对钻水平井的一些认识

对水平井的探索

九十年代以来，国内外水平井技术发展迅速，随着钻井技术的发展，先进的测量仪器和井下动力钻具以及软件技术的不断应用，近几年来，在越来越多的地区成功打出水平井，提高了产量，避免了地理条件的限制，同时节约了土地的资源。在这里主要介绍塔里木水平井的钻井水平，在塔里木的钻井市场，几乎各钻井公司依靠自身的技术和装备或凭借技术服务公司的协助，在许多区块成功钻完水平井。

鉴于水平井能在油气层横向穿越、达达延长了产油井段、提高采收率，可以使在直井中日产几十吨产能变成日产几百吨的产能，以极小经济投入产生极大的经济效益，这是直井无法比优越性，可以展望水平井在各油田具有广阔的发展前景。

塔里木的水平井聚国内外水平井的先进技术精华，又根据塔指的实际，有自身的独到之处。下面所述的对塔里木水平井的一些认识，由于我所钻的水平井仅有几口井，难免对水平井的认识有所浮浅和片面，但期望在越来越多的水平井实践中逐步提高和深化，对川局钻井水平的提高做出自己的一点贡献。

一、塔里木水平井的一些常规作法

1、导眼和回填

为了获得更好的经济效益，定向造斜前，先钻一口直井，经电测后，确定产层的厚度与井深，视情况再校正A点与B点的深度。对油气层预测有足够把握的水平井，也可不打导眼。钻导眼一般采用8 1/2″钻头。后打悬空水泥塞回填至造斜点。

2、水平井井身结构

塔指水平井的井身结构一般为：

（1）表层用17 1/2″钻头，下13 3/8″套管（有的区块也取消此层套管）。

（2）用12 1/4″钻头至A点，下9 5/8″套管。

（3）用8 1/2″钻头钻完水平井段，下7″套管+5 1/2″套管+5 1/2″筛管。

3、水平井一般采用三段制的井身剖面

所谓三段制的水平井剖面即是“直—增—稳（水平）”剖面，采用这种剖面是由于：

（1）井下动力钻具可以满足深部井眼造斜的要求。

（2）对于水平井来说是最简单的井深剖面，而简单的井深剖面往往可以使得施工程序简化。

（3）可以避免因造斜点过高所发生的各种不利因素或事故（如造成斜井段无谓的延长；因造斜点以下斜井段太长易使造斜点处拉出键槽；斜井段的增长会随之使得钻具的磨擦阻力增加，等等）。如在TZ401水平1井的大半径钻井中由于设计剖面不合理，造成十几次的卡钻事故的发生。

有些水平井设计的增斜段在其中间插一稳斜段，这样水平井也就成了所谓的设计五段制，即“直—增—稳—增——稳（水平）”。但实际上，中间的稳斜段往往是为了调节施工中因造斜率的不尽人意而造成的偏差，所以，这个稳斜段可以认为是个缓冲区，施工中可长可短，有时完全消失。比如说，在造斜过程中，用钻盘造斜有时难以达到预期的造斜率（较少出现造斜过快的现象），这样，所留的造斜段会因转盘造斜的缓慢而补偿贻尽。尽管一些水平井设计了这样的稳斜段，很少会实际动用稳斜钻具打这段。

（3）水平井的靶区

塔指水平井的规定靶区一般为“矩形盒子”或“扇形盒子”。这区别于一般定向井所规定的具有一定靶区半径的圆形靶区。这种“盒子”靶区是以AB为盒子的长，并以AB为中线，规定了上下、左右的移动范围，从而形成了盒子状的靶区。

塔指水平井的水平段一般规定为300米左右（400米以上的水平段到最后往往打不下去而失败，主要是钻压加不到钻头上去或频繁发生卡钻事故）；一般矩形方盒高度不超过2米（最多有3米，最少有1米）；左右摆动不超过10米（矩形靶区），或A点摆动不超过10米、B点摆动不超过15米（扇形靶区）。可见，由于油气层的限制，塔指对靶区的要求是比较严格的，尤其是上下摆动范围需谨慎控制。

4、水平井的工具

（1）、215.9mm井段一般采用工具有1~1.175度单弯螺杆，有的也采用双弯螺杆，定向接头，无磁钻杆，MWD短节（进口或国产的），脉冲接收传感器，跟踪计算的计算机。

（2）、小井眼短半径水平井采用的工具有：2.5~3.5度单弯螺杆、定向接头，无磁钻杆、无磁钻杆，有线测斜绞车加计算机。

6、MWD的工作原理

测斜探管与MWD连接一起，MWD仪器里有一个转子，在泥浆动能的冲击下，产生脉冲信号通过泥浆传递上来，经过脉冲接收器传递给计算机处，就能随时了解井斜、方位的变化，及时了解轨迹情况。

7、水平井的钻具组合

水平井的各施工段的钻具组合一般是：

（1）上部直井段采用钟摆钻具（以大钟摆效果较佳）。

（2）造斜段与水平段用：钻头+单弯（1.5或1.75度有的采用双弯）（水平井段1~1.25度）+定向接头+无磁钻铤+MWD短节+无磁钻杆+斜坡加重钻杆+随钻震击器+斜钻杆

（3）用单扶正器增斜（扶正器加在距钻头位置1米左右）。

（4）用刚性满眼钻具稳斜。

造斜点以下斜坡钻杆加加重钻杆，除无磁钻铤以外不用普通钻铤。

8、水平井的完井

（1）、完井电测采用钻杆传输电测

（2）、砂岩产油层水平井完井与直井完井的一个不同之处在于测油层套管声幅后还应打通5 1/2″筛管与上部5 1/2″套管之间的附件阻隔，并通井到底。（3）、灰岩地层中钻水平井采用裸眼完井

二、对塔里木水平井的钻井技术措施：

以上已对塔里木水平井的常规作法做了描述，现在将以我在塔里木地区所钻水平井的实践，谈下自已所运用的钻井技术措施：

1、钻头的选择

水平井一般在上部直井段牙轮钻头，，有些水平井在上部直井段采用PDC钻头以完成大部分进尺。在造斜段及水平段多采用牙轮钻头，有的在水平段也可下PDC钻头。

2、水平井的钻井参数

在上部直井段，用12 1/4″钻头和钟摆钻具组合，根据井斜和位移情况。需要适当调节钻压，一般控制在18—24吨；转盘增斜的钻压根据增斜的要求灵活掌握，可控制在14—20吨左右。井下动力钻具的加压应主要视泵压的变化进行增减，以能使动力钻具钻速最快为宜。全井应用大排量，保证较高的环空返速以有效地清理岩屑床和满足井下动力钻具的驱动力。

3、注意摩阻对钻压的影响

定向造斜后，随着斜井眼的增长，井壁摩阻对钻压的影响将越来越显著地表现在指重表所显示的钻压并不真正是加到钻头上的实际钻压，这就要求司钻在加压时看地面显示的工具面角，有时加压到20~30吨工具面角才不能跑。特别是到了水平井段长了时钻压被摩阻抵消无法钻进，这时只能通过起下钻通井来消除摩