1、1目 录一、钻井工程存在的四项基本难点二、“十一五”发展六项配套技术三、目前探索五项前沿技术四、现代钻井工程的应用及介绍2难点一难点二难点三难点四3年度年度平均井深平均井深(m)(m)钻井周期（天）钻井周期（天）平均钻速平均钻速(m/h)(m/h)事故时效事故时效探探井井2008200850065006178.58178.583.063.068.44%8.44%2009200949724972150.62150.623.753.757.94%7.94%开开发发井井200820084315431567.1167.116.636.638.888.88200920094509450981.681.6
2、5.05.05.365.36难点一难点一 塔里木塔里木4井深井深(m)(m)钻井周期钻井周期（天）（天）机械钻速机械钻速(m/h)(m/h)综合费用综合费用（亿元）（亿元）综合成本综合成本（元（元/米）米）备注备注秋参秋参1 1592059207047041.121.121.061.061796617966却勒却勒1 1585858584144142.712.710.730.731246012460却勒却勒4 4617261722562562.112.110.6150.6159962996212 12 较长较长却勒却勒6 6582058201871873.423.420.50.58588858
3、8平均平均5942.55942.5390.25390.252.342.340.730.731223512235却勒地区四口探井成本统计表井名项目难点一难点一 却却 勒勒5大庆深层钻井情况时间时间200720072008200820092009平均平均葡深葡深1 1井井达深达深1 1井井井数（口）井数（口）6 64 44 4井深（米）井深（米）412641263961396138743874398739875500550046504650周期（天）周期（天）221221150150195195206206639639285285难点一难点一 大大 庆庆6井井 号号井井 深深(m)(m)周周 期（
4、月）期（月）机械钻速机械钻速(m/h)(m/h)难难 点点呼西呼西1 1430043009.569.561.381.38表层巨厚砾石层表层巨厚砾石层大段强水敏泥岩大段强水敏泥岩多套异常高压多套异常高压地层倾角大地层倾角大65657575泥岩硬、致密、可钻性泥岩硬、致密、可钻性差差高压盐水侵高压盐水侵安安4 43410341029.0529.051.621.62呼呼2 24634463418.7718.771.231.23呼呼001001381038109.959.952.022.02呼呼0020023800380010.6810.681.171.17西西4 44588458817.6017.6
5、01.221.22独深独深1 13135313517.9117.911.221.22西西5 5520052009.279.272.872.87艾艾3 34310431022.2222.221.081.08准噶尔盆地南缘部分探井难点一难点一 准噶尔准噶尔7准南地质情况及钻井难点8准南地质情况及钻井难点古牧地构造9准南钻井难点v 地层破碎引起垮塌 v 地层水敏性强导致地层垮塌v 复杂的地层条件使阻卡频繁发生 v 地层倾角大使防斜困难 v 异常高压给钻井液与固井带来困难 v 漏失严重 v 复杂地层条件使施工工期长10传统井身结构方案11新型井身结构v 不增大开眼尺寸、也不缩小完井套管尺寸，可多下一层
6、套管；v 尽量不用或少用随钻扩眼；v 改进钻井工艺技术和井眼质量，以有利于小环空套管下入；v 国内外有实践成功的例子可供借鉴。12慢慢成本高成本高井深：井深：45004500米以上米以上厚盐膏层：大于厚盐膏层：大于300m300m地层垮塌：强水敏页岩地层垮塌：强水敏页岩井漏：大于井漏：大于1000m1000m3 3大井眼长：井身结构大井眼长：井身结构5 5层层地层硬：可钻性差、研磨性强地层硬：可钻性差、研磨性强多套异常高压多套异常高压地层倾角大：地层倾角大：30307070原因分析难点一难点一 原因分析原因分析13 到2009年底中油股份公司拥有的储量共有145.4119亿吨，其中大庆有56亿
7、吨、辽河21亿吨、新疆17亿吨，其中低渗、特低渗透油气藏达30%。在剩余待探明的石油天然气资源中，60%是低渗、特低渗透资源。其中鄂尔多斯90%，准噶尔58%，吉林100%。2009年股份公司已探明未动用储量35.39亿吨，除掉国外合作3亿吨，核销2亿吨，风险特大的3亿吨，表外0.6亿吨，落实25.9亿吨。可供开发的9.1亿吨，暂时无效益的有16.5亿吨（指内部投资收益率低于8.4%）。开发钻井的目标是开发钻井的目标是低渗、特低渗透油气藏低渗、特低渗透油气藏主要原因是低、特低渗透油气藏。14低渗透、特低渗透油藏投资比较正常产能建设钻井 55地面 45低渗透产能建设70802030投投 资资15
8、提高单井产量提高单井产量降低钻井成本降低钻井成本动用更多的低渗透储量动用更多的低渗透储量16四川、川东地区井漏特征四川井漏四川井漏井漏普遍：38口井中有34口井发生漏失，约占90量大恶性：500010000m3的有3口，占8 平均6049m3/口；大于1万m3的有5口，占16，平均24199m3。失返不能建立循环33层段多层漏失：沙溪庙、须家河、嘉五嘉四、飞仙关组损失巨大：两年中，报废3口井（东安1井、罗家5井、云安21）损失5000余万元。17四川井漏四川井漏18v青海因井漏报废的井：青海因井漏报废的井：狮狮12，南，南2，南，南7，均漏失，均漏失5000m3以上以上v大庆海拉尔，玉门青西，
9、新疆准南普遍大庆海拉尔，玉门青西，新疆准南普遍存在存在较严重的井漏较严重的井漏问题问题井井 漏漏19v 山前构造带普遍地层倾角在3070。v 由井斜吊打引起的钻速下降数量在50%以上。v 由纠斜等工艺措施造成井身质量变差，套管磨损严重。v 防斜打快工具有一定适应性，有些效果不好。井井 斜斜20仅在试验井和区块实施保护油气层。仅在试验井和区块实施保护油气层。实施欠平衡钻井技术仅实施欠平衡钻井技术仅300300口井。口井。表皮系数较大的井相当普遍。表皮系数较大的井相当普遍。21表皮系数表皮系数油油 量量（桶（桶/天）天）损失金额损失金额（$25/$25/桶桶)0 05105100 0+5+5312
10、312-$4950-$4950+10+10225225-$7125-$7125表皮系数对产量的影响22原 因 分 析v 对储层性质分析不够（五敏分析）针对性不够。v 一套钻井液应对多套压力系统，造成较大压差。v 钻井液特性不是以满足保护油气层需要。v 完钻时间长，储层浸泡时间过久。v 固井不完善，造成进一步伤害。23v 气体钻井技术v 欠平衡钻井技术（压力预监测）v 优选参数钻井技术v 喷射钻井技术v 优选钻头（牙轮、PDC）技术v 优质钻井液技术v 井下动力钻具+优质钻头复合钻进技术v 防斜打快技术v 小井眼钻井技术v 优化井身结构技术v 套管钻井技术v 强化设备（大泵、顶驱）提高钻速的技术
11、24降低成本、提高单井产量的技术v保护油气层技术v水平井、侧钻水平井技术v径向水平井技术v分枝井、多底井技术、鱼刺骨井技术v气体钻井技术v欠平衡钻井技术v小井眼技术v大位移钻井技术v定向井、丛式井钻井技术25防止复杂事故技术v气体钻井技术v波纹管堵漏技术v袋式堵漏技术v化学、物理堵漏技术（桥接材料）v强行钻进技术（有进无出）v膨胀套管技术v判断漏层性质、位置、压力技术v防斜打快技术v防斜优化钻具组合及工具v稳定井壁技术（三个压力剖面）v强抑制性钻井液技术（体系、处理剂）26v气体钻储层技术v欠平衡钻井技术v优质钻井液、完井液技术v低密高强水泥固井技术v深穿透射孔技术v储层特性分析、诊断技术保护
12、储层的技术保护储层保护储层27（一）欠平衡钻井配套技术（二）气体钻井完井配套技术（三）小井眼钻井完井配套技术（四）水平井、分支井钻井技术（五）大位移钻井完井配套技术（六）保护油层钻井完井配套技术28 欠平衡钻井的基本概念欠平衡钻井的基本概念 第一，井筒环空中循环介质的当量循环密度一定要低于所钻第一，井筒环空中循环介质的当量循环密度一定要低于所钻地（储）层的孔隙压力当量密度，这个差值即为欠压值。地（储）层的孔隙压力当量密度，这个差值即为欠压值。第二，地层流体一定要有控制地流入井筒，并把它循环到地第二，地层流体一定要有控制地流入井筒，并把它循环到地面再分离出来。面再分离出来。通俗称欠平衡钻井技术为
13、通俗称欠平衡钻井技术为“边喷边钻边喷边钻”，关键是在钻井过程，关键是在钻井过程中使地层流体连续进入井筒，因此欠平衡钻井技术的实质就是二中使地层流体连续进入井筒，因此欠平衡钻井技术的实质就是二次井控技术。因此它是不同于常规钻井的存在一定技术风险的新次井控技术。因此它是不同于常规钻井的存在一定技术风险的新型技术。型技术。29欠平衡钻井系列分为：欠平衡钻井系列分为：气体钻井，包括空气、天然气和气体钻井，包括空气、天然气和氮气钻井氮气钻井，密度适，密度适用范围用范围00.02克克/立方厘米；立方厘米；雾化钻井，密度适用范围雾化钻井，密度适用范围0.020.07克克/立方厘米；立方厘米；泡沫钻井液钻井，
14、包括稳定和不稳定泡沫钻井，密泡沫钻井液钻井，包括稳定和不稳定泡沫钻井，密度适用范围度适用范围O.070.60克克/立方厘米；立方厘米；充气钻井液钻井，包括通过立管注气和井下注气两充气钻井液钻井，包括通过立管注气和井下注气两种方式。井下注气技术是通过寄生管、同心管、钻柱和连种方式。井下注气技术是通过寄生管、同心管、钻柱和连续油管等在钻进的同时往井下的钻井液中注空气、天然气、续油管等在钻进的同时往井下的钻井液中注空气、天然气、氮气。其密度适用范围为氮气。其密度适用范围为0.7O.9克克/立方厘米，是应用广立方厘米，是应用广泛的一种欠平衡钻井方法；泛的一种欠平衡钻井方法；30欠平衡钻井在勘探开发中的
15、作用主要体现在：欠平衡钻井在勘探开发中的作用主要体现在：（1）在油气勘探上，欠平衡钻井技术可以提高低压、复杂岩性、）在油气勘探上，欠平衡钻井技术可以提高低压、复杂岩性、水敏性、裂缝性等类储层油气的发现和保护，因此，对于油气勘水敏性、裂缝性等类储层油气的发现和保护，因此，对于油气勘探来说它是一种油气层识别技术探来说它是一种油气层识别技术;（2）在油气开发上，欠平衡钻井技术可以通过有效地保护储层，）在油气开发上，欠平衡钻井技术可以通过有效地保护储层，提高单井产量，降低开发综合成本。因此，对于油气开发来说它提高单井产量，降低开发综合成本。因此，对于油气开发来说它是一种油气层保护技术是一种油气层保护技
16、术;（3）在工程上，欠平衡钻井技术可以解决低压地层漏失问题，提）在工程上，欠平衡钻井技术可以解决低压地层漏失问题，提高机械钻速、减少压差卡钻。因此，对于钻井工程来讲，它是二高机械钻速、减少压差卡钻。因此，对于钻井工程来讲，它是二次井控技术、保护油气层钻井技术、防漏技术和提高机械钻速的次井控技术、保护油气层钻井技术、防漏技术和提高机械钻速的方法。方法。31CNPC欠平衡钻井施工截止截止20092009年，中石油年，中石油共完成共完成欠平衡超过超过12001200口口，其中其中20002000年年20022002年完成年完成欠平衡井井4 47 7口口，2002-20052002-2005年完成年完
17、成411411口口,2005,2005至至20092009年完成年完成781781口口，占中石油所，占中石油所钻钻欠平衡井总数的井总数的65%65%。2005200581810.09%0.09%2006200680800.10.12 2%200720071551550.0.2222%200820082252250.0.2 21%1%200920092402400.16%0.16%合合 计计4747口口美国、加拿大欠平衡钻井数量占钻井总数量的美国、加拿大欠平衡钻井数量占钻井总数量的20%。32v 对于欠压实的地层；对于欠压实的地层；v 钻井钻井“产出产出”的储层流体有油、气、水等，甚至的储层流体
18、有油、气、水等，甚至含含CO2或或H2S；v 膨胀地层盐岩蠕动、泥岩膨胀缩径易导致卡钻；膨胀地层盐岩蠕动、泥岩膨胀缩径易导致卡钻；v 由于设备、工艺的局限性使设计实施困难等的井由于设备、工艺的局限性使设计实施困难等的井都要考虑是否实施或使用欠平衡钻井都要考虑是否实施或使用欠平衡钻井功功 能能 肇深肇深11井中途钻杆测试点火现场井中途钻杆测试点火现场欠平衡钻井的局限性33v欠平衡钻井主要装备欠平衡钻井主要装备 氮或压缩气供应装置、容氮或压缩气供应装置、容 积小且压力大的注液泵、液积小且压力大的注液泵、液-气混气混合管汇、节流管汇、制氮泵车、合管汇、节流管汇、制氮泵车、压风机组、采油分离系统和自动
19、压风机组、采油分离系统和自动燃烧气体系统，以下是国外目前燃烧气体系统，以下是国外目前比较先进的专用装备。比较先进的专用装备。341 1、气体钻井、气体钻井 2 2、充气钻井、充气钻井3 3、低密度钻井液钻井、低密度钻井液钻井4 4、平衡固井、平衡固井技技 术术99%-100%96%-99%55%-99%55%欠平衡钻井技术空气空气/天然气天然气雾化雾化泡沫泡沫充气充气3520072009年CNPC欠平衡钻井特 点时间时间井数井数特特 点点200520052007200720092009155155225225240240从单纯探井向开发井发展（发现从单纯探井向开发井发展（发现 增产）增产）从单
20、纯储层向全井发展从单纯储层向全井发展从单纯低密度泥浆向多元介质发展从单纯低密度泥浆向多元介质发展362009年使用欠平衡钻井技术普遍提高机械钻速提高钻速提高钻速油田油田井数井数效效 果果长庆长庆2828提高提高9.28 9.659.28 9.65倍倍青海青海1313均创同类井深最高记录均创同类井深最高记录四川四川5252均创同类井深最高记录均创同类井深最高记录辽河辽河4747提高提高1.261.26倍倍大庆大庆2323提高提高3 53 5倍倍伊朗伊朗8 8提高提高3 53 5倍倍37使用充气钻井液欠平衡钻水平井使用充气钻井液欠平衡钻水平井 在加拿大阿尔伯达的在加拿大阿尔伯达的Camrose油藏
21、，用充气钻井液钻成了油藏，用充气钻井液钻成了一口水平井，水平段长一口水平井，水平段长548.64m。该油藏属低压油藏，原来钻井。该油藏属低压油藏，原来钻井中出现过严重井漏。考虑到钻井液混合物井下着火的问题，测中出现过严重井漏。考虑到钻井液混合物井下着火的问题，测试确定了安全混合物的组成是试确定了安全混合物的组成是85%空气、空气、9%钻井液和钻井液和6%碳氢碳氢化合物，为了安全考虑，最后将空气的体积分数降为化合物，为了安全考虑，最后将空气的体积分数降为70%。但。但是，为了满足欠平衡条件，需要是，为了满足欠平衡条件，需要95%的体积空气。后来考虑到的体积空气。后来考虑到安全因素，进一步作了测试
22、，结果是将空气的体积数改为空气安全因素，进一步作了测试，结果是将空气的体积数改为空气与氮气按与氮气按60:40混合，按这种比例混合的气体与钻井液及井下的混合，按这种比例混合的气体与钻井液及井下的碳氢化合物组成的混合物不会在井下着火。该水平井完钻后经碳氢化合物组成的混合物不会在井下着火。该水平井完钻后经测试，其产量是该地区直井产量的测试，其产量是该地区直井产量的2.5至至6倍，钻井中实际氮气倍，钻井中实际氮气的用量与预计的用量，有较大的降低，从而节约了钻井费用。的用量与预计的用量，有较大的降低，从而节约了钻井费用。38使用泡沫钻井液进行欠平衡钻井使用泡沫钻井液进行欠平衡钻井 在美国得克萨斯州西南
23、有个开采在美国得克萨斯州西南有个开采20年的老气田，储层压力年的老气田，储层压力降到降到11.6MPa,井深井深4267m，压力系数为，压力系数为0.272，这样低的压力，这样低的压力，用常规钻井方式（普通钻井液钻井）和修井技术实际上是不可用常规钻井方式（普通钻井液钻井）和修井技术实际上是不可行的。因为水和钻井液会损害地层和淹没气井。行的。因为水和钻井液会损害地层和淹没气井。所以在原来油井附近又钻了一口补充井，用稳定泡沫作为钻所以在原来油井附近又钻了一口补充井，用稳定泡沫作为钻井液钻生产地层，泡沫钻井液明显地降低了地层损害。在裸眼井液钻生产地层，泡沫钻井液明显地降低了地层损害。在裸眼完井后还未
24、进行酸化压裂，这口井的产气量就达到完井后还未进行酸化压裂，这口井的产气量就达到70800m3/d。39用雾钻井液进行欠平衡钻井用雾钻井液进行欠平衡钻井 2006年美国埃克森公司在得克萨斯州玛萨里纳瑞克油田钻年美国埃克森公司在得克萨斯州玛萨里纳瑞克油田钻了了24口井。口井。24口井中，采用两种钻井液体系钻进，一种为常规口井中，采用两种钻井液体系钻进，一种为常规钻井液钻井，另一种为轻质钻井液钻井。其中钻井液钻井，另一种为轻质钻井液钻井。其中21口井采用常规口井采用常规钻井液钻井（钻井液钻井（19口为普通钻井液，口为普通钻井液，2口为加重盐水钻井液），口为加重盐水钻井液），3口采用轻质钻井液钻井（口
25、采用轻质钻井液钻井（2口为雾化，口为雾化，1口为轻质盐水）。据白口为轻质盐水）。据白垩系地层完井的垩系地层完井的10井统计，其中用普通钻井液完井井统计，其中用普通钻井液完井6口，开采口，开采24个月，占总开采量的个月，占总开采量的18%，平均每井每月占总开采量的，平均每井每月占总开采量的0.1%；而用雾化钻井而用雾化钻井2口，开采口，开采23个月，占总开采量的个月，占总开采量的69%，平均每，平均每井每月占总开采量的井每月占总开采量的1.5%，比前者增加，比前者增加15倍。倍。40（一）欠平衡钻井配套技术（二）气体钻井完井配套技术（三）小井眼钻井完井配套技术（四）水平井、分支井钻井技术（五）大
26、位移钻井完井配套技术（六）保护油层钻井完井配套技术（二）气体钻井完井配套技术41气体钻井技术v 空气钻井技术v 天然气钻井技术v 氮气钻井技术v 尾气钻井技术v雾化钻井技术v 泡沫钻井技术v 充气钻井技术4142气体钻井主要功能功功 能能4243用空气用空气/雾在老井中进行欠平衡开窗侧钻雾在老井中进行欠平衡开窗侧钻 在美国一油田，使用空气在美国一油田，使用空气/雾在下套管的雾在下套管的Swan Lake-ISTSwan Lake-IST直直井中进行欠平衡开窗侧钻，侧钻这口井的主要目的旨在减少原井中进行欠平衡开窗侧钻，侧钻这口井的主要目的旨在减少原有井所钻地层的损害，并随钻发现产层，设计总井深为
27、有井所钻地层的损害，并随钻发现产层，设计总井深为3076m3076m。原有直井采用常规法钻成，并已进行了中途测试，测得的综合原有直井采用常规法钻成，并已进行了中途测试，测得的综合产气量为产气量为235235103m3/d103m3/d。由于在直井段的套管被挤扁，如继续钻。由于在直井段的套管被挤扁，如继续钻井需要较高的空气注入量，这与设计是不相符的，鉴于这个问井需要较高的空气注入量，这与设计是不相符的，鉴于这个问题，未钻到设计井深就完钻了。题，未钻到设计井深就完钻了。尽管如此，该井使用空气进行欠平衡侧钻，经对侧钻井尽管如此，该井使用空气进行欠平衡侧钻，经对侧钻井段的裸眼流动测试，测得的产气量是原
28、直井段综合产气量的段的裸眼流动测试，测得的产气量是原直井段综合产气量的1010倍，效果显著，这也表明空气欠平衡侧钻明显地降低了地层损倍，效果显著，这也表明空气欠平衡侧钻明显地降低了地层损害。害。44 v 新疆SN4003井使用充氮气泥浆实现不压井作业，中途测试获12万m3/d天然气（邻井基003，基005同一储层为7000m3/d，3000m3/d）v 在11口空气雾化钻井中平均钻速是邻井的4.45.8倍45玉门油田窿玉门油田窿9 9井使用空气提高钻速井使用空气提高钻速4 41 11 1倍倍0.540.542.432.432.462.466.36.30 01 12 23 34 45 56 67
29、 7常规常规泡沫泡沫雾化雾化空气空气钻速钻速为提高逆掩推覆体钻井速度摸索出一套新的思路钻速46玉门窿玉门窿9 9井气体钻井现场试验井气体钻井现场试验空气钻井空气钻井雾化钻井雾化钻井泡沫回收泡沫回收泡沫钻井泡沫钻井47采用空气采用空气泡沫钻井泡沫钻井,钻头磨损钻头磨损少，少，使用使用周期延长周期延长窿窿9井气体钻井与常规钻井钻头使用情况对比井气体钻井与常规钻井钻头使用情况对比窿窿9井钻头型号井钻头型号HJ617窿窿9井钻头型号井钻头型号HJ617空气钻井空气钻井常规钻井常规钻井48（一）欠平衡钻井配套技术（二）气体钻井完井配套技术（三）小井眼钻井完井配套技术（四）水平井、分支井钻井技术（五）大位
30、移钻井完井配套技术（六）保护油层钻井完井配套技术（三）小井眼钻井完井配套技术49油气井小井眼概念油气井小井眼概念（三）小井眼钻井完井配套技术概概 念念v 新井7090%以上井深使用7（177.8mm）以下钻头钻成（Amoco）v 老井中在深井（4500m以上）和超深井（6000m以上）加深完井的小于6（152.4mm）的井眼部分（Elf）v 老井侧钻井中小于6 完井的井眼部分。50小井眼钻井完井特点小井眼钻井完井特点特特 点点（三）小井眼钻井完井配套技术适合特殊探井全井取芯作业适合低产井、低渗透油藏可降低总成本15%以上，最高可降75%51小井眼是以降低成本为主要目的的钻井方式小井眼是以降低成
31、本为主要目的的钻井方式用用 途途全井小井眼 降低全井成本、提高钻速侧钻小井眼 利用老井、降低成本老井加深小井眼 利用老井，降低勘探成本小井眼水平井 提高产量，降低吨油成本小井眼分支井 提高产量，降低吨油成本（三）小井眼钻井完井配套技术52小井眼是以降低成本为主要目的的钻井方式小井眼是以降低成本为主要目的的钻井方式效效 益益岩石破碎量：减少3040%钻井液使用量：减少50%以上套管用量：减少35%以上水泥用量：减少20%以上钻井速度：不减或有提高（三）小井眼钻井完井配套技术53侧钻小井眼侧钻小井眼 辽河油田十年来,完成侧钻小井眼井1357口,2002年完成7、5 1/2 共221口侧钻井，累计增
32、油620万吨，直接创效10亿元，间接创效24.94亿元。在侧钻井中发展了侧钻水平井、分支井、径向水平井等一系列钻井完井技术。（三）小井眼钻井完井配套技术54油田小井眼比大井眼明显提高机械钻速油田小井眼比大井眼明显提高机械钻速（三）小井眼钻井完井配套技术大大 港港大港千米桥潜山小井眼与常规井眼钻井综合指标对比井号井号进入奥陶系进入奥陶系井深井深mm奥陶系以奥陶系以上钻井天上钻井天数数d d机械钻速机械钻速m/hm/h完钻井深完钻井深mm全井平均机全井平均机械钻速械钻速m/hm/h钻井周期钻井周期d d设计成本设计成本万元万元板深板深8 84116.114116.111701702.262.264
33、409.094409.092.282.28208.56208.561835.51835.5板深板深4 44516.004516.001321322.442.444799.384799.382.502.50181.88181.882427.32427.3板深板深7017014599.504599.501641642.362.364935.744935.742.422.42234.83234.832126.32126.3板深板深6 64024.004024.0077774.074.074400.004400.004.234.23124.00124.001761.11761.1常规井眼平均常规井眼平
34、均4313.904313.90135.75135.752.622.624636.054636.052.862.86187.32187.321630.01630.0板深板深7027024463.484463.4864645.955.954810.004810.004.794.79115.67115.671343.91343.9板深板深7037034196.004196.0053538.668.664600.004600.003.993.99103.70103.701272.41272.4千千12-1812-184190.104190.1063635.185.184396.434396.434.4
35、04.4099.10099.1001127.01127.0千千16-2416-244306.424306.4297973.673.674650.004650.004.534.53109.26109.261419.31419.3小井眼平均小井眼平均4289.004289.0069.2569.255.875.874614.004614.004.434.43107.00107.001290.61290.6小小/常规常规-49-49+124+124+54.90+54.90-42.88-42.8820.8220.8255长庆欠平衡小井眼井试验v井身结构：井身结构：9 +79 +7 6+4 6+4 v介质
36、：介质：天然气天然气+泡沫钻至井底泡沫钻至井底v排量：排量：60-80m60-80m3 3/min/minv周期：周期：从平均从平均5858天降到天降到2323天天v成本：成本：控制在控制在500500万万/口以内口以内（三）小井眼钻井完井配套技术长长 庆庆56钻机钻机井身结构井身结构电测电测钻井液钻井液保护储层保护储层快速钻进快速钻进小井眼小井眼（三）小井眼钻井完井配套技术降低成本降低成本57以长庆苏里格小井眼试验井为例：使用天然气钻井6井眼,周期从58天降到23天用欠平衡打开储层使用小钻机，减小井场，2000m钻机钻3400m少用或不用，设备今后剥离，三部钻机配一套74，或73 1/2用低
37、密度、高强度水泥固井减少1/51/4，使用随钻存储式测量（三）小井眼钻井完井配套技术长长 庆庆58（一）欠平衡钻井配套技术（二）气体钻井完井配套技术（三）小井眼钻井完井配套技术（四）水平井、分支井钻井技术（五）大位移钻井完井配套技术（六）保护油层钻井完井配套技术（四）水平井、分支井钻井技术59盐丘盐丘Conventional long DirectionalMedium RadiusShort RadiusPay Zone2-6 degrees/100 ft2,800-1,000 ft.radius20-75 degrees/100 ft300-125 ft.radius1,000-3,000
38、 ft400-700 ft1,000-2,000 ft1.5-3 degrees/ft20-40 ft.radius（四）水平井、分支井钻井技术61（四）水平井、分支井钻井技术水平井分类水平井分类62类别类别造斜率造斜率(0/30m)曲率半径曲率半径(m)水平段长水平段长(m)长半径长半径26300;150中半径中半径8 306 20200 60500 1000200;150短半径短半径150 30030 15010 6250 27050,30超短半径超短半径0.330 60（四）水平井、分支井钻井技术水平井分类水平井分类63为什么钻水平井？为什么钻水平井？1.1.水气锥水气锥2.2.成岩性差
39、或出沙地层成岩性差或出沙地层3.3.低压低压4.4.低渗透率低渗透率5.5.天然裂缝天然裂缝6.6.薄油层薄油层7.7.稠油稠油8.8.以上任意组合以上任意组合（四）水平井、分支井钻井技术64（四）水平井、分支井钻井技术65（四）水平井、分支井钻井技术水力学水力学套管磨损套管磨损套管居中套管居中注水泥注水泥钻杆寿命钻杆寿命井壁稳定井壁稳定钻具弯曲钻具弯曲油层工程油层工程套管漂浮套管漂浮井眼清洁井眼清洁井涌井涌井漏井漏钻具摩阻钻具摩阻井身轨迹井身轨迹设备选择设备选择67（四）水平井、分支井钻井技术v随钻测量技术（随钻测量技术（MWDMWD）v钻头钻头v可控马达可控马达v钻机装备的发展（顶驱）钻机
40、装备的发展（顶驱）v随钻测井（随钻测井（LWDLWD）v完井工艺技术完井工艺技术v三维地震三维地震v多分支井、软管钻井、欠平衡钻井技术等。多分支井、软管钻井、欠平衡钻井技术等。水平井迅速发展的技术原因水平井迅速发展的技术原因68（四）水平井、分支井钻井技术气水锥对比气水锥对比69CNPC水平井施工截止截止20092009年，中石油年，中石油共完成共完成水平井超过35003500口口，其中其中20002000年年20022002年完成年完成水平井水平井4 47 7口口，2002-20052002-2005年年完成完成414414口口,2005,2005至至20092009年年完成完成302930
41、29口口，占中石油所，占中石油所钻水平井总数的钻水平井总数的77%77%。（四）水平井、分支井钻井技术年度年度水平井水平井20052005201201200620065225222007200780680620082008100510052009200950550520102010预计预计70070070井号井号井型井型完井日期完井日期投产日期投产日期平均日产油平均日产油t t平均含水平均含水%LN1-8LN1-8定向井定向井2002.11.102002.11.102002.12.82002.12.88.058.0582.0582.05LN3-8LN3-8定向井定向井2002.10.12200
42、2.10.122002.11.202002.11.2012.4312.4361.1161.11L102-P1L102-P1水平井水平井2002.10.182002.10.182002.11.282002.11.28121.78121.7812.1312.13L102-P5L102-P5水平井水平井2002.12.32002.12.32002.12.232002.12.2387877.37.3冀东水平井与邻井常规井产量对比冀东水平井与邻井常规井产量对比 冀冀 东东（四）水平井、分支井钻井技术71大大 庆庆（四）水平井、分支井钻井技术大庆应用水平井在特低渗油层增产大庆应用水平井在特低渗油层增产井井
43、 名名初产油初产油(吨吨)稳定产油稳定产油(吨吨)是直井倍数是直井倍数树平树平1 1井井141410104 4茂平茂平1 1井井404017.417.45 5肇肇55-55-平平4646井井808045458-108-10倍倍州州62-62-平平6161井井202012124-54-5倍倍72（四）水平井、分支井钻井技术73主井眼和分支井都主井眼和分支井都是裸眼是裸眼主井筒注水泥主井筒注水泥 分支井为裸眼分支井为裸眼主井筒注水泥主井筒注水泥分支井下套管分支井下套管主井筒和分支井主井筒和分支井 都注水泥都注水泥水泥封固主井筒和分水泥封固主井筒和分支井支井,各层压力分隔各层压力分隔井下分叉装置井下
44、分叉装置预制成型接合点预制成型接合点19971997年国外提年国外提出的标准。出的标准。（四）水平井、分支井钻井技术技术概况：技术概况：TAMLTAML分级分级74（四）水平井、分支井钻井技术技术概况：技术概况：TAMLTAML分级分级1级完井：主井眼和分支井眼都是裸眼。级完井：主井眼和分支井眼都是裸眼。2级完井：主井眼下套管并注水泥，级完井：主井眼下套管并注水泥，分支井裸眼或只放筛管而分支井裸眼或只放筛管而不注水泥。不注水泥。3级完井：主井眼和分支井眼都下套管，主井眼注水泥而分支级完井：主井眼和分支井眼都下套管，主井眼注水泥而分支井眼不注水泥。井眼不注水泥。4级完井：主井眼和分支井眼都在连结
45、处下套管并注水泥。级完井：主井眼和分支井眼都在连结处下套管并注水泥。5级完井：主井眼和分支井眼都下套管固井，连接处具有力学级完井：主井眼和分支井眼都下套管固井，连接处具有力学完整性、水力完整性和再进入能力，能现完全的层间分隔。完整性、水力完整性和再进入能力，能现完全的层间分隔。6级完井：结合点处的压力由密封装置隔绝，主、分支井眼可级完井：结合点处的压力由密封装置隔绝，主、分支井眼可全通径进入。全通径进入。6S级完井：使用井下分流器或者地下井口装置，基本上是级完井：使用井下分流器或者地下井口装置，基本上是1个个地下双套管头井口，把地下双套管头井口，把1个大直径主井眼分成个大直径主井眼分成2个等径
46、小尺寸的分个等径小尺寸的分支井筒。支井筒。75分支井分支井（四）水平井、分支井钻井技术另煤层气开发中另煤层气开发中2009年实施羽状分支井年实施羽状分支井21口口 76分支井分支井（四）水平井、分支井钻井技术另煤层气开发中另煤层气开发中2009年实施羽状分支井年实施羽状分支井21口口 7710.480.3900.10.20.30.40.50.60.70.80.91直井水平井多底井10.770.5600.10.20.30.40.50.60.70.80.91直井水平井多底井 AustinChalk AustinChalk北海地区北海地区（四）水平井、分支井钻井技术吨油成本分析吨油成本分析78分支井
47、的应用范围分支井的应用范围 分支井是提高油气采收率的一条有效技术途径。理论上讲分分支井是提高油气采收率的一条有效技术途径。理论上讲分支井可以用于任何类型的油气藏，但对以下的情况具有经济技术支井可以用于任何类型的油气藏，但对以下的情况具有经济技术优势：优势：（1）用多个分支水平井眼替代设计水平位移较大的水平井；）用多个分支水平井眼替代设计水平位移较大的水平井；（2）地面为环境敏感地区，不允许建多个井场；）地面为环境敏感地区，不允许建多个井场；（3）重油或稠油油藏、层状油层体系、断块或孤立油藏、衰）重油或稠油油藏、层状油层体系、断块或孤立油藏、衰竭油藏、低渗油藏、天然裂缝油藏和存在一个或多个垂向不
48、渗透竭油藏、低渗油藏、天然裂缝油藏和存在一个或多个垂向不渗透隔层的油藏。隔层的油藏。（4）老井侧钻；）老井侧钻；（5）井槽数受限的海上平台；）井槽数受限的海上平台；79分支井的应用历程分支井的应用历程 近几年分支井技术日益成熟，成为油气田开发的一种重要的近几年分支井技术日益成熟，成为油气田开发的一种重要的先进技术，得到越来越广泛的应用。分支井最早为侧钻井，而开先进技术，得到越来越广泛的应用。分支井最早为侧钻井，而开始打侧钻井的目的是重新使新的生产井底生产，而原来的井底不始打侧钻井的目的是重新使新的生产井底生产，而原来的井底不生产。后来，人们开始期望侧钻井和原来的井底都可生产，并且生产。后来，人
49、们开始期望侧钻井和原来的井底都可生产，并且开始钻多个侧钻井，这便是现在意义上的分支井。开始钻多个侧钻井，这便是现在意义上的分支井。目前分支井的钻井在某种情况下还存在风险高、成本高的问题。目前分支井的钻井在某种情况下还存在风险高、成本高的问题。在技术上最大的障碍是主井筒与分支井筒之间的连结与密封问在技术上最大的障碍是主井筒与分支井筒之间的连结与密封问题。题。如果某些问题得以解决，分支井技术将是继水平井之后的又如果某些问题得以解决，分支井技术将是继水平井之后的又一重要的提高和改善油田开发效果及原油采收率的先进技术。一重要的提高和改善油田开发效果及原油采收率的先进技术。80准南钻井难点v 地层破碎引
50、起垮塌 v 地层水敏性强导致地层垮塌v 复杂的地层条件使阻卡频繁发生 v 地层倾角大使防斜困难 v 异常高压给钻井液与固井带来困难 v 漏失严重 v 复杂地层条件使施工工期长81传统井身结构方案82慢慢成本高成本高井深：井深：45004500米以上米以上厚盐膏层：大于厚盐膏层：大于300m300m地层垮塌：强水敏页岩地层垮塌：强水敏页岩井漏：大于井漏：大于1000m1000m3 3大井眼长：井身结构大井眼长：井身结构5 5层层地层硬：可钻性差、研磨性强地层硬：可钻性差、研磨性强多套异常高压多套异常高压地层倾角大：地层倾角大：30307070原因分析难点一难点一 原因分析原因分析83仅在试验井和
