頁巖油水平井技套優(yōu)快鉆井技術(shù)應(yīng)用研究

邱新江

摘? 要：在進(jìn)行頁巖油鉆井工作時，由于機(jī)械鉆井技術(shù)的速率的低效，整體安全風(fēng)險較大，所以固井質(zhì)量很難滿足實際標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前為了有效解決底層施壓問題，需要結(jié)合井深結(jié)構(gòu)對井眼軌道進(jìn)行優(yōu)化，以此設(shè)計鉆頭從而保證快鉆井技術(shù)。將此類技術(shù)應(yīng)用在頁巖油井應(yīng)用中，通過不斷地檢查和分析，可以看出固井質(zhì)量得到了優(yōu)化，整體效率提升了百分之三十左右，此過程可以滿足鉆井四千五百米左右，同時鉆速也得到了優(yōu)化，與傳統(tǒng)鉆井工作相比較，工期也得到了縮短，所以整體機(jī)械鉆速有所優(yōu)化。基于此本文對頁巖油水平井技套優(yōu)快鉆技術(shù)應(yīng)用做出了研究，結(jié)合頁巖油水平井優(yōu)快鉆井技術(shù)需求，不斷對頁巖油水平井進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化，以此滿足當(dāng)前我國油田鉆井技術(shù)需求。

關(guān)鍵詞：頁巖油水平井技套優(yōu)快鉆井技術(shù);油田;機(jī)械鉆速

引言：

當(dāng)前我國頁巖油資源較為豐富，所以在勘探過程中前期需要對其進(jìn)行探索研究，我國頁巖油的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量與國外的相比較存在一定差異性，所以國內(nèi)的頁巖油儲存層具有均質(zhì)性強(qiáng)和厚度薄的特點。對于國外的頁巖油而言，儲層巖性較強(qiáng)，斷塊較多，所以溫度較高，并且整體還會受到斷塊的限制，所以在開發(fā)過程中具有控制點多，鉆井周期長，成本高的特點，因此并不適合我國當(dāng)前的勘探開發(fā)技術(shù)。基于此我國研究人員需要結(jié)合開采地段的實際情況，對機(jī)械鉆速進(jìn)行優(yōu)化，減少風(fēng)險影響，從而保證固井質(zhì)量，最終解決當(dāng)前我國頁巖油的開采工作問題。此過程需要對鉆頭進(jìn)行優(yōu)化，以此滿足個性化需求，并且在鉆井過程中還應(yīng)該應(yīng)用鹽水鉆井液對其進(jìn)行支持，以此滿足固井配套技術(shù)的支持，從而保證頁巖油鉆井技術(shù)可以支持現(xiàn)場工作。基于此在使用此類技術(shù)后，在鉆井速度和固井質(zhì)量方面都得到了明顯優(yōu)化。

一、優(yōu)快鉆井難點

在頁巖油鉆井工作中坍塌壓力較高，井壁的穩(wěn)定性較差，因此易于坍塌，還可能出現(xiàn)塌漏情況。整體固井質(zhì)量難得到保障，由于需要定期注水開發(fā)，所以地層壓力較為紊亂，因此固井難度較大。對于機(jī)械鉆速度而言，由于開采的特殊性，所以機(jī)械鉆發(fā)揮的作用較小，因此整體很難滿足實際需求。

二、優(yōu)快鉆井關(guān)鍵技術(shù)

（一）坍塌壓力預(yù)測

當(dāng)前常規(guī)的鉆井工作中，坍塌壓力一般比孔隙壓力大，所以坍塌壓力需要結(jié)合鉆井液的密度對其進(jìn)行支持，以此保證高坍塌壓力預(yù)測的準(zhǔn)確度，才可實現(xiàn)預(yù)測的壓力并且最大范圍內(nèi)地對可以形成坍塌壓力的因素進(jìn)行分析，以此優(yōu)化方向內(nèi)聚力和摩擦角，從而結(jié)合各類系統(tǒng)分析出關(guān)鍵參數(shù)。此過程需要應(yīng)用多元逐步的方式對方向進(jìn)行檢測，以此分析出目的層的應(yīng)力，具體比例如下：最大水平主應(yīng)力〉上覆巖層壓力〉最小水平主應(yīng)力。此時可以看出不同的垂深和井斜角，因此從不同的方位角進(jìn)行坍塌壓力的預(yù)測，以此完成預(yù)測工作，并且還可保證預(yù)測的準(zhǔn)確性。

（二）井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化

此項工作需要結(jié)合坍塌壓力和漏失壓力的預(yù)測結(jié)果對其進(jìn)行分析，在分析過程中需要繪制各個層次的剖面，以此分析出三方壓力。在此過程中可以看出坍塌壓力系數(shù)在1.25～1.35之間，因此下部地層可以承載的壓力系數(shù)需要滿足1.50以上，在分析過程中可以看出巖石下面還有生物灰?guī)r和玄武巖，因此地層是易漏地層。通過一系列數(shù)據(jù)統(tǒng)計可以看出此地區(qū)的頁巖油漏失壓力系數(shù)可以達(dá)到1.25～1.34之間，并且漏失壓力系數(shù)最高可以達(dá)到1.39以上，并且當(dāng)前坍塌系數(shù)也達(dá)到了1.35～1.50。所以為了保證水平井分段鉆井井壁的穩(wěn)定性，則需提高鉆井液的密度，才可保證坍塌壓力達(dá)成一定密度，因此鉆井工作需要達(dá)到當(dāng)量循環(huán)密度在1.40 kg/L以上。對于上部分巖石層，容易發(fā)生井漏現(xiàn)象，此類現(xiàn)象較為復(fù)雜，所以需要滿足對注水開發(fā)層的開發(fā)，此時一旦注水層與壓裂層整體質(zhì)量較差，那么救護(hù)引起井下的故障問題，所以需要進(jìn)行一層技術(shù)套管，以此封固生物灰?guī)r和玄武巖，從而減少注水層的復(fù)雜現(xiàn)象，同時降低水平段的施工風(fēng)險。

（三）井眼軌道優(yōu)化

對于井深的結(jié)構(gòu)問題，相關(guān)設(shè)計人員需要滿足井深結(jié)構(gòu)的需求，盡可能按照封固注水層的實際情況進(jìn)行分析，以此保證鉆井工作的效率和質(zhì)量。當(dāng)前在注水層完成定位后，還需對其進(jìn)行封固工作，以此優(yōu)化鉆頭的使用效率，同時在使用鉆頭還是應(yīng)該結(jié)合井深的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效分析，才可保證井的設(shè)計斜點以此保證深度，對注水層進(jìn)行分析，從而減少井眼造斜現(xiàn)象。對于井口而言需要滿足造斜率，如果井口范圍在3 060.00～3 400.00 m之間，那么可以使用機(jī)械鉆率可以達(dá)到3.09 m/h的鉆頭進(jìn)行使用，同時還需結(jié)合井口實際情況適當(dāng)調(diào)整鉆井速率，其中也可以選擇速度達(dá)到14.99 m/h的鉆頭。此時如果效果可以滿足井眼造斜的鉆速，則會為后期的造斜點調(diào)整提供支持，以此保證注水層滿足實際需求，從而避免井眼造斜現(xiàn)象，以此增加相應(yīng)的鉆速。

（四）鉆井液體系優(yōu)選

在水平段中砂泥巖層和白云質(zhì)泥巖之間鉆井過程穩(wěn)定性較差，所以油氣較為活躍，因此鉆井密度較高，所以膨潤土含量較大，因此形成了濾餅虛厚，此時固井需要考慮虛濾餅，因此很難需要對其進(jìn)行有效消除，所以需要保證固井質(zhì)量，但是固井質(zhì)量的難度較大，需要有效控制，才可保證整體質(zhì)量。此時為了保證鉆井安全，需要結(jié)合固井進(jìn)行控制，并且還需結(jié)合井眼條件進(jìn)行分析，此時應(yīng)用使用鉀鹽聚合物鉆井液，以此滿足監(jiān)測需求，最終確保含量的控制，以此保證可以及時補(bǔ)充包被劑和抑制劑，從而維護(hù)鉆井液的性能，最終防止井壁出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。鉆井液在使用過程中潤滑劑的含量不能少于整體的百分之五，同時在此過程中還需配合適當(dāng)?shù)氖M(jìn)行使用，以此保證整體的潤滑性，最終減低摩擦所造成的壓力，以此進(jìn)一步控制鉆具的使用情況。此時固井工作也應(yīng)該結(jié)合實際情況進(jìn)行調(diào)整，以此保證鉆井液溫度的穩(wěn)定性，最終對鉆井液性能進(jìn)行控制，如果高溫高壓狀態(tài)下，壓濾需要控制在10 mL左右，同時還需保證充分循環(huán)，循環(huán)不能少于四周，循環(huán)中速度也需保持在1.1 m/s。此時鉆井進(jìn)度可以結(jié)合固控設(shè)備對其進(jìn)行支持，以此保證鉆井液的固相含量，從而嚴(yán)格控制膨潤土含量，最終確保固井質(zhì)量。

（五）固井設(shè)計優(yōu)化

為了保證套管可以滿足安全下入的需求，需要應(yīng)用旋轉(zhuǎn)下套管技術(shù)對其進(jìn)行支持，此過程還需選擇自導(dǎo)向旋轉(zhuǎn)浮鞋，以此保證偏頭構(gòu)造，最終對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，從而按照上提下放的方式引導(dǎo)套管進(jìn)行下入。此時還需結(jié)合整體式?jīng)_壓半剛性螺旋套管扶正器的支持，以此滿足整體沖壓可以成型，并且將減少損壞問題，最終減少阻力，確保套管可以安全下入。

三、現(xiàn)場應(yīng)用

當(dāng)前我國也有眼水平井應(yīng)用了此項技術(shù)后，取得了良好的使用效果。在實際應(yīng)用中井深可以達(dá)到4 500.00 m，平均機(jī)械鉆速可以達(dá)到13.71 m/h。與其他鉆井技術(shù)相比較，機(jī)械鉆速可以提高百分之二十，并且鉆井周期也可以縮減百分之三十。與其他快鉆技術(shù)相比較，平均機(jī)械鉆速可以提高百分之八十，鉆井周期可以縮短百分之五十。

結(jié)論：綜上所述，在此過程中需要考慮底層坍塌壓力和漏失壓力，才可保證優(yōu)化井深的結(jié)構(gòu)以此解決井下的各類故障，從而保證可以滿足負(fù)責(zé)情況，并且在此過程中還需加強(qiáng)鉆井技術(shù)的速度，以此優(yōu)化此項工作，在不斷優(yōu)化過程中，需要分析當(dāng)量循環(huán)密度，以此保證單井凹陷地層漏失壓力的分析，從而保證油田鉆井技術(shù)得到有效優(yōu)化。基于此地質(zhì)工程人員需要選擇一體化的井眼軌道優(yōu)化，此時也應(yīng)該綜合考慮地質(zhì)條件，從而提升鉆井速度，以此保證鉆井成本的控制，以此優(yōu)化井眼軌道，最終滿足地質(zhì)工程施工需求，以此提高整體機(jī)械化水平。在此過程中不斷縮短鉆井周期，并且大幅度提升固井質(zhì)量，從而優(yōu)化相應(yīng)的技術(shù)手段，最終保證此項工作可以滿足預(yù)期要求。

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