小井眼井優快鉆進技術研究

金宏鑫 李皎 彭靜然 井帥

摘 要：在油氣勘探中，通過對鉆井技術的不斷開發和應用，使鉆井工程成本降低的目標得以實現，其中小井眼優快鉆進技術受到廣泛關注，其作為油氣勘探開發領域中的新興技術，具有消耗低、鉆井成本節約等優勢，有著廣闊的發展背景，并且在油氣勘探中得到廣泛推廣和應用。本文就小井眼井優快鉆進技術應用、應用風險防范對策以及未來發展進行分析和探討。

關鍵詞：小井眼井優快鉆井技術;鉆井參數;鉆井液性能

一、小井眼井優快鉆井技術應用策略

（一）優選鉆具組合

通過鉆具組合的優選，能夠使定向井軌跡控制效果有效提升，其中在定向井控制井斜中發揮著至關重要的作用，通過對井眼軌跡和井身結構及等因素對鉆頭受力變形所產生的影響進行分析，在此基礎上對鉆具的降斜、增斜、穩斜性能進行判斷，從而為鉆具組合優選提供重要依據[1]。通過采用“四合一”鉆具組合，結合定向井位移大小，對螺桿與扶正器之間的短鉆鋌長度進行選擇，并通過多次試驗，對最佳短鉆鋌的長度進行確定，并對此鉆具組合在所鉆地層中的增降斜及方位變化規律進行探索和總結。其次在鉆具組合優選中，針對常規井，定向井水平位移約500m 左右時，其短鉆鋌長度應保持在3.0-3.2m，定向井水平位移超過600m 以上時，短鉆鋌長度應控制在3.2-4m。而小井眼井水平位移與常規井相較之下普遍偏大，在進行短鉆鋌長度通常選擇上限。另外小井眼技術應用時，通常第一趟鉆短鉆鋌為3-4m，其實際效果還需要通過不斷對比實驗進行驗證。

（二）優選鉆頭螺桿

在進行鉆頭優選過程中，通常小井眼運用二開結構，可采用二開鉆頭，以及5 刀翼19 片或16 片，其中與5刀翼PDC 鉆頭相較之下，4刀翼雖然在破巖方面效率較高，但由于小井眼技術應用時，需要對井眼軌跡進行不斷微調，甚至需要對方位、井斜進行調整，采用此類鉆頭進行定向時，會存在工具面不穩定的情況，影響滑動效率[2]。

在進行螺桿選擇時，首先在小井眼施工初期，二開第一趟鉆通常使用的1.25 度單彎螺桿存在著造斜效率較低的問題，而中下部延長會使自然降斜率過高，難以控制井眼軌跡。因此需要對其進行優化，二開第一趟鉆選可調整為1.5 度，使增斜效率提高的同時，對中下部降斜延長趨勢進行有效抑制。

（三）優化鉆井液性能

結合小井眼技術應用及施工特點，對鉆井液體系進行優化時，需要從以下幾方面入手：環空壓耗及固相含量降低，可對鉆井液密度窗口進行合理選擇，并通過提高泥餅質量，避免出現井塌及不規則井眼問題。同時可利用分散型聚磺鉆井液體系，保證固相顆粒粒級分布的合理性，進而確保泥餅光滑、致密。在鉆井時，可通過適量潤滑劑的添加，使泥餅摩阻系數降低，如聚合醇等，進而使井壁與鉆井液之間的摩阻減少。其次需要使鉆井液攜巖能力增強。由于小井眼井環空較小，需要通過鉆井液攜巖能力的提升，避免出現沉砂卡鉆和“巖屑床”問題。另外環空壓耗降低時，需要保證低膨潤土含量、低固相、低塑性黏度，會導致鉆井液懸浮攜巖能力降低，因此可通過鉆井液流型調整，降低鉆井液的塑性黏度，提高其動切力和動塑比，使此問題得以有效解決[3]。

二、小井眼技術應用中風險防范對策

（一）敏感地層坍塌防范措施

針對水敏性地層，其極容易出現遇水膨脹而引發坍塌事故，同時如果大量失水，會難以控制KCl含量，因此需要對失水加強控制，降低KCl 含量，并對組中下部井段進行延長，為了解決遇水膨脹的問題，可采用強化鉆井液封堵性，并通過瀝青粉的適量補充，以及KCl添加，使坍塌風險得以有效預防。

（二）保證井筒清潔

由于小井眼環空間隙較小，需要對井筒內的巖屑進行及時清理，通常應保證每鉆進100-150 米清掃一次。另外上部井段通常為聚合物，下部井段應采取每5-8 方左右對重漿進行返出，并與井漿進行直接混合。

（三）鉆具入井前加強檢查

在小井眼施工技術應用過程中，應對泵壓加強控制，避免出現鉆具刺漏的現象而導致井下事故發生。同時需要嚴格檢查入井鉆具，包括鉆具本體、雙密封臺階面，以及耐磨帶等，同時對鉆具探傷工作加強重視。

三、小井眼鉆進技術未來發展方向分析

與常規井眼相較之下，采用小井眼鉆技術能夠使鉆井費用大幅度縮減，所以在復雜井、深井、老井開窗側鉆等鉆井作業中得到廣泛應用。但由于此技術應用時，存在著環空間隙小、易塌、壓耗大、易漏等問題，對小井眼鉆井液技術應用提出了更高的要求[4]。其中包括了鉆井液需要具備良好的流動性、剪切稀釋性、潤滑性，能夠有效抑制坍塌、造壁、懸浮攜帶能力等。因此需要對國內外先進小井眼鉆井液技術加強分析，對其中存在的技術難點加大研究力度，進而對亟待解決的鉆井液等難題進行進一步確定。另外在常用鉆井液體系中，通過成膜聚合物鉆井液體系的運用，通過進一步優化和提高其性能，提高其抑制性和儲層保護效果，能夠使小井眼鉆進需求得以滿足。

四、結束語

在小井眼井優快鉆進應用過程中，需要根據技術施工特性及地層特性，并對施工主要技術難點加強分析，對其中可能出現的施工風險有效預防。同時需要對鉆井參數、鉆具組合等進行合理選擇，確保鉆頭與螺桿相匹配，同時進一步優化泥漿性能等，使小井眼優快鉆井技術應用成效有效提升。另外由于技術應用存在一定的風險，需要對風險預防加強重視。

參考文獻：

[1] 黃洪偉. 小井眼快優鉆井關鍵技術研究[J]. 中國石油和化工標準與質量， 2021， 41（9）：2.

[2] 楊剛， 韓學婷， 李斌，等. 鄂爾多斯盆地臨興致密氣小井眼高效鉆完井技術[J]. 大慶石油地質與開發， 2021， 40（6）：7.

[3] 尹敬軍， 楊敏. 蘇里格氣田小井眼定向井快速鉆井技術[J]. 天然氣與石油， 2020， 38（1）：5.