薄層水平鉆井技術的探索和應用

商理想（大慶鉆探工程公司鉆井四公司，吉林松原138000）

薄層水平鉆井技術的探索和應用

商理想（大慶鉆探工程公司鉆井四公司，吉林松原138000）

隨著采油技術的發展，水平井鉆井技術在我國的油田也發展迅速，施工技術也在不斷提高和完善，很大程度上已經成為了油田高效勘探開發的重要技術。本文將對對薄層水平鉆井的施工工藝和未來的發展趨勢進行總結和探討，為水平井技術的進一步發展和完善提供有益的經驗。

薄層；水平鉆井；應用；安全

一、薄層水平鉆井的施工工藝

淺薄層水平井與一般水平井有很大的差異，淺薄層采集的油層淺，并且井身軌跡回旋余地也更小小，所以軌跡控制也更嚴格；淺地層施工時間長，鉆井液穩定比一般水平井更困難，井壁穩定性也差；由于淺層松軟地層定向，很容易容易形成鍵槽，從而造成鍵槽卡鉆；薄層油氣層完井工藝復雜，特殊工具多，鉆井成本投入少。在施工工程中需要對每一環節認真對待，加強崗位責任心，以保證施工的安全和順利進行。

水平井一般是指井斜大于85O且在產層內鉆進一段“水平”井段的特殊形式的油氣井，如今，水平井鉆井技術越來越完善，并且不斷由單個水平井向整體井組開發進行轉變，發展了水平井多種配套技術，與多分支等其他完井技術相結合，形成了水平井技術的多樣化。

水平井的施工與常規定向井的施工有完全不同的特點，技術含量高，施工難度大，只有認識與掌握其特殊性才能夠對癥下藥，保證水平井的安全快速鉆井，水平井的關鍵技術有以下幾方面：

1.剖面設計與井眼軌跡優化

井身剖面設計是否科學是水平井施工的關鍵點，油田大部分水平井為中半徑水平井，利用定向軟件模擬某一特定鉆柱設計的扭矩和摩擦阻力對比結果如下：短半徑剖面中產生扭矩最低而摩擦阻力最大，加劇鉆桿和套管的磨損；中半徑剖面產生的摩阻和扭矩適中；長半徑剖面的使用中由于斜井段較長，更容易產生較大的下放載荷，對鉆柱強度的要求比較高。水平井剖面設計的原則一是工程上容易實現，井下不易產生鍵槽和磨損套管，軌跡控制難度小；剖面設計按懸鏈線設計，有利于安全施工。

2.摩阻和扭矩的問題

在水平井中相對來說大井斜井段較長，鉆進時鉆具基本上是躺在井眼的下井壁上，鉆具的“重力效應”非常顯著，致使鉆具在上提下放和旋轉時表現出較大的阻力和扭矩。影響阻力與扭矩的因素很多，諸如：井眼彎曲、鉆柱結構、鉆進參數、鉆井液潤滑性能、地層、井眼穩定、巖屑床等等，所以在實際施工中主要采取選擇最優的井身剖面、增強鉆井液懸浮等來減小阻力與扭矩從而使開采進行更順利。

3.鉆柱設計

水平井中鉆柱設計應同時滿足鉆柱強度要求和井眼軌跡對鉆柱的要求，同時需要考慮簡單實用，盡可能減少井下接頭的數量，在適宜的情況下使用無磁承壓鉆桿代替無磁鉆鋌，用來很大程度的降低摩阻扭矩，從而來保證鉆具向前推進與鉆進作業的順利和效率，另外在特殊情況下可以考慮選擇使用高扭矩接頭和減摩工具等來預防鉆具事故。

4.井壁穩定

水平井中大井斜井段比較長，地層的層面暴露較大，造成井眼不穩定，在鉆進施工中應分別根據地層的特性來確定合適的比重平衡，不僅如此還需要同時處理好鉆井液的其它性能，防止地層與鉆井液發生化學作用而導致井壁垮塌。

5.井眼凈化

在水平井中45°-60°的井段易形成巖屑床，嚴重影響鉆進速度和井下安全，如何有效凈化井眼關系到鉆井作業能否安全順利的進行，井眼凈化主要采取以下措施：保持環空適當的流速分布，增大排量，最好使鉆井液產生紊流。鉆井液具有的流變性能能夠有效地攜帶和使煤屑懸浮。提高轉速和采取倒劃眼措施。起鉆前充分循環鉆井液。進行短程起下鉆與分段接力循環。固相控制，用發四級固控。

6.套管問題

水平井下套管必須考慮設備能下入的極限，下入期間的摩阻損失和機械損失。由于這種情況需要在位移較大的水平井下套管中多方考慮減小下套管的阻力措施。

7.隨鉆測量技術的應用

隨鉆測量技術是水平井施工的重要組成部分，在施工時選擇性能可靠的MWD或LWD測量系統，完善測量工藝，提高測量準確，使用短無磁鉆鋌或鉆桿或使用近鉆頭測量系統來縮短測量距離，從而提高軌跡的控制精度，保證開采的效率和安全。

二、薄層水平鉆井的未來發展趨勢

1.FEWD、LWD應用將更廣泛

在薄油層開發中，由于地質和工具的限制，必須采用隨鉆地層測量評價技術，所以FEWD、LWD隨鉆地層測量評價技術是很重要的發展方向，應用將會更為廣泛和熟練。

2.旋轉導向鉆井技術應用

旋轉導向鉆井技術是不止我國更是當今世界先進鉆井技術，是大位移井和超大位移井鉆井不可缺少的核心技術，油氣是超大位移井鉆井更是需要旋轉導向鉆井系統的技術支持。

3.深層水平井鉆井技術

由于油田的大量開發和儲量的減小，油田的勘探開發在將來會從淺、中、深井向深井、超深井方向發展，所以推廣水平井技術需要在耐高溫、耐高壓工具儀器、測量處理技術等方面將取得新的進展并逐漸成熟。

4.分支水平井技術

分支水平井技術在提高單井產量，提高鉆井綜合效益方面具有明顯優勢，將會有新的發展并形成配套技術，分支水平井開發將有良好前景。

三、結語

推廣應用水平井鉆井技術具有較高的經濟效益和社會效益，但水平井的技術要求高，施工難度大，是一項技術嚴密的系統工程，涉及優良的設備、地層特性研究、井口位置優選、井身剖面優化、井眼軌跡控制、技術管理、安全鉆井技術、套管結構及完井方法等，要對水平井施工的每一個環節必須嚴把質量關，確保水平井的安全應用和不斷發展。

［1］劉潤波.大慶油田薄油層水平井鉆井技術［J］.石油鉆探技術，2010，38（6）.