水平井安全钻井技术研究

水平井安全钻井技术研究

水平井安全钻井技术研究

【摘要】随着科学技术的不断发展，水平井钻井技术越来越成熟，对于油气田提高单井产量和原油采收率，降低开发生产成本，水平井技术更加广泛地用于开发各种油气藏，并先后取得了显著的经济效果，但是在水平井安全钻井发面还存在一些问题，本文阐述了安全钻井技术的重要性，并结合实际情况，并对水平井清砂技术、润滑技术和钻头优选方面进行研究。

【关键词】水平井安全钻井清砂技术润滑技术钻头1安全钻井技术的重要性

水平井开发作为一种提高单井产量和油气田综合开发效益的有效手段，越来越受到人们的重视，实践表明，水平井技术在低渗透油气藏的开发中，可以增加泄油（气）面积，有利于提高产量，减少生产井数，降低钻井成本，是提高气田单井产能及油藏采收率的有效方法，该技术的成功应用对油气田的发展具有重要意义。深井小井眼、长水平段钻井是一项风险很大的工程，存在着大量的模糊性、随机性和不确定性问题。由于对钻井过程中的客观情况认识不清楚或主观意识的决策失误，往往会发生许多复杂情况甚至造成严重的井下事故，轻者耗费大量的人力物力和时间，重者导致全井的报废[1]。本文针对小井眼、长水平段水平井钻井速度慢、钻井周期长及井下复杂等问题，开展水平井清砂、润滑和钻井参数优选等技术研究；对确保井下安全和钻井提速具有重要的指导和借鉴意义。2水平井清砂技术研究2.1主要研究内容及技术难点分析

水平井与直井相比，井下情况要复杂得多，不仅要稳定井斜和井眼方位，还要处理由重力作用、摩擦力、岩屑沉降等诸因素而涉及到其他一系列问题，从而使水平井的安全钻进与直井相比有着很大的不同。在水平井中，由于重力的作用，井斜角超过30°以后的井段内，岩屑就会逐渐沉降到下井壁，形成岩屑床，钻井液携砂性能好、悬浮能力强，则形成岩屑床所需时间长，反之，则形成岩屑床所需时间就短。现场实践发现，岩屑床在井斜角为30°到60°之间的井段内，是不稳定的，也是较危险的，当沉积到一定厚度后，岩屑床会整体下滑从而造成沉砂卡钻。2.2拟采取的具体技术方案只有将小井眼、长水平段的清砂工作做好了，钻柱才能够顺利的起下，同时也确保了完井管柱的顺利下入。井斜超过45°要进行短起下钻清砂工作。通过定期的短起下钻，破坏下井壁的岩屑床，借助泥浆上返出井筒。根据大量实践经验证实岩屑床形成和携砂最难的井段为井斜48～70°，水平段由于携砂阻力小，不易形成岩屑床。钻进中发现扭矩增加不正常，就要查明原因，如无其他原因，说明已经形成岩屑床；在每次接单根或每次起下钻时，都要记录钻柱的摩擦阻力以及转盘扭矩，发现摩擦阻力增加，说明井下已经存在岩屑床，就要采用短程起下钻和分段循环的办法清除岩屑床。发生沉砂卡钻后，忌讳硬提解卡，最好的处理方法是接上方钻杆[2]，大排量循环，进行倒划眼。2.3预期达到的技术目标

通过加强小井眼、长水平段井段的清砂研究，可以使该井段处于

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径向水平井钻井技术研究

摘要：本文分别从基础研究、发展现状、关键技术等多方面对径向水平钻井技术进行了研究。在基础研究方面，主要介绍了钻杆焊接、选材、试验台架、试验型转向器系统等工作；在关键技术方面，介绍并研究了z5型转向器系统、ydz5型转向器系统、ysz7型转向器系统、新型转向器系统、油藏工程评价、射流钻头研究、辅助配套技术。最后提出了径向水平井钻井技术的现存问题以及未来发展趋势。

关键词：径向水平井钻井转向器钻杆技术研究【分类号】：tv91

在我国，径向水平井钻井技术是油井增产的一项有效措施，尤其适合开发低渗透油田、浅油层、稠油地层和薄油层，能够横向钻开垂直油藏裂缝，并减少或避免气锥和水锥现象的产生。。径向井眼长度一般为8～46米，由于不同的地质情况和开发工艺的不同，经统计发现，通常垂直井产能提高为210倍，平均原油增产约为24倍。一、径向水平井钻井技术介绍

径向水平井钻井技术是指在油田套管井中利用一套全新的系统设备和方法进行套管段铣或套管开窗、大直径扩孔或单双侧扩孔、高压水力喷射钻井、特殊测井、电化学射孔和切割、水平井眼砾石填充、筛管完井等作业的技术总和。

其技术系统由地面设备和井下工具系统两部分组成。地面设备包

括作业机、压裂成组设备、井口装置、数据采集和处理系统及地面运动控制装置等。井下工具系统有段铣工具、扩孔工具、径向水平井钻井工具。

径向水平井钻井技术的核心是段铣工具和扩孔工具，这两项工具是整个作业工艺中的重要前期准备工具。径向水平井钻井工具包括：转向器、高压管柱、钻杆、射流钻头、钻杆运动控制器等。其中转向器是技术的关键。

径向水平钻井技术系统工作原理：当系统钻井工具下入井内全部就位后，由高压管柱、井口高压密封、底部密封、钻杆等构成一个液缸柱塞机构。钻井时，地面高压水力泵以913l/s的排量提供压力为55～69mpa的钻井液，钻井液经井口进入高压管柱内，再由位于高压管柱内腔的径向钻管上端开口进入其内腔，流向钻头，然后由钻头以244～277m/s的速度旋转射出，破碎岩石。在这个过程中，水力起到两个方面的作用：①喷射切割地层；②驱动钻柱运动并使之穿过转向器实现由垂直向水平方向转向而进入地层。

水平径向钻井技术的操作流程：①将段铣套管工具下入井中，完成井下套管扩孔段的段铣工作；②取出段铣工具，下入井下扩孔器，完成井下扩眼工作；③下入转向器、高压管柱（高压油管）等外管管柱；④必要时，预先将处于伸直状态的转向器在井下扩孔腔中竖起；⑤给转向器定方位，必要时进行管柱机械锚定；⑥下入钻杆、钻头、内管柱，并接好井口工具及管线。⑦给系统泵入高压液，进

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