短半径侧钻水平井技术.ppt

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1、侧钻水平井配套技术侧钻水平井配套技术侧钻水平井是指使用专门的井下工具，从老井套管内侧钻而成的水平井利用原井场和地面流程，减少占地利用老井上部井段，降低成本充分利用老井开发地质资料扩大泄油面积，提高产量和采收率 下斜向器下斜向器开窗侧钻开窗侧钻水平段钻进水平段钻进复杂断块油藏实现稳产的需要复杂断块油藏实现稳产的需要实现稳产的途径：实现稳产的途径：寻找新的资源接替寻找新的资源接替开发难动用储量开发难动用储量挖掘老区剩余油潜挖掘老区剩余油潜力，提高采收率力，提高采收率多多次次地地质质事事件件地地壳壳运运动动油层油层停产井资源利用的需要 胜利油田胜利油田开发开发3030多年来，多年来，已钻井近已钻井近

2、4 4万万口，随着开发口，随着开发时间的增加，时间的增加，已有已有40004000多口多口油井因井下管油井因井下管柱损坏、高含柱损坏、高含水、产能低于水、产能低于经济极限等原经济极限等原因关井停产因关井停产开发剩余油，提高采收率的需要开发剩余油，提高采收率的需要剩余油剩余油水锥水锥需要寻求一种既能利用报废井，又能提高采收率，最大限度挖掘剩余油的钻采工艺技术需要研究攻关套管内短需要研究攻关套管内短半径侧钻水平井技术半径侧钻水平井技术R1R2R3短半径：短半径：R3 1257 m K3 15/m 860 m K1 287 m K2 6/30 m长半径长半径中半径中半径短半径短半径水平井更适水平井更

3、适合胜利油田油层薄、合胜利油田油层薄、夹层多、井距小的夹层多、井距小的特点特点 3 3、只有通过各种资料分析、数模等手段将上述问题研究、只有通过各种资料分析、数模等手段将上述问题研究清楚，确保水平井钻入剩余油富集区，取得良好开发效果清楚，确保水平井钻入剩余油富集区，取得良好开发效果 1、目前胜利油区大部、目前胜利油区大部分油田已进入高含水或分油田已进入高含水或特高含水期，剩余油分特高含水期，剩余油分布零散，预测不准容易布零散，预测不准容易钻入水层钻入水层 2、油层较深，顶、油层较深，顶面起伏不平，描述面起伏不平，描述不准确，易导致水不准确，易导致水平井钻入泥岩中平井钻入泥岩中地质及油藏工程技术

4、难点技术难点技术难点短半径侧钻水平井钻井工程技术难点井眼尺寸小井眼尺寸小 机械钻速低机械钻速低曲率大曲率大 管柱通过能力受限管柱通过能力受限 轨迹控制难度大轨迹控制难度大套管开窗套管开窗 磁干扰问题突出磁干扰问题突出测量精度要求高测量精度要求高 仪器工具不配套仪器工具不配套施工工艺技术基本空白施工工艺技术基本空白139.7mm139.7mm套管套管套管套管118mm 118mm 井眼井眼井眼井眼技术难点技术难点短半径侧钻水平井完井工艺技术难点小井眼、窄间隙带来的固井困难小井眼、窄间隙带来的固井困难间隙小、曲率大完井管柱下入困难间隙小、曲率大完井管柱下入困难小井眼防砂工具的设计及防砂施工小井眼防

5、砂工具的设计及防砂施工难度大难度大技术难点技术难点139.7mm套管套管73mm套管套管膨胀式封隔器膨胀式封隔器118mm 井眼井眼尾管悬尾管悬挂器挂器 研制的高效段铣器,平均每套刀片磨铣套管14.17m，速度0.60.7m/h。创造了一副刀片一次段铣 27m27m的国内最高记录研制了配套的段铣及开窗工具、研制了配套的段铣及开窗工具、PDCPDC钻头、动力钻具和相应测量仪器钻头、动力钻具和相应测量仪器 由由保保护护接接头头、壳壳体体、切切断断报报知知装装置置、活活塞塞总总成成、弹簧、刀弹簧、刀 片、下稳定器等组成。片、下稳定器等组成。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

6、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，焊接可靠结构设计特点结构设计特点包括套管开窗包括套管开窗地锚斜向器地锚斜向器和和铣锥铣锥。开窗工具开窗工具 （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。（2 2）铣锥）铣锥

7、 由由接接头头、柱柱状状体体、锥锥体体三三部部分分组组成成。特特点点是是左左旋旋形形状状，磨磨铣铣平平稳稳，不不挂挂窗窗口口，不不卡卡斜斜向向器器。一一次次下下钻钻即即可可完完成成全全部部开窗作业开窗作业造斜、稳斜钻头研制造斜、稳斜钻头研制 （1 1）造斜钻头结构的特点）造斜钻头结构的特点 a)a)采用浅内锥冠部形状采用浅内锥冠部形状 b)b)短冠部、短保径短冠部、短保径 c)c)加强了外边缘部位切削加强了外边缘部位切削 齿的密度及出露高度齿的密度及出露高度造造斜斜P PD DC C钻钻头头实实物物图图片片 （2 2）稳斜钻头结构特点）稳斜钻头结构特点 a)a)短抛物线冠部形状短抛物线冠部形状

8、 b)b)加长保径加长保径 c)c)加强外边缘部位切削齿加强外边缘部位切削齿 的密度的密度 d)d)加强保径，增加耐磨性加强保径，增加耐磨性 (3)(3)布齿设计布齿设计采用等功率原理及计算机优化设计采用等功率原理及计算机优化设计加强钻头外边缘部位布齿密度加强钻头外边缘部位布齿密度 (4)(4)制造技术制造技术整体压制石墨阴模技术，已申报国家发明专利整体压制石墨阴模技术，已申报国家发明专利PDCPDC复合片与胎体焊接采用钎焊技术，强度达到复合片与胎体焊接采用钎焊技术，强度达到390MPa390MPa铰接动力钻具研制铰接动力钻具研制 动力钻具结构示意图动力钻具结构示意图95mm95mm铰接动力钻

9、具最高造斜率达到铰接动力钻具最高造斜率达到3.63.6/m/m 具具有有两两个个可可在在5 5范范围围内内弯弯曲曲活活动动的的铰铰接接体体，保证了钻具能顺利通过高造斜率井段保证了钻具能顺利通过高造斜率井段 近近钻钻头头和和弯弯壳壳体体部部位位具具有有垫垫块块，有有利利于于增增加加 钻具的造斜能力钻具的造斜能力 内传动采用高强度的连杆万向节总成内传动采用高强度的连杆万向节总成 传动轴总成使用密封油润滑方式传动轴总成使用密封油润滑方式（1）整体结构特点整体结构特点 （2）性能参数设计）性能参数设计95mm95mm铰接动力钻具性能参数铰接动力钻具性能参数不同度数弯壳体的设计造斜能不同度数弯壳体的设计

10、造斜能力力 （3 3）传动轴总成设计）传动轴总成设计 传动轴总成设计采用密封油润滑方式传动轴总成设计采用密封油润滑方式 有三列径向轴承和一套止推轴承有三列径向轴承和一套止推轴承 最关键的传动轴旋转动密封采用美国专利最关键的传动轴旋转动密封采用美国专利KalsiKalsi密封圈密封圈（4 4）铰接总成设计）铰接总成设计铰接动力钻具的显著特点，是一种可以在通过轴线的任一铰接动力钻具的显著特点，是一种可以在通过轴线的任一平面上弯曲活动，又能传递周向扭矩的机械结构平面上弯曲活动，又能传递周向扭矩的机械结构预载结构设计，密封油脂润滑预载结构设计，密封油脂润滑速率陀螺测斜仪速率陀螺测斜仪 速速率率陀陀螺螺

11、是是通通过过测测量量地地球球自自转转角角速速度度来来直直接接测测量量方位，优点是：方位，优点是：测量精度高、不漂移测量精度高、不漂移体积小体积小抗震性能好抗震性能好系统框图系统框图便携机打印机接口箱井下仪井下仪（2）性能参数）性能参数可可测测参参数数：井井斜斜角角、方方位位角角、工工具具面面角角、工工作作温温度、磁定位度、磁定位。测量范围与精度：测量范围与精度：方位角：方位角：0 0 360360，误差，误差 3 3 井斜角：井斜角：0 0 9090，误差，误差 0.50.5 工具面角工具面角:0:0 360360，误差，误差 1 1 工作温度工作温度:-20-20 125125 抗冲击抗冲击

12、:50g50g 每每11米设一个挠性接头，每接头弹性变化角米设一个挠性接头，每接头弹性变化角度度0 03 3 电缆通讯采用曼彻斯特半双工方式，由单芯电电缆通讯采用曼彻斯特半双工方式，由单芯电缆完成。缆完成。创造的国内新纪录 平均造斜率平均造斜率1.13 1.13 /m/m，最大造斜率为，最大造斜率为3.6 3.6 /m/m 139.7mm 139.7mm套管内侧钻短半径水平井钻井周期套管内侧钻短半径水平井钻井周期 最短最短5 5天天1717小时小时139.7mm139.7mm套管内侧钻水平井水平段最长套管内侧钻水平井水平段最长162m162m 177.8mm 177.8mm套管内侧钻水平井水平段最长套管内侧钻水平井水平段最长214.6m214.6m 244.5mm 244.5mm套管内侧钻水平井水平段最长套管内侧钻水平井水平段最长507m507m 造斜点最深造斜点最深4495.5m4495.5m、完钻井深最深、完钻井深最深4952.5m4952.5m开窗侧钻水平井和同地区直井相比开窗侧钻水平井和同地区直井相比1.41.4万吨万吨92%92%3-53-5亩亩每口井新增每口井新增可采储量可采储量综合成本综合成本每口井每口井节约占地节约占地社会经济效益社会经济效益单井产量单井产量直井直井2 2倍倍以上以上0.80.8万吨万吨侧钻水平井侧钻水平井同区直井同区直井