19
二、水平井综合设计问题
第九步：钻井施工设计。 包括（1）钻头类型；（2）钻 井液设计；（3）钻井参数设计；（4）钻柱设计；（ 5）钻柱下部结构设计；（6）钻井设备选择。在以上 基础上，进行详细成本预测和费用核算。重做经济分 析，以确定水平井是经济有效的。
第十步：完井试油后评价，进行回顾总结，以便总结经验 和教训。
① 井下导向工具、测试工具和作业控制日趋智能化。 1990年由数家大石油公司及相关公司共同合作，历时5 年， 耗 资 近 1000万美元 ，开发成功的集成钻井系统 （IDS）和集成钻井作业系统（IDO），是钻井系统及 作业智能化的体现。
② 近年来，在地面自动控制井下导向工具和随钻地层评 价测试系统（FEWD）开发成功，更体现了工具和作 业智能化。
第七步：增产措施及完井对策。 是否需要下套管、固井、 射孔和压裂，这些环节将耗费作业费用，需要认真进行 投入与产出预算，作出经济预测评价，再作出完井方法 及相关设计。
第八步：详细设计。 又称油井设计，由油公司钻井部完成。 内容包括：（1）井眼剖面；（2）水平段长度；（3）井 径； （4）套管程序；（5）套管柱设计；（6）注水泥 设计；（7）井控；（8）保护储层设计及泥浆密度。
候选目标油气藏
法律
地质依据
经营战略
租赁约束
油气藏筛选
市场预测
经济评价预测 规则条例
详细油气藏分析
增产措施∕修井
生产战略 详细设计
完井对策
钻井
完井试油后回顾总结
17
二、水平井综合设计问题
设计步骤:
第一步：提出候选目标油气藏。由作业公司提出候选目标 油气藏
第二步：地质评价。审查油气藏条件是否适合钻水平井。 是否有法律争议，是否符合公司经营战略。
水平井关键钻井技术
目录
一、水平井技术发展简述 二、水平井综合设计问题 三、水平井的效益问题 四、几点建议
2
一、水平井技术发展简述
leg lateral
✓78 口井中共钻 535 主分支（legs），钻 出100万英尺分支井
✓主支井中最多达 12 个分支(lateral)
地点：Galveston, Texas 公司：Larry Comeau and
第三步：初步油气藏筛选
初步进行产量递减和现值研究，储量分析。
第四步：经济效益分析。 初步经济分析和初步成本预测。 是否受土地租赁和规划条例限制。
18
二、水平井综合设计问题
第五步：详细油气藏分析。 用分析模型或大型主机数值模 拟程序进行详细的油气藏分析。
第六步：生产战略。 与详细油气藏分析相结合，进行油气藏 生产特性分析，确定水平段长度，距流体接触面距离。
14
二、水平井综合设计问题
2. 多学科综合设计--水平井综合设计平台
传统设计步骤： 主要在地质设计基础上，进行钻井设计。
其特点： 1. 各专业学科相互分离 2. 定量化程度低
15
二、水平井综合设计问题
2. 多学科综合设计--水平井综合设计平台
1992年11月由美国石油工程协会和地质协会、地球物 理家协会和测井分析家协会共同开会约定：
✓ 水平井、分支水平井、多分支井的设计涉及整个油田 布井方案和油田开发方案，最终目标要达到成本/吨油 最低，最终采收率最高。
✓ 该水平井综合设计不可能只由钻井工程师一家完成， 或者钻井和地质两家完成，而是钻井、地质、测井、 采油、油藏工程和成
11
二、水平井综合设计问题
1. 信息化和智能化相关技术：
（1）信息化
① MWD （随钻测量）
井斜角 方位角
② LWD （随钻测井）
地层电阻率 体积密度 中子空隙度 自然伽马
实时获得所钻地 层岩性及所含流 体状况
③ SWD （随钻地震）
钻头前向待钻地层岩石类型 岩石孔隙度、孔隙压力 与其它声学敏感的岩石参数
8
一、水平井技术发展简述
经过90’s攻关，近年来，逐渐形成规模应用
中石油近年来水平井完成数量（口）
5年总数为339口
200
150
100
168
50
26
28
50
68
0 2000年 2001年 2002年 2003年 2004年
9
一、水平井技术发展简述
国内水平井技术应用的特点：
➢ 水平井的效果得到了体现。从水平井类别上讲， 我国目前所钻水平井基本上属于单一水平井和 双台肩水平井，分支水平井和多分支水平井尚 未开发和应用，发展潜力较大。
b. 使钻头始终沿油层钻进，自动避开地 层和地层流体界面。
⑥DDS
（钻井动态数据采 集，测得8种参数、 12个数据）
a. 4个桥式应变片组，测得井底钻压、扭 矩和2个正负方向弯矩
b. 测量井眼压力和环空压力 c. 测量钻头轴向加速度和2个横向加速度 d. 测量井下旋转速度 e. 测量井下温度
13
（2）智能化方向
以上设计程序和框图称水平井综合设计平台。它将地 质模型、钻井模型、采油油藏模型、成本和费用核算 模型四种模型放在一起，而且可以兼容，以便考证水 平井的有效性和经济性。国外各石油公司都有自己的 综合设计平台和软件，十分保密。现在我们还缺少这 样的模型。
12
④ FEWD （随钻地层评价）
a. 与MWD、LWD结合使用，组成了一 个集成钻井信息系统（IDIS）
b. 获得方位角、井斜角、钻压、扭矩、 应力状况、流体压力、泥浆密度
c. 地层空隙度、岩石密度等地层参数
⑤ GST （地质导向技术）
a. 根据随钻测量和随钻地质评价测井数 据，通过人机对话控制井眼轨迹。
➢ 各油田发展不均衡。 ➢ 技术水平相对国外有差距。
10
二、水平井综合设计问题
国外水平井钻井成本降低得益于信息化、智能 化相关技术的发展和普遍应用
✓ MWD、LWD、SWD、DDS、GST、FEWD等随钻 测量技术
✓ 井下动力钻具、旋转导向等控制技术
国外水平井的高效益得益于其多学科的钻井综 合设计和施工
Curtis Cheatham Larry Precision Drilling
7
一、水平井技术发展简述
国内水平井发展回顾
✓ 国内水平井钻井最早出现于1957年。 ✓ 1992年12完成了第一口砾石予充填水平井--“南
涠 1-4-A13”水平井。井深1718m，垂深988m， 水平位移1063m，最大造斜率3.76°/10m，最大 井斜角93.4°,水平井段长454m，筛管完井。 ✓ 局川60136钻井队于1992年1月17日至1993年5月 16日采用旋转钻机钻成水平井--“丹21水平井”。 最大井斜94°，水平段长311m。