探析大位移水平井鉆井提速技術(shù)

摘要：隨著石油鉆井技術(shù)的不斷提高，水平井得到了大規(guī)模的應(yīng)用，水平井在油田開采工作中發(fā)揮著非常重要的作用。大位移水平井是目前所有水平井中鉆井難度最大的一種，采用大位移水平井鉆井技術(shù)能有效的提高單井產(chǎn)量，具有極高的經(jīng)濟(jì)性。而如何進(jìn)行大位移水平井鉆井提速是目前水平井鉆井技術(shù)發(fā)展面臨的最大難題。基于此，本文主要對(duì)大位移水平井鉆井提速技術(shù)的重要意義及難點(diǎn)進(jìn)行了分析， 并提出了提高大位移水平井鉆井速度的有效技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：大位移;水平井;鉆井;難點(diǎn);提速技術(shù)

水平井鉆井技術(shù)可以有效增加泄油面積以及單井產(chǎn)量，極大的提高了油田企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。近年來，隨著國內(nèi)外對(duì)水平井鉆井技術(shù)研究的不斷深入，鉆井技術(shù)有了明顯的進(jìn)步和提升，使得水平井技術(shù)體系日趨完善，應(yīng)用領(lǐng)域和范圍不斷擴(kuò)大。水平井鉆井技術(shù)解決了目前地質(zhì)地形復(fù)雜多樣化的問題，同時(shí)利用該技術(shù)在減少井控難度的同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)油氣井流體特征的有效控制，從而保障石油開發(fā)工作的順利開展。我國在大位移水平鉆井領(lǐng)域的起步較晚，鉆井技術(shù)還相對(duì)較為落后，在鉆井提速方面仍存在一定的技術(shù)“瓶頸”。如何進(jìn)行大位移水平井鉆井提速是目前鉆探企業(yè)面臨的最大難題，如果這個(gè)問題無法解決，將嚴(yán)重制約我國在該領(lǐng)域的發(fā)展，因此，開展大位移水平井鉆井提速技術(shù)研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1大位移水平井鉆井提速的重要意義

大位移水平井鉆井提速技術(shù)在我國各大油田應(yīng)用后，取得了較好的效果。具體而言，主要有以下兩方面重要意義：（1）可以有效解決復(fù)雜地層的鉆井施工問題。復(fù)雜的地質(zhì)情況會(huì)給大位移水平井鉆井工作帶來一定的困難，如地層壓力較高，再加上結(jié)構(gòu)較為疏松，在鉆井的過程中就容易出現(xiàn)井噴、井漏等問題。將鉆井提速技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)情況較為復(fù)雜的大位移水平井施工中，能夠有效把握油氣井的流體特征以及儲(chǔ)層特征，從而方便于確定鉆探靶點(diǎn)，減小井控難度。（2）可以有效提高水平井的鉆井速度及固井質(zhì)量。通過應(yīng)用大位移水平井鉆井提速技術(shù)能夠有效分析鉆井施工的各個(gè)環(huán)節(jié)，保證施工的合理性，并確保施工中的物力、財(cái)力以及人力得到有效利用，從而能夠使油田單井質(zhì)量及開采率得到較大提高，另外，應(yīng)用鉆井提速技術(shù)還能夠有效避免儲(chǔ)層遭到破壞，使固井質(zhì)量得到提高。

2大位移水平井鉆井提速技術(shù)難點(diǎn)分析

2.1巖質(zhì)較差

大位移水平井主要應(yīng)用于地形復(fù)雜的地區(qū)，尤其是湖泊和沙漠地帶，在這些區(qū)域，隨著鉆井深度的不斷增加，地下巖石的密度和硬度也會(huì)增加，巖石可鉆度將大幅降低，使得鉆井效率大幅下降。

2.2井內(nèi)溫度高

首先，在鉆井過程中，隨著鉆井深度的不斷增加，井下溫度會(huì)隨深度增加而不斷升高，面臨著高溫乃至超高溫，鉆井設(shè)備中的塑料及橡膠材料會(huì)不斷老化，使用壽命大幅下降，影響鉆井工作的正常開展。其次，鉆井液性能受外界環(huán)境影響極大，在高溫及超高溫情況下，鉆井液將會(huì)發(fā)生交聯(lián)以及降解，可能影響其穩(wěn)定性而發(fā)生失效。另外，鉆井液溫度受到外界溫度的影響可能對(duì)鉆井設(shè)備及工具的密封性產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響破巖效率。

2.3鉆頭加壓難度大

隨著鉆井深度的不斷加深，鉆頭會(huì)出現(xiàn)彎曲化的現(xiàn)象，從而出現(xiàn)斜井，在斜井中，鉆頭無法實(shí)現(xiàn)正常的加壓。同時(shí)，在地形復(fù)雜和斜度較大的地區(qū)，一般為了防止出現(xiàn)鉆井井斜的情況，鉆井中會(huì)采用輕壓吊的方法，以此規(guī)避鉆井井斜，這也會(huì)影響鉆頭鉆速。鉆速低會(huì)導(dǎo)致鉆井過程中產(chǎn)生的顆粒較小的巖屑，這些巖屑混入鉆井液中將會(huì)影響鉆井液的性能。

3大位移水平井鉆井提速技術(shù)研究

3.1鉆頭選型優(yōu)化技術(shù)

面對(duì)當(dāng)前復(fù)雜多樣的地層，鉆頭在外界各種因素的影響下必然會(huì)導(dǎo)致其側(cè)向力大小和方向呈現(xiàn)出不穩(wěn)定的狀態(tài)，可能引起鉆頭失效等各種問題，最終導(dǎo)致施工過程中需要頻繁更換鉆頭以滿足工程施工的需求，因此，在進(jìn)行鉆頭優(yōu)化過程中，需要充分考慮其穩(wěn)定性。在鉆井施工中，應(yīng)根據(jù)水平井的地層地質(zhì)情況，對(duì)鉆頭進(jìn)行選擇。目前，PDC鉆頭在我國的許多油田中得到了廣泛應(yīng)用，因此，為了提高大位移水平井鉆井提速技術(shù)，可以考慮應(yīng)用PDC鉆頭進(jìn)行施工。

3.2井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)

大位移水平井的井身結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)鉆井效率產(chǎn)生一定的影響，因此，為了提高大位移水平井鉆井速度，需要重視優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如果在設(shè)計(jì)井眼軌跡的過程中沒有注意優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)，很可能會(huì)增加鉆井事故發(fā)生的概率，并致使鉆井施工周期延長。首先，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)實(shí)際情況，設(shè)計(jì)合理的靶前距、造斜點(diǎn)和造斜率等參數(shù);其次，在井眼軌道設(shè)計(jì)中要分析鉆井液體系、摩阻大小、鉆具重量等多種因素;最后，需要結(jié)合相鄰的井眼情況，對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。研究表明，在大位移水平井鉆井過程中，可以優(yōu)選單圓弧剖面結(jié)構(gòu)作為鉆井軌跡，保證井眼軌跡造斜曲率穩(wěn)定，軌跡圓滑。

3.3鉆井液優(yōu)化技術(shù)

在鉆井過程中，井斜增大、垮塌應(yīng)力改變將可能引起井壁失穩(wěn)問題，井壁失穩(wěn)可能導(dǎo)致卡鉆及地層垮塌等事故。因此，在大位移水平井的鉆井施工中，需要保證井壁處于穩(wěn)定狀態(tài)，并對(duì)鉆井液性能進(jìn)行優(yōu)化，從而保證有效提高鉆井提速技術(shù)。首先，在鉆井施工的過程中，需要確保鉆井液具有良好的觸變性以及剪切稀釋性，從而避免鉆井液不斷沖刷井壁。其次，適當(dāng)增大封堵劑在鉆井液中所占的比例，從而避免井壁失穩(wěn)。

4結(jié)束語

綜上所述，大位移水平井鉆井提速技術(shù)在油田生產(chǎn)過程中具有非常重要的作用，應(yīng)用該技術(shù)可以縮短鉆井周期、降低鉆井施工成本，促進(jìn)我國石油行業(yè)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。目前，大位移水平井鉆井提速技術(shù)難點(diǎn)主要包括巖質(zhì)較差、井內(nèi)溫度高和鉆頭加壓難度大等三方面，因此，相關(guān)企業(yè)需要從鉆頭選型優(yōu)化、井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)和鉆井液優(yōu)化等方面提高大位移水平井鉆井速度，在應(yīng)用過程中，需要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、吸取教訓(xùn)，從而保證大位移水平井鉆井提速技術(shù)不斷發(fā)展、完善及優(yōu)化。

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作者簡介：王建（1987-），男，山東平邑人，工程師，從事石油鉆井工作。