深井水平井鉆井液技術難點與工藝措施

胡建 武志曉 郭云鵬

摘要：深井水平井的操作難度較高，而且所投入的成本較大。因此在實際施工過程中鉆井液的要求非常重要，高質量的鉆井液是實現深井水平井安全的重要基礎，優良的鉆井也不僅能夠有效穩定油井井壁，而且還能夠起到潤滑作用，減少管柱之間的扭轉阻力，增強油層的保護作用。

關鍵詞：水平井;鉆井液;工藝措施

石油資源在社會經濟發展中有著非常重要的地位，并且石油資源是一種不可再生資源，所以對石油資源的開采技術要給予高度重視。我國對油氣勘探方面已經取得了非常顯著的成績，在油氣勘探中鉆井液是非常重要的環節，由于石油資源的匱乏，鉆井工作會面臨的越來越復雜的地理環境，從而引起一系列的安全事故，不僅會嚴重影響生產設備的發揮，還會影響企業的生產效益。因此在石油勘探工作中需要加強深井水平井鉆井液性能，增強其相應的工藝措施，為油田的發展提供方向。

1深井水平井的特殊性與不利因素

1.1攜帶巖屑降低

隨著深井水平井的不斷延伸，井斜角會逐漸增大，巖屑在環空中的下滑速度也會不斷增加，由于巖屑到井沿底邊的距離較短，當達到一定臨界值后，巖屑會在環空中形成沉淀，一旦巖屑形成沉淀以后就會越積越厚，攜帶驗血的能力就會有所降低，一般情況下會增加摩阻，造成下鉆困難，嚴重時可能會發生卡鉆現象，導致整個鉆井液的流變性能變得更加復雜化。

1.2井眼穩定性下降

井斜眼逐漸增加時，容易坍塌的地層很有可能暴露于裸眼井中。根據力學角度分析，隨著經斜角的增加。地層壓力的徑向分力就會變大，井眼坍塌壓力提高，增加了井壁坍塌的可能性。從化學角度分析，由于深井水平井的建設周期較長，水平段暴露于鉆井液中的面積會逐漸增大，浸泡時間較長，井眼穩定較為困難。

1.3增加了漏失的可能性

隨著水平井水平段的不斷增長，流動阻力就會越大，尤其是在巖屑沉積的狀態下，鉆井液的循環密度會增加，地層的壓力也會不斷提高，同時，地層孔隙壓力的壓耗顯著增加，因此就會導致井漏的可能性變大。另外，一般情況下水平段是在滲透性較強的儲層內進行，不允許進行封堵，以免損害油層，一旦發生漏失，處理非常麻煩。

1.4摩阻扭矩增大

從造斜段開始，鉆柱在環空中的旋轉運動會向偏心方向發生轉移，鉆柱下部井壁整體會發生下沉偏心，導致鉆柱與井壁的接觸面積增大，在進行下鉆過程中專注也有可能偏心，因此摩阻隨井斜角的增加而增大。另外，由于鉆具結構的特殊性，導致摩阻、扭矩逐漸增大，容易形成拉井壁的現象，這些問題的發生可能會導致卡鉆現象。

1.5儲層損害程度大

在利用水平井開發過程中，由于經驗會長距離橫穿整個儲層，水平井鉆井液與儲存之間的接觸時間和接觸面積會逐漸增大，導致水平井鉆井液對儲層的傷害程度增加，同時由于深井水平井井底的溫度較高，會導致各種化學反應的產生，從而增加了對儲層的損害。

1.6井下情況復雜，技術難度高

一般情況下深井水平井的目的層埋藏較深，在進行鉆井過程中所遇到的地層較多、巖性復雜、井眼軌跡不容易控制等問題。在這些問題的影響下，在處理井下事故過程中更加困難，對防噴、防漏、保護油氣層等技術的要求較高，由于深水井的建設周期較長，井底溫度較高，鉆井液在高溫作用下，會影響到處理劑的作用，導致鉆井液性能出現變化，不容易進行維護。

2深井水平井鉆井工藝技術措施

2.1井眼凈化技術

水平井攜巖洗井技術能夠有效保障安全鉆井，其影響因素較多，但是在機泵組給定的條件下，其主要的可控因素，只有鉆井液流變形和環空返速。現場施工主要包括以下幾種措施：

（1）可以提高環空反速，鉆井液的流速越高，環空凈化速度就會越高，不會形成巖屑沉積現象。

（2）針對0°到45°之間的井段，可以調整流變參數實現流體流動速度改變。

（3）45°到55°之間的井段，巖屑沉積現象處于不穩定狀態，定時開動轉盤能夠破壞巖屑沉積。

（4）通常情況下，鉆井液一般為塑性流體，并且屈服值和黏結度較高，受到井下動力鉆具排量的限制，紊流現象無法實現，因此需要提高鉆井液的屈服值，才能提高攜巖能力。

2.2防塌技術

（1）選擇適應性較高的鉆井液體系，能夠達到地層的物理性質和化學性質要求。

（2）合理配置鉆井液密度，確保壓持作用保持在核定范圍之內，維護井壁力學平衡，使鉆井液密度要高于地層壓力，不僅能夠穩定井眼，而且又能夠有效防止漏失現象的發生。

（3）針對高溫高壓的濾失量，要降低失水量，需要提高油井內泥餅的質量。

（4）在鉆解液中加入較高的抑制劑和防塌封堵劑，可以有效提高抑制涂敷能力，改善泥餅質量，從而有效增加了井壁的穩定效果。

（5）合理控制鉆井液環空返速以及流型，減少鉆井對井壁地沖蝕作用。

2.3摩阻控制技術

深井水平井在施工過程中，產生摩阻和扭矩過大的主要原因是鉆井液的潤滑性較差、鉆具與井壁之間的接觸面積大，井眼清潔度不夠以及井眼不規則，為此需要采取以下措施：

（1）選擇合理的鉆井液體系以及對潤滑性影響較小的處理劑。

（2）合理選擇潤滑劑和尼米餅質量改進劑，從而有效提高鉆井液的潤滑性能，減少摩阻系數，從而有效預防卡鉆事故的發生。

（3）應當合理控制鉆井液密度，提高固控效率，可以有效降低液柱與底層之間的壓差。

2.4防漏技術

（1）結合地層情況選擇合適的鉆井液密度。

（2）在每次下鉆之前需要調整鉆井液，降低循環摩阻，當鉆具達到目的層以后，應當減小排量循環，防止底層流失。

（3）結合地層情況，加入適量的單封劑和防漏堵漏劑，能夠有效提高地層的承壓能力。

3結束語

綜上所述，在分析深井水平井鉆井工作中，鉆井液對于儲層損害情況，以便于在實際工作中將這一損害將至最低，分析動靜失水規律，并且分析對儲層的損害程度，研究結果表明，選擇的鉆井液完井液動靜失水效果較好，對于儲層的損害程度較低，其中加入油氣層保護劑之后，對油氣層的保護效果更好，配合使用不破膠鉆井液完井液方案，提高了儲層保護效果，也解決了深井水平井鉆井液技術難點。

參考文獻

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