水平井鉆井技術在石油勘探開發中的應用與發展

潘麗輝

【摘? 要】在目前的石油勘探開發當中，水平鉆井技術使用較為廣泛，具有一定的技術優勢。但是通過本文的研究發現，在實際當中水平鉆井技術也存在著一些不足和技術問題。本文根據這些問題提出了一些改進措施和建議。

【關鍵詞】水平井;鉆井技術;石油勘探

引言

隨著能源危機席卷全球，人們對石油勘探技術提出來了越來越高的要求。在這一背景之下水平井鉆井技術憑借其操作簡單工作量小，產油量高的優點被廣泛的運用在多層陡峭產油層、薄油層、垂直裂縫油藏以及低滲透油藏中。但是水平鉆井技術實際的油田勘察開發工程當中，也存在眾多的技術限制和缺陷需要進一步的研究和開發。

1.水平井鉆井技術概述

在目前的水平井當中，主要使用的技術方法有套管針鉆井技術、欠平衡鉆進技術、分支井鉆井技術三種。其技術特征和優缺點詳細如下[1]：

1.1水平井鉆井技術

對于水平井鉆井技術而言，套管鉆井技術是使用范圍最廣技術最成熟的技術方法。套管鉆井技術原理簡單，操作方便對防止鉆井出現卡鉆和井噴等事故具有非常好的效果。同時，套管鉆井技術的利用還可以大大的降低石油勘探鉆井的費用以及的井下事故的處理時間。其次，欠平衡鉆井技術也是目前較為常用的水平鉆井技術，該技術具有較好的鉆井率，可以顯著的提升油氣的產量。但是，對于欠平衡鉆井技術而言只能在特定的環境條件下使用，理論上而言這種鉆井技術不能夠用于地層孔隙壓力不清、地層壓力較高、風險大、井壁不穩定以及產量較大的作業環境下。

最后，分支井鉆井技術主要是被應用于低產難采儲量油藏的勘探開采作業當中。分支井鉆井技術也可以大致的分為多分支、叉井眼、垂直經分支井眼等多種。通過分支井鉆井技術可以顯著的提高薄層及薄層產狀的產油量。

1.2水平井鉆井技術的優點

對于石油勘探開采而言，具有多種方法和技術。水平井鉆井技術是這位常見的一種開采方法之一。一般而言水平井鉆井技術在薄層、低孔低滲和稠油的油氣田當中具有擴大滲流面積，增加油氣田的整體產量的作用和技術優勢。在油氣田當中具有很多垂直型的裂縫通過水平鉆井技術可以和垂直裂縫進行垂直相交。通過和多條垂直裂縫的相交，可以大大提高產油效率提升油氣產量。對于天然氣的開采而言水瓶座臉技術可以起到緩解產氣的速度，穩定產氣壓力，是水平井鉆井技術也被經常運用于海洋油氣田的開采，具有降低人力物力成本，使用面積小，工作效率高的優點。

2.水平井鉆井技術的應用現狀及問題分析

雖然水平井鉆井技術具有諸多的優勢，但是也不能否認其具有一定的技術難度和使用環境限制。目前水平鉆井技術在我國具有廣泛的使用，但綜合而言，具有以下幾點問題和不足之處亟待改進[2]。

2.1下套管的難度較大

首先對于水平井鉆井技術而言，其一般都具有較長的水平段。因此水平井就會具有較高斜率的斜度井。因此這就給水平井套管帶來了極大的困難。因為在斜度井段套管和巖壁具有非常大的摩擦力推進力不足就會造成套管難以下降無法到達指定位置，推進力大一會造成套管破損。因此，目前水平井鉆井技術大多被采用于埋深教小的油氣田當中。深度較大的油氣田，采用此技術還需要進一步進行研究和開發。

2.2水泥漿的替代率較低

水平井鉆井技術當中需要采用水泥將進行套管，但是由于水平緊，套管的重量較大會造成水泥漿的替代效率降低。進而造成在套管和水平段之間出現較大的差異，造成層流替代的問題。

2.3固井質量容易受水泥漿性能的影響

如上文所述，水平井鉆井需要較長的水平段套管因此水平井鉆井技術對套管的泥漿具有較高的質量要求。需要通過水泥漿在斜井段和水平井段的位置高差處形成水袋，來確保水泥石和水平井壁的凝結質量符合要求。但是在實際過程當中油氣會潛入到水泥漿當中這樣會造成水泥漿結構發生破壞水泥漿膠體性能結構下降，出現凝固體積收縮，進而造成水泥石和井壁及套管壁之間出現空隙，造成水平井無法固定。

3.提升水平井鉆井技術在石油開發中的應用質量

針對目前水平井鉆井技術在石油勘探開發當中所存在的問題，本文根據目前的實踐研究結果及國內外最新研究動態，結合筆者自身的工作經驗總結出了以下幾點改進措施[3]。

3.1下套管施工

首先對于水平井鉆井技術而言，下套管施工是保證工程質量的關鍵所在。在下套管施工之前，我們需要對整個施工過程進行精確計算和模擬分析。根據計算結果，我們選擇最合適的下入設備質量。通過精確的控制來最大程度的減小摩擦力和機械損失，同時也可以避免坍塌、井下壓差卡鉆等問題。對于下套管施工過程中摩擦力大，難度高的問題我們可以通過引入頂部驅動技術來對這一問題進行解決，簡化下套管操作流程，控制套管的漂浮或下壓等狀況，確保套管施工的順利進行。

3.2井身軌跡控制

對水平井鉆井的景深進行軌跡控制和監控是保證施工質量和套管施工過程穩定進行的關鍵所在。在整個井深軌跡控制當中主要是要對直井段以及水平段與造斜段井身軌跡進行控制。水平井的垂直段的緊身軌跡控制其實相較于水平段技術難度低，操作簡單，不需要過多的關注，只需要保持緊身垂直即可。對于水平段的井深軌跡控制，我們需要利用先進的軌跡跟蹤儀器和勘察技術手段來控制鉆進的方向和速度。

3.3其他應用措施

除了上述兩個技術方法之外，當井段角度處于 40°～ 60°的范圍內時我們還需要從以下三個方面進行控制，以提高水平鉆井的施工質量保證鉆井能夠順利進行。第一，當井段角度大于45度時我們需要采用無磁承壓鉆桿來代替傳統的無磁鉆桿;第二，在進行水平段鉆井時，我們需要最大程度的降低扭矩和摩擦阻力來確保順利鉆進;第三，對于水平僅的水平段剖面設計而言，應當盡量采用長半徑和短半徑剖面。因為這樣的剖面可以很大程度的降低水平段摩擦力和施工難度提高身軌跡追蹤的效率和準確性。

結束語：對于石油勘探水平鉆井技術而言，其主要使用的技術有套管鉆井技術、欠平衡鉆井技術和分支井鉆井技術。這些技術都具有各自的使用范圍和技術優缺點。根據本文的研究分析，可以發現水平鉆井技術在石油勘探開發當中具有廣泛的使用空間和成熟的技術優勢。一般而言，水瓶座點技術在薄層低孔低滲和稠油的油氣田開采當中具有開展效率高，轉緊時間短，使用空間小，產油量高的優點極大程度的降低了油氣田開發管理使用的成本。但是在實際工作當中，水平井鉆井技術仍然存在著一些問題和不足，本文根據筆者自身的實踐工作經驗，就這些不足，一一提出了一些改進措施和方法只在通過本文的研究為具體的工程實例提供一些理論參考，提高水平井鉆井技術的效率和可靠性。

參考文獻：

[1]席大俊.水平井鉆井技術在石油勘探開發中的應用[J].中國石油和化工標準與質量，2018，v.38;No.463（05）：168-169.

[2]鄧健.水平井鉆井技術在石油勘探開發中的運用[J].化工設計通訊，2018，44（3）：211-211.

[3]時鵬程.隨鉆測井技術在我國石油勘探開發中的應用[J].測井技術，2002（06）：5-9+103.

（作者單位：中原油田文衛采油廠）