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[摘 要]：本文主要介绍了套管开窗侧钻（短半径）水平井钻井配套工艺技术，到目前为止，利用该技术在胜利、塔里木等油田成功地完成了19口井的施工，短半径水平井不但节约钻井成本，而且更多地增大油层裸露面积，尤其是在老井二次利用、较薄油气层、复杂断块和小区块开发，提高了采收率和经济效益，具有一定的推广应用价值。
[关键词]：短半径 水平井 设计 侧钻 测量方式 推广应用 胜利油田
一、概述
胜利油田通过套管内侧钻短半径水平井研究，至今已在油田内外完成套管内侧钻水平井约38口，其中侧钻短半径水平井19口。形成了具有胜利特色的套管开窗侧钻（短半径）水平井钻井配套工艺技术。该技术能成倍的提高原来老油井产量，减少加密井，改善井网布置。利用现成的垂直井眼和地面生产设施（如井口设施、地面集输管线和计量仪等），合理有效的开发各类油藏，增加可开采储量及石油采出率，在加快产能建设，降低开发成本，回避钻探风险等方面，显示出了巨大的经济价值和潜力。与钻一口新的水平井或垂直井相比，侧钻短半径水平井能够明显降低相应的钻井和完井费用，是一种投资少、见效快、经济效益显著的油田开发技术，是老油田稳产增产和提高最终采收率的一种有效途径。
二、具体做法
1、推广应用的的原理及主要技术措施
短半径水平井应用的原理是：用二维、三维轨道设计方法设计井眼轨道，根据陀螺测量的直井段数据进行轨道设计，采用不同井眼尺寸的井下专用工具和配套的MWD无线测量系统，通过完善的工艺技术应用，完成短半径水平井，实现各类油气藏的最优化开发效果。
1.1短半径水平井设计技术。1.1.1井身剖面设计 ；1.1.2避开三维井身剖面；1.1.3校准老井数据、修正剖面。
1.2短半径水平井测量工艺技术。1.2.1测量方式；1.2.2短半径水平井测量方式选择。
1.3短半径水平井井眼轨迹控制技术。1.3.1侧钻及侧钻测量方式；1.3.2增斜井段；1.3.3增斜井段钻具组合。
1.4、井下工具的配套
确定了深井短半径水平井开窗工具、马达的匹配和钻具结构选配，有效提高了施工速度，从而提高油藏开发的经济效益。
1.4.1开窗工具
①目前国内油田套管开窗工具主要有两种：套管割铣工具、斜向器式套管开窗工具。
②深井短半径水平井，由于开窗位置井深（5000米左右），相应套管钢级高，循环压耗高、排量小，造成段铣难度增加；地层的可钻性差，造成段铣后侧钻困难。因此，在开窗方式的选择上一般采用斜向器开窗侧钻，它有开窗位置准确、侧钻成功率高的优点，但定向时测量仪器受磁干扰，初始定向精度较差，需要使用陀螺定向或井眼高边定向。
③开窗方式的选择应根据具体井的井身结构（套管尺寸，尤其是非标套管、套管层次）、侧钻井深位置岩性的可钻性、实际可达到的循环排量及储层特點等具体选择。T703CH井设计侧钻点井深为5581.30m，段铣5"套管开窗侧钻，靶前位移为60m，最大井斜角为84.41°，平均造斜率为86.22°/100m。库1井、TK908DH、柯深101井均采用斜向器开窗。
1.4.2井下马达工具的配套
短半径水平井轨迹控制，马达造斜率与设计曲率匹配特别关键。根据原来老井直井眼的地层可钻性配套不同级数（长度）的泥浆马达，保证正常钻进的同时，又可以调整测量盲点的距离。根据井下温度的高低确定使用马达类型。根据施工井段（斜井段、水平段）的不同，选择钻具结构，斜井段使用长MWD无磁悬挂，保证测量精度；水平段使用短MWD无磁悬挂，缩短测量盲点距离。根据造斜率的高低选配钻具结构，有利于轨迹控制、施工速度的提高和施工安全，从而提高综合经济效益。
1.4.3风险回避
在小井眼钻井中，有以下特点：环空间隙小；环空压差大，易发生井漏；泵压高，设备要求高；起下钻压力激动大，易井漏，溢流；排量受限，携砂困难；发生事故难处理；钻具尺寸小，柔性大，抗拉抗拉强度小；掉落物易硬卡；井控要求高，发生溢流上窜速度快；对钻井液质量要求高；因此，现场人员可以根据实际情况，分析发生风险的可能性，提前采取措施，控制风险的发生或减少损失。
2、技术路线
依据现有仪器的适应能力及现有工具的造斜能力，进一步优化短半径水平井设计，采用无线随钻测量仪器，提高钻井速度，进一步提高井眼轨迹的控制精度，保证水平段实钻轨迹处于储层的最佳位置，通过在胜利油田及其它油田的推广应用，实现了复杂断块和小区块、薄油藏、边底水油藏的有效开发，达到提高采收率的最优开发效果，促进短半径水平井钻井工艺技术的发展和提高。
三、 推广过程
1、前期研究形成的推广应用能力
胜利油田在“九五”重点科研攻关项目《？139.7mm套管内侧钻短半径水平井》研究形成了具有胜利特色的套管开窗侧钻（短半径）水平井钻井、工具系统。完成套管内侧钻水平井约38余口，其中侧钻短半径水平井19口。
2、推广应用措施
经过多年的攻关研究与应用，形成人才、技术、装备的完整配套，锻炼出一批掌握短半径水平井技术的现场施工技术人员，具备推广应用能力。
四、推广范围
该项目技术推广应用以来，采用先内部后外部推广方式，先后在胜利、塔里木、中石化西北分公司塔河油田，中石化西指塔中油田，累计应用19口短半径水平井，推广范围广，规模大，圆满完成了计划的预定目标。新疆13口井；胜利油田6口井，取得了巨大的经济效益。形成了一整套深井短半径水平井钻井技术，收到了良好的推广应用价值，提升了短半径水平井施工能力和市场竞争实力，取得了良好的社会经济效益。提高了技术应用水平，应用油藏类型更加广泛，技术得到推广和提高，设备更加完善，配套更加齐全，达到了较好的推广应用效果。
五、推广应用取得的技术成果
1、通过19口井的推广应用，形成了从设计、侧钻、施工、轨迹控制和测量的一系列配套工艺技术。
2、提高了深井开窗侧钻成功率，完善了开窗侧钻的施工方法、步骤。
3、测量技术的改进和提高
4、设计的进一步优化完善
5、井下工具的配套
六、结论
1、设计工艺技术的进一步优化完善，在国内首次将（准）悬链线设计引入短半径水平井的设计，在实际施工中取得良好的效果，大大提高施工速度，缩短了钻井周期，经济效益非常可观。
2、形成了配套的深井开窗侧钻工艺技术，完善了开窗侧钻的施工方法、步骤。
3. 测量仪器的改造和配套，在国内首次在深井中使用无线随钻测量代替有线随钻测量，并进一步形成并完善了在深井中无线测量工艺技术。
4、 井下工具的配套，确定了深井短半径水平井马达的匹配和钻具结构选配，有效的提高了施工速度和轨迹控制。
5、通过技术的推广完善了深井（套管开窗）侧钻短半径水平井钻井工艺技术、工具配套和无线测量工艺技术。
6、通过19口井的推广应用，取得可观的经济效益，并在老油田增储上产中具有广泛的应用前景。
参考文献：
[1]关雷.虚拟现实技术概述[J].多媒体科技，2008，6.
[2]王宏伟.石油勘探新技术技术——虚拟现实技术的应用[J].勘探资讯，2007，12.
[关键词]：短半径 水平井 设计 侧钻 测量方式 推广应用 胜利油田
一、概述
胜利油田通过套管内侧钻短半径水平井研究，至今已在油田内外完成套管内侧钻水平井约38口，其中侧钻短半径水平井19口。形成了具有胜利特色的套管开窗侧钻（短半径）水平井钻井配套工艺技术。该技术能成倍的提高原来老油井产量，减少加密井，改善井网布置。利用现成的垂直井眼和地面生产设施（如井口设施、地面集输管线和计量仪等），合理有效的开发各类油藏，增加可开采储量及石油采出率，在加快产能建设，降低开发成本，回避钻探风险等方面，显示出了巨大的经济价值和潜力。与钻一口新的水平井或垂直井相比，侧钻短半径水平井能够明显降低相应的钻井和完井费用，是一种投资少、见效快、经济效益显著的油田开发技术，是老油田稳产增产和提高最终采收率的一种有效途径。
二、具体做法
1、推广应用的的原理及主要技术措施
短半径水平井应用的原理是：用二维、三维轨道设计方法设计井眼轨道，根据陀螺测量的直井段数据进行轨道设计，采用不同井眼尺寸的井下专用工具和配套的MWD无线测量系统，通过完善的工艺技术应用，完成短半径水平井，实现各类油气藏的最优化开发效果。
1.1短半径水平井设计技术。1.1.1井身剖面设计 ；1.1.2避开三维井身剖面；1.1.3校准老井数据、修正剖面。
1.2短半径水平井测量工艺技术。1.2.1测量方式；1.2.2短半径水平井测量方式选择。
1.3短半径水平井井眼轨迹控制技术。1.3.1侧钻及侧钻测量方式；1.3.2增斜井段；1.3.3增斜井段钻具组合。
1.4、井下工具的配套
确定了深井短半径水平井开窗工具、马达的匹配和钻具结构选配，有效提高了施工速度，从而提高油藏开发的经济效益。
1.4.1开窗工具
①目前国内油田套管开窗工具主要有两种：套管割铣工具、斜向器式套管开窗工具。
②深井短半径水平井，由于开窗位置井深（5000米左右），相应套管钢级高，循环压耗高、排量小，造成段铣难度增加；地层的可钻性差，造成段铣后侧钻困难。因此，在开窗方式的选择上一般采用斜向器开窗侧钻，它有开窗位置准确、侧钻成功率高的优点，但定向时测量仪器受磁干扰，初始定向精度较差，需要使用陀螺定向或井眼高边定向。
③开窗方式的选择应根据具体井的井身结构（套管尺寸，尤其是非标套管、套管层次）、侧钻井深位置岩性的可钻性、实际可达到的循环排量及储层特點等具体选择。T703CH井设计侧钻点井深为5581.30m，段铣5"套管开窗侧钻，靶前位移为60m，最大井斜角为84.41°，平均造斜率为86.22°/100m。库1井、TK908DH、柯深101井均采用斜向器开窗。
1.4.2井下马达工具的配套
短半径水平井轨迹控制，马达造斜率与设计曲率匹配特别关键。根据原来老井直井眼的地层可钻性配套不同级数（长度）的泥浆马达，保证正常钻进的同时，又可以调整测量盲点的距离。根据井下温度的高低确定使用马达类型。根据施工井段（斜井段、水平段）的不同，选择钻具结构，斜井段使用长MWD无磁悬挂，保证测量精度；水平段使用短MWD无磁悬挂，缩短测量盲点距离。根据造斜率的高低选配钻具结构，有利于轨迹控制、施工速度的提高和施工安全，从而提高综合经济效益。
1.4.3风险回避
在小井眼钻井中，有以下特点：环空间隙小；环空压差大，易发生井漏；泵压高，设备要求高；起下钻压力激动大，易井漏，溢流；排量受限，携砂困难；发生事故难处理；钻具尺寸小，柔性大，抗拉抗拉强度小；掉落物易硬卡；井控要求高，发生溢流上窜速度快；对钻井液质量要求高；因此，现场人员可以根据实际情况，分析发生风险的可能性，提前采取措施，控制风险的发生或减少损失。
2、技术路线
依据现有仪器的适应能力及现有工具的造斜能力，进一步优化短半径水平井设计，采用无线随钻测量仪器，提高钻井速度，进一步提高井眼轨迹的控制精度，保证水平段实钻轨迹处于储层的最佳位置，通过在胜利油田及其它油田的推广应用，实现了复杂断块和小区块、薄油藏、边底水油藏的有效开发，达到提高采收率的最优开发效果，促进短半径水平井钻井工艺技术的发展和提高。
三、 推广过程
1、前期研究形成的推广应用能力
胜利油田在“九五”重点科研攻关项目《？139.7mm套管内侧钻短半径水平井》研究形成了具有胜利特色的套管开窗侧钻（短半径）水平井钻井、工具系统。完成套管内侧钻水平井约38余口，其中侧钻短半径水平井19口。
2、推广应用措施
经过多年的攻关研究与应用，形成人才、技术、装备的完整配套，锻炼出一批掌握短半径水平井技术的现场施工技术人员，具备推广应用能力。
四、推广范围
该项目技术推广应用以来，采用先内部后外部推广方式，先后在胜利、塔里木、中石化西北分公司塔河油田，中石化西指塔中油田，累计应用19口短半径水平井，推广范围广，规模大，圆满完成了计划的预定目标。新疆13口井；胜利油田6口井，取得了巨大的经济效益。形成了一整套深井短半径水平井钻井技术，收到了良好的推广应用价值，提升了短半径水平井施工能力和市场竞争实力，取得了良好的社会经济效益。提高了技术应用水平，应用油藏类型更加广泛，技术得到推广和提高，设备更加完善，配套更加齐全，达到了较好的推广应用效果。
五、推广应用取得的技术成果
1、通过19口井的推广应用，形成了从设计、侧钻、施工、轨迹控制和测量的一系列配套工艺技术。
2、提高了深井开窗侧钻成功率，完善了开窗侧钻的施工方法、步骤。
3、测量技术的改进和提高
4、设计的进一步优化完善
5、井下工具的配套
六、结论
1、设计工艺技术的进一步优化完善，在国内首次将（准）悬链线设计引入短半径水平井的设计，在实际施工中取得良好的效果，大大提高施工速度，缩短了钻井周期，经济效益非常可观。
2、形成了配套的深井开窗侧钻工艺技术，完善了开窗侧钻的施工方法、步骤。
3. 测量仪器的改造和配套，在国内首次在深井中使用无线随钻测量代替有线随钻测量，并进一步形成并完善了在深井中无线测量工艺技术。
4、 井下工具的配套，确定了深井短半径水平井马达的匹配和钻具结构选配，有效的提高了施工速度和轨迹控制。
5、通过技术的推广完善了深井（套管开窗）侧钻短半径水平井钻井工艺技术、工具配套和无线测量工艺技术。
6、通过19口井的推广应用，取得可观的经济效益，并在老油田增储上产中具有广泛的应用前景。
参考文献：
[1]关雷.虚拟现实技术概述[J].多媒体科技，2008，6.
[2]王宏伟.石油勘探新技术技术——虚拟现实技术的应用[J].勘探资讯，2007，12.