海洋石油钻完井工程关键技术研究的历程
发表时间：2019-07-31T14:00:20.213Z 来源：《建筑模拟》2019年第24期作者：杨丰硕[导读] 随着钻井技术的进步，石油钻井工程的新技术不断涌现，为石油钻井施工带来了效益。应用新的完井技术，可以提高完井质量，保证油水井的使用寿命，更好地完成油田生产任务，促进油田生产企业创造更高的价值。
杨丰硕
中海油田服务股份有限公司油田生产事业部完井中心天津市 300459摘要：随着钻井技术的进步，石油钻井工程的新技术不断涌现，为石油钻井施工带来了效益。应用新的完井技术，可以提高完井质量，保证油水井的使用寿命，更好地完成油田生产任务，促进油田生产企业创造更高的价值。
关键词：海洋石油；钻完井工程；关键技术
前言
经济的快速发展侧面推动了对石油开采的需要，早期我国长期以购置外国石油或开采本国陆地石油为主，但现阶段国家越来越重视石油拥有权的重要性，更多的依赖偏向于石油的自我开采，这样不仅能够满足我国内部经济发展需要，而且可以在一定程度上提升我国在国际上的石油地位。国内陆地石油的勘探趋于稳定，所以国家在石油开采方面转向海洋区域，海洋石油开采比例也是逐年增加，深水领域的拓展开采活动次数也是随之增加。深海领域的特殊环境对钻井液和完井液的应用提出了更高的技术要求。我国也通过这几年不断的技术研究，最终创立了拥有自我知识产权的天然气水合物开发的钻井完井液配套技术和海洋深水油气钻探，使得我国在对钻井液和完井液的应用上，攻克了海洋深水区域的特殊环境要求，良好的特性（优良的低温流动性、较强的防塌陷性能、保护油气层效果好等），使得我国可以在深水领域进行大量石油勘探活动。
1海上油田钻完井项目特点
1.1 海上油田钻完井是高风险、高技术、高投入的项目 1.1.1 高风险
海洋环境的恶劣与不确定性决定了海上工程施工的高风险；科技不断进步，但投资者仍无法做到对地下油藏完全掌控，决定了投资的高风险；钻井作业中瞬息万变的地下井况，同样促进了钻完井作业的高风险。
1.1.2 高技术
进入21世纪，海上钻完井作业机具越来越“高科技”，中国油气开发企业相继投资建造了如中国首艘第六代深水半潜式钻井平台“海洋石油981”、成功做到可燃冰安全可持续开采的“蓝鲸一号”，打破国外技术垄断，成功研发的海上钻井“旋转导向钻井、随钻测井”技术。一系列海上作业船舶、机具等。
1.1.3高投入
海上油气田开发项目作业机具，浅水钻完井船作业日费为数十万元，深水及超深水钻完井船日费则高达数百万元。水深较浅、作业难度较低的渤海地区每口井的平均建井费用约为2000万元，而南海复杂地质的油田则高达数亿元，这体现了海上油气田开发项目的高投入特性。
1.2 海上油气田作业形式特点
海上油气田作业形式特点体现在：其一，应用了海洋油气田批钻技术；其二，海上作业承包商的高准入门槛，使得各家承包商作业质量稳定，作业水平较高；其三，分工明确，海上监督与作业者各司其职，各作业者之间分工明确，互不干扰；其四，作业合同全部为费率合同，按实际工作量结算费用。
2海洋石油深水完井技术措施
当海洋深水钻井施工结束后，经过固井施工，达到设计的固井施工的质量，需要进行油井与油层的沟通，选择和应用理想的完井技术措施，提高完井的效率，为后续油气井的正常生产提供依据。深水完井技术的难点问题是水泥石的凝固问题，固井施工的质量不能达到设计的标准，或者由于水泥浆凝固的时间过长，导致完井施工滞后的情况时有发生。优选佳的深水固井水泥浆体系，使其适应井筒内的低温环境，并避免浅层气和浅层流，对水泥浆固井施工带来不利的影响。选择侯凝时间短、低失水性、粒径均匀的水泥浆体系，使其满足深水固井施工的需要。如膨润土低密度水泥浆体系的应用，非渗透水泥浆体系的研究和应用，都能够达到深水区域井筒固井施工的质量标准。采用塞流的注水泥顶替技术措施，将注水泥固井后残余的水泥浆顶替出井，避免堵塞储层的孔隙，而影响到后续井筒的生产运行。应用佳的固井设备和工艺技术措施，满足海洋深水固井施工的技术要求。不断完善自动化的固井设备，逐步实现智能化管理的水平，实施小型化的固井设备，使其满足海洋平台使用的状况。结合撬装固井设备的应用，形成可移动的固井施工设备的组合形式，建立完善的固井系统，使其满足深水固井施工程序的需要。保证固井的材料液体化，减少海洋生产平台上设备数量，保持固井施工的高效率，降低固井施工的资金投入，才能大限度地提高深水井筒固井施工的质量。深水区域的井筒的完井方式的选择，可以采取射孔完井的技术措施，保证井筒和油层的沟通，设计佳的射孔操作程序，结合钻井平台的环境条件，选择射孔枪和射孔方式，利用电缆射孔或者油管射孔的方式，将油井和油层沟通起来，为油气流顺利入井建立通道，并应用海洋平台上的油气集输设备，收集采出的油气，为海洋深水驱油的开采提供技术的支持。
3技术研究要解决的关键技术问题
3.1钻井液低温条件下的流动性问题
海水的温度随着海水深度的不断增加而递减，在深海领域海水的温度处于极低状态，这对于深水领域进行钻井工作十分不利，钻井液的粘度和切力大幅度上升使得深海领悟钻进活动无法开展。
3.2海底底层井壁稳定性问题
深海领域的特殊环境条件，使得井壁稳定性受到不利影响，而且钻井液的性能恶化。深海领域同潜水区的环境条件不同，无论是物体的沉积速度，还是压实方式，都明显存在着差异。深海领域距离海岸较远，所以大部分海水携带的沉积物仅仅滞留在浅层水域，深海水域的压强和水量使得钻井井壁出现一系列相关问题。
水平井完井主要有三种方式：裸眼完井、固井射孔完井和割缝衬管完井。在3种完井方式中，割缝衬管水平井堵水难度最大，因为割缝衬管与岩石壁面之间无隔挡,底水或边水进入井筒有径向流和横向流2种方式，机械封隔方法仅能实现割缝衬管内部空间的封隔，不能实现割缝衬管与岩石壁面之间环形空间的封隔。 国外主要针对割缝衬管水平井进行。早期主要采用化学剂笼统注入法[6-8]。90年代中期环空封隔技术(ACP)的提出为割缝衬管水平井堵水技术提供了新的 思路。 环空封隔(ACP)定位注入技术是借助连续油管(CT)和跨式封隔器(IBP)，在割缝套管与井壁之间的环空放置可形成化学封隔层的可固化液，形成不渗透的高强度段塞，达到隔离环空区域的目的。然后配合管内封隔器，实现堵剂的定向注入(图2)。如果出水部位在水平井段上部或下部，需要1个ACP，如果出水部位在水平井段中部，则需要设置2个ACP。当过量水(气)的产出不是由于断层或裂缝引起时，可考虑采用ACP直接封隔水(气)部位。 4 水平井堵水研究的难点、重点 l)难点水平井堵水具有共性的瓶颈技术难点有3个：一是出水层位判定技术，二是堵水工艺技术，三是堵水剂技术。出水层位判定技术与水平井测井技术密切相关；堵水工艺技术与井下工具、管柱技术、完井方式、堵水剂特性有关；堵水剂技术与化工技术工艺、材料科学有关，是研究比较活跃的技术难点。 2)重点水平井堵水最大的重点是堵水剂，特别是有较强的油、水选择性，合成生产方便，化学性能稳定，适应性强，施工工艺简单的选择性堵水剂的研究
开发。其次，适合油藏、油井特点的选择性堵水工艺研究也是水平井堵水的重点。两个选择性——堵剂的选择性和工艺的选择性研究的突破是水平井堵水技术能工业化应用的关键。
海上完井工艺技术和完井理念介绍 1、 序言 海上油气田完井是海上油气田开发中的一个重要环节，它是衔接海上钻井、工程和采油采气工艺，而又相对独立的系统工程。它涉及油藏、钻井、海洋工程、采油采气等诸多专业，涵盖上述各个专业的有关内容。作为油气井投产前的最后一道工序，完井工作的优劣直接影响到海上油气田开发的经济效益。 中国海洋油田的完井自1967年海一平台试采开始，至今已有三十多年的历史。自1982年中国海洋石油总公司成立以来，近海油气田完井技术就伴随着油田开发进入了快速发展阶段，效果是显而易见的。1986年海上油气年产当量1000×104吨，1997年油气年产当量超过2000×104吨，预计2005年达4000×104吨（见下图），目前近海自营油田和合作油田开发正处于迅速发展阶段。在中国近海已投产的24个油气田的整个开发过程中，总体上说完井是非常成功的，绝大多数油气田的可采储量有较大幅度增长，在高速开采下保持油气产量的稳定和增长，达到了配产要求。根据中海油开发计划，2003-2005年期间，中海油将新增开发井760口，可见完井工作量将是非常大的。 2001年中国海洋石油在海外上市，成立了中海石油（中国）有限公司，提出要争创国际一流能源公司，提高竞争力，公司在多方面加大了科研投入。就完井生产而言，成立了专门的提高采收率项目组，紧密围绕提高采收率和油井产能，按计划尝试了各种完井新工艺，收到了明显的效果；在此过程中，完井理念也在不断发生变化，从开始传统 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 200020012002200320042005 时间(年) 油气当量 ( 万方 )
水平井完井方式及其选择 水平井完井方式可采用裸眼完井、割缝衬管、割缝衬管加管外封隔器、下套管注水泥 一、完井方式 1、裸眼完井 裸眼完井费用不高,但局限于致密岩石地层,此外,裸眼井难以进行增产措施,以及沿井段难以控制注入量与产量,早期水平井完井用裸眼完成,但现在已趋步放弃此方法。当今只有在具有天然裂缝的碳酸盐岩油气藏与油气井的泄油半径很小时才使用裸眼完井的方法。 2、割缝衬管完井 该方法就是在水平段下入割缝衬管,主要目的就是防止井眼坍塌。此外,衬管提供一个通道,在水平井中下入各种工具诸如连续油管。有三种类型的衬管可采用: 1)穿孔衬管。衬管已预先预制好。 2)割缝衬管。衬管已预先铣好各种宽度、深度、长度的缝。 3)砾石预充填衬管。割缝衬管要选择孔或缝的尺寸,可以起到有限的防砂作用。在不胶结地层,则采用绕丝割缝筛能有效地防砂,另外在水平井采用砾石充填,也能有效防砂。 割缝衬管完井的主要缺点就是难以进行有效的增产措施,因为衬管与井眼之环形空间就是裸眼,彼此连通,同样,也不能进行进行分采。 3、割缝衬管加管外封隔器 该方法就是将割缝衬管与管外封隔器一起下入水平段,将水平段分隔成若干段,可达到沿井段进行增产措施与生产控制的目的。由于水平井并非绝对水平,一口井一般都有多个弯曲处,这样,有时难以下入衬管带几个封隔器
4、下套管注水泥射孔 该方法只能在中、长曲率半径井中实施。在水平井中采用水泥固井时,自由水成分较直井降低得更多,这就是因为水平井中由于密度关系,自由水在油井顶部即分离,密度较高的水泥就沉在底部,其结果水泥固井的质量不好。为避免这种现象发生,应做一些相应的试验。 注:1、超短曲率水平井:半径1～2ft,造斜角(45°～60°)/ft; 2、短曲率水平井:半径20～40ft,造斜角(2°～5°)/ft; 3、中曲率水平井:半径300～800ft,造斜角(6°～20°)/(100ft); 4、长曲率水平井:半径1000～3000ft,造斜角(2°～6°)/(100ft)。 二、完井方式选择 在选择完井方式时,必须重点考虑以下几个方面的问题: 1、岩石地层 若考虑裸眼完井,重要的就是保证岩石就是致密的,同时钻井过程就是稳定的。经验报告与文献指出,若水平井方向就是沿着水平最小应力钻井,则井筒显示极好的稳定性。 2、钻井方法 短曲率半径仅用裸眼或可能用割缝衬管完井。对于中、长曲率半径水平井,既可用裸眼,又可用裸眼下割缝衬管或水泥固井射孔完井。 3、钻井液 由于水平井钻井的特殊性,钻井液所造成的地层伤害较直井更大,特别就是低渗透层与负压地层。为了减少这种伤害,除了应考虑泥浆的密度与性能外,还应考虑水泥固井射孔完井这种情况,以便通过压裂酸化解除这种伤害。 4、增产措施 若考虑酸化压裂,对水泥固井射孔完井来说,易于控制,可利用桥塞分段酸化;对裸眼井或割缝衬管完井则比较困难,因为沿井段滤失量太大,必要时应利用连续油管减少均匀布酸的困难,利用化学转换剂实现分段酸化(化学转换剂过一段时间后可自行解堵)。 5、生产机理 对凝析气层或气水同产层,完井时应尽量避免水平段的轨迹上下浮动,以免凝析液或水积累在井筒的低部位,难以排出或将天然气气锁在弓形高部位。 6、井下作业及修井 应根据油气层的具体情况,分析今后的气液分布动态,预见今后的井下作业及修井,以确定采用哪种完井方式。 7、水平井报废的技术经济要求 作为完井设计人,必须预先知道水平井报废的具体技术要求与有关特殊规定,以便作出评估。 8、投资风险 使用水泥固井不仅增加了完井费用,延长了作业时间,还必须射孔完井。尽管完井费用的增加似乎还很难判断就是否合算,但如果考虑在过早的水淹与井壁产生坍塌的井中侧钻新的井眼这一问题,则注水泥固井这一做法还就是意义深远的。 与直井相比,水平井必须有一个更加完善的完井计划。完井计划的制订主要受三个因素的制约。 1、对地层的认识 1)均质地层 这类地层常见于重油砂岩。在正常情况下,它们不需要分段隔离,其完井设计相对简单而容易,水平段大多采取全井裸眼完成,依靠连续油管作业或射孔技术来解除井筒附近的伤
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置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，
谈海洋石油钻井完井机械及工具的国产化发展 发表时间：2019-08-27T11:57:53.163Z 来源：《工程管理前沿》2019年第12期作者：于冲 [导读] 通过对海洋石油开采特点及所需设备要求的简单阐述，在此基础上，还将对该主题的发展现状和发展建议进行详细研究和讨论。中海油田服务股份有限公司油田生产事业部完井中心天津 300459 摘要：本文首先阐述了海洋石油开发的特点及具体要求，接着分析了海上石油钻完井机械和工具的国内发展现状，最后对海上石油钻完井机械和工具国产化发展的建议进行了探讨。海上油气田平台石油钻井工具的使用已成为石油勘探不可或缺的一部分。本文对海上平台石油钻井工具的国产化发展进行研究，通过对海洋石油开采特点及所需设备要求的简单阐述，在此基础上，还将对该主题的发展现状和发展建议进行详细研究和讨论。 关键词：海上油气田平台；钻井完井机械；国产化 引言： 目前，陆地石油资源已不容乐观濒临枯竭，在这种资源趋于消失的状态下，海洋油气资源的开发已经开始备受瞩目。现在很长一段时间内，人们进一步加强了近海石油和天然气的研究和开发，毋庸置疑的是海上石油的研究和开发将在不久的将来即会成为全球的绝对竞争目标。对于海洋石油的研究和开发来讲，先进的设备是显著提升海洋石油开采能力的重要组成部分，先进设备的使用对于改善海上油气田平台石油的开发水平，起到了举足轻重的作用。 1 海洋石油开发的特点及具体要求 当所需开采海域经历了两个时期，自我探索时期、对外合作和自我探索时期，让我们认识到以海上油气田平台石油勘探开发极为特殊，各级别操作均要求高标准、存在高风险。加之，离岸作业比陆上作业昂贵得多，仅钻井的成本即为陆地的几十倍之多。随着海水加深和海域状况频发，成本还将不断升高，可以说投资风险和技术风险并行。换言之，投资风险，成本高势必不会带来可观的商业价值；技术风险，刨除需要应对不可预见的井下风险等状况，还包括海况，气象等，从而影响勘探和开发生产作业和安全。总之，在海上工作，安全、环保等问题以及科学技术的应用所带来的回报则是重中之重。鉴于海上石油勘探的特殊性，更加对海上作业使用的设备和技术高标准严要求。具体要求如下：海上石油开采使用的设备必须要符合法规、政府法律的要求；技术领先，在海洋石油开采过程中必须采用先进技术解决过程中遭遇的一系列难题；设备技术含量高，采油者综合技术过关，素质过硬；保护海洋环境，操作过程必须符合环境保护的全部有关规定；机械设备和工具的耐久性和安全性必须能应对严峻的气象条件和海况。 2 海上石油钻完井机械和工具的国内发展现状 2.1 设备专业水准 目前我国海上石油钻井完井机械发展的大潮中，人工岛钻机，自升式钻井平台等大型装备为我国的主要研究方向。就海上石油的开采来说，浅海域采用人工吹砂开垦，岛屿采用人工修建，油井采用从式井方式。目前，中国已在人工岛钻机的研发工作深化方向，取得了骄人的战绩。中国自动的平台水深已经能够完成系统中所使用的设备制造和系统设计补偿。而在技术方面，也在搭建更深层次的发展舞台，通过与国外技术公司的合作，已经拥有了满足水深更深的自升式钻井平台设计，对我国近海石油开采具有里程碑式的意义。 2.2 设备国产化体系 就目前情况而言，我国尚未形成比较完善的海上石油勘探设备国内开发体系，导致石油勘探设备研发速度缓慢，这极大地阻碍了我国海上石油钻井业的发展。因此，长期以来，中国的海上石油勘探产业一直处于国际水平，综合国力也迟迟没有停止。总之，应该有计划地进行海上石油设备的生产、研究和开发，并努力在今后的发展过程中形成大规模的、技术导向的产业链。同时，还应重视设备质量的检测，形成系统、规范的质量体系。而在设备定位系统中并没有完善的重点进行升级。 3 海上石油钻完井机械和工具国产化发展的建议 3.1 市场前景 石油勘探开发正在不断增加，与此同时陆地石油资源将消失殆尽，全球不约而同的将勘探开发市场的目光投至海洋。伴随中国国民经济迅猛增长，对石油的需求日益加重，加之陆上和浅海油田产量增加几乎无潜力可言，石油和天然气的进口量逐步攀升。依赖进口，已成为影响中国经济安全化运行的症结。 3.2 提升设备专业化水准 在目前海上石油钻井完成机械设备的发展中，一些机械工具已经达到了较高的水平，但一些部分或个别的钻井功能仍然薄弱。在进行泥浆泵的研究开发中，其功率已达到较高水平，能较好地满足我国的钻井工作，但如果功率较大，其他机械设施将得到更好的协调，从而提高了海上石油勘探的效率。必须指出，海上钻井泥浆泵设备的专业升级势在必行。在钻井用绞车设备方面，功率大大提高，但提升补偿功能水平仍不理想。应积极发展提升补偿功能绞车，提高海上石油钻井工具的性能。在自升式钻井平台研究中，发现自升式补偿装置的研究开发水平尚未达到国际平均水平，还应提高自升式补偿装置的专业水平。 3.3 完善设备国产化体系 在海洋石油设备研究中，要注意建立国产化制度，确定石油勘探设备的发展方向，培养比较高端的海洋石油设备研究生产企业和人才，并利用企业和人才的提升。推动具有新活力的石油设备开发，增强我国海洋石油勘探设备研究开发实力，积极拓展我国海洋石油勘探领域。借鉴国内外石油机械研发经验，促进国内石油机械的发展。中国还逐步开始实施石油设备生产质量国际质量检测计划，采用相应的API认证证书和ISO9000系列认证证书，严格要求石油设备的质量，进一步提高国内机械质量。促进我国采油机械设备质量检验管理体系的形成，提高我国近海石油勘探领域的综合水平。在完善国内海上石油勘探设备体系的过程中，我们还应积极引进和借鉴世界上设备生产和设备研发技术的先进经验，并利用计算机技术指导我国海上石油设备向自动化和遥控操作方向发展。促进石油设备在中国的使用，提高技术性能的使用。 3.4 技术的发展起带动作用 海上石油勘探设备垄断的一个重要原因是对设备的生产技术不加以把控。不久的将来，中国石油钻采设备企业必将在中国深海钻探关键设备的设计和制造方面取得飞速进展，打破深海钻探关键设备国家垄断西部科技发展的局面，不再依赖西部高端船舶设备深海钻探，加大力度提升中国海上石油勘探设备的设计和研发水平，使海上石油钻完井机械制造企业更具国际竞争力。
水平井施工技术难点 1.直井段易斜。延长及延安组地层倾角大，井斜不易控制。 2.；直罗、延长、延安组、石盒子地层中有大量泥岩，极易 产生坍塌掉块，水平段工艺复杂，钻进周期长，泥浆浸泡时间长地层易坍塌，纸坊组地层易发生井泾扩大，造浆性强，刘家沟组易发生井漏，和尚沟组，石盒子组井段泥岩坚硬细砂岩，粉砂岩研磨性强，蹩跳现像严重，易发生断钻具事故。 3.钻井液性能的控制，下部泥岩多易坍塌。造斜段使用工具 外径大易卡。水平段为6”井眼，且水平段长超过800米，对钻井液的润滑、抑制、稳定、高温性能提出更高要求、4.造斜段及水平段钻具组合，如何达到即能满足井身轨迹要 求，又要保证井下安全。尤其是水平井段小井眼，如何解决传递钻压，减少扭距。减少摩阻，有效防预钻具事故发生，水平井眼一旦发生事故将无法处理。 5.三次完井时间长,中完测井,水平段测井都需要钻具传送,要 保证井眼的畅通，清洁以及井壁稳定，中完下套管，水平段下完压裂管柱具有一定的难度和风险。 一水平井施工措施 1材料准备，岗位人员落实到位，钻具，仪器，设备。
2，一次开钻必须保直，坚持定点测斜，并做好防碰图，防碰邻井套管，必要时采用绕障施工。钻井过程中加大排量，保证井眼净化，泥浆性能要求具有一定的悬浮能力。确保表层套管顺利到底，同时保证固井质量。 3.二开根据地层岩性和邻井施工情况优选PDC钻头，钟摆钻具结构吊打保直到造斜井段，高转速，高钻压，大徘量。4，按设计标准安装井控装置，并按标准试压，严格落实九项管理制度。 5，定向时必须控制造斜率，严格执行设计，确保定向段井眼轨迹平滑，如果单弯螺杆造斜率大，可采用滑动钻井与旋转钻井相结合的方法控制曲率。 6，采用无线随钻MWD跟踪，始终保持井斜，方位和设计同步，严格控制井眼曲率。不允许有较大拐点出现，降低摩阻与扭矩。 7，根据井下情况定期短起下和倒换钻具,定期对钻具进行探伤检查。 二加强技术管理 1，直井严格执行吊打保直措施，一开表层必须有测斜数据xx点,做好下部防碰套管的依据. 2，控制好井眼轨迹，测点要密，数据要准，防碰井段要加密测点。
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
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。
水平井完井方式及其选择
水平井完井方式及其选择 水平井完井方式可采用裸眼完井、割缝衬管、割缝衬管加管外封隔器、下套管注水泥射孔 （1）裸眼 （2）割缝衬管完井 （3）衬管管外分段封隔完井 （4）水泥固井射孔完井 的实际经验。完井方式对于水平井今后能否进行正常生产或者进行多种作业是非常重要的。某种钻井方式只能适应于某种完井方式。 一、完井方式 1、裸眼完井 裸眼完井费用不高，但局限于致密岩石地层，此外，裸眼井难以进行增产措施，以及沿井
段难以控制注入量和产量，早期水平井完井用裸眼完成，但现在已趋步放弃此方法。当今只有在具有天然裂缝的碳酸盐岩油气藏和油气井的泄油半径很小时才使用裸眼完井的方法。 2、割缝衬管完井 该方法是在水平段下入割缝衬管，主要目的是防止井眼坍塌。此外，衬管提供一个通道，在水平井中下入各种工具诸如连续油管。有三种类型的衬管可采用： 1)穿孔衬管。衬管已预先预制好。 2)割缝衬管。衬管已预先铣好各种宽 度、深度、长度的缝。 3)砾石预充填衬管。割缝衬管要选择 孔或缝的尺寸，可以起到有限的防砂作用。 在不胶结地层，则采用绕丝割缝筛能有效 地防砂，另外在水平井采用砾石充填，也 能有效防砂。 割缝衬管完井的主要缺点是难以进行有效的增产措施，因为衬管与井眼之环形空间是裸眼，彼此连通，同样，也不能进行进行分采。 3、割缝衬管加管外封隔器 该方法是将割缝衬管与管外封隔器一起下
入水平段，将水平段分隔成若干段，可达到沿井段进行增产措施和生产控制的目的。由于水平井并非绝对水平，一口井一般都有多个弯曲处，这样，有时难以下入衬管带几个封隔器 4、下套管注水泥射孔 该方法只能在中、长曲率半径井中实施。在水平井中采用水泥固井时，自由水成分较直井降低得更多，这是因为水平井中由于密度关系，自由水在油井顶部即分离，密度较高的水泥就沉在底部，其结果水泥固井的质量不好。为避免这种现象发生，应做一些相应的试验。 注：1、超短曲率水平井：半径1～2ft，造斜角（45°～60°）/ft； 2、短曲率水平井：半径20～40ft，造斜角（2°～5°）/ft； 3、中曲率水平井：半径300～800ft，造斜角（6°～20°）/（100ft）； 4、长曲率水平井：半径1000～3000ft，造斜角（2°～6°）/（100ft）。 二、完井方式选择 在选择完井方式时，必须重点考虑以下几个方面的问题： 1、岩石地层 若考虑裸眼完井，重要的是保证岩石是致密的，同时钻井过程是稳定的。经验报告和文献指出，若水平井方向是沿着水平最小应力钻井，则井筒显示极好的稳定性。 2、钻井方法
?专家介绍? 海上钻完井专家范白涛 范白涛，男，高级工程师，1998年毕业于原大庆石油 学院石油工程专业，曾任中国海洋石油渤海石油公司生产 部完井工程师、完井监督、完井总监，中海石油（中国）有限 公司天津分公司钻井部油田开发管理主管、南堡35-2油 田钻完井项目经理、阿纳达克联管会钻井代表、天津分公 司钻完井部设计经理、主任工程师、天津分公司钻完井专 家，现任中海石油（中国）有限公司天津分公司工程技术部 经理、中国海洋石油总公司标准化委员会钻完井专业标准 化技术委员会委员、海上油田高效开发国家重点实验室油 田钻完井室主任，2016年被聘为中国海洋石油总公司钻 完井专家。近年来先后荣获“海上大庆油田”立功个人二 等功、十佳青年技术能手、第二十四届“孙越崎青年科技 奖”等荣誉称号，获得省部级科技进步奖1项、局级科技进步奖30余项，合作出版专著4 部，发表科技论文45篇，起草总公司企业标准3部，获国家专利30项，其中发明专利5项。 长期从事渤海油田钻完井工程技术研究和管理工作。“十一五”以来，参与了渤海近 30个油田1700余口井的优快钻完井科研、设计和作业实践，承担国家科技重大专项“渤海 油田高效钻完井及配套技术示范”、总公司重大专项“海上稠油热采钻完井关键技术研究”、总公司及有限公司综合科研项目以及分公司生产科研项目等多项科研课题。在他的带领 下，经过团队的努力，攻克了钻完井技术领域多个重大难题，在复杂压力系统油藏钻完井全 过程储层保护、多枝导流复杂结构井钻完井、海上密集丛式井网加密钻采防碰、大负压返涌 射孔工艺、-趟管柱多层防砂完井工艺和非常规稠油热采钻完井等方面形成了具有渤海特 色的钻完井核心技术体系。随着油田勘探开发生产的推进，面对低油价形势，坚持问题导 向，他正带领技术团队不懈努力、大胆创新，在中深层钻完井、在生产油田稳产挖潜、“低、边、稠”油田开发和钻完井废弃物处置等方面持续研究攻关，将为渤海油田的高效开发和可 持续发展提供技术保障。
钻完井分册 1 目的 规范钻完井设计的编制和审查。 2 适用范围 适用于分公司负责的探井、开发井、调整井的钻井、完井设计健康安全环保管理。 3职责 3.1分公司主管领导负责设计的批准。 3.2 钻井部 a) 负责钻完井基本设计和钻完井工程施工设计技术方案的确定和编制； b) 负责钻完井基本设计和钻完井工程施工设计的初审，审核和申报； c) 负责分析钻完井风险，制定相应的控制措施及现场应急预案，钻完井工程 施工设计中应包含重大风险的控制措施；特殊井，如高温高压井、高压气 井、压力控制钻井、修井机钻调整井、大型酸化或压裂等钻井部负责编制 专门的风险分析报告，并组织相关人员讨论； d) 负责钻完井基本设计和钻完井工程施工设计的变更； e) 钻井部项目组负责钻完井液、定向井、固井等专项设计方案的审查和批准。 3.3 勘探开发研究院 a) 负责井位设计和编制井位意见书； b) 负责井位变更设计。 3.4 勘探部 负责汇总探井项目的地质设计书、井位意见书，并及时提交钻井部。设计中应包含：井深、水深、地层剖面图、地层温度、压力预测、有毒有害气体、取资料要求、风险提示等。 3.5 开发部 负责汇总开发项目的地质设计书、井位意见书和射孔方案，并及时提交钻井部。 3.6 生产部 a) 负责汇总调整项目的地质设计书、井位意见书和射孔方案，并及时提交钻
井部； b) 负责提供修井机的技术性能数据，以及相关证书、证件和资料； c) 负责提供海底管线、电缆等完工路由图。 4 工作内容 4.1 资料收集 钻井资料的收集要求见《海洋钻井手册》第一章“钻井设计”第二节“编制程序”的相关要求，完井资料收集参照《海上油气田完井手册》第一章第一节“海上油气田完井设计准备及资料收集”的内容。 4.2 风险分析 4.2.1 由钻井部组织，结合收集到的资料，分析本项目或本井风险。可能存在的风险包括但不限于： a) 是否存在插桩穿刺、桩腿滑移； b) 是否含有浅层气； c) 油气层是否含有硫化氢等有毒有害气体； d) 钻遇地层是否存在溶洞或裂缝、大断层； e) 卡钻； f) 井眼碰撞； g) 平台结构强度和稳定性是否满足要求； h) 环境污染等； i) 邻井是否有历史落源。 4.2.2 对潜在的重大风险应在设计方案中做出书面阐述并制定相应的控制措施。 4.3 设计编制与审批 4.3.1 按照《海洋钻井手册》第一章“钻井设计”第一节“设计要求”，以及天津分公司管理体系 DM03 《钻完井工程基本设计和施工设计管理》规定编写钻完井设计，应包括健康安全环保内容：如质量、健康、安全、环保措施，现场应急预案，联合作业安全管理程序，风险分析等。 4.3.2 编制钻完井设计时应考虑为满足法规要求的安全环保项目及相应措施所产生的费用。 4.3.3 设计的审核和批准按照天津分公司管理体系 DM03 《钻完井工程基本设计
水平井完井方式 完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程。目前，常用的水平井完井方式有裸眼完井、射孔完井、割缝衬管完井，带套管外封隔器（ECP）的割缝衬管完井、带套管外封隔器（ECP）的滑套开关完井、预充填砾石筛管完井、阶梯水平井完井、多分支水平井完井等。 1、裸眼完井 适用于碳酸盐岩及其它不坍塌硬地层，特别是一些垂直裂缝地层，如美国奥斯汀白垩系地层。该完井方式工艺简单，钻水平井费用相对较低，但容易引起气、水窜流，修井测井困难，无法进行油层改造，目前使用较少。 2、割缝衬管完井 完井工序是将割缝衬管悬挂在技术套管上，依靠悬挂封隔器封隔管外个环形空间。割缝衬管要加扶正器，以保证衬管在水平井眼中居中，适用于有气顶、无底水、疏松砂岩地层。国外油田采用该种完井方式完井时，都在衬管下井前用油溶树脂或石蜡将割缝涂死，生产时靠地温自动化开，免除割缝被钻井液堵死。塔中四油田402高点CIII油组主力部位5口水平井，其中4口都用割缝衬管完井，初产都在千吨以上，临界产量也都在700t/d以上。 图1 割缝衬管完井示意图
3、带管外封隔器（ECP）割缝衬管完井 用割缝或钻孔尾管带多级管外封隔器下入水平井段后，从末端开始逐级将管外封隔器用水泥挤膨胀后固定，可分段进行小型作业措施。 这种完井方式是依靠管外封隔器实施分段的分隔，下一根盲管，以便实现管内封隔。可以分段进行作业和生产控制，这对于注水开发的油田尤为重要。管外封隔器的完井方法可以分为三种形式：套管外封隔器间连接割缝衬管、套管外封隔器间连接可开关的滑套和套管外封隔器间进行射孔完成。管外封隔器逐级通过定位槽定位，用油管或连续油管待双封隔器对准管外封隔器的定压单流阀将水泥浆挤入皮囊内凝固封隔器后分段隔开。 图2 套管外封隔器及割缝衬管完井示意图 这种完井方法适用于各类油层，目前用的较广，可进行分段压裂改造、可酸化解除油层污染、便于测井和修井，尤其对多条垂直裂缝油藏用多级管外封隔器完井，将十分理想。新疆油田分公司，在一口水平井下6只管外封隔器，其中5只检封密封良好。 4、带ECP管外封隔器的滑套开关完井 这种完井方式与前种基本相同，只是将割缝衬管换成多级滑套，用连续油管逐级开关，其关键技术是内径保持一致的滑套开关工具。某油田三叠系长6到长8低渗透层打水平井未取得预期效果，分段压裂一直是困扰低渗透油藏水平井开发的关键技术，曾用液体胶塞加填砂的方法分段压裂，但封隔的有效性难以保证，并可能对油层造成伤害。如果采用滑套完井方式实现低渗透油层分段压裂，可有
海洋石油钻完井工程关键技术研究的历程 发表时间：2019-07-31T14:00:20.213Z 来源：《建筑模拟》2019年第24期作者：杨丰硕[导读] 随着钻井技术的进步，石油钻井工程的新技术不断涌现，为石油钻井施工带来了效益。应用新的完井技术，可以提高完井质量，保证油水井的使用寿命，更好地完成油田生产任务，促进油田生产企业创造更高的价值。 杨丰硕 中海油田服务股份有限公司油田生产事业部完井中心天津市 300459摘要：随着钻井技术的进步，石油钻井工程的新技术不断涌现，为石油钻井施工带来了效益。应用新的完井技术，可以提高完井质量，保证油水井的使用寿命，更好地完成油田生产任务，促进油田生产企业创造更高的价值。 关键词：海洋石油；钻完井工程；关键技术 前言 经济的快速发展侧面推动了对石油开采的需要，早期我国长期以购置外国石油或开采本国陆地石油为主，但现阶段国家越来越重视石油拥有权的重要性，更多的依赖偏向于石油的自我开采，这样不仅能够满足我国内部经济发展需要，而且可以在一定程度上提升我国在国际上的石油地位。国内陆地石油的勘探趋于稳定，所以国家在石油开采方面转向海洋区域，海洋石油开采比例也是逐年增加，深水领域的拓展开采活动次数也是随之增加。深海领域的特殊环境对钻井液和完井液的应用提出了更高的技术要求。我国也通过这几年不断的技术研究，最终创立了拥有自我知识产权的天然气水合物开发的钻井完井液配套技术和海洋深水油气钻探，使得我国在对钻井液和完井液的应用上，攻克了海洋深水区域的特殊环境要求，良好的特性（优良的低温流动性、较强的防塌陷性能、保护油气层效果好等），使得我国可以在深水领域进行大量石油勘探活动。 1海上油田钻完井项目特点 1.1 海上油田钻完井是高风险、高技术、高投入的项目 1.1.1 高风险 海洋环境的恶劣与不确定性决定了海上工程施工的高风险；科技不断进步，但投资者仍无法做到对地下油藏完全掌控，决定了投资的高风险；钻井作业中瞬息万变的地下井况，同样促进了钻完井作业的高风险。 1.1.2 高技术 进入21世纪，海上钻完井作业机具越来越“高科技”，中国油气开发企业相继投资建造了如中国首艘第六代深水半潜式钻井平台“海洋石油981”、成功做到可燃冰安全可持续开采的“蓝鲸一号”，打破国外技术垄断，成功研发的海上钻井“旋转导向钻井、随钻测井”技术。一系列海上作业船舶、机具等。 1.1.3高投入 海上油气田开发项目作业机具，浅水钻完井船作业日费为数十万元，深水及超深水钻完井船日费则高达数百万元。水深较浅、作业难度较低的渤海地区每口井的平均建井费用约为2000万元，而南海复杂地质的油田则高达数亿元，这体现了海上油气田开发项目的高投入特性。 1.2 海上油气田作业形式特点 海上油气田作业形式特点体现在：其一，应用了海洋油气田批钻技术；其二，海上作业承包商的高准入门槛，使得各家承包商作业质量稳定，作业水平较高；其三，分工明确，海上监督与作业者各司其职，各作业者之间分工明确，互不干扰；其四，作业合同全部为费率合同，按实际工作量结算费用。 2海洋石油深水完井技术措施 当海洋深水钻井施工结束后，经过固井施工，达到设计的固井施工的质量，需要进行油井与油层的沟通，选择和应用理想的完井技术措施，提高完井的效率，为后续油气井的正常生产提供依据。深水完井技术的难点问题是水泥石的凝固问题，固井施工的质量不能达到设计的标准，或者由于水泥浆凝固的时间过长，导致完井施工滞后的情况时有发生。优选佳的深水固井水泥浆体系，使其适应井筒内的低温环境，并避免浅层气和浅层流，对水泥浆固井施工带来不利的影响。选择侯凝时间短、低失水性、粒径均匀的水泥浆体系，使其满足深水固井施工的需要。如膨润土低密度水泥浆体系的应用，非渗透水泥浆体系的研究和应用，都能够达到深水区域井筒固井施工的质量标准。采用塞流的注水泥顶替技术措施，将注水泥固井后残余的水泥浆顶替出井，避免堵塞储层的孔隙，而影响到后续井筒的生产运行。应用佳的固井设备和工艺技术措施，满足海洋深水固井施工的技术要求。不断完善自动化的固井设备，逐步实现智能化管理的水平，实施小型化的固井设备，使其满足海洋平台使用的状况。结合撬装固井设备的应用，形成可移动的固井施工设备的组合形式，建立完善的固井系统，使其满足深水固井施工程序的需要。保证固井的材料液体化，减少海洋生产平台上设备数量，保持固井施工的高效率，降低固井施工的资金投入，才能大限度地提高深水井筒固井施工的质量。深水区域的井筒的完井方式的选择，可以采取射孔完井的技术措施，保证井筒和油层的沟通，设计佳的射孔操作程序，结合钻井平台的环境条件，选择射孔枪和射孔方式，利用电缆射孔或者油管射孔的方式，将油井和油层沟通起来，为油气流顺利入井建立通道，并应用海洋平台上的油气集输设备，收集采出的油气，为海洋深水驱油的开采提供技术的支持。 3技术研究要解决的关键技术问题 3.1钻井液低温条件下的流动性问题 海水的温度随着海水深度的不断增加而递减，在深海领域海水的温度处于极低状态，这对于深水领域进行钻井工作十分不利，钻井液的粘度和切力大幅度上升使得深海领悟钻进活动无法开展。 3.2海底底层井壁稳定性问题 深海领域的特殊环境条件，使得井壁稳定性受到不利影响，而且钻井液的性能恶化。深海领域同潜水区的环境条件不同，无论是物体的沉积速度，还是压实方式，都明显存在着差异。深海领域距离海岸较远，所以大部分海水携带的沉积物仅仅滞留在浅层水域，深海水域的压强和水量使得钻井井壁出现一系列相关问题。
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）