探討水平井鉆井技術及其在石油開發中的應用

摘 要：近些年來隨著我國經濟的快速發展，生產與生活中需要的石油量也越來越大。目前，在石油開發中水平井鉆井技術已經成為了重要的技術之一。文章就水平井鉆井技術存在的問題與解決措施及其在石油開發中的應用效果等方面進行探討。

關鍵詞：水平井鉆井技術；石油開發；應用

引言

水平井的斜角大于85度，在油層中井眼能延伸出的距離比較長。水平井鉆井技術是在上世紀20年代提出來的，隨著40年代的實施與80年代在法國、美國以及加拿大等國家的應用，發展到現在已經得到了逐漸的完善，技術不斷向多樣化發展。

1 水平井鉆井技術中存在的問題

1.1 相關技術人員的專業水平不高

從目前的情況來看，相關技術人員的專業水平還有待提高，很多單位中的技術人員以及施工隊伍比較缺乏，主要是由兩個方面的因素造成的：首先，水平井的施工隊伍以及現場的服務人員有著比較大的流動性，人員不固定，使人員的施工不熟練，不能對水平井的技能進行有效的掌握，從而對水平井的施工速度造成了一定的影響，同時還有可能對石油開采工程造成一定的隱患。其次，有的油井中的相關技術設備已經發生了老化以及陳舊等現象，沒有比較好的性能，直接限制了相關技術人員在專業技術方面的提升。

1.2 沒有好的工藝技術配套性

我國在十幾年前就已經對水平井鉆井技術進行了研究以及推廣使用，不僅在其工藝設計方面進行了有效的優化，還提高了對井眼軌道的控制能力。雖然我國已經在這項技術方面取得了很大的成就，但是在一些配套的方面沒有進行深入的研究，比如水平井安全鉆井的速度等，同時，在水平井的采油以及作業與增產的措施方面沒有進行很好的研究，妨礙了水平井在油田中的應用效果以及規模實施，最終妨礙了經濟的發展。

1.3 沒有好的設備配套以及穩定的性能

在我國的油田設備中存在很大的問題，主要表現在設備的陳舊老化，以及沒有穩定的性能。沒有好的設備配套，如在水平井施工的過程中需要有頂驅設備，但是這種設備一般都在為其他的油田服務，一旦本油田中的設備出現了故障，僅僅是維修就需要花費大量的時間。不僅給設備的安全帶來了一定的影響，還對施工的周期產生了一定的影響。除此之外，在對薄油層進行開發的過程中比較合適的有LWD以及MWD儀器，但是它們沒有充足的供應，影響了我國油田中水平井鉆井技術的發展。

1.4 其他問題

除了上面三個方面的問題之外，該項技術在發展中還有一些其他問題存在。比如說工程與地質在結合中存在一些問題，沒有比較多的對水平井的鉆井速度進行提高的方法，完井的方法很少，在后期的改造方面存在不少的困難等。

2 水平井鉆井技術在石油開發中的解決措施

2.1 關于下套管

在進行下套管的工作時必須要綜合考慮三個方面的因素：首先是能夠進行下入得設備的最大重量是多少。其次是下入重量時產生的摩阻損失有多少。再次是過程中產生的機械損失有多少，這里的機械損失指的是重力損失，主要是由這幾個方面引起的：井下的巖屑以及坍塌還有臺階與壓差和卡鉆等。這一因素也能影響下入套管的重量。因此，在進行下套管的工作時必須要采取各種措施盡量減少過程中的各種阻力。同時還能將頂部驅動系統運用到這一過程中來，這一系統能夠使套管的上下活動、旋轉以及下壓和漂浮等技術，還有循環鉆井液等操作變得簡單，從而使下套管的工作順利進行。

2.2 關于井壁的穩定

由于大井斜井段在鉆井的過程中很長，暴露的地層層面大，容易產生井眼不穩定的現象。為了對地層進行平衡，必須要在鉆井的過程中考慮到不同地層的特性，對比重進行合理的確定，避免井壁出現坍塌現象，另外還要將鉆井液處理好，避免地層與鉆井液兩者之間產生化學作用。

2.3 關于剖面

在水平井的施工中需要注意對其剖面的設計工作。水平井的剖面有長半徑、中半徑以及短半徑三種。我們采用的最佳的剖面設計是在中半徑與長半徑之間，實現這樣的剖面，只要用最為常見的彎殼動力鉆具就可以。這樣使扭矩以及摩阻減小，降低了井下的風險。在設計的過程中還要注意兩個方面：首先，要使用常規的螺桿以及無限的隨鉆跟蹤。這樣做的好處是能防止井下鍵槽的產生，也能防止對套管的磨損，還能使對軌跡的控制更加容易。其次，設計時要按照懸鏈線，這樣能減小拉力、扭矩以及摩阻，從而保證了施工的安全。

2.4 關于井眼的凈化

在角度為45度到60度的井短，容易有巖屑床的形成。為了使鉆井作業能夠順利開展，需要對井眼進行凈化。這也就意味著要將排量增大，使還空的流速有更好的分布狀況。鉆井液對井眼的凈化有著重要的作用。它的流變性能比較好，能夠將巖屑攜帶走，因此在起鉆之前要運用鉆井液，還要將短距離的起下鉆做好循環。

2.5 關于扭矩以及摩阻的減小

水平井鉆井過程中，鉆具進行上提或者是下放以及旋轉中會有比較大的扭矩與阻力。因此，在實際的施工過程中要充分考慮到這些因素，采取相應的措施使扭矩和阻力減小，比如采用最佳的剖面，鉆井液懸浮加強等。另外，還要注意井眼的彎曲以及鉆進的參數與鉆柱的結構等。

2.6 關于隨鉆測量

隨鉆測量是在水平井鉆井技術的施工過程中不可或缺的一部分。因此，要在施工的過程中使用相應的測量系統，比如MWD或者是LWD。必須要將隨鉆測量的工藝水平進行提高，保證測量的準確性。為了保證鉆頭軌跡的精確度，還要使用比較短的無磁鉆鋌或者是近鉆頭測量系統等。

2.7 關于鉆柱的強度

在對水平井中的鉆柱進行設計時不僅要按照要求做好強度的設計，還要滿足井眼軌跡的要求。首先，如果井斜超過了45度，盡量不要使用無磁鉆鋌，應該實用無磁承壓鉆桿來進行替代。還要在使用倒裝鉆具時將摩阻以及扭矩減小，保證鉆具能夠順利向前推進，從而使鉆井的施工能夠順利開展。其次，如果井段的水平段比較長，鉆具事故比較容易發生，這時為了預防以及減少發生的幾率，就要采用高扭矩接頭，還要使用一定的減摩工具。

3 水平井鉆井技術在石油開發中進行應用的效果

一些油田具有獨特的特點，如豐度比較低，油層薄，還有的石油屬于稠油油藏或者是裂縫油藏還有低滲透油藏等，在開發中有一定的困難，水平井鉆井技術對它們的開采有著比較好的效果，不僅能使單井的產量得到提高，還能使油田的采收率得到大大的提升。目前水平井鉆井技術已經比較成熟，國內外的各種油氣藏都在開發的過程中采用了這一技術。國外使用這一技術的鉆井一年就超過了兩千口，國內使用這項技術一年的鉆井超過了兩百口，石油的產量能夠達到直井的4倍到8倍。水平井應用于不同的油藏開發，并取得了良好的效果。

4 結束語

我國的水平井鉆井技術還存在一些不足之處，需要將鉆井儀器以及工具進行不斷的完善，并加強研究技術配套，保證其能適應不同的油藏類型中的施工要求，對施工的質量進行提高，提高施工速度，實現油田的增收增產。

參考文獻

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作者簡介：余驊（1981，9-），男，漢族，重慶人，研究方向：石油鉆井技術。