水平井简介分解

水平井简介水平井简介目录水平井应用水平井类型及比较中半径水平井及钻井水平井完井目录水平井应用水平井类型及比较中半径水平井及钻井水平井完井○水锥○气锥○天然裂缝地层○热采○注蒸气和稠油开采○低渗透率地层○低产能油藏○不规则油藏○煤层甲烷气○薄层油藏○采液○环境方面的应用○解决经济方面的问题水平井应用

不用补充井开采不规则油气藏限制不希望的地层流体的侵入保护油气藏能量，达到最大采收率穿越直井不能钻到的垂直裂缝性油气藏通过额外的油气藏裸露，增大低渗透油气藏的产量通过增加油气藏裸露面积，最大限度地提高低能油气藏的产量无法接近的油气藏

四口水平井构成的丛式井组就可以有效的开采某一储层。在相同情况下，可能需要20口井才能满足开采要求二次、三次采油也将从线性注水而不是径向注水中得到更大收益水平井钻井最适合于生产井，而不适合于探井水平井的应用河道砂礁核天然裂缝致密砂岩低压层油水油水平井的用途水平井的用途减少水、气锥裸露裸露气水油增加油气藏裸露面积水平井的应用裂缝系统水平井的应用贯穿裂缝跟踪薄油层水平井的用途水平井的应用选择水平井考虑的因素储层深度储层厚度储层的驱油机理孔隙度绝对渗透率地层压力储层岩性原始饱和度油气性质（密度、凝固点等）储层温度储层垂向限制油矿线位置需要的场地生产历史原始储量剩余储量套管及井眼尺寸预备采用完井的方法及采油工艺经济及市场目录水平井应用水平井类型及比较中半径水平井及钻井水平井完井水平井类型长半径

6.6°～19.7°/100m中半径

26°～65.6°/100m短半径

5°～10°/m水平段长656～1640m水平段长492～1312m水平段长98～328m水平井类型及比较水平井类型及比较中、长半径水平井

长半径水平井26%中半径水平井74%摘自《世界石油》1990（统计130口井，最短水平段长305m）水平井类型及比较中、长半径水平井比较﹡中半径水平井直井段较长，裸眼较短，钻井中摩阻相对较小﹡套管下至不稳定地层以下﹡增斜段不在事故多发地层，裸露地层较少TargetFormation目标油气层中半径﹡长半径水平井直井段较短，裸眼较长，钻井中摩阻很大﹡套管下至不稳定地层以上﹡增斜段钻穿事故多发地层，裸露地层较多UnstableFormation不稳定地层长半径水平井类型及比较国内钻中长半径水平井已经是成熟技术“八五”期间国内陆上已经完成了“石油水平井钻井成套技术研究”，并钻成水平井62口，经济效益显著。其35口水平井经济效益：国内各油田应用中长半径水平井进行油气田开发：胜利油田中长半径水平井数以每年30～50口的速度增加，2000年完成54口（平均单井日产液37.3t，平均单井日产油18.5t)，2001年完成52口。截止2001年底，共完成各类水平井214口，取得良好的开发效果。新疆石西沙漠油田应用深水平井钻井技术钻井8口（垂深4370～4410m)，用2.2倍直井的投资获得5倍以上的直井产量（单井日产液125～362t，单井日产油92.8～362t）。短半径水平井径向分支井技术在渤海花岗岩中应用，在7″尾管以下水平段径向侧钻分支成功（垂深2830m，水平段位移271m，平均曲率半径29m；日产油20m3)。1.8～935合计2.8～43大港2.9～6.32大庆2～92新疆克拉玛依1.81华北4.713辽河3～824胜利与直井产量比较投产井数油田与直井产量比值投产井数油田中、长半径水平井与直井成本比较单位产层生产成本

中半径水平井与直井成本比较井型产层长度（米）成本（元/米）直井6408,924长半径水平井9144,977中半径水平井9144,81566万元250万元2438m914m269万元325万元441万元2347m6m无比例水平井类型及比较直井：水平井=1：1.3-1.76水平井经济效益的评价影响水平井效益的因素：

初期投入单位时间油产量油价利率回收期

若把直井的有关参数作为基本数据，而且一般水平井投入总高于直井所以在有足够可采储量的前题下，水平井单位时间油产量必须高于直井，水平井的效益才能相对高于直井。这就要求水平井在油气藏中的井段长度必须超出某一临界值提高水平井效益的途径降低初期投入

降低钻井费用——选择水平井技术较高的技术服务公司（采用优化设计、提高轨道控制质量和成功率）是降水平井投入的关键。选择水平井工具和测量仪基本配套的钻井施工队伍。降低完井费用——在满足要求的前提下，尽量采用简单的完井方式，是降低初期投入

的重要环节。提高单位时间油产量加强水平井的地质与油藏工程研究与优化设计，选准层位，较准确的预测油产量；在目的层中钻出足够长的井段。摘自《关于水平井经济效益的评价的初步探讨》油科院苏义脑水平井与直井的回收期估算效益成本比=水平井初期投入÷直井初期投入（成本比﹥1）产量比=水平井产量÷直井产量（产量比﹥1）回收期=初期投入÷（平均产量×油气价）（不考虑利率）相对回收期=（水平井初投-直井初投）÷【（水平井平均产量-直井平均产量）×油气价】

如果相对回收期存在成本比≦产量比，水平井回收期和相对回收期≦直井回收期，效益显著成本比﹥产量比，水平井回收期和相对回收期﹥直井回收期，仍有效益在这种情况下钻水平井是合算的。摘自《关于水平井经济效益的评价的初步探讨》油科院苏义脑目录水平井应用水平井类型及比较中半径水平井及钻井水平井完井中半径水平井中半径水平井的应用礁岩裂缝性油气藏气锥水锥中半径水平井钻井的应用

天然裂缝型油气藏

非连续油气藏

水锥和气锥油藏

致密油藏

稠油油藏

提高采收率的应用中半径水平井第一造斜段第二造斜段稳斜段水平段垂直测试井眼中半径水平井井身剖面中半径水平井第一造斜段第二造斜段稳斜段水平段垂直测试井眼垂直测试井眼测试产层参数和确定垂直深度VERTICALTESTHOLE中半径水平井第一造斜段第二造斜段稳斜段水平段垂直测试井眼领眼剖面PILOTHOLEPROFILETargetTVD目标垂深

确定领眼右边的油气层是否断掉Pilothole

领眼52°/100m65°/100m72°/100m稳斜段在预计造斜率的变化上起安全阀作用目标层稳斜段中半径水平井稳斜段中半径水平井水平段剖面简单轨迹水平段任意轨迹水平段HORIZONTALSECTION水平井目的层靶区（窗口）目的层垂深靶区目的层方位靶区水平井井眼水平井最小靶垂最小靶方位长半径±2m±2°中半径±1m±2°中半径水平井井底造斜钻具组合井底造斜钻具钻杆至地面（在垂直井眼内）钻铤（在垂直井眼内）加重钻杆（穿过造斜段）无磁钻铤或无磁钻杆（有防磨带）MWD无线随钻无磁钻铤或无磁钻杆低速、高扭矩造斜马达钻头中半径水平井赤水宝元中半径水平井井身结构地层三叠系侏罗系自流井群1.0重庆统1.0须家河1.15雷口坡1.24嘉陵江1.24表层133/8″153/8″或171/2″中间套管95/8″121/4″生产套管7″81/2″6″井眼

机械钻速5.5m/h6.2m/h0.8m/h1.5m/h1.5m/h

压力系数开窗侧钻水平井永久性套管斜向器开窗侧钻套管段铣开窗侧钻

中半径水平井永久性套管斜向器中半径水平井开窗 侧钻工具永久性套管斜向器磨铣段侧钻磨铣段套管水泥地层套管水泥地层侧钻井眼套管段铣中半径水平井井斜0°钻屑在泥浆中沉降井斜25°～35°钻屑开始从泥浆中析出，形成岩屑床并沿井眼下滑井斜55°～65°钻屑脱出，形成岩屑床，但停止下滑井斜90°钻屑脱出，并形成岩屑床井眼净化清除岩屑床的方法：增大环空流速使用较大直径钻杆井斜0°～45°层流循环井斜45°～90°紊流循环增加层流动塑比减少胶凝强度旋转和上下活动钻具短起下钻起下钻开泵循环控制钻速中半径水平井水平井井眼净化当井斜角增加时：井眼倾向坍塌的应力要求较高的泥浆密度破裂压力梯度减小孔隙压力不受影响该过程导致：井漏的危险增加压差卡钻的危险增加承受井漏的能力减小防塌防漏增加泥浆密度尽量减小泥浆密度使用水基优质润滑泥浆或油基泥浆尽量减小泥浆粘度使用天然沥青尽量减小抽汲压力和波动压力泵入堵漏材料下额外套管柱下额外套管柱中半径水平井井眼稳定性和井漏扭矩和阻力使井身形状最佳化使用扭矩和阻力计算机模型控制钻井产生的固相使用泥浆润滑剂尽量减少边钻边改变计划保持较小狗腿旋转钻进、加大钻压、定期划眼其它现场要求使用顶部驱动装置有利钻水平井井场备用水泥车良好的固相控制设备足够的入井工具及钻具备用马达（包括一根比计划造斜率更高的马达）备用随钻测量完整、精确的资料收集水平井固井

根据水平井固井成功的现场经验和实验室研究，水平井固井成功的主要的关键如下：防止泥浆中固体沉淀使水泥浆性能最优化——降低水泥浆自由水，降低水泥浆失水最大限度地清洗环空岩屑床套管居中——强弹性套管扶正器和（水平段）旋流刚性套管扶正器循环泥浆在一个循环週以上使套管往复运动，旋转成批配制水泥浆使用配伍的前置液设计紊流顶替（破裂压力和孔隙压力限制的范围内）——添加紊流引导剂“悬浮”套管固井中半径水平井水平井测量系统及测井测量工具电子单点

电子多点

有线随钻导向工具

柔性导向工具

MWD无线随钻测量

造斜点陀螺定向测井

钻杆输送测井系统目录水平井应用水平井类型及比较中半径水平井及钻井水平井完井水平井完井摘自《世界石油》1990割缝衬管72%下套管固井8%筛管和砾石充填8%裸眼井12%水平井完井方式水平井完井方式比较裸眼优点：无产量损失、成本最低缺点：控制生产能力差、裸眼会消失、不可能弃井割缝衬管优点：无产量损失、成本较低、井眼不会消失缺点：无法控制生产、不能进行生产测井、不可能弃井裸眼封隔器优点：生产损失最少、具有隔层的优点缺点：控制生产能力一般、费用中等以上下套管固井射孔优点：完全控制生产、具有隔层的优点缺点：无法知道产量损失、费用中等以上水平井完井水平井完井方式比较裸眼优点：无产量损失、成本最低缺点：控制生产能力差、裸眼会消失、不可能弃井割缝衬管优点：无产量损失、成本较低、井眼不会消失缺点：无法控制生产、不能进行生产测井、不可能弃井裸眼封隔器优点：生产损失最少、具有隔层的优点缺点：控制生产能力一般、费用中等以上下套管固井射孔优点：完全控制生产、具有隔层的优点缺点：无法知道产量损失、费用中等以上水平井完井水平井完井方式比较裸眼优点：无产量损失、成本最低缺点：控制生产能力差、裸眼会消失、不可能弃井割缝衬管优点：无产量损失、成本较低、井眼不会消失缺点：无法控制生产、不能进行生产测井、不可能弃井裸眼封隔器优点：生产损失最少、具有隔层的优点缺点：控制生产能力一般、费用中等以上下套管固井射孔优点：完全控制生产、具有隔层的优点缺点：无法知道产量损失、费用中等以上水平井完井水平井完井方式比较裸眼优点：无产量损失、成本最低缺点：控制生产能力差、裸眼会消失、不可能弃井割缝衬管优点：无产量损失、成本较低、井眼不会消失缺点：无法控制生产、不能进行生产测井、不可能弃井裸眼封隔器优点：生产损失最少、具有隔层的优点缺点：控制生产能力一般、费用中等以上下套管固井射孔优点：完全控制生产、具有隔层的优点缺点：无法知道产量损失、费用中等以上水平井完井水平井完井方式比较裸眼优点：无产量损失、成本最低缺点：控制生产能力差、裸眼会消失、不可能弃井割缝衬管优点：无产量损失、成本较低、井眼不会消失缺点：无法控制生产、不能进行生产测井、不可能弃井裸眼封隔器优点：生产损失最少、具有隔层的优点缺点：控制生产能力一般、费用中等以上下套管固井射孔优点：完全控制生产、具有隔层的优