侧钻水平井new

1、 作为老油区挖潜增效重要手段的套管开窗侧钻技术是作为老油区挖潜增效重要手段的套管开窗侧钻技术是在定向井技术的基础上发展起来的。从常规侧钻井（非定在定向井技术的基础上发展起来的。从常规侧钻井（非定向侧钻井和定向侧钻井）发展到短半径侧钻水平井和连续向侧钻井和定向侧钻井）发展到短半径侧钻水平井和连续油管侧钻井。套管开窗侧钻技术特别适合报废井和低效井油管侧钻井。套管开窗侧钻技术特别适合报废井和低效井的改造，不仅可节约土地征用费，而且可节省地面流程，的改造，不仅可节约土地征用费，而且可节省地面流程，具有显著的经济效益。代表侧钻井新技术的短半径水平井具有显著的经济效益。代表侧钻井新技术的短半径水平井和连续

2、油管侧钻井所占比例在逐年增加和连续油管侧钻井所占比例在逐年增加。套管开窗侧钻技术常规侧钻井常规侧钻井短半径侧钻井短半径侧钻井连续油管侧钻井连续油管侧钻井近年侧钻井构成情况近年侧钻井构成情况 90年代美国几种钻井新技术发展速度对比年代美国几种钻井新技术发展速度对比901064367921821801020304050607080901991199219931994NewRe-EntryXX 断块断块XX小层剩余油分布规律小层剩余油分布规律 筛筛选选条条件件适适合合钻钻水水平平井井油油藏藏油油藏藏深深度度（m m) )1 10 00 00 03 35 50 00 0油油层层厚厚度度（m m) )6

3、 6油油层层H H值值（m m）5 50 0K KH H值值( (1 10 0- -3 3m m2 2 m m) )2 20 0单单 井井 控控 制制 剩剩 余余 储储 量量（1 10 04 4t t) )1 1. .2 21 1. .5 5油油层层温温度度（）1 12 20 0油层厚度偏心距=90高高渗渗方方向向=45=22.53 3年末开发指标年末开发指标序号序号布井方式布井方式地层压力地层压力（MPaMPa）气油比气油比( (m m3 3/t/t）采出程度采出程度（% %）累积产油累积产油(10(104 4t t）1 1方式一方式一12.112.11231233.263.267.987.

4、982 2方式二方式二10.810.81711716.096.0914.9114.913 3方式三方式三10.410.41851857.007.0017.1417.144 4方式四方式四9.59.52162169.139.1322.3622.365 5方式五方式五8.88.82212219.739.7323.8323.836 6方式六方式六8.38.323023010.2110.2125.0125.01复式铣锥复式铣锥单式铣锥单式铣锥段铣器段铣器1 1 BHA/Milling assembly is bolted to the whipstock BHA/Milling assembly is

5、 bolted to the whipstock at the surface and is run into the well.at the surface and is run into the well.2 2 When on depth, proper orientation is When on depth, proper orientation is established.established.3 3 A predetermined set-down force is applied A predetermined set-down force is applied (mech

6、anical anchor) or an increased flow rate is (mechanical anchor) or an increased flow rate is applied (hydraulic anchor or integral packer) applied (hydraulic anchor or integral packer) until the traveling anchor slip is against the until the traveling anchor slip is against the casing.casing.4 4 Sub

7、sequent set-down weight shears the Subsequent set-down weight shears the attachment bolt between the milling BHA and the attachment bolt between the milling BHA and the whipstock.whipstock.5 5 As milling begins, the milling BHA is lowered As milling begins, the milling BHA is lowered onto the integr

8、al guide lug, which ensures the onto the integral guide lug, which ensures the correct mill path and protects the whipstock correct mill path and protects the whipstock during initial casing cutout.during initial casing cutout.6 6 Once initial cutout is complete, the integral Once initial cutout is

9、complete, the integral guide lug is milled up, and cutting action guide lug is milled up, and cutting action continues on the casing wall to complete the continues on the casing wall to complete the window and a minimum 3 feet of rathole.window and a minimum 3 feet of rathole.开窗工具开窗工具- -地锚斜向器地锚斜向器（1

10、 1）一体式地锚斜向器）一体式地锚斜向器由护送器、斜向器体、地锚总成等部分组成，由护送器、斜向器体、地锚总成等部分组成，地锚总成由悬挂系统、液控系统组成地锚总成由悬挂系统、液控系统组成由接头、柱状体、由接头、柱状体、锥体三部分组成。特点锥体三部分组成。特点是左旋形状，磨铣平稳，是左旋形状，磨铣平稳，不挂窗口，不卡斜向器。不挂窗口，不卡斜向器。一次下钻即可完成全部一次下钻即可完成全部开窗作业开窗作业开窗工具开窗工具- - 铣锥铣锥 （1 1）结构）结构由保护接头、壳体、切断报知装置、活塞总成、由保护接头、壳体、切断报知装置、活塞总成、弹簧、刀弹簧、刀 片、下稳定器等组成片、下稳定器等组成。套管段

11、铣器套管段铣器套套管管段段铣铣器器实实物物图图套管段铣器套管段铣器段铣器有六个刀片，可同时伸出切割或磨铣段铣器有六个刀片，可同时伸出切割或磨铣采用水力活塞结构，设计有切断报知装置采用水力活塞结构，设计有切断报知装置段铣器下部增设稳定器，保证工作平稳段铣器下部增设稳定器，保证工作平稳切削元件为新型合金，设计有断屑槽和刃前角切削元件为新型合金，设计有断屑槽和刃前角刀片钢体设计独特，焊接可靠刀片钢体设计独特，焊接可靠（2）结构设计特点）结构设计特点套管段铣器套管段铣器v研制的段铣器共试验推广研制的段铣器共试验推广6363口井口井v结构设计合理、安全可靠结构设计合理、安全可靠v磨铣套管速度快、寿命长。

12、平均每套刀片磨铣磨铣套管速度快、寿命长。平均每套刀片磨铣套管套管14.1714.17m m，速度速度0.60.70.60.7m/hm/h。TDX-140TDX-140型、型、 TDX-178TDX-178型、型、TDX-245TDX-245型一次下井磨铣套管最高型一次下井磨铣套管最高指标分别为指标分别为26.826.8m m、26.23m26.23m、22m22m（3）达到的技术水平）达到的技术水平套管段铣器套管段铣器542m196m增平增平 井身剖面井身剖面增增-增增-平平 剖面剖面增增-稳稳-增增-平平 剖面剖面对增平的剖面设计，如入靶点位置已给定时，则计算对增平的剖面设计，如入靶点位置已

13、给定时，则计算时需由井底反推搜索侧钻点位置，具体计算如下：时需由井底反推搜索侧钻点位置，具体计算如下： 如图所示，由测点如图所示，由测点M作井眼方向作井眼方向线的垂线与入靶点线的垂线与入靶点T的方向线的的方向线的垂线交于垂线交于O点，点，直线直线MO的方程：的方程：HHitg(i)(SSi)直线直线TO的方程：的方程：HHStg(S)(SSS) 如如R2R1，则表示侧钻点需选在侧钻则表示侧钻点需选在侧钻点需下移；点需下移；如如R2R1，则表示侧钻点需选在侧钻则表示侧钻点需选在侧钻点需上移；点需上移；如如R2R1，则表示则表示M点即为侧钻点，点即为侧钻点，此时造斜率此时造斜率K=1R11R2如上

14、所述的增平剖面的设计方法的如上所述的增平剖面的设计方法的优点是，设计出的剖面类型简单，造优点是，设计出的剖面类型简单，造斜段为单一的造斜率，易于控制。缺斜段为单一的造斜率，易于控制。缺点是造斜点、造斜率均由计算唯一给点是造斜点、造斜率均由计算唯一给出，不一定符合实际要求。出，不一定符合实际要求。对于一个具有连续增斜段的水平井轨道，已知条件为：对于一个具有连续增斜段的水平井轨道，已知条件为： 第三步：求出各造斜段的垂深第三步：求出各造斜段的垂深Hvi和段长和段长StiHviHvi-1Ri(sina aisina ai-1)StiSti-1Ri(cosa ai-1cosa ai)对于一个具有稳斜段

15、的水平井轨对于一个具有稳斜段的水平井轨道，已知条件为：道，已知条件为： N(Y)H(Z)ossE(X)T(XT, YT, ZT)xYoN(Y)E(X)S(XS, YS, ZS)as斜平面法基本思路斜平面法基本思路N(Y)H(Z)ossE(X)T(XT, YT, ZT)xYoN(Y)E(X)S(XS, YS, ZS)as斜平面法基本思路斜平面法基本思路sTsTsTsssssssssssszZyYxXzyxaaaaaaaaacossinsincossin0cossinsinsincoscoscos333czzyyxxxsTssTsssTss)(sinsincoscoscosaaabyyxxysTs

16、TscossindzzyyxxzsTssTsssTss)(cossinsincossinaaa22cbe 井身参数计算的井身参数计算的内容包括：井眼轨内容包括：井眼轨迹上各点在迹上各点在O-XYZ坐标系里的坐坐标系里的坐标、各点的井深、标、各点的井深、各点的井斜角和方各点的井斜角和方位角，以及该井身位角，以及该井身所用造斜工具的装所用造斜工具的装置角。置角。 （3） 各点在各点在OXYZ坐标系里的坐标坐标系里的坐标可直接套用最小曲率法或正切法的公式可直接套用最小曲率法或正切法的公式作三维侧钻轨迹设计作三维侧钻轨迹设计Xs=0Ys=0Zs=0czzyyxxxsTssTsssTss)(sinsin

17、coscoscosaaabyyxxysTsTscossindzzyyxxzsTssTsssTss)(cossinsincossinaaa22cbe51015202530351.522.533.5弯 角 （）造斜率（/30m）弯角对带垫块的单弯螺杆钻具造斜率的影响弯角对带垫块的单弯螺杆钻具造斜率的影响(垫块高度：垫块高度：8mm，井斜角：井斜角：5o，钻压：钻压：20KN)2022.52527.53032.535246810垫块高度（m m ）造斜率（/30m）垫块高度对带垫块的单弯螺杆钻具造斜率的影响垫块高度对带垫块的单弯螺杆钻具造斜率的影响（垫块高度：（垫块高度：8mm，井斜角：井斜角：5o

18、，钻压：钻压：20K）0510152025303540455011.522.53下弯角（）造斜率（/30m）上弯角 1 . 5上弯角 1 . 5下弯角对带垫块的双弯螺杆钻具造斜率的影响下弯角对带垫块的双弯螺杆钻具造斜率的影响(上弯角：上弯角：1.5o, 井斜角：井斜角：5o, 钻压：钻压：26KN, 垫块高度：垫块高度：8mm)垫块高度对带垫块的双弯螺杆钻具造斜率的影响垫块高度对带垫块的双弯螺杆钻具造斜率的影响（上弯角：（上弯角：1.5o, 井斜角：井斜角：5o, 钻压：钻压：26KN）05101520253035404550246810垫块高度（m m ）造斜率（/30m）2.5白1.52.

19、5白23白2垫块高度对带垫块的双弯螺杆钻具下入阻力的影响垫块高度对带垫块的双弯螺杆钻具下入阻力的影响(螺杆下弯角：螺杆下弯角：3o，螺杆上弯角：螺杆上弯角：2o，井斜角：井斜角：2o)1000200030004000500060007000246810垫块高度（m m ）总摩擦力（N ）间隙钻柱外径mm钻杆73mm钻杆接头88.9mm螺旋钻铤95.25mm钻铤*105mm环空直径比0.610.740.810.89大*开窗用 钻杆环空可按常规井处理，但钻铤环空应视为小井眼8.988.988.738.738.58.58.28.28.48.48.68.68.88.89 9 传统方法 传统方法 本文结果本文结果实测实测压压力力Pa循环压力计算值与实测值比较循环压力计算值与实测值比较012345678900.20.40.60.8钻柱偏心度钻柱偏心度压力梯度压力梯度 KPa/m环空内半径环空内半径=107环空内半径环空内半径=85.5环空内半径环空内半径=82.55环空内半径环空内半径=63.5环空外半径环