径向水平井钻井技术的探讨

径向水平井钻井技术的探讨

【摘要】长期以来，国内大部分油田采用的都是直井钻采工艺，而国外一些发达国家采用的水平井钻井技术不论是在工艺还是在

作业效率上都要远远优于直井工艺。为了进一步提高国内油田的钻采作业效率和油气产量，应当积极应用水平井钻井技术。基于此点，本文首先分析了水平井钻井技术的应用现状，并在此基础上对径向水平井钻井技术展开深入探讨。期望通过本文的研究能够对我国油田产量的提高有所帮助。

【关键词】径向水平钻井钻杆完井技术

1 水平井钻井技术的应用现状分析

目前，水平井数量的不断增长与石油钻采行业对钻井技术的“两低一高”要求有着密不可分的关系。在短短的几年里，全世界的水平井完井总数呈几何数增长，多分布在美国和加拿大这两个国家，我国也逐渐开始重视水平井钻井技术，并在多个油田中获得了非常迅速的发展，应用的油藏类型主要包括低压低渗透砂岩油藏、火山喷发岩油藏、稠油油藏等等。从经济性的角度上讲，边际油藏开发的低成本、高效率是推动水平井钻井技术快速发展的主要动力之一。现如今，在我国有很大一部分油田的水平井和定向井的年增长数量都超过直井数量，如胜利油田等等，随着水平井数量的不断增多，使石油钻采的成本大幅降低，究其根本原因是水平井的产量来远远大于直井产量，单井产量的提升实质上就是单井成本的降低，这也是水平井在国内各大油田获得广泛应用的根本原因之一，相应

的水平井钻井技术也获得了进一步发展和完善。与此同时，与该技术相配套的工艺也获得了显著提高，由原本单一的随钻测量发展为随钻地质导向仪，这为水平井的钻井施工提供了强有力的技术保障。就国外一些发达国家而言，他们的水平井钻井总费用已经降至直井费用的1.5倍左右，有些水平井甚至仅为直井费用的1.2倍，同时水平井的产量相当于直井产量的4-8倍，由此可见推广应用水平井对于提高油田的经济效益意义重大。受各方面技术成熟和钻井数量增加的影响，国内水平井的钻井和完井成本呈现出直线下降趋势，水平井钻井技术也逐步成为提高油田采收效率的有效途径。2.2 径向水平钻井试验台

径向水平钻井试验台共分为室内和室外两个部分，下面分别进行介绍。

（1）室内试验台。为了进一步验证钻杆敢接、钻杆转向以及运动控制等技术的可行性，在初始阶段需要先研制室内试验台，其具体包括以下几个部分：数据采集系统、基础底座、扶正机构、转向器架、柱塞泵以及液压缸总成等。

（2）室外试验台。为满足全尺寸条件下1：1流体运动以及相似性的试验要求，并真实反映出径向水平钻井工具的实际试验情况，需要研制室外综合模拟试验台，它能够全尺寸模拟出径向水平井钻井系统地面以及井下各部件的连续工作状况，并自行采取相关数据，同时还能对各个部件的具体工作情况进行实时监控。

2.3 径向水平井的钻井施工工艺研究

（1）钻点的选择。在径向水平井当中，可将斜向器的位置视作为造斜点，这样一来只要准确确定出斜向器的位置，便可以确定出窗口的实际位置。首先，造斜点应当尽可能选择在较为稳定的地层上，最好不要选在漏失地层、岩石破碎带上面，不得选在流砂层和容易发生塌陷的复杂地层上，防止发生井下事故，从而影响整个钻井施工的顺利进行；其次，造斜点应当选择在可钻性较为均匀的地层位置上，不得在硬夹层上进行定向造斜；再次，造斜点的实际深度应当按照预先设计好的水平井垂直井深和水平位移情况进行确定，并充分考虑才有工艺的具体要求。在对垂深长度进行设计时，应当充分利用原有的井眼，这样有利于减少裸眼钻进井段，如果垂深果断，既会造成裸眼钻进的长度增加，而且还会导致技术难度增大。

（2）井眼曲率的确定。井眼曲率是径向水平裸眼钻井过程中一个非常重要的参数，若是曲率过大有可能增大钻井、采油作业的困难程度，如果曲率过小，会造成斜井段的井眼长度增加，这样会影响钻井的速度。根据相关资料显示和大量工程实践结果表明，在径向水平钻井过程中，井眼的最佳曲率应当控制在（30-65°）/10m。（3）造斜钻进。该工序的最终目的是为了确保所开出的窗口能够保持井斜，且不会出现较大的变化。在进行造斜钻进的过程中，可以选用铣鞋等工具进行开窗。

（4）水平段钻进。就常规的径向水平井钻井而言，在裸眼的钻进过程中，除了应当确保钻深至目的层以外，还应当采取相应的措

施避免形成键槽的狗腿井段，这是非常值得注意的一点。钻进驱动方式除了转盘之外，也可以采用井下动力钻具，钻进轨迹的控制主要是凭借对钻具的选择、钻压、排量以及转速等的控制。

2.4 完井技术

径向水平井常用的完井技术主要有以下几种：

（1）尾管完井。具体的技术要求如下：尾管的最大外直径应当小于套管内直径8-10mm左右，同时还应符合生产要求；应当对尾管串进行弯曲稳定性计算；尾管的喇叭口位置处应当超出窗口至少30-50mm。

（2）筛管完井。具体的技术要求如下：因筛管完井基本不用于砂井当中，故此可以采用圆形筛眼的筛管，或是割缝筛管；管外的封隔器应当置于井径规则或是相对比较坚硬的井段上；当水泥注入完毕后，应当采用小型钻头通井直至井底位置，并进行洗井清洁处理。

参考文献

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