水平井钻井技术难点及对策分析

水平井钻井技术难点及对策分析

致密砂岩油气藏、页岩油气藏正成为我国油气勘探开发的主流和热點，这些非常规油气资源只有通过水平井开采才能获得更好的经济效益，随钻地质导向在水平井钻井过程中发挥重要的作用。文中对水平井地质导向技术现状进行了介绍，分析了录井地质导向技术存在的难点，并针对性的提出了相应的技术对策，对提高水平井油层钻遇率具有一定借鉴意义。

标签：水平井；钻井技术

前沿

油气田的开发过程中，水平井的钻井技术能够数倍提高油气的产量，效果突出。因此，在油田开采建设中，水平井钻井技术得以迅猛发展，施工技术水平也日渐成熟和完善，在很大程度上已成为油田高效勘探开发的关键技术之一。在薄油气田和浅层油田的开发建设上，水平井钻井技术可以大大提高油井产量，提高油田的采收优率，取得了良好的经济效益。由于水平井钻井的技术含量较高，开采施工过程难度较大。在实际应用过程中也存在诸多问题，分析如下。

1 水平井采收率的影响因素分析

气层厚度对采收率的影响。通过研究，我们发现在各向异性比为1，地层损害忽略不计，同时气体性质和地层温度都相同的情况下，水平井采收率与气层厚度成反比例关系，即气层厚度减小时，采收率增加。反之亦然。研究表明，宜选择气层厚度相对较小的水平井进行天然气的开采。

井段长度对采收率的影响。水平井采收率与井段长度成正比，产量随井段长度的增大而增加。所以水平井通常比垂直井的采收率要高。

各向异性对采收率的影响。各向异性表现在水平和垂直方向渗透率不相等。研究发现，水平井采收率各向异性比（水平渗透率与垂直渗透率之比）成反比，即随着各向异性比增加，油气藏垂直方向渗透率减小，采收率随之减小。所以垂直裂缝油气藏用水平井开采的效果相对于垂直井开采较好。

水平井在油气藏中的位置及地层损害对采收率的影响。水平井位置影响采收率的实质是偏心距（水平井与井中心距离），呈“倒U”趋势，当水平井位于气井中部时，有最大采收率。同时，当水平井长度一定时，随地层损害程度的增加，采收率降低，应注重储层保护，避免过度损失。

2 水平井钻井技术存在的问题分析

2.1 水平井钻井专业技术人员队伍水平还需提高

目前，水平井的钻井专业技术人员水平仍然不太高，许多单位缺乏专业的技术人员和施工队伍。一方面是施工队伍和水平井的现场服务人员不固定，存在流动性，造成了施工不熟练，对于水平井的技能掌握不够，影响了水平井施工的正常速度和水平，还带来一定程度的隐患。另一方面是某些油井的技术设备存在老化、陈旧等情况，导致性能差。设备的问题直接影响到水平井钻井专业技术人员技术的提升空间。

2.2 水平井工艺技术还需要提高

水平井工艺技术缺乏配套性，设备的不配套和设备性能的不稳定与性能低导致水平井工艺技术低下。设备不配套造成设备修理的时间周期长，同时施工周期也变长，还会存在安全隐患。特别是在水平井钻井的优化设计和井眼轨道的控制上工艺技术不高，缺乏专业的技术人员和施工队伍。此外，油田企业在水平井低部的钻具组合受力分析方面，在水平井安全钻井方面，在如何提高水平井的钻井速度方面，在水平井的采油作业和增产方法等方面的研究都还不够深入，不能够适应油田的大规模应用水平井的发展要求，以致于对水平井的应用效果和经济效益的提高产生不好的影响。

此外，水平井钻井技术发展还存在一些其它问题，比如工程和地质的结合存在些许问题；水平井的完井方法比较单一，后期改造存在困难；提高水平井钻井速度的方法不多等等。

3 大位移水平井钻井难点控制对策

3.1 井眼轨迹控制对策

为了确保在大位移水平井施工中能够良好的控制井眼轨迹，在展开施工之前，相关工作人员应做好勘测工作，做好井眼的施工设计，并在选择造斜点的时候根据岩性结构情况选择一处较为稳定的位置，从而保证井眼稳定性。同时，工作人员也要考虑到摩阻扭矩的问题，尽可能选用圆弧形的造斜段，从而在减少摩阻扭矩的时候，也能够降低套管磨损问题的发生几率。此外，在选择钻井工具的时候，工作人员应根据施工需求合理选择，常见的优选组合是单弯柔性倒桩钻具，其中主要包括有无磁钻具、钻头、MWD、欠尺寸扶正器以及单弯螺杆动力钻具，这种组合具有极高可控性，便于造斜和加压，能够有效控制井眼轨迹。而在进行井眼轨迹的控制中，工作人员应遵循少定多转，尽可能增加调整次数，避免调整过大造成不利影响，从而有效控制摩阻扭矩，使井眼更具有光滑度。

3.2 摩阻扭矩大控制对策

优化钻具组合，采用倒装钻具组合，这种钻具组合就是将比较重的钻具放置在直井段或者井斜角小的井段，有利于钻压的传递，同时应用加重钻杆代替钻铤，减少钻具与井壁的接触面积；调整钻井液性能，使钻井液具有良好的润滑性、流变性和携带、悬浮岩屑的能力，降低长水平段水平井施工的摩阻；应用摩阻与扭矩检测软件，根据已钻井眼的摩阻系数来预测未来要钻井眼的摩阻与扭矩，然后

采取相对应的技术措施来降低施工的摩阻与扭矩。

3.3 套管磨损处理对策

在钻杆上固定特殊材料，如钻杆保护器与橡胶护箍等，以此减小或防止套管和工具的接头接触，降低摩擦因数。在钻杆上接入特殊接头，钻杆旋转后减小套管和钻杆接头间的接触面积，将接头和套管间的相对运动转换成钻杆和全新减摩接头间的相对运行，以此降低套管的磨损。采用特殊工艺对钻杆的接头表面实施化学处理，使接头表面具备一定耐磨性，减小摩擦因数，此外这种处理方法还能对钻杆提供有效的保护。通过对不同种类添加剂与钻井液的合理使用，对系统的润滑性能进行改善，最终达到降低摩擦因数和减小磨损的目的。

3.4 井壁稳定性的控制对策

井壁的稳定性是确保施工安全的重要因素，为此工作人员应充分了解地压情况，科学使用钻井液，并在使用过程中做好钻井液的性能调整工作。在实际施工中，工作人员应仔细检查钻井液的失水量，一旦发现异常应及时进行处理，确保井壁具备良好的致密性，同时，工作人员也要根据实际情况调整下钻速度，并降低抽吸压力，从而确保井壁的稳定性。在整个施工过程中也要做好井内的清理工作，尤其是岩屑的清洗工作，在清洗过程中应合理使用油基钻井液，避免冲洗液造成不利影响，从而保证油膜的清洗达到要求。此外，工作人员也要合理配置水泥浆，根据施工需求科学设置原料的配置比例，控制好水泥浆的稠化时间，尽可能提高井壁的稳定性。

4 总结语

综上所述，水平井的钻井技术水平含量较高，能够数倍提高油气的产量，效果突出。所以，只有认识和掌握水平井的特殊性才能够实现钻井效益的最大化，提高采油率，最终实现高效增收增产的目的。

参考文献：

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[2] 祖峰.D2-19大位移定向井钻井应用技术[J].西部探矿工程，2012，01

[3]朱劲羽，浅谈我国水平井钻井技术的发展及应用[J]，中国化工贸易，2013，（9）