大斜度井、水平井井下作业工艺

1、大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司大斜度井、水平井井下作业工艺大斜度井、水平井井下作业工艺20122012年年1010月月大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司前前 言言随着大斜度井、水平井钻井技术的日趋完善，老油田随着大斜度井、水平井钻井技术的日趋完善，老油田开发薄油层和挖潜剩余油进入规模开采，伴随而来的井下开发薄油层和挖潜剩余油进入规模开采，伴随而来的井下作业需求量也逐年增多，而大斜度井和水平井的井下作业作业需求量也逐年增多，而大斜度井和水平井的井下作业因其井身结构的不同和完井方式的不同，与常规井下作业因其井身结构的不同和完井方式的不同，与常规井下作业相比，工艺难度和井下工具的配套

2、难度也加大。近年来，相比，工艺难度和井下工具的配套难度也加大。近年来，各油田针对大斜度井、水平井的井下作业进行了不同程度各油田针对大斜度井、水平井的井下作业进行了不同程度的科研攻关和现场尝试，积累了一些井下作业的方法和规的科研攻关和现场尝试，积累了一些井下作业的方法和规律，但也还存在一些技术上的局限性。律，但也还存在一些技术上的局限性。大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司一、大斜度井、水平井的概念和特点一、大斜度井、水平井的概念和特点二、常规水平井井下作业技术二、常规水平井井下作业技术三、其它井型水平井井下作业技术三、其它井型水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司大斜度

3、井、水平井的概念及特点大斜度井、水平井的概念及特点（一）、大斜度井、水平井的概念（一）、大斜度井、水平井的概念 大斜度井的概念：钻井斜长与垂深之比大于大斜度井的概念：钻井斜长与垂深之比大于2 2，井斜角在，井斜角在60608686的定向井；有的专家和学者把井斜角大于的定向井；有的专家和学者把井斜角大于5555的井也叫大斜度井。的井也叫大斜度井。 水平井的概念：水平井的概念：水平井水平井油层油层直井直井大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司水平井井身剖面图水平井井身剖面图 大斜度井、水平井的概念及特点大斜度井、水平井的概念及特点大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司类别曲率半径R（m）造斜率

4、（K/30m）短半径66024300中半径100245620长半径30060026水平井分类水平井分类水平井根据造斜段水平井根据造斜段曲率半径曲率半径、造斜率造斜率的不同进行分类：的不同进行分类：大斜度井、水平井的概念及特点大斜度井、水平井的概念及特点大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司1.1.长曲率半径水平井：长曲率半径水平井： （2 2 0 0 6 6 0 0）/30m/30m，R280mR280m2.2.中曲率半径水平井：中曲率半径水平井： （6 6 0 0 2020 0 0）/30m/30m，R=85 R=85 280m280m3.3.中短曲率半径水平井：中短曲率半径水平井： （3

5、030 7070 ）/30m/30m， R=10 R=10 80m80m4.4.短曲率半径水平井：短曲率半径水平井： （9090 ）/30m/30m，R=1 R=1 10m10m5.5.超短半径径向水平井：超短半径径向水平井： R R1m1m大斜度井、水平井的概念及特点大斜度井、水平井的概念及特点（二）、水平井的类型（二）、水平井的类型大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司大斜度井、水平井的概念及特点大斜度井、水平井的概念及特点油层油层直井直井水平探井水平探井丛式水平井丛式水平井阶梯式水平井阶梯式水平井侧钻水平井侧钻水平井双连通水平井双连通水平井分支水平井分支水平井（三）、水平井的井型（三）

6、、水平井的井型大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司 套管射孔完井有利于避套管射孔完井有利于避开夹层水、底水、气顶，可开夹层水、底水、气顶，可实施水平段分段射孔、试油、实施水平段分段射孔、试油、注采和进行选择性增产措注采和进行选择性增产措施施 。（四）、水平井的完井方式（四）、水平井的完井方式大斜度井、水平井的概念及特点大斜度井、水平井的概念及特点大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司筛管完井技术筛管完井技术 应用于裂缝性油藏、砂岩油藏，层段单一应用于裂缝性油藏、砂岩油藏，层段单一 钻井采用欠平衡，完井采用筛管或滤砂管，钻井采用欠平衡，完井采用筛管或滤砂管，不固井，既可以防止井壁坍塌，又可

7、以防不固井，既可以防止井壁坍塌，又可以防止固井泥浆污染止固井泥浆污染。大斜度井、水平井的概念及特点大斜度井、水平井的概念及特点大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司大斜度井、水平井的概念及特点大斜度井、水平井的概念及特点筛管完井的优点筛管完井的优点 1 1、减少近井污染，增大了泄油面积，提高了完善程度、减少近井污染，增大了泄油面积，提高了完善程度 。 2 2、筛管挡砂能保证管内较大的内通径。、筛管挡砂能保证管内较大的内通径。 3 3、节省部分固井费用和全部射孔费用，先期投入少，、节省部分固井费用和全部射孔费用，先期投入少，后期措施少、难度小、投入费用小。后期措施少、难度小、投入费用小。大港油

8、田井下作业公司大港油田井下作业公司多级套管外封隔器完井技术多级套管外封隔器完井技术 套管外封隔器能够有效进行层段封隔，并且套管外封隔器能够有效进行层段封隔，并且应用寿命长。应用寿命长。边底水断块油藏，薄层低渗边底水断块油藏，薄层低渗油藏，层段复杂油藏，层段复杂大斜度井、水平井的概念及特点大斜度井、水平井的概念及特点大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司筛管顶部注水泥完井技术筛管顶部注水泥完井技术 造斜段固井，有利于保护造斜段尾造斜段固井，有利于保护造斜段尾管，提高对造斜段水层的封固效果管，提高对造斜段水层的封固效果大斜度井、水平井的概念及特点大斜度井、水平井的概念及特点大港油田井下作业公司大

9、港油田井下作业公司水平井类型水平井类型水平井完井方式水平井完井方式常规水平井常规水平井固井射固井射孔完井孔完井套管固井射孔完井套管固井射孔完井尾管固井射孔完井尾管固井射孔完井带管外封隔器分级注水泥射孔完井带管外封隔器分级注水泥射孔完井带管外封隔器分级注水泥筛管完井带管外封隔器分级注水泥筛管完井悬挂筛管完井悬挂筛管完井侧钻水平井侧钻水平井尾管固井射孔完井尾管固井射孔完井带管外封隔器筛管完井带管外封隔器筛管完井带管外封隔器筛管顶部注水泥完井带管外封隔器筛管顶部注水泥完井带管外封隔器分级注水泥射孔完井带管外封隔器分级注水泥射孔完井分支井分支井尾管固井射孔完井尾管固井射孔完井鱼骨刺井鱼骨刺井裸眼完井裸

10、眼完井大斜度井、水平井的概念及特点大斜度井、水平井的概念及特点大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司抽油杆抽油杆抽油泵抽油泵筛管筛管丝堵丝堵丢手桥封丢手桥封筛管筛管丝堵丝堵直井段生产管柱直井段生产管柱（五）、水平井的生产管柱（五）、水平井的生产管柱大斜度井、水平井的概念及特点大斜度井、水平井的概念及特点大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司常规防砂管柱常规防砂管柱大斜度井、水平井的概念及特点大斜度井、水平井的概念及特点大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司分层生产管柱分层生产管柱SPY441封隔器扶正器尾管丝堵大斜度井、水平井的概念及特点大斜度井、水平井的概念及特点大港油田井下作业公司大

11、港油田井下作业公司（六）、大斜度井、水平井井下作业的难点（六）、大斜度井、水平井井下作业的难点大斜度井、水平井的概念及特点大斜度井、水平井的概念及特点大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司一、大斜度井、水平井的概念和特点一、大斜度井、水平井的概念和特点二、常规水平井井下作业技术二、常规水平井井下作业技术三、其它井型水平井井下作业技术三、其它井型水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司 水平井作业与普通井相比具有的特点：水平井作业与普通井相比具有的特点：（1 1）下井管柱和工具不同）下井管柱和

12、工具不同（2 2）外径不同工具探人工井底深度不同）外径不同工具探人工井底深度不同（3 3）不同井段起下速度要求不同）不同井段起下速度要求不同（4 4）替泥浆液量不同）替泥浆液量不同（5 5）射孔方式不同）射孔方式不同（6 6）完井管柱不同）完井管柱不同 （7 7）具有更高的油层保护要求）具有更高的油层保护要求常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术（一）、投产作业（一）、投产作业大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司1 1、下入的工具不同、下入的工具不同油管：进入井斜油管：进入井斜6060以下井段的油管必须使用倒角接箍油管以下井段的油管必须使用倒角接箍油管（2mm2mm1818) )。短

13、曲率侧钻水平井使用连续油管。短曲率侧钻水平井使用连续油管。通井规：采用橄榄形通井规：采用橄榄形, ,其下部收口外径其下部收口外径10mm10mm以上，上端面采用园台侧面以上，上端面采用园台侧面, ,底角大于底角大于7070。常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司直井固井水泥塞面直井固井水泥塞面2 2、不同工具探人工井底遇阻深度不同、不同工具探人工井底遇阻深度不同常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司正常起下正常起下下两根上提一根下两根上提一根起下限速起下限速2020根根/ /小时小时常规水平井井下作业技

14、术常规水平井井下作业技术3 3、不同井段起下速度要求不同、不同井段起下速度要求不同大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术4 4、替泥浆量不同、替泥浆量不同 水平井水平段液体与常规井流态不同，加之水平井水平段液体与常规井流态不同，加之钻井过程为了减少磨阻部分井泥浆中混入了原钻井过程为了减少磨阻部分井泥浆中混入了原油，替泥浆液量一般达井筒容积油，替泥浆液量一般达井筒容积4 4倍，相当于倍，相当于同深度常规井新井投产的同深度常规井新井投产的2 23 3倍。倍。大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司上下相位上下相位150150四排布四排布孔示意图孔示意图

15、1501504 54 59 0下相位下相位180180四排布孔四排布孔示意图示意图常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术5 5、射孔方式不同、射孔方式不同水平井射孔一般不负压、定向射孔、液压延时引爆水平井射孔一般不负压、定向射孔、液压延时引爆采用油管输送方式采用油管输送方式射孔相位角根据钻井轨迹和不同油藏的生产特点射孔相位角根据钻井轨迹和不同油藏的生产特点 易出砂的油藏，两侧和斜下定向射孔易出砂的油藏，两侧和斜下定向射孔 边底水油藏，采用上部或两侧定向射孔边底水油藏，采用上部或两侧定向射孔 中深层和深层的水平井一般为全相位螺旋布孔中深层和深层的水平井一般为全相位螺旋布孔大港油田井下作业公

16、司大港油田井下作业公司滤砂筛管完井与射孔完井方式对比滤砂筛管完井与射孔完井方式对比完井方式完井方式每米每米布孔数布孔数（个）（个）一周一周布孔排布孔排（行）（行）每米每米孔数孔数（个）（个）孔眼渗孔眼渗流面积流面积(mm(mm2 2) )每米供每米供液面积液面积（mmmm2 2）井筒通井筒通道面积道面积(mm(mm2 2) )最小最小通径通径（mm)mm)滤砂筛管滤砂筛管完井完井13.613.6111114314311225.511225.56876606876601149311493121121射孔完井射孔完井12129429429429423017.53017.56262比较结果比较结果（

17、倍）（倍）11.911.911.911.97307303.83.81.951.95滤砂筛管完井滤砂筛管完井射孔管内防砂射孔管内防砂121mm常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司 水平井在直井段下防落物管柱，防止井口落物进入水平段。水平井在直井段下防落物管柱，防止井口落物进入水平段。针对水平井不同的井身结构，设计了两套防落物管柱。一种下针对水平井不同的井身结构，设计了两套防落物管柱。一种下入皮碗式防落物管柱，悬挂在入皮碗式防落物管柱，悬挂在51/251/2套管上。另一种采用套管上。另一种采用Y441-Y441-114114封隔器或封隔器或Y211-

18、114Y211-114丢手封隔器悬挂在直井段。丢手封隔器悬挂在直井段。6 6、完井管柱不同、完井管柱不同51/2油层套管51/2油层套管常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司螺杆泵螺杆泵 优点优点 ：运行平稳，减少地层激：运行平稳，减少地层激动，降低出砂风险，有一定抽稠、动，降低出砂风险，有一定抽稠、携砂能力。利用变频技术，扩大携砂能力。利用变频技术，扩大排量调节范围，安装安全保护装排量调节范围，安装安全保护装置，防止杆断脱置，防止杆断脱 缺点：受井斜限制，井口承压低缺点：受井斜限制，井口承压低 排量范围：排量范围：48-20048-200方方/

19、/日日7 7、水平井人工举升工艺、水平井人工举升工艺常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司双作用泵、并联泵双作用泵、并联泵 适用于地层供液能力强，要求适用于地层供液能力强，要求排量高的水平井和分支水平井。排量高的水平井和分支水平井。结合地面变频技术，具有节能，结合地面变频技术，具有节能，排量调节范围大，调节方便，排量调节范围大，调节方便，一次投入少的优点一次投入少的优点 日产液日产液 110-295110-295方方/ /日日常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司电泵电泵 适用于地层供液能力强，要适用于

20、地层供液能力强，要求排量高的水平井和分支水求排量高的水平井和分支水平井。结合地面变频技术，平井。结合地面变频技术，具有节能，排量调节范围大，具有节能，排量调节范围大，调节方便，井口承受压力高，调节方便，井口承受压力高，可以下至较大井斜段，目前可以下至较大井斜段，目前冀东已达冀东已达7373。 日产液日产液 50-100050-1000方方/ /日日 缺点是成本高，小井眼下井缺点是成本高，小井眼下井困难。困难。常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术8 8、油层保护要求更高、油层保护要求更高 针对油层特点的防

21、膨防运移防乳化的射孔液；针对油层特点的防膨防运移防乳化的射孔液； 针对作业过程漏失选用的泡沫洗井液和防漏失暂针对作业过程漏失选用的泡沫洗井液和防漏失暂堵液；堵液； 起到稳定井壁和暂堵作用的完井保护液；起到稳定井壁和暂堵作用的完井保护液； 作业全过程应用的优质入井液；作业全过程应用的优质入井液；大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司 水平井由于井眼轨迹的特殊性，冲砂作业与常水平井由于井眼轨迹的特殊性，冲砂作业与常规定向井作业有很大不同，因此施工作业风险和规定向井作业有很大不同，因此施工作业风险和施工难度高于普通井作业。施工难度高于普通井作业。常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术（二）、

22、水平井冲砂作业（二）、水平井冲砂作业大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司水平井出砂及冲砂特点水平井出砂及冲砂特点（1 1） 油层砂粒更易进入井筒，形成长井段的油层砂粒更易进入井筒，形成长井段的“砂床砂床”，严重时，严重时砂堵井眼；砂堵井眼；（2 2）井内管柱贴近井壁低边，管柱受）井内管柱贴近井壁低边，管柱受“钟摆力钟摆力”和摩擦面积大和摩擦面积大的双重作用，更易形成卡钻；的双重作用，更易形成卡钻；（3 3）冲起的砂粒在造斜段和水平段容易再次沉积；）冲起的砂粒在造斜段和水平段容易再次沉积；（4 4）修井液环空流速偏差很大，井眼低边的流速很低，携砂能）修井液环空流速偏差很大，井眼低边的流速很低

23、，携砂能力下降，易导致钻具被卡。力下降，易导致钻具被卡。常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司水平井冲砂工艺要求：水平井冲砂工艺要求：1 1）修井液）修井液 不污染油气层不污染油气层 具有高携砂能力有利于砂屑运移具有高携砂能力有利于砂屑运移 低摩阻低摩阻 低成本低成本2 2）冲砂方法和作业管柱组合：）冲砂方法和作业管柱组合： u 水平井套管内冲砂：水平井套管内冲砂：89mm89mm导锥（通径导锥（通径62mm62mm）73mm 373mm 3* *4545倒角倒角油管油管73mm73mm油管。油管。 冲砂方式：冲砂方式：反循环反循环u 防砂管内冲砂

24、：防砂管内冲砂：封隔器丢手头对接器油管，对接后下入连续油管。封隔器丢手头对接器油管，对接后下入连续油管。 冲砂方式：冲砂方式：正循环正循环常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术水平井连续冲砂工艺水平井连续冲砂工艺大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术水平井冲砂方法水平井冲砂方法 在斜井、水平井中，各井段受井径、井斜及井内结构的影响，在在斜井、水平井中，各井段受井径、井斜及井内结构的影响，在同一口井中，一个井段的最佳施工参数不一定适合另一井段，一口同一口井中，一

25、个井段的最佳施工参数不一定适合另一井段，一口井的工作方法和施工参数同样也不完全适应另一口井。根据井况，井的工作方法和施工参数同样也不完全适应另一口井。根据井况，应把握应把握0 0-10-10，1010-30-30 ， 3030-60-60 ， 6060-90-90四个井斜四个井斜段，选择最关键的井段做为施工方法和洗井液性能选择的依据。着段，选择最关键的井段做为施工方法和洗井液性能选择的依据。着重点是重点是3030-60-60井段和水平井段的冲洗。其他井段的施工方法和洗井段和水平井段的冲洗。其他井段的施工方法和洗井液性能要做进一步调整，以适应全井冲砂解堵的要求。应采用水井液性能要做进一步调整，以

26、适应全井冲砂解堵的要求。应采用水力冲洗和机械冲洗结合的综合措施。力冲洗和机械冲洗结合的综合措施。大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术水平井机械冲洗水平井机械冲洗（1 1）在接单根及起下管柱时边循环边转动，机械冲洗与水力冲洗）在接单根及起下管柱时边循环边转动，机械冲洗与水力冲洗联合作业破坏钻屑沉积床。这是十分有效的冲洗井眼措施；联合作业破坏钻屑沉积床。这是十分有效的冲洗井眼措施；（2 2）转动及上下活动管柱，利用钻具接箍破坏钻屑沉积床；）转动及上下活动管柱，利用钻具接箍破坏钻屑沉积床；（3 3）加强固控，及时有效的清除洗井液中的固相。）加强固控，及

27、时有效的清除洗井液中的固相。（4 4）管柱如果静止在井内洗井，其偏心环空必然导致井眼底边的）管柱如果静止在井内洗井，其偏心环空必然导致井眼底边的流速减低，不但洗不出沉砂，反而会引起新的沉降，甚至造成卡钻。流速减低，不但洗不出沉砂，反而会引起新的沉降，甚至造成卡钻。转动的管柱不但可以使井筒内的洗井液保持均匀的流变性，改善井转动的管柱不但可以使井筒内的洗井液保持均匀的流变性，改善井眼冲洗效果，同时可以搅动带起井眼底部的沉砂，提高冲砂效率。眼冲洗效果，同时可以搅动带起井眼底部的沉砂，提高冲砂效率。（5 5）管柱与洗井液之间有一定的粘连作用，运动的管柱会很快将）管柱与洗井液之间有一定的粘连作用，运动的

28、管柱会很快将沉砂带起并保证不再次沉积。沉砂带起并保证不再次沉积。大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术水平井水力冲砂水平井水力冲砂（1 1）采用适当的水力参数和洗井液性能来提高冲洗效果；）采用适当的水力参数和洗井液性能来提高冲洗效果；（2 2）增加流量达到紊流状态和降低流变性可以达到最佳效果。）增加流量达到紊流状态和降低流变性可以达到最佳效果。大斜度井段和水平井段的条件不同，对洗井液的要求和井眼冲洗措施大斜度井段和水平井段的条件不同，对洗井液的要求和井眼冲洗措施也不同，在水平井段采取高流速、低粘度和紊流的措施可取得较佳的也不同，在水平井段采取高流速

29、、低粘度和紊流的措施可取得较佳的井眼冲洗效果：在大斜度井段时，最好选用高粘度和高凝胶强度压井井眼冲洗效果：在大斜度井段时，最好选用高粘度和高凝胶强度压井液，排量不达要求不钻进，起钻前坚持循环到钻屑返出后持续一段时液，排量不达要求不钻进，起钻前坚持循环到钻屑返出后持续一段时间后再作业。间后再作业。大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术各井段的施工方法及施工参数各井段的施工方法及施工参数（1 1）0 0-10-10井段，其作业方法及施工参数与直井相同。井段，其作业方法及施工参数与直井相同。（2 2）1010-30-30 井段，此井段一般形不成沉砂床，但

30、存在沉降作用，井段，此井段一般形不成沉砂床，但存在沉降作用，要保持洗井液的悬浮性，防止砂粒沉降。钻具运动方式以旋转为主，要保持洗井液的悬浮性，防止砂粒沉降。钻具运动方式以旋转为主，转速转速15-30r/min15-30r/min，以环空流态为层流时的排量为宜。，以环空流态为层流时的排量为宜。（3 3）3030-60-60 井段，以破坏沉砂床，防止砂粒再次沉降为主。钻具井段，以破坏沉砂床，防止砂粒再次沉降为主。钻具运动方式以往复运动为主，结合旋转运动。下放钻具时，转速控制在运动方式以往复运动为主，结合旋转运动。下放钻具时，转速控制在15-30r/min15-30r/min，上提钻具时，速度控制在

31、，上提钻具时，速度控制在5m/min5m/min左右，以充分利用上提左右，以充分利用上提钻具时产生的偏流对砂床的冲蚀作用。以达到紊流的大排量为主，必钻具时产生的偏流对砂床的冲蚀作用。以达到紊流的大排量为主，必要时可用双泵或水泥车组提高排量。在完全破坏沉砂床后，结合层流，要时可用双泵或水泥车组提高排量。在完全破坏沉砂床后，结合层流，利用洗井液的低剪切速率粘度和静切力彻底清除井筒内的沉砂。利用洗井液的低剪切速率粘度和静切力彻底清除井筒内的沉砂。大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术各井段的施工方法及施工参数各井段的施工方法及施工参数（4 4） 6060

32、-90-90井段，以减少钻具摩阻，破坏沉砂床为主。钻具运动井段，以减少钻具摩阻，破坏沉砂床为主。钻具运动方式以旋转为主，因为水平段中钻具已不能在拉力下靠近上井壁，偏方式以旋转为主，因为水平段中钻具已不能在拉力下靠近上井壁，偏流冲蚀作用很小。流冲蚀作用很小。 下放钻具时必须动转盘，转速下放钻具时必须动转盘，转速15-30r/min15-30r/min，以减少钻具摩阻，遇阻，以减少钻具摩阻，遇阻后要反复活动钻具，根据理论计算摩擦阻力大小，适当加压冲砂。钻后要反复活动钻具，根据理论计算摩擦阻力大小，适当加压冲砂。钻压以计算能克服摩擦阻力时为宜，一般不超过压以计算能克服摩擦阻力时为宜，一般不超过20k

33、N20kN，不能加压强下。，不能加压强下。洗井液中要加入适量的防卡润滑剂。泵排量要适当，尤其在裸眼完井洗井液中要加入适量的防卡润滑剂。泵排量要适当，尤其在裸眼完井的井中，过大的排量会破坏地层结构。实践证明此段紊流比层流的洗的井中，过大的排量会破坏地层结构。实践证明此段紊流比层流的洗井效果好。井效果好。大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司（三）、水平井钻塞作业（三）、水平井钻塞作业水平井钻塞作业存在的问题水平井钻塞作业存在的问题1.1.钻屑的上返钻屑的上返 修井液必须有足够的携砂能力（提高粘度）修井液必须有足够的携砂能力（提高粘度） 增大循环排量增大循环排量2.2.扭矩的传递扭矩的传递 钻具

34、增加滚子扶正器，减少钻具磨阻钻具增加滚子扶正器，减少钻具磨阻 提高修井液润滑性提高修井液润滑性常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术水平井钻塞作业钻头的选择水平井钻塞作业钻头的选择1 1钻头侧面尽可能是圆柱体，可以减少对套管磨损及钻具扭矩钻头侧面尽可能是圆柱体，可以减少对套管磨损及钻具扭矩损耗；损耗；2 2钻头底面尽可能是锥形或半球形，防止钻头底面抵住套管连钻头底面尽可能是锥形或半球形，防止钻头底面抵住套管连接处及工具台阶而损伤套管及工具，有利于施加钻压；接处及工具台阶而损伤套管及工具，有利于施加钻压；3

35、 3钻头底面铺焊碎碳化钨或带有相应利刃，对橡胶及铝铸件切钻头底面铺焊碎碳化钨或带有相应利刃，对橡胶及铝铸件切削力强。削力强。大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术水平井钻塞作业钻具组合原则水平井钻塞作业钻具组合原则（1）、保证能够顺利通过大井斜段及水平段；）、保证能够顺利通过大井斜段及水平段；（2）、有利于钻压的施加；）、有利于钻压的施加；（3）、调整钻头偏心距，防止磨损套管及工具部件；）、调整钻头偏心距，防止磨损套管及工具部件；（4）、有利于钻屑的上返。）、有利于

36、钻屑的上返。水平井钻塞作业钻具组合水平井钻塞作业钻具组合螺杆钻具：螺杆钻具：钻头钻头+ 5 LZ95 7.0+ 5 LZ95 7.0螺杆钻（带螺旋扶正器）刚性螺杆钻（带螺旋扶正器）刚性扶正器油管扶正器油管大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术 机械钻具（大修）：机械钻具（大修）： 钻头滚子扶正器钻头滚子扶正器73mm 1873mm 18斜坡钻杆斜坡钻杆1 1根滚子扶正器根滚子扶正器73mm 1873mm 18斜坡钻杆斜坡钻杆500m(500m(每三根钻杆加滚子扶正器一个每三根钻杆加滚子扶正器一个) )73mm73mm普普通钻杆通钻杆大港油田井下作业

37、公司大港油田井下作业公司钟摆力为：钟摆力为：F=WF=Wsinsin式中：式中：井斜角井斜角 WW管柱重量管柱重量打捞管柱受打捞管柱受“钟摆力钟摆力”影响较大影响较大 “ “钟摆力钟摆力”使打捞管柱磨阻增大，使打捞管柱磨阻增大，解卡力增大，打捞工具不易进入鱼解卡力增大，打捞工具不易进入鱼腔腔 。常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术（四）、水平井打捞作业（四）、水平井打捞作业水平井打捞作业的特点水平井打捞作业的特点大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司 在水平井打捞及大修施工中，经常使用到大直径、长度较大在水平井打捞及大修施工中，经常使用到大直径、长度较大的工具，工具能否顺利通过造斜率

38、较大的井段是关系到施工的的工具，工具能否顺利通过造斜率较大的井段是关系到施工的成败关键。成败关键。常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术下井工具尺寸受到限制下井工具尺寸受到限制下井工具尺寸的确定下井工具尺寸的确定曲率半径是从圆心曲率半径是从圆心O O点到井眼中心线点到井眼中心线F F点的距点的距离离OF=360/(2OF=360/(2* *k)k)，由图可以看出由图可以看出MNMN与内弧与内弧相切，相切，OGOG垂直与垂直与CDCD，OE=OF-EFOE=OF-EF、OG=OE+EGOG=OE+EG。由勾股定理可得由勾股定理可得CGCG长度，求得长度，求得CDCD。kk造斜率；造斜率；E

39、FEF油层套管半径；油层套管半径；EGEG下井工具直径；下井工具直径；GF=EG-EF OC=OF+EFGF=EG-EF OC=OF+EFCD=2CG=2CD=2CG=2 2 222OCOG22)(OGEFOF大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司22OCOG22)(OGEFOF井深：井深：3241.27m/3241.27m/井斜井斜65.2165.21，k k11.80811.808/30m,/30m,假设下井工具外假设下井工具外径径116mm116mm，油层套管内径油层套管内径124.26mm124.26mm，确定下井工具长度。确定下井工具长度。CD=2CG=2CD=2CG=2 2 2

40、5.64m5.64m 考虑下井工具安全问题，安全系数取考虑下井工具安全问题，安全系数取8080，所以下井工具长度，所以下井工具长度确定为确定为5.645.6480804.51m4.51m。常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术实例：实例：G5P4井下井工具长度的计算井下井工具长度的计算大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司 打捞管柱偏心距的调整主要靠扶正器实现，扶正器分为弹性扶打捞管柱偏心距的调整主要靠扶正器实现，扶正器分为弹性扶正器和刚性扶正器，正器和刚性扶正器，螺旋扶正器螺旋扶正器扶正效果最好，可以最大限度保扶正效果最好，可以最大限度保证扶正尺寸。证扶正尺寸。打捞管柱存在偏心距的问

41、题打捞管柱存在偏心距的问题常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司常用的扶正器常用的扶正器常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司不易传递不易传递不能正常工作不能正常工作遇卡不易退出遇卡不易退出 所以要完成水平井的打捞必须对打捞工具和施力方式进所以要完成水平井的打捞必须对打捞工具和施力方式进行改进，确保打捞工具在水平段正常工作（打捞、可退）和行改进，确保打捞工具在水平段正常工作（打捞、可退）和解卡力的有效传递。解卡力的有效传递。大井斜段、水平段打捞工艺较难大井斜段、水平段打捞工艺较难常规水平井井下作业技术常

42、规水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司打捞工具的研制与改进打捞工具的研制与改进常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司 改变了原来提放式捞矛大负荷上提后不易退出的现象，捞矛退出后井内不改变了原来提放式捞矛大负荷上提后不易退出的现象，捞矛退出后井内不留任何工具部件，不影响下步作业。留任何工具部件，不影响下步作业。常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司 井下液压增力器是近年来修井作业解卡技术的一个突破，井下液压增力器是近年来修井作业解卡技术的一个突破，依靠液压增力器，不仅可以补偿钻具抗拉

43、强度和地面设备提升依靠液压增力器，不仅可以补偿钻具抗拉强度和地面设备提升力的不足，同时实现了大井斜段、水平段解卡力的传递问题，力的不足，同时实现了大井斜段、水平段解卡力的传递问题，实现解卡目的实现解卡目的 。常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术液压增力器的特点液压增力器的特点 常规井井下液压增力器打压后外筒上移带动打捞工具实现解常规井井下液压增力器打压后外筒上移带动打捞工具实现解卡，但在水平井水平段打捞必将产生工具自身磨阻，将其改进为卡，但在水平井水平段打捞必将产生工具自身磨阻，将其改进为活塞杆带动打捞

44、工具；活塞杆带动打捞工具； 常规井可以正洗井后投球，但在水平段不能实现投球憋压，常规井可以正洗井后投球，但在水平段不能实现投球憋压，所以设计时对打压球进行了限位控制。所以设计时对打压球进行了限位控制。大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司液压可退捞筒新型安全接头滚珠扶正多功能磨鞋防脱铅模鱼顶修整器打压滑块可倒捞矛结构示意打压滑块可倒捞矛可退可识别捞矛结构示意可退可识别捞矛常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司 序号序号 名名 称称与常规工具的区别（特殊性能）与常规工具的区别（特殊性能） 1 1 打压滑块可倒捞矛打压滑块可倒捞矛 打压推动滑块捞获落

45、物，适用于水平段的打捞打压推动滑块捞获落物，适用于水平段的打捞2 2 液压可退可倒捞矛液压可退可倒捞矛 靠内部液压连动机构实现打捞和退出靠内部液压连动机构实现打捞和退出3 3 可退可识别捞矛可退可识别捞矛 捞后改变水眼大小捞后改变水眼大小, ,利用泵压判断是否捞获利用泵压判断是否捞获, ,适合打捞少量落物适合打捞少量落物4 4 液压可退可倒捞筒液压可退可倒捞筒 靠内部液压连动机构实现打捞和退出靠内部液压连动机构实现打捞和退出5 5 可退式铣磨捞筒可退式铣磨捞筒 内外导角，防挂碰，保护套管；内部修鱼打捞内外导角，防挂碰，保护套管；内部修鱼打捞6 6 倒扣捞筒倒扣捞筒 内外导角，防挂碰，保护套管内

46、外导角，防挂碰，保护套管7 7 测试仪器专用捞筒测试仪器专用捞筒 打捞测井仪器，收引内外导角，防挂碰，保护套管打捞测井仪器，收引内外导角，防挂碰，保护套管8 8 凹底磨鞋凹底磨鞋 滚珠扶正，外导角滚珠扶正，外导角9 9 定位套铣筒定位套铣筒 滚珠扶正、外导角、自带引鞋、内定位滚珠扶正、外导角、自带引鞋、内定位1010 鱼顶修整器鱼顶修整器 引入磨铣修整，滚珠扶正、外导角引入磨铣修整，滚珠扶正、外导角1111 扶正器扶正器 点接触扶正，螺旋水槽，栽钨钢柱防磨点接触扶正，螺旋水槽，栽钨钢柱防磨1212 管柱减阻接头管柱减阻接头 将管柱滑动摩擦变为滚动摩擦，有效减少管柱阻力将管柱滑动摩擦变为滚动摩擦

47、，有效减少管柱阻力1313 整形工具整形工具 转动碾压整形，受力均匀，防偏磨转动碾压整形，受力均匀，防偏磨1414 铅模铅模 带护罩，短头，防挂碰带护罩，短头，防挂碰1515 安全接头安全接头 抗扭矩大，上下外导角抗扭矩大，上下外导角常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司 1 1下入下入61mm61mm密封插头（或小冲管）探砂面，将留井鱼腔冲洗密封插头（或小冲管）探砂面，将留井鱼腔冲洗干净。干净。（如打捞防砂管柱需将密封插头插入留井鱼腔内，正、反挤一定量修（如打捞防砂管柱需将密封插头插入留井鱼腔内，正、反挤一定量修井液有利于防砂管松动）。井液有利于

48、防砂管松动）。 2 2下长度和外径不小于井下液压增力管柱的通井规通井。下长度和外径不小于井下液压增力管柱的通井规通井。 3 3下入打捞管柱打捞，如上提遇卡，油管打压增力器工作，可下入打捞管柱打捞，如上提遇卡，油管打压增力器工作，可反复放压打压，直至解卡，如不能解卡则退出打捞工具。反复放压打压，直至解卡，如不能解卡则退出打捞工具。 常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术水平井打捞施工工艺水平井打捞施工工艺打捞防砂筛管施工步骤打捞防砂筛管施工步骤大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术打捞卡封封隔器管柱示意图打捞卡封封隔器管柱示意图大港油田井下作业

49、公司大港油田井下作业公司常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术打捞筛管管柱示意图打捞筛管管柱示意图大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司施工步骤： 冲洗鱼腔：下61mm专用密封插头冲洗遇阻深度2115.12m，下放加压,正挤水15m3，反挤水20 m3。下62mm提拉式捞矛（400 KN）+井下液压生力器73mm油管，加压打捞，上提活动解卡无效，反循环洗井，反复正憋压无效，正打压至14Mpa悬重降至原悬重，起出打捞管柱底带井下液压生力器+提拉式捞矛，捞空捞矛退出。下62mm提放式捞矛+井下液压生力器打捞，打捞，反复正憋压无效，压力升至18Mpa时折合井下拉力486kN，井口压力突降至0

50、。起出打捞管柱，捞出丢手头皮碗封隔器+平式油管1根+116mm扶正器+金属毡滤砂管450mm（自筛管孔眼处断开）。常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术打捞实例：打捞实例：M101P3打捞防砂管柱打捞防砂管柱大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司打捞出的防砂皮碗封隔器打捞出的防砂皮碗封隔器打捞出的防砂管打捞出的防砂管常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术影响打捞防砂筛管施工因素影响打捞防砂筛管施工因素1.1.打捞管柱的设计及打捞工具的选择；打捞管柱的设计及打捞工具的选择；2.2.井内防砂管柱的下井

51、生产时间；井内防砂管柱的下井生产时间；3.3.地层出砂情况；地层出砂情况；4.4.井内防砂管柱长度及外径；井内防砂管柱长度及外径；5.5.井眼轨迹（造斜率）。井眼轨迹（造斜率）。大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司 随着水平井开发井数的增多，势必将出现水平井复杂情况的处理，随着水平井开发井数的增多，势必将出现水平井复杂情况的处理，如卡钻事故处理、复杂打捞等情况，那就必须进行大修作业。如卡钻事故处理、复杂打捞等情况，那就必须进行大修作业。 冀东部分水平井大修施工统计表冀东部分水平井大修施工统计表序号序号井号井号上修日上修日期期管柱类型管柱类型遇卡管柱遇卡管柱最大外径最大外径(mm)(mm)1

52、 1G104-5P17G104-5P1704.11.2 04.11.2 防砂管柱防砂管柱皮碗封隔器带皮碗封隔器带102mm102mm防砂管防砂管137.68m137.68m及打捞管柱及打捞管柱1161162 2G104-5P7G104-5P705.4.14 05.4.14 调剖管柱调剖管柱K344K344封隔器封隔器2 2个注聚器个注聚器2 2个及调剖管柱个及调剖管柱1161163 3M101-P3M101-P305.4.9 05.4.9 防砂管柱防砂管柱102mm102mm防砂管防砂管126.67m126.67m1161164 4G104-5P12G104-5P1205.8.16 05.8.

53、16 防砂管柱防砂管柱皮碗封隔器带皮碗封隔器带102mm102mm防砂管防砂管53.19m53.19m1161165 5G63-P11G63-P1105.5.2705.5.27射孔管柱射孔管柱打捞打捞102102射孔枪射孔枪12m12m及射孔管柱及射孔管柱1021026 6G104-5P19G104-5P1906.1.16 06.1.16 防砂管柱防砂管柱防砂皮碗封隔器防砂皮碗封隔器* *2211.1m,102mm2211.1m,102mm滤砂管滤砂管156m156m1161167 7G104-5P15G104-5P1506.2.5 06.2.5 防砂管柱防砂管柱皮碗封隔器带皮碗封隔器带102

54、mm102mm防砂管防砂管156.59m156.59m116116常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术（五）、水平井大修作业（五）、水平井大修作业大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司 （1 1）钻具受）钻具受“钟摆力钟摆力”的影响，扭矩和力很难传递到大井斜段、水的影响，扭矩和力很难传递到大井斜段、水平段；力和扭矩的损耗显得更为突出；平段；力和扭矩的损耗显得更为突出； （2 2）在大井斜段、水平段常规可退式打捞工具不能正常工作，遇卡）在大井斜段、水平段常规可退式打捞工具不能正常工作，遇卡不易实现可退；不易实现可退； （3 3）在大井斜段、水平段由于钻具紧贴井眼低边，磨、套、钻套管）在

55、大井斜段、水平段由于钻具紧贴井眼低边，磨、套、钻套管保护问题；保护问题； （4 4）修井液的设计必须既能保证减少钻具磨阻又能具有较好的携砂）修井液的设计必须既能保证减少钻具磨阻又能具有较好的携砂能力。能力。常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术1 1、水平井大修作业技术难点、水平井大修作业技术难点大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司水平井事故类型及技术难点水平井事故类型及技术难点大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司 原理：利用打捞增力器把大钩的垂直拉力，转变成水平拉力并具有增力效果，二力共同作用实现解卡； 适用：各种管柱断脱滑落至弯曲或水平段被卡，或生产、压裂等管柱被砂卡在水平段

56、内的情况； 现场验证：液压打捞增力器（3级）一次最大收缩距400mm，在30MPa下增力35t，满足工艺要求。2 2、水平井增力解卡打捞工艺、水平井增力解卡打捞工艺常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司倒装震击解卡打捞管柱倒装震击解卡打捞管柱倒装钻具倒装钻具+ +下击器下击器震击解卡打捞管柱震击解卡打捞管柱震击倒扣解卡打捞管柱结构震击倒扣解卡打捞管柱结构 常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术3 3、水平井震击解卡工艺、水平井震击解卡工艺大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司l 前前2 2种方法无法解卡的，利用套铣倒扣进行解卡打捞种方法无法

57、解卡的，利用套铣倒扣进行解卡打捞l 有效适用于大段砂卡或砂桥卡类型有效适用于大段砂卡或砂桥卡类型套铣倒扣解卡打捞管柱结构示意图套铣倒扣解卡打捞管柱结构示意图 常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术4 4、水平井套铣倒扣解卡打捞工艺、水平井套铣倒扣解卡打捞工艺大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司 （二）水平井钻磨铣工艺技术l 原理：采用水平井专用钻磨铣工具和相应工艺管柱对被卡落鱼或其它障碍物等进行破坏性处理，以将其清除，实现修复或为下步施工提供保障。l 适用：对小件落物、下井管柱、完井附件及水泥塞等阻卡l 整体采用倒装钻具结构，可采用动力钻具驱动或复合驱动整体采用倒装钻具结构，可采用动

58、力钻具驱动或复合驱动l 该工艺钻压传递明显，磨铣效率高，并最大限度的保护套管该工艺钻压传递明显，磨铣效率高，并最大限度的保护套管5 5、水平井钻磨铣工艺、水平井钻磨铣工艺大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司A.打捞管柱：提放式捞矛+弹簧扶正器2个 +油管265根B.防砂管柱：丝堵+102mm滤砂管15根71.53m+油管6根+皮碗封隔器1.18m+丢手头0.42 m，总长137.68m（注：每根防砂管自带116mm扶正器1个）。常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大修实例：大修实例：G1045P17水平井大修水平井大修井内遇卡管柱井内遇卡管柱大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司

59、 地层出砂严重，防砂井段较长，砂卡滤砂管，致使打捞地层出砂严重，防砂井段较长，砂卡滤砂管，致使打捞成功后上提成功后上提550 KN550 KN解卡无效。解卡无效。 62mm62mm提放式捞矛捞矛牙卡在丢手头内提放式捞矛捞矛牙卡在丢手头内60mm60mm缩径处，缩径处，导致提放退出失效。导致提放退出失效。常规水平井井下作业技术常规水平井井下作业技术大修原因分析大修原因分析大修采取的主要措施大修采取的主要措施 防砂管柱长，外径大（防砂管柱长，外径大（102mm102mm），），每根防砂管自带每根防砂管自带116mm116mm扶扶正器正器1 1个；采取套冲后打捞倒扣的办法；个；采取套冲后打捞倒扣的办

60、法； 套冲工具的选择：考虑防砂管外径大及扶正器的影响，同时考套冲工具的选择：考虑防砂管外径大及扶正器的影响，同时考虑井眼轨迹的特殊性；虑井眼轨迹的特殊性；大港油田井下作业公司大港油田井下作业公司套铣参数的确定：小钻压，低转速引入鱼顶后尽可能不转钻具，防套铣参数的确定：小钻压，低转速引入鱼顶后尽可能不转钻具，防止套冲管损伤；止套冲管损伤；打捞工具的选择：尽可能选用内捞可退可倒工具、防止捞筒打捞倒打捞工具的选择：尽可能选用内捞可退可倒工具、防止捞筒打捞倒扣带来的倒不开后退不出的风险；扣带来的倒不开后退不出的风险；修井液的选择：与油层配伍性好，高粘度修井液，确保足够的携砂修井液的选择：与油层配伍性好