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-Entry一、侧钻意义和作用一、侧钻意义和作用1、侧钻意义、侧钻意义l油油 (气气)田在开采过程中，对于油藏储层构造及断块复杂，田在开采过程中，对于油藏储层构造及断块复杂，打不到目的层的垂直井打不到目的层的垂直井;l因水淹、

3、水窜而储量动用程度差，剩余油具有可采价值的因水淹、水窜而储量动用程度差，剩余油具有可采价值的生产井生产井f生产过程中油层套管严重破损的停产报费井生产过程中油层套管严重破损的停产报费井;l井下复杂事故以及为满足开发特殊需要等原因的油气水井井下复杂事故以及为满足开发特殊需要等原因的油气水井，可以采取在生产井的某一特定深度开窗，另钻新井眼完，可以采取在生产井的某一特定深度开窗，另钻新井眼完井，使油井，使油 (气气)水井恢复生产，达到正常生产的目的。水井恢复生产，达到正常生产的目的。一、侧钻意义和作用一、侧钻意义和作用2、侧钻的作用、侧钻的作用 1)油油(气气)水井侧钻在开发区利用原井眼，完善并保持了

4、部分水井侧钻在开发区利用原井眼，完善并保持了部分井网井。井网井。 2)在开发区利用原井眼，可利用油在开发区利用原井眼，可利用油(气气)水井侧钻加深层位，水井侧钻加深层位，获取新的油获取新的油 (气气)流。流。 3) 使部分停产井恢复生产，提高油使部分停产井恢复生产，提高油 (气气)水井利用率及开发效水井利用率及开发效果。果。 4)侧钻作为井下作业大修主要工艺措施，有利于老区改造挖侧钻作为井下作业大修主要工艺措施，有利于老区改造挖潜，有利于提高井下作业工艺技术水平。潜，有利于提高井下作业工艺技术水平。钻多底井；钻多底井；侧钻水平井；侧钻水平井；事故井侧钻；事故井侧钻；复杂油藏，垂直井打不到目的层

5、的生产井；复杂油藏，垂直井打不到目的层的生产井；老油老油 (气气)田枯竭，生产井侧钻田枯竭，生产井侧钻:生产井需钻开下部新的含油层系；生产井需钻开下部新的含油层系；特殊要求需要取资料的井。特殊要求需要取资料的井。XX 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 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

6、（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方式一方式一12.112.11231233.263.267.987.982 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

7、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方式六方式六8.38.323023010.2110.2125.0125.01l开窗方法开窗方法斜向器开窗斜向器开窗复式铣锥复式铣锥单式铣锥单式铣锥段铣段铣段铣器段铣器一、启始铣一、启始铣 启始铣为专用于套管内开始磨铣套管的工具。下启始铣为专用于套管内开始磨铣套管的工具。下井时，用钻柱将启始铣带着斜向器一起下入，使井时，用钻柱将启始铣带着斜向器一起下入，使斜向器坐于封隔器上，一旦斜向器被锚定后，加斜向器坐于封隔器上，一旦斜向器被锚定后，加入一

8、定压力和利用钻柱自重剪切螺栓，在转盘的入一定压力和利用钻柱自重剪切螺栓，在转盘的驱动下启始铣便可磨铣套管。驱动下启始铣便可磨铣套管。l开窗铣鞋开窗铣鞋一般用它沿斜向器铣完后，再铣入地层一般用它沿斜向器铣完后，再铣入地层12m。l西瓜铣西瓜铣 其作用是在铣出的套管窗口上加长窗口的顶部其作用是在铣出的套管窗口上加长窗口的顶部，修光开窗时留下的毛口，使窗口加长，且平，修光开窗时留下的毛口，使窗口加长，且平滑。滑。l管柱铣管柱铣管柱铣与西瓜铣非常相似，仅仅是中间部分的刀刃较管柱铣与西瓜铣非常相似，仅仅是中间部分的刀刃较长，而两头的锥形部分较短。目的是最终加长并修磨长，而两头的锥形部分较短。目的是最终加

9、长并修磨窗口。窗口。l铣锥铣锥铣锥具有长而尖的鼻锥，一般与管柱铣一起下井，作铣锥具有长而尖的鼻锥，一般与管柱铣一起下井，作为最终修光前面遗留的任何棱角或毛口之用。为最终修光前面遗留的任何棱角或毛口之用。l复式铣锥复式铣锥采用优质钢做本体，采用优质钢做本体，工作面镶焊硬质合金刀刃工作面镶焊硬质合金刀刃或用碳化钨焊成或用碳化钨焊成。l单式铣锥单式铣锥单式铣锥的单式铣锥的钢体工作面镶焊硬质合金，刀刃排钢体工作面镶焊硬质合金，刀刃排列合理列合理，利于切削。作用是修整窗口，使其光，利于切削。作用是修整窗口，使其光滑规则，下步工作顺利。滑规则，下步工作顺利。复式铣锥复式铣锥单式铣锥单式铣锥开窗工具开窗工具

10、开窗工具开窗工具l段铣开窗段铣开窗属水力工具，除了具有三个或六属水力工具，除了具有三个或六个活动的刀臂外，只有一个运动个活动的刀臂外，只有一个运动体活塞。使用时，将截断磨鞋下体活塞。使用时，将截断磨鞋下入预计开窗位置后，由于泵入的入预计开窗位置后，由于泵入的修井液在活塞两端形成的压差迫修井液在活塞两端形成的压差迫使活塞下移，将刀臂挤开，开始使活塞下移，将刀臂挤开，开始切割套管。切割套管。段铣器段铣器l开窗前的井眼准备开窗前的井眼准备井眼准备的目的井眼准备的目的是使侧钻各阶段以及下尾管顺利，实是使侧钻各阶段以及下尾管顺利，实现侧钻目的，恢复油水井生产现侧钻目的，恢复油水井生产。l井井眼准备程序及

11、要求眼准备程序及要求挤封油层挤封油层挤封水泥用量取决于油层渗透率、产层厚度、挤封挤封水泥用量取决于油层渗透率、产层厚度、挤封半径、压力和孔隙度等因素。半径、压力和孔隙度等因素。挤封过程应严格按施工设计，认真执行有关标准，挤封过程应严格按施工设计，认真执行有关标准，采取防喷、防漏等措施。采取防喷、防漏等措施。l上部套管试压上部套管试压试压的目的试压的目的是了解套管完好情况，为开窗高度和下尾管是了解套管完好情况，为开窗高度和下尾管长度提供依据，为下尾管固井试压及投产后分采分注打长度提供依据，为下尾管固井试压及投产后分采分注打好基础。好基础。l通井通井,通井目的有两个：通井目的有两个：第一，了解套管

12、是否有缩径和变形等情况，为侧钻第一，了解套管是否有缩径和变形等情况，为侧钻开窗位置选择等提供依据；开窗位置选择等提供依据；第二，为顺利下入斜向器及其它工具创造条件。第二，为顺利下入斜向器及其它工具创造条件。通井时要求通井时要求通井规直径应比斜向器直径大通井规直径应比斜向器直径大46mm。l方位确定和定向方位确定和定向 侧钻方位的确定即对需要定向侧钻的油侧钻方位的确定即对需要定向侧钻的油 (气气)水水井，采用一定的工艺措施，保证斜向器斜面在井，采用一定的工艺措施，保证斜向器斜面在井筒中指向预定设计方向。井筒中指向预定设计方向。一旦斜向器的斜面在井筒指向明确，侧钻井方一旦斜向器的斜面在井筒指向明确

13、，侧钻井方位也就确定，因此方位的确定是定向侧钻成功位也就确定，因此方位的确定是定向侧钻成功与否的关键。与否的关键。l斜向器的固定斜向器的固定采用斜向器进行套管开窗侧钻，其斜向器类采用斜向器进行套管开窗侧钻，其斜向器类型可分为型可分为:液压卡瓦式、底部触发卡瓦式、套液压卡瓦式、底部触发卡瓦式、套管接箍触发卡瓦式和固定锚式管接箍触发卡瓦式和固定锚式等多种，但其等多种，但其固定原理是相同的。固定原理是相同的。1、斜向器固定原则、斜向器固定原则 （1）斜向器位置准确）斜向器位置准确。 （2）固定要牢。固定要牢。 （3）斜向器顶部要紧贴套管壁。）斜向器顶部要紧贴套管壁。 （4）定向侧钻时斜向器斜面方位要

14、符合设计要求。）定向侧钻时斜向器斜面方位要符合设计要求。2、固定斜向器器工艺、固定斜向器器工艺 (目前常用的固目前常用的固定斜向器方式定斜向器方式)（1）水泥固定斜向器）水泥固定斜向器根据斜向器构造，用水泥固定斜向根据斜向器构造，用水泥固定斜向器方法有两种：器方法有两种：注水泥送入法（先注水泥，再送入注水泥送入法（先注水泥，再送入工具）工具）2、固定斜向器工艺、固定斜向器工艺 (常用的固定斜向器方常用的固定斜向器方式式) （1）水泥固定斜向器）水泥固定斜向器送入注水泥法送入注水泥法特点：施工简便可靠，将两步工艺合为特点：施工简便可靠，将两步工艺合为一步，有利于少投入。一步，有利于少投入。（2）

15、封隔器式）封隔器式斜向器斜向器器固定器固定结构及工作原理结构及工作原理封隔器式斜向器主要由封隔器、斜向器、启始封隔器式斜向器主要由封隔器、斜向器、启始铣组成。铣组成。用管柱将封隔器送到预定位置，投球憋压，推用管柱将封隔器送到预定位置，投球憋压，推动中心管下移并锁定。动中心管下移并锁定。用管柱送入带用管柱送入带斜口键槽的斜向器斜口键槽的斜向器插入封隔器定插入封隔器定位键锁定，从而使斜向器固定。位键锁定，从而使斜向器固定。图图 封隔器式固定斜封隔器式固定斜向器示意图向器示意图1、复式铣锥开窗工艺、复式铣锥开窗工艺 (1)结构及工作原理：结构及工作原理：铣锥由镶有硬质合金的铣锥体、排水槽、水眼、接头

16、铣锥由镶有硬质合金的铣锥体、排水槽、水眼、接头等组成。等组成。铣锥下到预定位置后，钻具在钻盘或井下动力钻具驱铣锥下到预定位置后，钻具在钻盘或井下动力钻具驱动下带动铣锥旋转，在斜向器的导斜作用下，将斜面动下带动铣锥旋转，在斜向器的导斜作用下，将斜面所对应的套管部分磨铣掉，达到开窗的目的。所对应的套管部分磨铣掉，达到开窗的目的。l复式铣锥复式铣锥钻压应控制在钻压应控制在15kN，转速转速6080r/min。此段重压很容易提前外滑，但不加一定钻压此段重压很容易提前外滑，但不加一定钻压又不易磨铣切削套管，因此钻压应控制在又不易磨铣切削套管，因此钻压应控制在5l5kN。l复式铣锥开窗工艺（续）复式铣锥开

17、窗工艺（续）l2、铣鞋西瓜铣等工具开窗工艺、铣鞋西瓜铣等工具开窗工艺(启始铣、启始铣、窗口铣窗口铣、西瓜铣、西瓜铣) (1)开窗第一阶段开窗第一阶段启始铣接触套管内壁至启始铣磨入套管壁厚三分之启始铣接触套管内壁至启始铣磨入套管壁厚三分之一一。钻压应控制在。钻压应控制在16kN，转速在转速在80100r/min，修修井液上返速度在井液上返速度在0406m/s。 (2)开窗第二阶段开窗第二阶段:下入窗口铣鞋加西瓜铣，从窗口铣鞋接触切削面至下入窗口铣鞋加西瓜铣，从窗口铣鞋接触切削面至窗口铣鞋最大外径出套管外窗口铣鞋最大外径出套管外，这段是窗口的关键段，这段是窗口的关键段。为了保证窗口圆滑，应精心操作

18、，钻压。为了保证窗口圆滑，应精心操作，钻压5-20kN、转速转速80-120r/min，排量排量00.6-0.8m/s。2、铣鞋西瓜铣等工具开窗工艺、铣鞋西瓜铣等工具开窗工艺 l(3)开窗第三阶段开窗第三阶段窗口铣鞋出套管外至西瓜铣窗口铣鞋出套管外至西瓜铣鞋全部磨铣出套管鞋全部磨铣出套管为开窗第为开窗第三阶段。为了使下窗口处于三阶段。为了使下窗口处于圆滑状况，钻压圆滑状况，钻压1-7kN、转速转速120-150r/min和排量和排量0.6-0.8m/s。1 1 BHA/Milling assembly is bolted to the BHA/Milling assembly is bolte

19、d to the whipstock 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 (

20、mechanical 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

21、 Subsequent 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 whipstockwhipstock. .5 5 As milling begins, the milling BHA is lowered As milling begins, the milling BHA is lowered onto the i

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

23、t is 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 window and a minimum 3 feet of ratholerathole. .开窗工具开窗工具- -地锚斜向器地

24、锚斜向器（1 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 段铣开窗是指采用扩张式套管磨鞋进行开窗的方法。段铣开窗是指采用扩张式套管磨鞋进行开窗的方法。l(1)结构及工作原理结构及工作原理 扩张式套管磨鞋又称截断磨

25、鞋，是一种简单的水力工扩张式套管磨鞋又称截断磨鞋，是一种简单的水力工具，主要由刀片、活塞和磨鞋体组成具，主要由刀片、活塞和磨鞋体组成套管磨鞋下至预定开窗位置，开泵循环，使支撑头顶套管磨鞋下至预定开窗位置，开泵循环，使支撑头顶出刀片，向外扩张，切割和磨铣套管，达到开窗目的出刀片，向外扩张，切割和磨铣套管，达到开窗目的。工作中分两步实施。工作中分两步实施:第一步刀片没有完全扩张，紧贴套管内壁转动第一步刀片没有完全扩张，紧贴套管内壁转动,定点切割套管定点切割套管;第二步套管被切割断后，刀片逐渐完全张开，泵压下降第二步套管被切割断后，刀片逐渐完全张开，泵压下降1.3-1.7MPa，钻压控制在钻压控制在

26、1030kN。 （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

27、）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。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0.60.60.70.7m/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

28、铣器段铣应用范围及推荐技术参数段铣应用范围及推荐技术参数图图 截断开窗示意图截断开窗示意图l开窗有关注意事项开窗有关注意事项1)开窗之前必须对地面设备、仪表、钻具作全面开窗之前必须对地面设备、仪表、钻具作全面检查。检查。2)开窗钻具组合上要使铣鞋上部刚性较大，可接开窗钻具组合上要使铣鞋上部刚性较大，可接入长度为入长度为810m的钻挺或大直径钻杆，以保证窗的钻挺或大直径钻杆，以保证窗口质量。口质量。3)开窗全过程要精心操作，送钻平稳、均匀。修开窗全过程要精心操作，送钻平稳、均匀。修井液粘度必须持在井液粘度必须持在3540s，以利于携带铁屑。以利于携带铁屑。 侧钻裸眼钻进与普通垂直井钻进有其共性，

29、即采用一侧钻裸眼钻进与普通垂直井钻进有其共性，即采用一定的钻柱组合钻达目的层。定的钻柱组合钻达目的层。一、裸眼钻进步骤一、裸眼钻进步骤1、试钻、试钻 试钻的目的在于保证开出窗口后保持井斜，方位不发生大试钻的目的在于保证开出窗口后保持井斜，方位不发生大的变化。的变化。试钻一般选用开窗用铣鞋等工具试钻一般选用开窗用铣鞋等工具。试钻长度根据矿。试钻长度根据矿场多年实践经验证明，场多年实践经验证明，用铣鞋试钻超过用铣鞋试钻超过5m后后，再换其它钻，再换其它钻头或工具钻进。头或工具钻进。一、裸眼钻进步骤一、裸眼钻进步骤2、钻进、钻进裸眼钻进目的在于钻开侧钻井窗口以下含油层系，提裸眼钻进目的在于钻开侧钻井

30、窗口以下含油层系，提高和恢复产能，达到侧钻的目的。对于一般侧钻井，高和恢复产能，达到侧钻的目的。对于一般侧钻井，在裸眼钻进过程中，除保证钻达目的层外，还要防止在裸眼钻进过程中，除保证钻达目的层外，还要防止形成键槽或狗腿。形成键槽或狗腿。钻进驱动方式除转盘外，还可采用井下动力钻具。裸钻进驱动方式除转盘外，还可采用井下动力钻具。裸眼钻进控制好转速、钻压和量。眼钻进控制好转速、钻压和量。二、裸眼钻进有关问题二、裸眼钻进有关问题 1、有关工具钻具选择、有关工具钻具选择 (1)钻头及钻具组合钻头及钻具组合钻头及钻具组合与裸眼钻进速度及井眼轨迹控钻头及钻具组合与裸眼钻进速度及井眼轨迹控制有密切的关系，因此

31、在选择钻头时应充分考制有密切的关系，因此在选择钻头时应充分考虑地层岩石的可钻性及侧钻施工的特殊性。虑地层岩石的可钻性及侧钻施工的特殊性。二、裸眼钻进有关问题探讨二、裸眼钻进有关问题探讨 2、钻压、转送和排量、钻压、转送和排量 (1)钻压钻压裸眼钻进中，钻压的选择应按地层情况和钻头裸眼钻进中，钻压的选择应按地层情况和钻头类型分别对待，特别是钻遇软硬交错地层时，类型分别对待，特别是钻遇软硬交错地层时，从软到硬要减压，从硬到软钻压要适当增加，从软到硬要减压，从硬到软钻压要适当增加，以保持井斜和方位均匀，否则易造成突变。以保持井斜和方位均匀，否则易造成突变。2、钻压、转速和排量、钻压、转速和排量(2)

32、转速转速适当加快转速，有利于提高机械钻速。采用牙轮或其适当加快转速，有利于提高机械钻速。采用牙轮或其它钻头的钻进过程中，除应遵循其额定转速外，还应它钻头的钻进过程中，除应遵循其额定转速外，还应满足井眼轨迹控制的需要。满足井眼轨迹控制的需要。 (3)排量排量侧钻裸眼钻进过程泵排量的选择，一方面要考虑保持侧钻裸眼钻进过程泵排量的选择，一方面要考虑保持井底干净，另一方面要保持井壁稳定，其环空返速在井底干净，另一方面要保持井壁稳定，其环空返速在0608m/，能满足裸眼钻进的需要。能满足裸眼钻进的需要。542m196m3 3）造斜点的深度应根据设计井的垂直井深、水平位移决）造斜点的深度应根据设计井的垂直

33、井深、水平位移决定，并要考虑满足采油工艺的需要。设计垂深长应既定，并要考虑满足采油工艺的需要。设计垂深长应既充分利用原老进眼，又减少了裸眼钻进井段；若垂深充分利用原老进眼，又减少了裸眼钻进井段；若垂深短则会增加裸眼钻进长度及下固尾管技术难度。因此短则会增加裸眼钻进长度及下固尾管技术难度。因此要综合考虑造斜点的深度，满足侧钻需要，实现少投要综合考虑造斜点的深度，满足侧钻需要，实现少投入的侧钻目的。入的侧钻目的。4 4）选择造斜点位置应尽可能避开方位自然大的地层，以）选择造斜点位置应尽可能避开方位自然大的地层，以免影响侧钻设计方位。免影响侧钻设计方位。增平增平 井身剖面井身剖面增增-增增-平平 剖

34、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

35、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-

36、1Ri(sina aisina ai-1)StiSti-1Ri(cosa ai-1cosa ai)对于一个具有稳斜段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sTsTsTsssssssssssszZyYxXzyxaaaaaaaaacossinsincossin0cossinsinsinco

37、scoscos333czzyyxxxsTssTsssTss)(sinsincoscoscosaaabyyxxysTsTscossindzzyyxxzsTssTsssTss)(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

38、式作三维侧钻轨迹设计作三维侧钻轨迹设计Xs=0Ys=0Zs=0czzyyxxxsTssTsssTss)(sinsincoscoscosaaabyyxxysTsTscossindzzyyxxzsTssTsssTss)(cossinsincossinaaa22cbe分析研究了大港油田侧钻水平井面临的主要技术问分析研究了大港油田侧钻水平井面临的主要技术问题，采用有限元法，题，采用有限元法，着重研究了弯外壳螺杆钻具的造着重研究了弯外壳螺杆钻具的造斜能力的预测分析，为侧钻水平井井眼轨迹控制技术斜能力的预测分析，为侧钻水平井井眼轨迹控制技术的实施提供了依据。的实施提供了依据。主要研究对象：主要研究对象：常

39、规单弯螺杆常规单弯螺杆带垫块单弯螺杆带垫块单弯螺杆带垫块双弯螺杆带垫块双弯螺杆主要影响因素：主要影响因素：弯角、钻压、井眼扩大、井斜角弯角、钻压、井眼扩大、井斜角51015202530351.522.533.5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

40、角：井斜角：5o，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

41、.5白1.52.5白23白2为选择既满足造斜要求，又能顺利将其下入为选择既满足造斜要求，又能顺利将其下入139.7mm套管内的双弯螺杆钻具，有必要分析套管内的双弯螺杆钻具，有必要分析139.7mm套管内双弯螺杆钻具下入的可行性。套管内双弯螺杆钻具下入的可行性。分别计算钻头、垫块、上切点处钻柱与井壁分别计算钻头、垫块、上切点处钻柱与井壁的约束力，然后计算累计的摩擦力，根据摩擦力的约束力，然后计算累计的摩擦力，根据摩擦力和钻柱重力的相对大小，判断钻柱能否下入。和钻柱重力的相对大小，判断钻柱能否下入。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

42、：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

43、.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环空外半径环空外半径=124.15mm0123456789050100150200转转 速速 rpm压力梯度压力梯度 KPa/m10785.582.5563.5环空外半径环空外半径=124.15mm钻井液性能泵压MPa序号井深m密度g/cm30kn排量l/s计算实测循环当量密度g/cm3114881.130.270.0780.699913.0913.51.26215621.190.960.1860.699914.

44、61151.37316051.191.490.3960.616915.30151.43416591.191.8790.2390.647914.7714.51.38517111.191.6110.8800.499915.6915.71.43617681.191.3461.0240.484916.3816.51.42718491.194.3310.2660.699916.81171.43818491.194.8180.4900.589917.6617.81.45XX井立管压力实测与理论对比井立管压力实测与理论对比177.8559.3m堵口套管柱堵口套管柱 244.5640.1m0 00.50.51

45、 11.51.52 22.52.53 31.8421.8421.57891.57891.31581.31581.78791.78791.4211.421传统方法传统方法本文方法本文方法试验值试验值管管 柱柱 运运 行行 速速 度度 m/s波动压力波动压力 MPa波动压力波动压力计算实例计算实例 不同计算方法与Burkhardt试验值比较一、侧钻完井工艺技术一、侧钻完井工艺技术1、侧钻井完井方法、侧钻井完井方法目前侧钻井完井方法根据侧钻目的及油藏类型有目前侧钻井完井方法根据侧钻目的及油藏类型有尾管、尾管、筛管、滤砂管及其它方法筛管、滤砂管及其它方法。2、侧钻裸眼升段完井管柱安全校核、侧钻裸眼升段

46、完井管柱安全校核由于侧钻井井眼轨迹具有一定的方位和井斜角，与垂直由于侧钻井井眼轨迹具有一定的方位和井斜角，与垂直井对比有其特殊性，所以井对比有其特殊性，所以对裸眼段完井管柱能否顺利入对裸眼段完井管柱能否顺利入井和安全工作井和安全工作要按下式进行校核。要按下式进行校核。一、侧钻完井工艺技术一、侧钻完井工艺技术2、侧钻裸眼井段完井管柱安全校核、侧钻裸眼井段完井管柱安全校核由此式可见，要保证套管安全下入井底，有两个途径：由此式可见，要保证套管安全下入井底，有两个途径：l减小套管直径；减小套管直径；l提高套管钢材屈服强度提高套管钢材屈服强度二、尾管完井二、尾管完井 1、定义、定义侧钻后经原套管下入新钻

47、孔眼内的完井管柱，通过固侧钻后经原套管下入新钻孔眼内的完井管柱，通过固井和射孔后构成井筒与井底通道的工艺技术称为尾管井和射孔后构成井筒与井底通道的工艺技术称为尾管完井。完井。 2、尾管完井施工步骤、尾管完井施工步骤1）采用与尾管相同规格管柱进行试下。）采用与尾管相同规格管柱进行试下。2）按照由下至上的顺序连结引鞋、阻流板、尾管、双）按照由下至上的顺序连结引鞋、阻流板、尾管、双挂钩胶塞、丢手接头和上部钻柱，并依次下入井内。挂钩胶塞、丢手接头和上部钻柱，并依次下入井内。图图 完井管柱连接示意图完井管柱连接示意图1-钻杆钻杆 2-正反接头正反接头 3-尾管尾管 4-阻流板阻流板 5-引鞋引鞋二、尾管

48、完井二、尾管完井 2、尾管完井施工步骤、尾管完井施工步骤 3)固尾管固尾管:尾管下入预计位置后立即循环洗井。尾管下入预计位置后立即循环洗井。投入双挂钩胶塞，替顶替液至阻流板并碰压。投入双挂钩胶塞，替顶替液至阻流板并碰压。固尾管后倒扣，上提钻柱固尾管后倒扣，上提钻柱5l0m进行反洗井，候凝进行反洗井，候凝。用钻头钻水泥塞至人工井底并对套管、尾管试压，用钻头钻水泥塞至人工井底并对套管、尾管试压，通井符合标准。通井符合标准。根据设计射孔完井。根据设计射孔完井。二、尾管完井二、尾管完井 3、技术要求、技术要求 1)尾管尾管(或接箍或接箍)最大外径小于套管内径最大外径小于套管内径810mm。并符合生产并

49、符合生产要求。要求。 2)尾管串要作弯曲稳定计算。计算方法用下式尾管串要作弯曲稳定计算。计算方法用下式 3)尾管喇叭口位置应超复窗口尾管喇叭口位置应超复窗口3050m。尾管所下位置与设计尾管所下位置与设计位置允差为士位置允差为士05m。三、筛管完井三、筛管完井 1、定义、定义 侧钻达到目的层后，把带筛管的管柱下入油层部位，然后封隔侧钻达到目的层后，把带筛管的管柱下入油层部位，然后封隔产层顶界以上的环形空间的完井工艺技术称筛管完井。产层顶界以上的环形空间的完井工艺技术称筛管完井。 2、使用条件、使用条件 1)在低压、低渗透不产水的单一裂缝性产层，或井壁较为破碎在低压、低渗透不产水的单一裂缝性产层，或井壁较为破碎的灰岩产层中使用。的灰岩产层中使用。 2)裸眼井段较短且产层单一，产量较高的侧钻井。裸眼井段较短且产层单一，产量较高的侧钻井。 3)由于筛管完井无法实现由于筛管