中海油在海上油田开发中的钻完井技术现状和展望

中海油在海上油田开发中的钻完井技术现状和展望
中海油在海上油田开发中的钻完井技术现状和展望

中海油在海上油田开发中的钻完井技术现状和展望

姜伟

中国海洋石油总公司

摘要:本文总结中国海洋石油总公司在海上油田勘探、开发和生产中,结合海上油田开发的需要和特点,通过不断的探索和实践,逐步的掌握了在中国近海开发油田的关键技术及其特点。同时根据目前国外的开发技术发展现状,结合中海油自身的特点,针对海上油田开发的具体不同的需求。经过改革开放20多年来的不断努力,中海油已经掌握并形成了一整套的海上油气田开发的钻完井工程技术。并且形成了以海上油田开发为目标的优快钻完井技术体系;大位移钻井技术体系;稠油开发钻完井技术体系;海上丛式井和加密井网钻完井技术体系;海上疏松砂岩油田开发储层保护技术体系;海上平台模块钻机装备技术体系等八大技术特色和体系;在海上油田的开发和生产中发挥了巨大的作用,同时也在为海洋石油未来的发展产生了积极的推动作用。

关键词:海洋石油海上油气开发技术挑战钻完井工程关键技术体系

中国海洋石油工业的发展源于上世纪60年代初期,进入到上个世纪80年代初期,随着中国的改革开发,海洋石油总公司成立28年来,海洋石油工业在对外合作开发海上油气资源的过程中,遵循一条引进、消化、吸收、再创新的道路,并且成功的实现了由浅水向深水、上游向下游、单一的勘探开发向综合能源公司发展的三个跨越。并且逐步形成和建设了一个现代化的海洋石油工业体系。

1.中国海上油气开发的概况和挑战

在中国近海开发油气资源,在技术、资金、自然环境等方面面临诸多的困难和挑战,对于钻完井工程而言,我们主要面临三大挑战:

首先是海洋环境的挑战,在海上钻井,除了我们通常的地下各种工程地质问题以外,海洋自然环境条件大大的增加了我们工作的难度。北冰南风是我们要面临的海洋开发的自然环境条件中的最大难题和挑战。

第二个挑战是海上油田开发,钻完井工程投资高、风险大,昂贵的海上开发费用和海上钻完井作业成本与经济有效的开发海上油田的挑战。

第三个挑战是以渤海稠油开发、南海西部高温高压地层的钻探、南海东部深水生产装臵周边油田的经济开发为代表的海洋钻完井技术的和安全风险控制的挑战。

中国海上油田的发展主要还是根据油田自身的油藏性质和特点,结合油田的具体特征和开发的需求,中国海油逐步形成了渤海、东海、南海东部,以及南海西部,这四个海域为主体的油田开发体系。中国海洋石油的勘探工作自上个世纪60年代开始以来,逐步发展和成长起来了。特别是进入80年代以后,随着对外合作和自营勘探开发的步伐的加快,我们海上油田原油产量不断攀升。1982年原油产油不足10 万顿。2010年我们油气产量将达到5000万顿油气当量,实现了几代石油人的追求与梦想,在我国成功的的建成了一个海上的大庆油田。

2.中国海上油气开发钻完井工程八大技术体系

在中海油近年来生产规模迅速上升的同时,在油田开发生产中也逐步的形成了油田开发中的钻完井工程技术八大技术体系,并且在海上油田开发生产中发挥了重要的作用。

2.1海洋石油优快钻完井技术体系:

优快钻井技术是中海油钻完井特色技术。在上个世纪90年代初期,我们在学习了国外先进技术经验的基础上,结合渤海油田的具体情况,在开发油田的钻井技术上取得了重大突破,钻井速度得到大幅度的提高[1] [2],直接产生的效果就是带动了一大批渤海边际油田的开发,使得一批勘探探明的地下储量,变成了可以投入开发产生效益的油田。从渤海QK18-1项目开始,逐步形成了渤海优快钻完井技术体系[3] [4]。并且取得了很好的成绩:

1).渤海QK18-1实验项目[5],1995年8月开钻,平均钻井井深3561m。在该地区,原来的平均建井周期为57天,实施优快钻井技术以后,平均钻井周期为18.82天。钻井效率比原来提高了3.3倍;

2).渤海SZ36-1-J区[6],15口井总进尺28140m,平均井深1876m,平均建井周期3.71天,其中J11井,日进尺640m/d; J10井平均机械钻速132m/hr.

3).SZ 36-1Ⅱ期开发工程。6座海上平台,钻井186口井总进尺349521m。平均井深1920m,平均建井周期3.22天,钻井效率比该油田以往作业效率提高2.3-3.6倍,渤海优快钻完井工作走向了一个新的里程碑。

渤海优快钻完井,主要形成了由十大优快钻完井技术系列[7]。

其中十大钻井技术系列主要包括:

1)PDC钻头钻井技术;2)顶部驱动钻井技术;3)高频线性振动学技术;4)非钻机时间测CBL技术;5)油层保护钻井液技术;6)PDC可钻式浮箍浮鞋技术;7)大满贯测井技术;8)单级双封固井技术;9)导向马达钻井技术;10)快装井口技术;

十大完井技术系列主要包括:

1)一趟管柱多层射孔技术;2)隐形酸水基完井液技术;3)射孔管柱隔板传爆技术;

4)一趟管柱多层防砂技术;5)一变多控地面控制设备技术;6)优质梯级筛管适度防砂技术;7)陶粒压裂充填防砂技术;8)低碎屑、大孔径、高密度射孔技术;9)压裂充填防砂完井技术;10)一趟管柱多层长井段射孔技术。具体情况见表1.

表1:渤海优快钻完井情况统计表。

渤海开展优快钻井技术研究及其应用以来,总共累计钻井660多口井,累计进尺137万多米,节约完井作业天数7773天。按当时船舶综合日租金计算节约直接投资92亿元。取得了显著的经济效益。渤海优快钻完井技术,为渤海油田开发奠定了坚实的技术基础,

2.2.稠油开发钻完井技术体系

我国海上石油储量中已探明的总储量中有70%左右是稠油。个别油田地下原油粘度达到300-1800mpas。地面原油粘度更是高达900-2600 mpas.同时由于埋深浅,储层疏松,需要进行防砂完井。因此通常情况下稠油油田开发中,采收率为20%左右。经过探索和实践,形成了稠油油田开发钻完井技术体系[8]。

主要包括:1)稠油疏松砂岩油藏的储层保护技术;2)疏松砂岩钻井液完井液技术;3)水平井、枝井钻井技术;4)裸眼优质筛管完井防砂技术;5)裸眼防砂管防砂粒径及防砂筛管的防砂间隙选择技术;6)稠油开发水平井、分枝井的井型优造技术;7)稠油开发水平井、分枝井产能预测技术;8)疏松砂岩油藏水平井和分枝井井壁稳定技术。稠油开发钻完井技术取得的详细情况见表2:

表2:BH35油田G井区部分稠油水平分支井产量及分支情况

稠油开发钻完井技术所取得的成果:

1)采用稠油开发钻完井技术,有效的卡法和动用了渤海稠油资源。并且成功的开发了渤海原油粘度达到API 110的原油,为海上稠油开发提供了成功的经验。

2)由于采用在稠油油田开发中合理的布臵水平井和水平分枝井开发,不但扩大了单井油层裸露面积,同时又减少了定向井的数量。节约了钻完井成本,并且显著的提高了油井产量。

3)采用稠油开发钻完井技术体系以来,在油田开发中取得了显著的经济效益。以渤海BH35油田,按照常规方法要钻75口井,采用这套技术以后,仅钻了21口井就达到了原来配产指标。总井数减少54口井。比原来减少72%。其经济效益十分可观。

2.3、海上大位移钻井技术体系

中海油总南海东部公司与美国PHILLIPS公司合作,先于1997年钻成[9]海洋石油利用大位移钻井技术钻了我国海上的第一口大位移井XJ24-3-A14井。水平位移8062m完钻井深9238m。垂深2985m,水垂比达到2.7[9]创当时的钻井世界记录,并且获得了日产原油1000T/d 的产量。而后在南海东部流花1-1油田,陆续又钻了5口水平位移5.6-4.8km,水垂比达到4.58的大位移水平井。成功的开发了LH油田的周边小油田。在渤海QK17-2油田利用大位移钻井技术,成功的在用4口大位移井(水平位移在3.5-4km左右)开发了东区的油田。不但节约了东区开发所需要的修井、平台导管架及其海管的费用。而且解决了钻井平台插桩的难题[10] [11].中海油大位移井数据见表3

表3:中海油大位移钻井的实钻数据表

至此,大位移钻井技术在中海油逐步形成了一套技术体系,为中国海上油气开发、生产发挥了积极的作用。经过多年来的技术探索和实践,中海油在大位移钻井技术方面,已经逐步认识并且掌握了大位移钻井技术的关键和难点[12] [13]。形成了中海油大位移钻井十大技术系列:1)海上大位移钻井工程设计技术;2)海上大位移井钻机装备的能力评估及改造技术;3)海上大位移井井壁稳定及岩石力学分析技术;4)海上大位移井钻井液完井液的技术;5)大位移井钻柱力学及扭矩摩阻预测技术;6)大位移井井眼净化及水力学分析计算技术;7)大位移井套管漂浮下入技术;8)大位移井套管保护剂磨损预测技术;9)大位移井井眼经验轨迹控制技术;10)大位移井固井及完井技术。

海上大位移井所获得的技术成果:

1)XJ24-3-A14井是依托南海XJ24-1油田开发的。即是利用目前海上平台现设备加升级改造以后,开发周边8km以远的XJ24-3油田。具有很好的经济效益。

2)LH1-1油田利用现有海上的生产装臵动用周边5km以外的地质储量。这样可以省去建造一套海上的浮式钻采装臵的昂贵的费用。

3)QK17-2油田的4口井大位移井开发东区油田节约一条海底管线,一座海上井口平台,

一座海上修井机。同时由于采用大位移水平井钻井方式,提高了单井产量,比计划产量增加46%,

2.4.海上油田密集丛式井组整体加密井网钻井技术体系

渤海油田在90年代,海上丛式井井口间距是2m×2m。以16口井在油层间距为350m,按反九点布井。井控面积大约2km2。在渤海SZ36-1油田II期开发工程中,为了节约工程造价,尽量利用平台的面积,将井口间距缩小为1.5m×1.7m。井口平台的钻井数量由16口井增加至35口井。每个平台控制面积增加至4km2。这个时期定向丛式井的水平标志迈向了新的台阶。

2009年我们在海上最大的自营油田SZ36-1,实施整体调整加密井网。进一步完善注采井网,挖掘剩余油,进一步提高采收率,整体调整井网加密的主要钻完井技术是海上石油钻完井技术在21世纪的最大挑战和难题之一。中国海上油田密集丛式井网整体调整加密钻完井技术的主要特点是:

1)以海上油田提高采收率和提高剩余油动用程度为目的,在原本已经十分密集的350m 井距的井网中再增加一套加密井网。以有利于动用剩余油,更大程度上提高采收率。

2)在目前的井网中,加密另一套井网是定向井防碰及轨迹控制上最大的难度和挑战。

3)调整井网在原有生产井网中整体加密。意味着在技术上要提升到一个更高的水平。井眼轨迹要求准确控制,不能与原井网相碰撞,在钻进的井眼不能损坏正在生产的套管井筒。海上密集丛式井整体加密钻完井技术体系:

在渤海SZ36-1油田的整体加密结合调整方案的设计及其实施过程中,中海油已经逐步形成并掌握了海上密集丛式井整体加密井网的钻井完井六大技术系列:

1)海上丛式井组的整体加密综合调整的井眼轨迹设计技术;2)密集丛式井网整体调整加密井眼防碰和轨迹控制技术;3)海上调整井井眼稳定性分析和井壁稳定控制技术;4)海上综合调整加密井的储层保护技术;5)密集丛式井眼防碰及预警技术;6)密集丛式井加密调整井的井壁稳定及合理生产压差的控制技术;

海上密集丛式井组整体加密调整完井技术所取得的创新及其成果:

1)在渤海SZ36-1油田I期工程中,新钻48口整体加密井,全部采用整体加密井网钻完井技术。同时还要新建两座海上井口平台。这在海上油田属于首次;

2)将采用自主研制的定向井井眼防碰和预警技术系统。有效的防止还在钻井的井眼里的钻头损坏邻井正在生产井的套管,保证作业安全;

3)按照这套技术方案全部实施以后,可以使该油田提高采收率15%,并且增加原油产量万吨。

2.5疏松砂岩的油藏储层保护技术体系

在渤海油田开发疏松砂岩的油藏储层保护技术中,我们面临的三大主要挑战性的问题,第是疏松岩砂稠油油藏高孔高渗地层,在钻完井过程中本身就极易受到伤害,第二是孔隙压力低于原始地层压力以后(低于正常水柱压力),如何有效的在钻完井过程中实施储层保护。第三是在要满足储存保护的同时,还要满足快速钻井的要求。

渤海湾大油田均属疏松砂岩稠油油藏,其主要特点是:油藏埋藏浅,储层基本为泥质胶结,岩性疏松,孔隙度和渗透率高,非均质性严重;油藏属于正常的温度、压力系统;原油属稠油,其中以胶质、沥青质含量高;储层粘土矿物含量大,以蒙脱石、高岭石和伊蒙混层和伊利石居多。

通过研究我们认为,钻井液固相颗粒的堵塞是造成高孔高渗储层伤害首要原因,尔后是粘土膨胀等其他的问题,在这里我们还有一个低孔隙压力的客观环境条件,我们主要采取的技术措施是:强化钻完井液的封堵效果[5],以此来解决疏松砂岩中的固相颗粒堵塞的问题[6],也用这种措施减少高孔高渗地层的固相和液相的渗透半径和侵入深度,粘土的水化膨胀问题主要是通过钻井液的抑制性来解决。

关键技术特点:在开发阶段该油田过去钻过200多口生产井[7] [8],采用的是小阳离子体系的钻井液,这种钻井液体系由于具有流变性易控制,操作维护相对简单,成本相对低廉,同时更重要的是具有较好的储层保护效果[14] [15],因此,在原来的水基泥浆体系BHJFC上进行了改进和强化,主要特点是:

(1)与传统小阳离子泥浆体系相比,改进后的钻井液体系失水更小;

(2)改型的小阳离子体系有更强的承压能力,一般情况下都在14MPa以上;

(3)我们选择了新型的钻井液体系和配方,同时又在实验室做了岩心渗透率恢复值的评价,使用5.8cm的岩心在室内评价,其渗透率恢复值在未切片的情况下达到87.3%。

(4)考虑到在该油田开发阶段我们采用的负压射孔管内砾石充填的方式,因此在完井液中加入封堵剂,同时把破胶时间可调,既防止了漏失又保证炮眼具有很好的渗透性。

疏松砂岩的油藏储层保护技术取得的成果:

(1)采用钻完井储层保护技术以后最显著的特点之一就是钻井速度很快,在该油田应用以后取得很好的效果。

(2)12 1/4”井段机械钻速可达到120m/hr,并且在L1井实现了用一只钻头钻穿馆陶地层然后一直钻进至完钻,在该地区实现了12 1/4”一只钻头进尺1545m的最长记录,该井段纯钻18.75小时,平均机械钻速达到82.4m/h,是该平台的最好记录。

(3)该平台12口井,其中6口井要绕障,属于三维定向井,平均井深1928m,平均建

井,建井周期3.6天,取得了钻井速度和效率的好成绩。井周期5.48天,其中最快的是L

1

(4)采用了储层保护技术以后,与过去在该地区的完井液相比,漏失量减少近1/2,封堵效果很好。油井投产表现出了很好的生产能力,L平台平均产量达到131m3/d,达到ODP 配产的1~1.7倍。同时还显著降低了完井液的费用。

2.6.海上平台模块钻机装备技术体系

海上油田在勘探开发和生产阶段都需要有钻机或修井机来进行作业。通常情况下我们采用可移动式的钻修井装臵或固定式的钻修井装臵来满足作业的需求。近年来,由于油价的原因,可移动钻修井装臵价格持续走高。但是资源有限,还不能完全满足数量上的需求。因此中海油在海上油田开发和生产中,对固定式的钻修井机的需求随着开发和生产规模的扩大而不断增加。

从80年代初期到1999年以前,我国海上的7部修井机2003年以前的14部海洋模块钻机均是由外国公司设计和建造的。2003年以后,由海油在自主技术创新,油田开发结合实际需求,在掌握了海上钻修机的关键设计和制造技术的基础上,对海上平台钻修井机技术进行集成和再创新。逐步形成了一套不但能满足海上油田开发生产需求的,同时又具有中海油特色的海上模块钻修井机的特色技术。

海上平台模块钻修井机装备三大技术系列

1)海上平台模块钻修井机设计技术系列。根据海上平台开发和生产的需求,设计出可以满足修井、钻调整井作业的需要,根据生产情况需要可以实行纵横两个方向的移动,覆盖整个井口区域的海上模块钻修机。

2)海上平台模块钻修井机建造技术系列。按照模块化钻修机设计,形成了一套满足海上钻修机模块的建造技术,不但有一套技术标准和质量控制体系,同时模块钻修机的建造技术方法。实现了海上模块钻修机的建造和装配。在此基础上形成了模块钻修井机建造技术系列。

3)海上平台模块钻修井机搬迁、安装技术系列。模块化钻修机可以实现在海上搬迁和安装过程中的模块化的化整为零的拆卸和装配。有利于在海上组织施工安装,方便了海上的安装和调试。在此基础上形成了模块钻修井机搬迁、安装技术系列。

海上平台模块钻井机装备技术所取得的成果:

1)成功的应用于海上油田的开发和生产。目前已组建成国产化钻修井模块钻机49部。应用于30多个油气田,用了5年多时间,已经全部实现了国产化。并且已经形成了模块钻修

机的企业系列技术规范和标准。

2)有效的解决了海上钻修机资源紧张的问题,不移动式的钻机资源用于钻开发井、勘探井。而固定式平台模块钻修机则主要用于补充钻井和修井机资源的不足。

3)海上平台模块钻修机已经在中海油形成了设计和建造的系列技术,节省了费用提高了效率。取得了显著的社会和经济效益。

海上平台模块钻修机由于实现了模块化,还有利于海上平台钻修井机资源的共享。可以实现一部模块钻修机,几座海上生产平台钻修井共用的模式。形成了海上开发生产的一种高效、低成本的有效模式

2.7.南海北部湾油田井壁稳定剂配套钻井技术体系

南海北部湾油田断层破碎带多、地质构造复杂。在钻井过程中,极易造成井壁垮塌,卡钻事故频繁。同时由于地层水敏性很强,用常规的泥页岩抑制和稳定技术难以见到明显的效果。上世纪90年代,该油田钻井事故屡有发生,井下情况复杂,钻井事故率平均达到40%,并且直接导致了钻井效率的降低、加大了钻井成本。

通过对该地区地质构造和破碎断裂带地应力分布规律及其特征的研究,应用构造应力数据方法和数值模拟分析技术,结合现场数据进行反演。并且从钻井工艺,泥浆工艺上,在化学和力学耦合作用条件下的井壁稳定力学研究方面,基本上形成了从理论认识到数值模拟,形成了北部湾油田井壁稳定及配套四大钻井技术系列:

1)以北部湾地应力场的测试数据位基础,利用地质建模的手段建立了实用的三维钻井地质模型技术系列,为钻井作业直接提供了数据,对于分析判断钻井井下情况提供了很好的指导。

2)井壁稳定与储层保护技术系列。针对微裂缝和破碎带发育的情况,研制的防漏和储层保护功能的抗压封堵泥浆体系形成了防漏和良好储层保护功能的钻井液技术体系。不但保证了安全钻井,同时还有很好的储层保护效果。

3)地球物理、岩石力学、钻井工程现结合的综合地质建模及其应用技术系列。该技术是一个集多科学为一体的综合技术体系,通过地震测井、岩芯资料为基础,建立以地应力为主导的地址模型的框架及钻井工程井壁稳定实用的三维地质模型,指导钻井工作。

4)以三维井壁稳定地质模型和井壁稳定分析为基础的,以定向井井眼轨迹技术为依据的、海上平台位臵优选技术综合配套技术系列。

北部湾油田井壁稳定及钻井配套技术体系所取得的成果:

1)形成了一套北部湾地区行之有效的钻井井壁稳定性分析及其控制技术,极大的提高了

钻井的安全性并且同时还极大的提高了储层保护的效果,改善了开发效果。

2)在钻井过程中把地震、测井、岩石力学、井壁稳定以及钻井过程中的储层保护等诸多问题,综合集成。形成了一套需用钻井技术集成,攻克了北部湾钻井的技术难题。

3)本技术体系在北部湾成功应用,在后续开发的钻井过程中,事故率逐步降低,由最初的40%降至28%,最后在涠洲11-4D的调整井项目中,事故率为零.取得了显著的效果。

2.8.高温高压钻井技术体系

南海和莺琼盆地中深层,普遍存在着高温高压的钻井问题,该地区个别井井温超过200℃,井底当量密度超过2.0SG,达到超高温和高压的水平。同时也是钻完井技术上的一大挑战。南海地区的高温高压钻井技术面临的困难和挑战是:

1)双高两深:即高温高压地区,往往在莺琼盆地具备地湿梯度高达5.5℃/100m,同时还带来地层压力高,我们在面临高低区钻井泥浆比重达到 2.14SG,同时这些地区井也比较深,大致都在5000m左右,此处海域水深也较深,多用半潜式平台钻井,因此给作业带来了很大的技术和管理上的难度。

2)地层压力难以准确的预测,到目前为止,在南海莺琼盆地的压力预测,中海油做了大量的工作,取得了一定的进展,但是还不能完全满足钻井工程上的需要。

3)高温高压井的测试工作,由于高温和高压,往往带来的问题是高产带来的高温问题,高温对测试管柱,对于套管以及井口的安全承压都有一系列的安全控制工作上的挑战。

高温高压钻井工程五大技术系列:

中海油在上世纪,就与外国公司合作探索南海高温高压钻井技术问题。经过10多年的不断工作,钻了19口高温高压井,取得了宝贵的实践经验。初步形成了一套南海地区高温高压钻井技术体系,

1)一套严格而科学的地层压力预测技术系列。由于莺琼盆地特殊的沉积地理环境,因此中海油结合该地区的具体情况,研究了地质沉积规律和油气运移的特点,提出并建立了一套地层压力的预测方法,并且经过10多年的实践和运用,逐步形成了一套实用的该地区的高温高压井的压力预测技术。

2)一套适合于南海莺琼盆地的高温高压钻井液技术系列。特别是在高温条件下,该钻井液体系具有很好的热稳定性。完全满足了钻进作业过程中的不同工况和要求。同时还具有储层保护的功能和对环境保护友好的功能。

3)高温高压的固井技术系列。固井技术中很好的解决了水泥矿石的封固。层间的防气窜以

及双作用隔离液等技术问题,较好的适应了莺琼盆地水泥浆比重最高用到 2.35SG,井下温度190℃的固井工作任务。

4)高温高压测试技术系列。该技术主要包括测试管柱的设计技术,测试工作液技术及其高温高压测试的安全评估技术。

5)高温高压钻井钻井配套的工艺技术系列。这里包括在高温高压钻井过程中需要配套的钻完井工艺技术。从钻完井井身结构、套管设计,一直到钻完井液的优造,固井方案的设计和实施,测试方案和测试管柱结构的设计,地面流程和管柱的安全控制要求等。形成了一套高温高压钻井技术的配套技术和集成技术。

3.结论和展望

3.1.中国海洋石油总公司经过40多年的海上勘探、开发工作的历程,伴随着中国改革开放的步伐,在学习国外先进技术的同时,结合油田自身的具体情况,不断的探索和实践,海上原油产量的迅速增长,公司实力也不断增强。

3.2.中国海上油田目前在油田开发上已逐步形成了以海上优快钻完井技术,海上稠油田开发钻完井技术,大位移钻井技术,海上密集丛式井组整体调整加密钻井技术,海上疏松砂岩油田储层保护技术,海上平台模块钻机装备技术,高温高压钻井技术,北部湾复杂地层井壁稳定及配套钻井技术等八大技术体系。显著提高了海上油田的开发效率和钻完井技术水平。

3.3.中海油在油田开发中钻完井技术进步所取得的成果,一方面是源于结合生产的需求,另一方面是学习国外的先进技术,又有创新。充分体现了我国海洋石油工业科学发展的历程。

3.4.随着我国海洋石油工业的发展,中海油今后将在深水领域里,要开展更多的探索。我们还要更努力学习,积极实践,进一步提升我们的深水的钻采技术的作业能力和管理水平。

3.5.我们还需要更加深入的研究,更积极的推动,海上油田开发提高采收率技术的发展,我们钻完井技术还要在提高采收率技术上,在非常规油气资源的开发上继续努力探索,积极实践。

2010年是中海油实现年产5000万吨的跨越之年,这是中国海油发展史上的一个重要里程碑。我们还要继续努力,顽强拼搏,形成中国海油的创新技术体系和核心竞争实力,为把中海油建成一流的国际能源公司努力奋斗!

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[16] Jiangwei Pay Zone protection during drilling in offshore oilfield producing with high porosity, high permeability and low pore pressure SPE 136733 2010.6

油气藏型储气库钻完井技术要求试行

油气藏型储气库钻完井技术要求 (试行) 第一章总则 第一条储气库注采强度高,压力变化大,为达到储气库注采系统的完整性、可靠性,储气库建设应采用先进、适用、成熟可靠的技术和装备,确保储气库安全、高效运行,同时建设方应加强对现场各施工环节的监督。 第二条在已部分开采或接近枯竭的油气藏建设储气库,地层压力低,新井建设应采取针对性的钻完井工艺,宜采用水平井、定向井提高单井注采量,减少总井数。老井封堵或再利用应采取可靠的技术措施,确保储气库的完整性。 第三条为有效保护低压油气藏,减少储层漏失伤害,降低储层污染,尽可能采用储层专打,储层段钻井采用相应介质,实现欠平衡或近平衡钻井。 第四条本技术要求包括储气库新井钻井工程、完井工程和老井利用、老井封堵以及井的安全评价五部分。 第二章钻井工程 第五条油气藏型储气库钻井工程设计应根据储层特征,做出针对性设计,设计应突出有效保护储层、提高注采量、降低事故复杂、保证固井质量等目的。

第六条为了便于储气库集中管理,减少土地占用和建库综- 1 - 新钻注采井井间距应合成本,储气库建设宜采用丛式井组设计,安全生产以及后期作业等因素统筹考根据井场面积、布井数量、虑,原则上不小于10m。老井防第七条储气库丛式井组设计应充分考虑安全生产、应MWD或多点测斜仪测量数据,碰和后期作业要求。老井若没有新井设计必须考虑老井井眼轨迹的测采用陀螺仪进行轨迹复测,量误差。注采井井身结构应满足储气库长期周期性高强度第八条各层 套管下深应结合当前实际地层孔隙注采及安全生产的需要,压力、坍塌压力、破裂压力资料进行设计。宜采用较大尺寸的第九条为了提高储气库单井注采能力,井身结构,同时应根据储层特征,优先采用水平井。宜采用应结合储层特征具体分析储层段完井方式,第十条遇水膨胀封隔器提高完井管裸眼或筛管完井方式,可采用遇油、串的稳定性。为了满足储气库长期交变应力条件下对生产套第十一条 应根据储气库运行压力按不同工况采用等安全系管强度的 要求,生产套管材质应结合油气藏流体数法进行设计和三轴应力校核。性质和外来气质进行选择。技术套管作为生第十二条原则上技术套管不做生产套官。产套管时,套管壁厚的设计应考虑钻井过程中的套管磨损因素,评价套施工过程中应采取防磨措施,完井后应做套管磨损分析,- 2 - 管可靠性。生产套管及上一层技术套管应选用气密封螺纹,

井下作业井控技术基础知识题库

井下作业井控技术基础知识题库 井下作业井控技术基础知识题库 第一部分基础知道一.井控相关概念 1.井控是指对油气水井压力的控制。 2.井侵当地层孔隙压力大于井底压力时,地层孔隙中的流体(油.气.水)将侵入井内,通常称之为井侵。最常见的井侵为气 侵和盐水侵。 3.溢流当井侵发生后,井口返出的修井液的量比泵入的修井液的量多,停泵后井口修井液自动外溢,这种现象称之为溢流。 4.井涌井涌是溢流的进一步发展,修井液涌出井口的现象称之为井涌。 5.井喷指地层流体(油.气.水)无控制的进入井筒,使井筒内修井液喷出地面的现象。 井喷有地上井喷和地下井喷。流体自地层经井筒喷出地面叫 地上井喷,从井喷地层流入其它低压层叫地下井喷。 6.井喷失控井喷发生后,无法用常规方法控制井口而出现敞喷的现象称为井喷失控。 7.井控装备是指为实施油.气.水井压力控制技术而设置的一整套专用的设备.仪表和工具,是对井喷事故进行预防.监测.控制.处理的关键装置。

8.井口装置是指油.气井最上部控制和调节油.气井生产的主要设备。 9.地面防喷器控制装置是指能储存一定的液压能,并提供足够的压力和流量,用以开关防喷器组和液动阀的控制系统。 10.防喷器是井下作业井控必须配备的防喷装置,对预防和处理井喷有非常重要的作用。 11.内防喷工具是在井筒内有作业管柱或空井时,密封井内管柱通道。同时又能为下一步措施提供方便条件的专用防喷工具。 12.溢流产生的主要原因主要原因: ⑴起钻时未及时往井内灌满钻井液; (2)起钻速度快产生过大的抽汲压力; (3)起钻拔活塞;(4)修井液密度不够; (5)修井液密度过高,致使井漏;(6)停止循环时,井内液柱压力低于地层孔隙压力;(7)循环过程中发生井漏;(8)下管串速度快产生过大的激动压力,致使井漏;(9)下管串中途和到底开泵过猛,憋漏地层;(10)地层孔隙压力异常;(11)注水井未停注或停注后压力未泄下来。 13.井喷失控的原因⑴井控意识不强,违章操作;①井口不安装防喷器;②井控设备的安装及试压不符合要求;③空井时间过长,无人观察井口;④洗井不彻底;⑤不能及时发现溢流或发现溢流后不能及时正确的关井;⑵起管柱产生过大的抽汲力;

胜利油田水平井完井技术现状及研究展望_赵金洲

第31卷第6期2009年12月 石 油 钻 采 工 艺 OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGY Vol. 31 No. 6 Dec. 2009 文章编号:1000 – 7393( 2009 ) 06 – 0004 – 05 胜利油田水平井完井技术现状及研究展望 赵金洲1 赵金海2 杨海波2 魏新芳2 (1.胜利石油管理局,山东东营 257000;2.胜利油田钻井工艺研究院,山东东营 257017) 摘要:随着水平井在油田开发中应用越来越多,水平井完井技术也成为国内外研究的热点。胜利油田根据自身特点,先后开展了滤饼酸洗工艺、筛管分段技术、水平井砾石充填防砂技术、水平井提高固井质量和安全下入的工具技术、分支水平井完井技术、实体膨胀管和膨胀防砂筛管完井技术等方面的研究,形成了较为完善的水平井完井技术体系,为油田的持续生产奠定了坚实基础。 关键词:胜利油田;水平井完井;滤饼酸洗技术;分支水平井完井;膨胀管完井 中图分类号:TE243 文献标识码:A Research status and prospect of horizontal well completion technology in Shengli Oilfield ZHAO Jinzhou1, ZHAO Jinhai2, YANG Haibo2, WEI Xinfang2 (1. Shengli Petroleum Administration Bureau, Dongying 257000, China; 2. Drilling Technology Research Institute, SINOPEC Shengli Oil?eld, Dongying 257017, China) Abstract: Horizontal?wells?are?applied?widely?in?oilfield?development.?Completion?technology?of?horizontal?wells?is?becoming?hotspot?home?and?abroad.?According?to?characteristics?of?Shengli?Oilfield,?mud?cake?acid?pickling?process,?screen?segmentation?technol-ogy, gravel pack sand control technology for horizontal wells, cementing quality improvement and safe running-in-string technology for horizontal wells, multi-lateral horizontal well completion technology, solid expandable tubing and expandable sand screen are devel-oped,?on?the?basis?of?which?comprehensive?horizontal?well?completion?system?is?formed?and?continuous?production?in?Shengli?Oilfield?is maintained. Key words: Shengli?Oilfield;?horizontal?well?completion;?mud?cake?acid?cleanup;?multi-lateral?horizontal?well?completion;?expand-able completion 近几年,随着油气田开发向低渗透、稠油油藏方向发展,水平井钻井技术在胜利油田得到了广泛应用。随钻测量技术、钻井液技术及水平井完井技术成为推动水平井技术进步的三大支柱。其中,水平井完井技术逐渐受到重视,进入日新月异的发展阶段。国外公司相继研究开发如智能完井[1]、裸眼分段压裂[2]以及膨胀管完井[3]等完井新技术,取得了显著经济效益。国内完井技术[4-8]则立足国情,采取以独立筛管完井、筛管+管外封隔器完井、固井射孔完井为主的完井方式,降低施工风险,控制完井成 本,保证油气田开发效益。 胜利油田相继完成了“八五”、“九五”期间国家级课题“水平井、侧钻水平井完井技术研究”、“十五”期间中石化集团公司科技攻关项目“分支井、大位移井完井技术研究”等重大项目的研究攻关,形成了具有胜利特色的水平井完井技术——筛管完井系列技术、水平井提高固井质量特色技术、膨胀管完井技术等,为水平井完井提供了强有力的技术支撑,为胜利油田提高“两率”奠定了坚实的完井技术基础。 国家重大专项项目: “低渗油气田完井关键技术研究(编号:2008ZX05022-006)”的部分研究成果;国家863项目“膨胀管钻井技术(编号:2006AA06A105)”的部分研究成果。 作者简介: 赵金洲,1963年生。1983年毕业于江汉石油学院钻井工程专业,从事石油工程技术管理工作,现任副局长。电话:0546-8710317。

环保钻井液技术现状及发展趋势_杨振杰

环保钻井液技术现状及发展趋势 杨振杰 (西安石油大学石油工程学院,陕西西安) 摘要 综述了环保钻井液技术发展现状,通过分析环保钻井液存在的问题,对环保钻井液的发展趋势提出了认识。环保钻井液应具有:与油基钻井液相当或接近的抑制性能;配制和维护成本与普通水基钻井液相近;满足施工地区的环保排放标准,对农业生产无害,最好是有益于当地的生态环境;保证施工人员的健康和安全;适应于各种复杂井和深井的钻探需要。在今后的环保钻井液技术研究中,应该重视对天然高分子材料和各种环保处理剂的改性和完善以及对无毒无污染的有机盐和无机盐使用技术的攻关,解决环保钻井液抑制性和抗温性问题,开发低成本高性能的无毒环保钻井液。 关键词:钻井液 环境保护 抑制性 生物可降解性 综述 由于对环境保护问题的日益重视,与钻井液有关的环保和安全问题使得高效、低成本和无毒钻井液的研究开发成为发展的重要方向。中国陆上油田由于受钻井液成本等因素的制约,环保钻井液技术发展较慢。本文综述了环保钻井液技术发展现状,通过分析环保钻井液存在的问题,对环保钻井液的发展趋势提出了建议,希望能对环保钻井液的技术进步有所启发。 环保钻井液的发展现状 1.硅酸盐钻井液 硅酸盐钻井液无毒、无荧光、低成本的特性日益受到重视。Barnfather J L等人认为,目前使用的油基钻井液和合成基钻井液并不能真正满足环保、立法和成本控制的要求。研究开发一种既适应复杂地层要求又能满足环保要求的钻井液是目前面临的一个重要问题[1]。硅酸盐钻井液能够稳定各种复杂地层,具有优良的类似于油基钻井液的抑制稳定性能,但也是通过聚合醇和低价无机盐的复配等来强化体系的整体性能。普遍使用的硅酸钠产品溶液模数为2.1,固相含量为42%,密度为1.5g/cm3。典型的硅酸盐钻井液的pH值控制在11.8~12.3之间。硅酸盐钻井液成本比普通水基钻井液高30%左右。 Marquis Fluids公司自1998年起在加拿大西部、英国和哥伦比亚近40口大位移定向水平井、高温高压复杂深井中使用了强抑制性硅酸钠/钾环保钻井液体系,提高了机械钻速,抑制了页岩的水化膨胀,降低了成本,成功地替代了逆乳化钻井液和硫酸钾钻井液。硅酸钾还可以作为化肥,有利于植物的生长发育,只要使用得当对环境完全无害。 Barnfather J L等人将硅酸盐钻井液应用于挪威的海上油田,控制了易膨胀水化的泥页岩。作为油基钻井液和合成基钻井液的替代体系,该体系减少了化学添加剂的排放量,满足了海洋钻井的环保要求[2]。硅酸盐与聚合醇复配,增强了硅酸盐钻井液的整体性能,因为单纯的硅酸盐钻井液难以满足深井和高难度井的钻探需要。新一代硅酸盐聚合物钻井液中液体硅酸盐(固相含量为30%左右)加量为5%~15%[2]。Ward和Chapman J W认为硅酸钠和硅酸钾复配可提高钻井液抑制效果,减少硅酸盐的用量[3],而且具有优良的储层保护性能。 John C U rquhart提出用天然高分子材料复配的无固相硅酸盐钻井液,其组成为30%硅酸钾溶液(有效浓度为30%,模数为2.5,pH值为11)加入3~6kg/m3黄原胶和1~3kg/m3CMC。该体系的滤失量可控制到0,密度可根据需要进行调整[4]。该体系特点为:①真正无毒;②能够防止页岩地层的坍塌,抑制泥岩的水化分散,加固胶结差的地层;③密实的堵塞作用可防止钻井液滤液的侵入。硅酸盐加入钻井液后,提高了钻井液的整体抗温性。 硅酸盐钻井液的开发多数是以聚合物钻井液为基础。硅酸盐钻井液一般都需要与聚合物、盐类、抗高温处理剂等复配来增强抑制能力,由于复配处理剂的影响,这些硅酸盐钻井液难以形成真正的无毒环保钻井液[5~8]。丁锐通过对硅酸盐钻井液稳定井壁机理进行系统研究认为,硅酸盐稳定井壁的机理包括多方面的协同作用:①尺寸分布较宽的硅酸盐粒子通过吸附扩散等途径结合到井壁表面,堵塞缝隙;②侵入地层孔隙内的硅酸根遇到pH值小于9的 第21卷第2期 钻 井 液 与 完 井 液 Vol.21,No.2 2004年3月 DRILLING FLUID&COMPLETION FLUID Mar.2004

完井技术国内外发展现状分析

完井技术国内外发展现状分析 第1章前言 1.1 现代完井技术发展现状 完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程,是从钻开油气层开始,到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液,直至投产的一项系统工程。完井设计水平的高低和完井施工质量的优劣,对油气井生产能否达到预期指标和油田开发的经济效益有决定性的影响。 近十多年来,国内外完井均有了较快发展,并已发展成为独立的学科。除常规井完井技术日益完善外,其他特殊井完井也得到了很大发展,如水平井完井、复杂地质条件下的完井、小井眼完井、分支井完井、深井超深井完井、现代智能完井、膨胀管完井等。国内在完井技术方面虽然取得了一些进步,但是与国外相比,完井技术还有很大差距,特别是在不同储层选择合适的完井方式、水平井完井、欠平衡井完井、小井眼完井、分支井完井,从而影响了油气井的产量及经济效益。 1.2 本文的主要研究内容 1.查阅现代完井技术方面的文献,对各种完井技术现状进行综合性分析: (1)射孔完井技术; (2)割缝衬管完井技术; (3)砾石充填完井技术; (4)膨胀管完井技术; (5)封隔器完井技术; (6)智能完井技术。 2. 调研国内外最新完井技术现状,重点分析国内外现代完井技术现状、最新进展、应用成果以及发展趋势等,并对国内完井技术方案实施的可行性和完井技术的研究方向作初步预测和探讨。

第2章常规完井技术 完井方式的选择主要是针对单井而言。虽单井属于同一油藏类型,但是所处构造位置不同,所选定的完井方式也不尽相同,如油藏有气顶、底水,若采用裸眼完成,技术套管则应将气顶封隔住,再钻开油层,而不钻开底水层。若采用射孔完成,则应避射气顶和底水。又如油藏有边水,套管射孔完成时,油田开发要充分利用边水驱动作用,避射开油水过渡带。下面主要介绍常用的几种常规完井方式[1]。 2.1 裸眼完井技术 裸眼完井方式分先期裸眼完井方式、复合型完井方式和后期裸眼完井方式三种。 先期裸眼完井方式(如图2-1)是钻头钻至油层顶界附近后,下套管柱水泥固井。水泥浆上返至预定设计高度后,再从套管中下入直径较小的钻头,钻穿水泥塞,钻开油层至设计井身完井。 复合型完井方式(如图2-2)是指适合于裸眼完井的厚油层,但上部有气顶或顶界邻近又有水层时,可以将技术套管下过油气界面,使其封隔油层的上部,然后裸眼完井,必要时再射开其中的含油段。 后期裸眼完井方式(如图2-3)是不更换钻头,直接钻穿油层至设计井深,然后下套管至油层顶界附近,注水泥固井。固井时,为防止水泥浆损害套管鞋以下的油层,通常在油层段垫砂或者换入低失水、高粘度的钻井液,以防水泥浆下沉。 图2-1 先期裸眼完井示意图 1—表层套管 2—生产套管 3—水泥环 4—裸眼井壁 5—油层

大庆油田井下作业井控技术管理实施细则

大庆油田井下作业井控技术管理实施细则 第一章总则 第一条井下作业井控是保证油田开发井下作业安全、环保的关键技术。为做好井控工作,保护油气层,有效地防止井喷、井喷失控及火灾事故发生,保证员工人身安全和国家财产安全,保护环境和油气资源,按照国家有关法律法规,以及中国石油天然气集团公司《石油与天然气井下作业井控规定》,结合油田实际,特制定本细则。 第二条井喷失控是井下作业中性质严重、损失巨大的灾难性事故。一旦发生井喷失控,将会造成自然环境污染、油气资源的严重破坏,还易造成火灾、设备损坏、油气井报废甚至人员伤亡。因此,必须牢固树立“安全第一,预防为主,以人为本”的指导思想,切实做好井控管理工作。 第三条井下作业井控工作是一项要求严密的系统工程,涉及到各单位的设计、施工、监督、安全、环保、装备、物资、培训等部门,各有关单位必须高度重视,各项工作要有组织地协调进行。 第四条井下作业井控工作的内容包括:设计的井控要求,井控装备,作业过程的井控工作,防火、防爆、防硫化氢有毒有害气体安全措施和井喷失控的紧急处理,井控培训及井控管理制度等六个方面。 第五条本细则适用于在大庆油田区域内,利用井下作业设备进行试油(气)、射孔(补孔)、大修、增产增注措施、油水井维护等井下作业施工。进入大庆油田区域内的所有井下作业队伍均须执行本细则。 第六条利用井下作业设备进行钻井(侧钻)施工,执行《大庆油田井控技术管理实施细则》。 第二章井下作业设计的井控要求 第七条井下作业地质设计、工程设计和施工设计中必须有相应的井控要求或明确的井

控设计。要结合所属作业区域地层及井的特点,本着科学、安全、可靠、经济的原则开展井下作业井控设计。 第八条各有关单位每年根据油田开发动态监测资料和生产情况,画出或修改井控高危区域图,为井控设计提供依据,以便采取相应防控措施。 第九条地质设计中应提供井身结构、套管钢级、壁厚、尺寸、水泥返高、固井质量、本井产层的性质(油、气、水)、本井或邻井目前地层压力或原始地层压力、油气比、注水注汽(气)区域的注水注汽(气)压力、与邻井地层连通情况、地层流体中的硫化氢等有毒有害气体含量,以及与井控有关的提示。 第十条工程设计应提供目前井下地层情况、井筒状况、套管的技术状况,明确压井液的类型、性能和压井要求等,提供施工压力参数、施工所需的井口、井控装备组合的压力等级。提示本井与邻井在生产及历次施工作业硫化氢等有毒有害气体的检测情况。 压井液密度的确定应以钻井资料显示最高地层压力系数或实测地层压力为基准,再加一个附加值。附加值可选用下列两种方法之一确定: (一)油水井为0.05~0.1g/cm3;气井为0.07~0.15 g/cm3。 (二)油水井为1.5~3.5MPa;气井为3.0~5.0 MPa。 具体选择附加值时应考虑:地层孔隙压力大小、油气水层的埋藏深度、钻井时的钻井液密度、井控装置等。 第十一条施工单位应依据地质设计和工程设计做出施工设计,必要时应查阅钻井及修井井史等资料和有关技术要求,选择合理的压井液,并选配相应压力等级的井控装置,并在施工设计中细化各项井控措施。 第十二条工程设计单位应对井场周围一定范围内(有毒有害油气田探井井口周围3千米、生产井井口周围2千米范围内)的居民住宅、学校、厂矿(包括开采地下资源的矿业单位)、国防设施、高压电线和水资源情况以及风向变化等进行勘察和调查,并在工程设计中标注说明和提出相应的防范要求。施工单位应进一步复核,并制定具体的预防和应急措施。 第十三条新井(老井补层)、高温高压井、气井、含硫化氢等有毒有害气体井、大修井、

分支水平井完井技术在胜利油田的应用

!应用技术# 分支水平井完井技术在胜利油田的应用Ξ 皇甫洁ΞΞ 李雷祥 刘希明 冯 辉 (胜利油田有限公司采油工艺研究院) 隆新耀 (胜利油田有限公司孤岛采油厂) 摘要 分支水平井是水平井技术的进一步发展和完善,是一种用于老油田开发后期提高采收率和新区改善开发效果的重要手段。目前,该技术在国外得到大规模的研究和应用,而在国内却刚刚起步。介绍了胜利油田第一口自行设计并施工的双分支水平井———桩1-支平1井的完井技术,该井是中石化重点科技攻关项目“分支井钻采配套技术研究”的第一口试验井。从完井方案设计、完井管柱、完井施工工艺等方面阐述分支水平井完井技术的难点和重点,最后提出几点认识和研究方向。 关键词 胜利油田 分支井 完井工艺 射孔 随着石油工业的发展,分支水平井技术已逐渐成为石油行业又一热点技术。分支井技术可以较大幅度降低油气开发成本,充分挖掘油田生产能力,提高油气采收率,从而提高油气开发的综合经济效益。分支井技术在国外较为普遍,但在国内由于受主井眼与各支井眼交汇处的处理及分支装置系列工具的限制,起步较晚。2000年9月胜利油田在其先进的水平井技术的基础上,自行设计和施工完成了该油田第一口双分支水平井———桩1-支平1井。 分支井概况 桩1-支平1井位于桩1块中部构造的较高位置,该区先后有9口井(包括1口水平井)投入开发,大部分井开井即见水,其主要原因是该层为底水油藏,油水粘度比大,油流动阻力大,底水很快以水锥形式致油井水淹。因此设计利用双分支水平井开发该构造的含油富集区,以起到控制更大面积储量,抑制底水锥进,增大泄油面积,改善开发效果,提高产能及采收率的作用。该井钻探目的层为馆上段9小层。第一分支为三靶点水平井,设计水平段长200m。第二分支为两靶点水平井,设计水平段长150m,两分支呈30。角斜交。桩1-支平1井采用主井眼钻 31112mm井眼下 24415mm技术套管,分支井眼钻 21519mm井眼挂 13917mm套管的井身结构,尾管悬挂器的位置由上分支开窗点位置和所采用的回接系统的要求确定。井身结构数据见表1。 表1 桩1-支平1井井身结构数据 分 支 开钻 次数 井眼直径×井深 /mm×m 套管直径×下深 /mm×m 第一分支 一开44415×30133917×299101 二开31112×17041724415×170218 三开21519×1945100 13917× (1350197-1942151)第二分支—21519×1872100 13917× (1345184-1871100) 完 井 方 案 完井技术是决定分支井技术水平的关键因素。按照完井技术难度,可将分支井分为6类。第1类是在裸眼井内钻分支井眼,分支井眼裸眼完井;第2类是从套管内钻分支井眼,分支井眼裸眼完井;第3类是从套管内钻分支井眼,在分支井眼内下入 ? 3 4 ? 2002年 第30卷 第6期 石 油 机 械 CHINA PETROL EUM MACHIN ER Y Ξ Ξ Ξ皇甫洁,助理工程师,生于1972年,1996年毕业于石油大学(华东)石油工程专业,现从事完井采油技术研究工作。地址: (257000)山东省东营市。电话:(0546)8557254。 (收稿日期:2002-01-07;修改稿收到日期:2002-03-05)本课题是中石化集团公司重点科研项目“分支井钻采配套技术”(项目编号KZD22000015)的部分内容。

浅谈石油钻井技术现状及发展趋势

浅谈石油钻井技术现状及发展趋势 发表时间:2016-11-08T16:40:45.743Z 来源:《基层建设》2015年11期作者:于洋 [导读] 摘要:石油在我国国民经济的发展中占据着重要的能源地位,对于促进我国的国家经济的发展有着极为重要的影响。石油钻井技术能够有效改善对于石油开发上面发挥着重要的作用。 中国石油集团长城钻探工程有限公司辽河分部东部HSE监督中心 摘要:石油在我国国民经济的发展中占据着重要的能源地位,对于促进我国的国家经济的发展有着极为重要的影响。石油钻井技术能够有效改善对于石油开发上面发挥着重要的作用。经济的不断发展对于石油能源的需求量已经在不断增加。笔者主要讨论石油钻井技术的现状以及发展趋势,以期能够促进石油的技术的发展以及未来国家经济的发展。 关键词:石油钻井技术;发展趋势;能源地位;国家经济发展 0.前言 我国的经济发展在改革开放之后非常迅速,自然对于石油等能源的需求量也不断增加。石油相关的技术发展对于石油的开发非常重要,其中最为主要的就是石油钻井技术,该技术从研发和实践发展至今已经获得了重大的成就,但是这跟很多的发达国家之间存在着巨大的差距[1-2]。笔者主要分析石油钻井技术的现状以及发展的趋势,具体表述如下。 1.石油钻井技术发展现状 1.1钻井成本方面 石油钻井的经济效益和钻井的成本之间存在着紧密的联系。在钻井的相关设备方面,我国已经从基本上实现相关设备的机械化和国产化。一般情况下,一套较为完整的石油钻井设备包含有八个部分,其中分别是循环系统和提升系统以及动力系统等。每个系统都能够由若干个设备组成,共同影响着整个设备的运转。这些设备主要涉及到钻井的成本问题,而钻井成本直接影响石油钻井的经济效益,进而对于石油钻井技术的发展有一定的影响。 1.2石油产量方面 石油钻井的井下测量以及信息的传输技术和控制技术等都对于提高石油产量有着非常重要的影响。我国目前在有关井下测量等方面的相关技术发展也获得了较为重大的发展。石油产量的发展能够有效影响石油钻井产生的经济效益,从而不断影响石油钻井技术的研发和深入发展。 1.3钻井技术方面 在石油钻井中对于深井或者是超深井的钻井技术提出了一定程度上的要求。目前,我国在这对深井以及超深井的钻井技术等方面已经取得了一定的进步。石油工业已经在我国获得了较为长足性的发展,并且陆续出现了很多钻采条件非常恶劣的高温和高压的深井以及超深井等情况,还会可能遇到酸性介质的环境。这种腐蚀的介质有点时候可能会单独存在,有的时候可能会混合存在,对于套管的使用性能等也能够提出更高程度上的要求,例如有关链接强度以及抗挤等。 2.发展趋势 2.1自动化 科学技术呈现着日新月异的发展趋势,石油钻井技术以后必定会取得一定的突破。石油钻井的研发不仅需要在资金和技术上具备一定的实力,还可能会存在一些风险。在未来的发展过程中,石油钻井技术即将走向大型化和自动化的状态。目前,国外在石油钻井的相关机械方向已经取得了较为成功的成果,我国在相关方面的机械化发展也逐渐走向自动化和大型化的发展状态。为了能够更好地进行石油开采并且更好地开采深部和深海地区的相关油气资源等,我国的石油钻井设备也会在未来的发展过程中走向自动化和大型化。另外,在未来的发展过程中,石油钻机如果整体朝向交流变频调速电驱动石油钻机的方向发展下去,就能够在很大程度上提高石油开采的主要效率。交流变频电驱动石油钻机在实际的作业过程中具备足够的优势。交流变频电驱动石油钻井能够在很大程度上保护石油工作人员的相对安全性,还能够提升整体石油开采过程中的相对的安全系数。另外,交流变频电驱动石油钻机能够有效保持短时增距的倍数达到一定的标准范围内,还能够大大提升石油钻机的能力以及相关处理一些意外事故的能力。交流变频电驱动石油钻机还能够有效地适应一些现场的施工环境等,具备一定的自动化的相关性有点。因为交流变频电驱动石油钻机自身具有恒功率宽调速的相关特征,因而能够在很大程度上有效简化石油钻机的机械构造。除此之外,交流变频电驱动石油钻机不但能够有效承载一定的负荷,还能够较为成功地对于一些设备进行相关的启动和速度的调节和控制。交流变频电驱动石油钻机在进行相关的下钻作业的过程中能够根据当时的实际情况对于电网所自身拥有的能力进行实时的反馈,进而提高相关的制动装置的一般使用效率。 2.2信息技术 现代信息技术已经在我国深入到各行各业中,石油钻井工程也不例外。在未来的发展过程中,现代信息技术将在石油钻井中的应用范围逐渐扩大。现代的信息技术能够为石油钻井进行安全作业提供较好的条件。尤其是针对一些视频监控技术来说,3G技术的应用能够有效结合语音以及多媒体的相关作业来提高一些数据传输的速度以及保障数据相关传输的安全性。3G的无限视频监控系统能够有效利用3G相关的通信技术的优势,进而建立起一个小型的远程性的无限监控系统。这种小型的系统具备简单易行的优点。3G无限视频监控能够有效采取相关的设备进行视频监控,只需要预先安装好相关的客户端,就能够在辐射的范围之内进行控制。 2.3智能化 石油钻井技术智能化是其未来发展过程中的另外一个重要趋势和发展方向。智能化的石油钻井技术的运用不但能够有效减少一些人工的操作风险,还能够提升相关资源的利用率。所以,在未来的石油钻井的发展过程中,石油钻井的相关工作人员只需要穿着整洁的工作服,坐在工作间里面监控相关的仪表屏幕以及一些按钮操作,就能够成功实现对整个石油钻机的控制。石油钻井的智能化发展在很大程度上能够有效时限对于钻井工作情况的实时检测,进而提高石油钻井的相关工作质量。石油钻井智能化技术的持续普及以及运用能够大大提升石油开采的整体水平以及开采的质量,还能够减少一些实际钻井过程中潜在的对于生命安全的威胁。 3.结语 石油钻井技术的有效发展能够对于我国石油资源的开发和应用等具备一定的积极影响。随着经济的不断发展,石油开采的领域不断扩大,石油开采的难度也会随之增加,这要求相关的工作人员能够有效运用技术型机械,促进石油开采效率的不断攀升[3-4]。笔者主要分析

井下作业井控工艺试题库

井下作业井控工艺试题库 一、单项单选题 1、井控是指实施油气井____的简称。 A、压力控制 B、油气控制 C、地层控制 D、以上三者都是 答案:A 章节:1 难度:3 2、溢流是指当井底压力___地层压力时,井口返出的钻井液量大于泵入的排量或停泵后井口钻井液自动外溢的现象。 A、大于 B、小于 C、等于 D、大于或等于 答案:B 章节:1 难度:3 3、井控技术按控制方式分可分为___级井控。 A、二 B、三 C、四 D、五 答案:B 章节:1 难度:3 4、某井发生溢流后,钻井液密度下降,粘度上升,则侵入物为____ 。 A、气体 B、液体 C、水 D、固体 答案:A 章节:1 难度:3 5、井控中三早的内容:早发现、___、早处理。 A、早关井

B、早压井 C、早放喷 D、早报告 答案:A 章节:1 难度:3 6、同等条件下发生2m3溢流比发生3m3溢流套压(__) A、高 B、低 C、相等 D、 高低不能确定 答案:B 章节:1 难度:3 7、若圈闭内同时聚集了石油和游离态天然气(气顶气),则称为(__)。 A、气藏 B、油藏 C、油气藏 D、 矿藏 答案:C 章节:1 难度:3 8、井控技术按控制方式分可分为(___)级井控。 A、二 B、三 C、四 D、 五 答案:B 章节:1 难度:3 9、发生溢流防止井喷唯一正确的操作是(__)。 A、及时按照关井程序关井。 B、根据施工工况作出决策。 C、循环观察根据情况关井。 D、

根据地质设计情况关井 答案:A 章节:1 难度:3 10、溢流量(__),越便于关井控制、越安全。 A、无所谓 B、越多 C、越少 D、 适中 答案:C 章节:1 难度:3 11、二级井控是指溢流或井喷发生后,通过及时关井与压井重建(___)平衡的井控技术。 A、油气层压力 B、井内压力 C、地层压力 D、 泵内压力 答案:B 章节:1 难度:3 12、油气藏是指单一圈闭中具有(__)的油气聚集,是油藏和气藏的统称。 A、不同压力系统 B、同一压力系统 C、 同一流体系统 D、 不同流体系统 答案:B 章节:1 难度:3 13、关井是利用(__)和井口回压共同平衡地层压力的井控技术。 A、静液压力

现代石油钻井技术发展现状分析

现代石油钻井技术发展现状分析 随着我国经济的快速发展,人们生活水平的不断提高,人们对于石油能源的需求也在逐渐增加。为满足日益增长的需求,我国石油公司在增加产能的同时,也在加强石油开采技术的创新,其中就包括石油钻井技术的改进。本文以现代石油钻井技术的发展现状为研究对象,简要介绍当前广泛使用的石油钻井技术,分析未来石油钻井技术的发展趋势,为我国石油钻井技术的创新提供借鉴。 标签:现代;石油钻井技术;发展现状 现代文明的发展离不开科学技术的进步,人们的生活需要消耗大量的石油能源,为满足人们日益增加的石油能源需求,石油公司在钻井技术创新方面并未停止脚步,其结果就是石油产量的节节攀升。 1 现代石油钻井技术 石油钻井技术需要根据石油开采过程中的实际情况进行选择,其中包括井下动态数据采集和处理技术、水平井及大位移井钻井技術、多分支井及重入井钻井技术、前平衡压力钻井技术、连续油管和小井眼钻井技术等,不同的钻井技术之间存在明显差异。 2 井下动态数据采集和处理技术 数据的采集和处理是石油钻井技术的核心,目前石油钻井广泛采用旋转钻井的手段,由于钻头的使用导致地下结构遭到一定程度的破坏,并且,地下结构的变化直接作用于钻头,增加钻头的磨损量,使钻井成本大大增加。为此,在石油钻井过程中,利用集成了多种功能的传感器对钻头进行实时检测,检测对象包括钻头转速、温度、磨损量等,通过对传感器的数据进行实时监控,可以对钻头状态进行诊断,从而了解井下环境的变化,为采取正确的控制手段提供依据。 3 水平井及大位移井钻井技术 作为一种普遍使用的石油钻井技术,水平井及大位移井钻井技术相比较直井钻井技术不仅成本低,并且在提高石油产量方面效果明显。大位移井钻井技术的斜井段距离较长,为解决钻井过程中钻柱之间摩擦力较大的问题,创新性的使用了稳定器和偏心器两个装置,不仅如此,该技术的使用同时解决了钻井过程中钻削的导出问题。在海洋石油开采过程中,大位移钻井技术的使用较为常见,是现代石油钻井技术中最具发展潜力的技术之一。 4 多分支井及重入井钻井技术 顾名思义,多分支井有多个井口,除主井口外,其它井口均属于主井口的分支,除此之外,在分支井的基础上依然可以进行第二次分支。分支井的类型较多,

海洋石油深水钻完井技术概述

海洋石油深水钻完井技术概述 摘要:深水区海洋环境恶劣,台风和孤立内波频发,深水钻完井工程设计和作业难度大、风险高。在充分借鉴我国浅水钻井设计和国外深水钻完井设计及施工经验的基础上,研究并提出了深水钻完井设计的技术流程与工作方法,逐步形成了深水技术、深水科研、深水管理的三大体系,克服了深水特殊环境条件下的技术挑战和作业难题,满足了深水油气钻完井安全、高效的作业要求,具备了国内外深水自主作业能力。 关键词:深水;钻完井;作业实践;超深水跨越 目前,世界各国高度重视深水油气的勘探与开发,以BP、Shell、Petrobras 等为代表的油公司和以Transocean等为代表的服务公司掌握了深水钻井完井关键技术,主导着深水油气勘探开发作业。我国南海是世界四大油气聚集地之一,其中70%蕴藏于深水区。深水是挑战当今油气勘探开发技术和装备极限的前沿领域,尤其是在恶劣海洋环境下,如何安全、高效地开展深水钻完井作业成为了业界极为关注的焦点[1-3]。因此,研究深水钻完井所具有的特点,把握其发展趋势,对于促进我国石油工业可持续发展、增加油气产量、保障能源安全具有重要意义。1深水钻完井设计面临的挑战 在深水环境钻完井难度很大,深水钻完井设计不同于常规水深的钻完井设计,主要面临以下几个方面的挑战: 2.1深水低温 海水温度随水深增加而降低,深水海底温度通常约为4℃,海水的低温可以影响到海底泥线以下约数百米的岩层[4]。低温带来的问题主要包括:海水低温环境使隔水管中的钻井液流变性发生变化,在该温度下容易形成水台物,而且这样低的温度的对于钻井液和水泥浆的物理性质有很大的不利影响。会使钻井液的黏度和密度增大,钻井液的黏度增大可产生凝胶效应,在井筒流动中产生较高摩擦阻力,增大套管鞋处地层被压开的风险。容易引起钻井液稠化,使其流变性变差。低温还会延缓水泥水化导致水泥胶凝强度和水泥石抗压强度发展缓慢,流体易侵入水泥基体,容易造成油、气、水窜,后续作业无法顺利进行,影响固井质量。 2.2浅层气和浅层流

浅谈钻井技术现状及发展趋势

浅谈钻井技术现状及发展趋势 【摘要】随着油田的深入开发,钻井技术有了质的发展,钻井工艺技术研究、破岩机理研究、固控技术研究、钻井仪表技术研究、保护油气层钻井完井液技术研究以及三次采油钻井技术等都取得了科研成果,施工技术逐渐多样化,目前已在水平井、径向水平井、小井眼钻井、套管开窗侧钻井、欠平衡压力钻井等方面获得了突破。一些先进的钻井技术走出国门,走向世界,如:计算机控制下套管技术、套管试压技术、随钻测斜技术、密闭取心技术、固控装备、钻井仪表、钻井液监测技术、MTC固井技术及化学堵漏技术等,本文就国内钻井技术的现状及发展趋势进行分析。 【关键词】钻井技术;发展趋势;油田开发 引言 通过钻井技术及管理人员的不懈努力,钻井硬件设施已经比较完善,很多钻井公司配备了先进的钻井工艺实验室、固控设备实验室、钻井仪表实验室、油田化学实验室、高分子材料试验车间、全尺寸科学实验井等,这些硬件设施满足了各种钻井工程技术开发与应用的需要。钻井技术也有了长足发展,具备了世界先进水平,钻井技术的进步为油田科技事业的发展做出了积极的贡献,并取得了良好的经济效益和社会效益,如TZC系列钻井参数仪作为技术产品曾多次参与

国内重点探井及涉外钻井工程技术服务,并受到外方的认可。多年来,由于不断进行技术攻关研究与新技术的推广应用,水平井钻井技术迅速提高。水平钻进技术是在定向井技术基础上发展起来的一项钻进新技术,其特点是能扩大油气层裸露面积、显著提高油气采收率及单井油气产量。对于薄油层高压低渗油藏以及井间剩余油等特殊油气藏,水平井技术更具有明显的优势。 1、钻井技术发展现状 从世界能源消耗趋势看,还是以油气为主,在未来能源消耗趋势中,天然气的消耗增加较快,但是在我国仍然以石油、煤炭作为主要能源。尽管如此,我国的油气缺口仍然很大,供需矛盾很突出,60%石油需要进口,从钻井的历史看,我国古代钻井创造了辉煌历史,近代钻井由领先沦为落后,现代钻井奋起直追,逐步缩小差距,21世纪钻井技术有希望第二次走向辉煌。随着钻进区域的不断扩大及钻井难度的不断增加,各种新的钻井技术不断出现,目前,水平井钻井技术逐渐成为提高油气勘探开发最有效的手段之一。各种先进的钻井技术在油田开发中显示出了其优越性,新技术、新工艺日益得到重视和推广应用。例如:旋转钻井技术,是目前世界上主要的钻井技术,旋转钻井方式有以下几种:转盘(或顶驱)驱动旋转钻井方式、井下动力与钻柱复合驱动旋转钻井方式(双驱)、井下动力钻具旋转钻井方式、特殊工艺旋

国外高性能水基钻井液技术发展现状

文章编号:100125620(2007)0320074204 国外高性能水基钻井液技术发展现状 张启根 陈馥 刘彝 熊颖 (西南石油大学化学化工学院,四川成都) 摘要 介绍了贝克休斯公司开发的高性能水基钻井液的基本组成、优良性能以及在世界部分油田的现场应用情况。该钻井液具有油基钻井液的各种性能,可有效稳定页岩、提高岩屑整体性和机械钻速、减小扭矩和阻力,且有利于环保,已被广泛应用于各种钻井。从应用效果看,无论是PDC 钻头还是牙轮钻头,机械钻速都达到了27.4 m/h ,实现了较低的稀释率和较高的固相清除率,其摩擦系数与油基钻井液相同,最大程度地减少了钻头泥包和聚 结现象。与油基钻井液相比,可大幅度节省钻井期间的完井时间,解决了高性能钻井与环保要求的协调问题。 关键词 高性能水基钻井液 钻井液性能 钻速 井眼稳定 综述中图分类号:TE254.3 文献标识码:A 随着全世界各油田的开发逐渐进入中后期,钻井作业的难度和油气井开发成本都在急剧地增加。典型的高难度井有超深井、高温井、高压井、大位移井和深水井,在多数情况下,井身剖面设计越复杂,在钻井中遇到的井下复杂情况也越多,经常遇到的问题有扭矩过大、起下钻遇阻、卡钻、机械钻速低、井眼失稳、井漏和地层伤害等。在国外,解决这些问题的传统方法是采用油基和合成基钻井液。但是,随着环保部门对钻井液和钻屑毒性的控制日益严格,油基和合成基钻井液的使用受到了很大程度的限制。因此各国石油工作者做了大量的工作,研制出了一系列的功能独特的新型环保钻井液,它们在解决世界各油田的复杂钻井过程中发挥了各自的作用。其中具有代表性的是美国贝克休斯公司近期开发出的高性能水基钻井液,其性能与油基钻井液相似,且具有环保和低成本的特点。 1 高性能水基钻井液介绍 贝克休斯公司的研究人员从考察油基逆乳化钻井液所具有的特性入手,研究了油基逆乳化钻井液的作用机理,做了大量的基础试验、处理剂的筛选试验、体系配伍性试验,采用了一系列来自于非石油行业领域的技术,研制、筛选、改性以及复配了各种新型处理剂,并使用了一些独特的专利产品,最终开发出了这种高性能水基钻井液。该体系的设计思路采 取了“总体抑制”理念,即在保证页岩、黏土和钻屑稳定性的同时,改善一些关键性能,如提高机械钻速、防止钻具泥包及降低扭矩、起下钻遇阻现象等。开发出的高性能钻井液基本配方为[2]: 25.7kg/m 3膨润土+4.3kg/m 3P HPA +10.0kg/m 3铝络合物+14.3kg/m 3聚胺+3.1kg/m 3 低黏度PAC +2.0kg/m 3常规PAC +11.4kg/m 3沥青颗粒 该体系已在世界范围内得到广泛应用,其应用效果已在墨西哥湾、巴西、利比亚、澳大利亚和沙特阿拉伯等地区的现场试验中得到证实。在中东钻井时测得的钻井液性能[2]如下。 <444.5mm 井眼:密度为1.28g/cm 3,塑性黏度为24mPa ?s ,动切力为104.3Pa ,胶凝强度为28.7Pa/71.8Pa/86.2Pa ,滤失量为4.8mL ,p H 值为10.8,高温高压滤失量为15.0mL ,膨润土含量为64.2g/L ,L GS (低密度固相)为7.49%(V /V )。 <311.1mm 井眼:密度为1.88g/cm 3,塑性黏度为36mPa ?s ,动切力为119.7Pa ,胶凝强度为38.3Pa/71.8Pa/91.0Pa ,滤失量为4.0mL ,p H 值为10.7,高温高压滤失量为12.5mL ,膨润土含量为57.1g/L ,L GS 为6.20%(V /V )。 从以上数据可以看出,高性能钻井液的组成与常规水基钻井液有较大的区别,其性能与油基钻井液相差很小,是性能优良又环保的新型水基钻井液。 第一作者简介:张启根,1981年生,西南石油大学在读研究生,主要从事油田应用化学的研究。地址:四川省成都市西南 石油大学硕05级5班;邮政编码610500;E 2mail :zhangqigen1981@https://www.360docs.net/doc/bc13575946.html, 。 第24卷第3期 钻 井 液 与 完 井 液 Vol.24No.32007年5月 DRILL IN G FL U ID &COMPL ETION FL U ID May 2007

定向井(水平井)钻井技术概述

第一章定向井(水平井)钻井技术概述 第一节定向井、水平井的基本概念 1.定向井丛式井发展简史 定向井钻井被(英)T .A.英格利期定义为:“使井筒按特定方向偏斜,钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为,定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井,虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。 定向井首先是从美国发展起来的,在十九世纪后期,美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题,认为钻出来的井必定是铅垂的,但通过后来的井筒测试发现,那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。 第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离,在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交,然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。 目前最深的定向井由BP勘探公司钻成,井深达10,654米; 水平位移最大的定向井是BP勘探公司于己于1997年在英国北海的Rytch Farm 油田钻成的M11井,水平位移高达1,0114米。 垂深水平位移比最高的是Statoil 公司钻成的的33/9—C2达到了1:3.14; 丛式井口数最多,海上平台:96口;人工岛:170口; 我国定向井钻井技术发展情况 我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段,50—60年代开始起步,首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—15井和磨三井,其中磨三井总井深1685米,垂直井深表遗憾350米,水平位移444.2米,最大井斜92°,水平段长160米;70年代扩大实验,推广定向井钻井技术;80年代通过进行集团化联合技术攻关,使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。 我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JF128井,井深达到7000米,垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井,水平位移最大的大位移井是大港定向井公司完成的井,水平位移达到2666米,最大的丛式井组是胜利石油管理局的河50丛式井组,该丛式井组长384米,宽115米,该丛式井平台共有钻定向井42口。 2.定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型: 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井 多分枝井(多底井)

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