，使用寿命相对较短，为了充分发挥马达的效能，施工全部采用知名公司生产的三压轮钻头。该钻头使用寿命长，适应各种不同类型的地层，符合马达导向钻进的条件。施工时不装水眼，以降低循环系统的压力，同时最大限度地发挥马达的功效、彻底清洗井眼。2.2.6优选马达 小眼水平井施工所用的钻具尺寸小，可承受的扭矩小。使用带扶正器的马达时，钻具所受扭矩大，所以应选择不带扶正器的马达以降低钻具摩阻。另外，马达弯壳体度数的选择也是必须慎重考虑的一个问题，弯壳体度数必须满足设计造斜率的需要，同时考虑到摩阻

16、的影响，在滑动钻进方式下，钻具加压困难，需要在较短的井段完成轨迹调整任务，因而所选弯壳体的度数比设计的弯壳体度数大一个级差。2.2.7采用震击器在小眼水平井的施工过程中，井下震击器不仅是保证井下施工安全的需要，也是轨迹控制的需要。水平段钻进时，过大的摩阻使钻压很难传递到钻头，有时只有把钻具的大部分重量加到震击器上，靠震击器向下震击传递钻压，推动钻头前进，提高滑动钻进的速度。2.2.8钻井液控制为了有效保护油气层、节约钻井投资，施工都采用近平衡钻井技术，钻进过程中采用清水钻进。为了满足携砂的需要并减少井下钻具的摩阻和扭矩，定期泵入一定量的高粘泥浆清洗井眼。2.2.9分段钻进小眼水平井钻井施工过程

17、中，由于钻具弯曲变形及井眼尺寸的影响，施工后期普遍存在钻具下放困难，严重时钻具只出不进。在这样的情况下，采取分段钻进的措施，既每次施工时，下部的钻杆每次都不配到设计完钻的深度，而是逐段累加，钻完一定量的进尺后，再接入另外的超小钻杆，使轨迹尽量向前延伸。2.2.10确保DWD正常工作严格控制泥浆性能，根据施工的需要合理选择DWD超小尺寸井下仪器的各配件，采取多种措施控制脉冲信号强度，使信号既在地面仪器可分辨的范围内正常工作，又不至于因信号过强损坏井下仪器，以确保钻井施工正常进行。2.2.11钻井安全措施A、严格执行钻井安全措施。首先要对井下底压易漏失层做到心中有数，并在钻进漏失层前30-50m加

18、入随钻堵漏剂。B、加强入井钻具的安全管理，所有入井钻具必须经探伤、安检合格后才能下井。C、开泵平稳，在裸眼段尤其是易漏层起下钻或上下活动钻具时应控制速度，避免大的波动，段引起井漏、井涌等复杂情况。D、加压均匀，防止扭矩过大，防钻具事故，防井口落物。E、钻井液应具备较高的粘切，每钻进50-100m，根据需要进行短起下，破坏岩屑床，充分携砂，保持上部井眼畅通无阻。F、循环时配制高粘切洗井液携沙，各级净化设备工作正常，严格控制泥浆固相含量及含砂量，防止岩屑堆积卡钻。G、泥浆出口有人不间断观察泥浆上返情况，泥浆上返异常立即汇报，严防因井漏、井涌而造成的恶性事故。H、泵上水平稳，严防因测量施工而导致钻具

19、长时间静止。I、选择抑制性好的钻井液体系，以保持井壁稳定。在钻井液中定期加入足够的润滑剂，降低摩擦系数。J、在满足井身轨迹要求的情况下，尽可能保持较小的井眼曲率。（二）轨迹控制每趟钻下钻之前，必须下达技术指令，包括：钻具组合、钻进参数、泥浆性能要求、以及其他注意事项。 对存在如下情况坚决不定向：井底不干净、井眼不畅通、动力钻具工作不正常、测量仪器工作不正常、直井段无测斜数据。 定向前应作好以下准备工作：A 根据设计造斜率选择合适度数的单弯马达，我们选用的单弯动力钻具造斜率不能超过设计造斜率太多（最好比设计大10°/100m左右），太大或太小都不好。B 给井队下达技术指令，配钻具时必须

20、在钻台上监督，以防配错钻具，并督促上紧扣，量好角差，观察动力钻具和无线随钻仪器是否工作正常。C 量角差时最好在纸上作好示意图，防止记错。永远是正值，是从MWD记号为起点顺时针方向量到马达记号得到的一个角度。 马达记号 MWD记号D 下钻前，提醒并实际验证随钻工程师：角差、方位修正角、磁场参数是否输入计算机中。 一切准备工作做好后，就进入真正的轨迹控制程序。在这里建议施工时我们实际的轨迹要尽量跟着设计走，这样可以最大满足甲方的轨迹控制要求和避免不必要的纠纷。A 下钻到底后，开泵循环好泥浆，观察泵压、仪器工作是否正常，注意判断测量数据和多点数据是否吻合一致，不吻合时，要查明原因再施工。B 根据司显所提供的工具面数据来摆放工具面，保证动力钻具钻进时的工具面我们想要的定向方位上；要注意特定井斜时，磁性工具面和重力工具面的转换；另外注意方位的变化，在滑动增斜的同时要随时扭方位，按设计施工。C 造斜点的选取，一般建议根据设计要求，提前1019米，工具满足设计要求，及时调整钻进方式，严防轨迹上翘。造斜段钻进时，以滑动为主，要随时注意马