提高水平井鉆井提速技術措施

張繼宏

（新疆克拉瑪依鉆井公司南緣項目部，新疆克拉瑪依 834009）

水平井鉆井技術在我國已經發展了十幾年，如今技術已經日趨成熟，特別是近3年，水平井鉆井技術已經達到全球鉆井技術的領先水平。由于近年來全球油氣能源總量消耗嚴重，能源供求不足，全球對于資源的開發利用以及相關開采技術都十分重視。目前，水平井鉆井技術已經廣泛被應用各個地區、各種規模石油資源開采工程中，并且隨著水平#鉆#技術的不斷提高，為石油開發提供了堅實的技術支持，促進了油氣高效、清潔開發。

1 水平井鉆井提速的重要意義

1.1 水平井鉆井提速技術的概述

水平井是一種特殊類型的定向井，水平井鉆井技術是利用特殊的井底動力工具與隨鉆測量儀，鉆成90°左右的斜井角，且保持相同角度鉆進一定長度井段的定向鉆井技術，而水平井鉆井提速技術是在水平井鉆井技術的基礎上發展來的。水平井鉆井技術可以有效增加泄油面積以及單井石油產量，同時石油開采中有效減少直井鉆井，避免油田儲層受到破壞，極大提高了經濟效益。

1.2 水平井鉆井提速作用

在石油資源開采過程中往往地形、地質都比較復雜，傳統的鉆井技術經常會出現漫井現象，給石油開采工作造成不利的影響。水平井鉆井提速技術的應用可以更好地應對各種復雜情況地質，能夠掌控油氣井流體特征，減少井控難度，促進石油資源的開采。另外，通過水平井鉆井提速技術的應用，可以選擇更合適鉆具，鉆井參數更加科學合理化，從而進一步地掌握開采區儲層具體特征，精準鉆探位置。

總之，水平井鉆井提速技術可以通過科學合理的判斷，分析出鉆井每個環節中各個成本損耗的成因，有效降低成本的同時降低了施工過程中的安全隱患，在很大程度上提高了鉆井速度與質量，提升了環境效益，為以后水平井鉆井技術奠定了良好的基礎。

2 工程概況

2.1 項目介紹

本工程主定向鉆穿越長度為2120m，穿越管道為Φ406.4×12.7mm X60Q 無縫鋼管，設計壓力10MPa。相對入土點最大埋深55m，穿越水平段設計管底高程為-28.0m，穿越層位為中風化泥質、砂質板巖。

2.2 工程特點

（1）巖石硬度大，裂隙發育，地層復雜。根據結果顯示，穿越巖石平均硬度達到60MPa，且石英含量高，巖體的可鉆性等級Ⅵ～Ⅶ級，巖層研磨性很強，對鉆頭磨損嚴重。

（2）本工程穿越距離長，穿越實際長度2120m，是國內水平定向鉆穿越巖石層距離較長的工程，穿越巖石層距離達1900m。

（3）施工工期受汛期影響，必須在一個非汛期內（10月至來年5月）完成，對施工工藝、施工效率提出較高要求。

（4）由于地層裂隙、破碎發育，鉆屑顆粒大、數量多，為保證泥漿盡可能多的攜帶孔內鉆屑，防止形成鉆屑床，進而造成鉆具卡鉆等井下事故，對泥漿性能要求較高。

3 水平井鉆井提速技術應用

3.1 井眼軌道優化設計技術

在水平井鉆井中對井眼軌道優化設計是十分重要的。首先根據地質實際情況，結合鉆井投入設計合理的靶前距、造斜點和造斜率等參數；其次，地質設計也要根據實際情況科學合理設計，在井眼軌道設計中要分析鉆井液體系、摩阻大小、鉆具重量等多種因素；最后，結合相鄰的井眼情況，對設計參數進行優化。

3.2 采用助推套管，使推力和扭矩有效傳遞

水平定向鉆井導向孔施工中，因鉆桿的韌性，鉆機推力在大于20t后就容易發生彎曲，特別是在長度超過1200m后，鉆機的推力難以傳遞至鉆頭，造成進尺緩慢。為保證導向孔以及正向（推）擴孔推力和扭矩的有效傳遞至最前端的鉆頭或擴孔器處，需在兩側軟地層，夯入Φ508×10mm的套管，隔離鉆桿與軟地層，減少鉆桿因地層承載力不夠導致鉆桿彎曲，減少推力損耗，使推力傳遞順暢；另外，控制鉆桿的彎曲量在最小范圍內，減少鉆桿彎曲，防止鉆桿折斷。

3.3 摸索調整泥漿配方，提高泥漿長距離攜帶能力

由于超長距離巖石穿越，單邊泥漿攜帶能力超過1500m，2m3/min的泥漿排量，所以采用大牙輪、大鉆頭，而切削下的巖屑顆粒就更大，結合地勘情況，可能最大有10cm的巖屑顆粒。因此，在現有成熟泥漿性能上，并聯泥漿泵，加大泥漿排量，提高泥漿性能，比如流動性、結構、動塑比等，盡可能多地攜帶巖屑。

另外巖屑的攜帶，可以通過工藝流程，退擴孔器、推鉆桿過程中或是增加清孔特別方案等，即只要往洞中注漿的機會，就可以考慮通過泥漿攜帶巖屑。

根據地層的變化，適當調整泥漿的性能，全鉆進過程中，泥漿的攜帶性能都較好，未出現鉆屑堆積、卡鉆以及扭矩異常大的現象。

4 水平井鉆井提速技術有效措施

4.1 綜合分析地質環境

具體分析水平井地質環境，在水平井鉆井施工之前必須要根據當地的地質環境進行合理的分析，以提升水平井鉆井速度。比如，加強鉆井區土地地質系數分析，詳細描述出地應力和巖石的硬度以及分布情況；加強水平井井壁穩定性分析，確保水平井井壁穩定性，保證鉆井施工順利開展。

4.2 優化井身結構

在實際施工當中，水平井井身結構對鉆井周期有很大的影響，水平井每多下一層套管，工期就會相應延長。所以，在水平井鉆井施工中合理優化井身結構可以有效提高鉆井速度。

4.3 加強新科術應用，優化鉆頭選型技術

在水平井鉆井施工中，只有不斷吸收并應用新技術，不斷總結經驗才能有效提高水平井鉆井速度。同時，還需要對鉆井參數以及鉆具型號、功能等進行合理配置，比如，在對中硬底層鉆井施工中可以用牙輪鉆頭；在軟地層油田中，可以用刮刀鉆頭進行操作，從而提升水平井鉆井速度。

4.4 做好各項管理工作

在油氣開采施工過程當中必須加強各項工作的管理力度，強化各個部門的協作能力。首先，加強人力資源配置，按照定員編制要求合理分配工作人員，并全面核實各個部門、各種設備配置情況；其次，加強各個部門監查力度，對于施工中出現的各種問題，高效的處理好，確保量化工作的順利開展；最后，做好各種機械設備的維修養護工作，最大程度減少施工中因設備出現故障對施工帶來的不利影響。

4.5 做好環境保護工作

在施工過程中要加強環境保護工作，加大員工安全環保知識培訓力度，著重強調鉆井施工中安全環保意識，切實在施工中所有工作人員人身安全和當地環境得到保護。施工之前所有施工人員必須經過安全教育培訓，合格以后方可上崗，施工現場安排專人統一指揮機械設備操作，并對機械設備定期檢查，發現隱患及時處理；為了保護和改善施工現場環境，防止由于施工造成的作業污染，鉆井過程中廢水、廢油以及生活污水按有關要求進行處理，不得直接排施。廢油、廢水采取隔油池等有效措施加以處理后循環再利用，以免污染周圍環境。

5 結束語

總之，水平井鉆井提速技術在具體石油開采中有十分重要的作用，通過水平井鉆井提速技術可以有效提高石油資源開采效率，節約施工成本，更好地保護生態環境，促進我國石油行業的穩定可持續發展。今后，隨著科技的不斷進步與發展，鉆進提速技術會更加完善，水平井鉆井提速技術應用范圍會更加廣泛。