水平井鉆速影響因素與提速對策

馮勝華

摘 要：水平井是現代提高石油采收率的重要技術之一，已成為各類油氣藏轉換開發方式的有效手段。當前水平井鉆井技術發展的趨勢是向自動化、智能化、輕便化和經濟化方向發展。但在一些地質條件不同的地區，鉆進技術的不足還是暴露出，影響了水平井的經濟效益。本文分析了水平井鉆井技術應用情況以及影響鉆井速度的因素，提出了提高鉆速的相關對策。

關鍵詞：水平井；鉆速；措施

引 言

為了有效提高采收率，助推難動用儲量升級，水平井技術已成為各類油氣藏轉換開發方式的有效手段。隨著水平井綜合能力和工藝技術的發展，特別是水平井的軌跡設計技術，MWD、LWD和導向技術的發展，促生了多種水平井新技術，比如：大位移井鉆井技術、分支井鉆井技術、大位移水平井鉆井技術等，逐步成為新老油田開發的重要技術手段。為節約水平井成本，提高施工效率和經濟效益，滿足不同地區的施工現狀，同時提高鉆井速度。水平井鉆井技術應不斷實現新的發展，為將來的油田開發提供條件。

1水平井應用與發展

水平井鉆井技術日益受到重視，在油田得以迅速發展，其油藏有低壓低滲透砂巖油藏、稠油油藏、火山噴發巖油藏、不整合屋脊式砂巖油藏等多種類型。石油剩余資源和低滲、超薄、稠油和超稠油等特殊經濟邊際油藏開發的低本高效，是水平井技術發展的直接動力。尤其是在勝利油田，近年來水平井和定向井的數量每年總數已經遠遠超過了直井的數量。這樣不僅不會增加成本，相反會減少成本，因為水平井的產量要遠遠高于直井的產量，提高單井的產量也就意味著降低了單井的成本。因此定向井和水平井在勝利油田的應用得到了很快的發展。同時和其配套的鉆井工藝也得到了提高，從開始的單一的隨鉆測量發展到現今的隨鉆地質導向儀器，為水平井的施工提供了有力的保障。如今，水平井技術已作為常規鉆井技術應用于裂縫性碳酸鹽巖、頁巖、砂巖地層，有效開發枯竭油藏、致密氣藏等所有類型的油藏。水平井技術也出現了一些應用新趨勢：水平井作為注入井，提高產量；分支水平井開采多個產層；開采老油田剩余油；多目標開發產層；開采氣藏或疏松砂巖油藏；水平井資料用于油藏描述；薄層油藏、注水剖面修正、持續增產。

2 水平井鉆井技術

2.1分支水平井、大位移水平井。分支水平井是由1個主井眼和2個或2個以上的分支水平井眼所組成的，能鉆遇多個油層。目前所鉆的分支水平井主要有2種：一種是新鉆分支水平井；另一種是老井側鉆分支水平井。從井眼軌跡可劃分為棧式分支水平井、音叉式分支水平井、歐翅式分支水平井、魚骨式分支水平井等10種類型。

2.2套管鉆井技術。套管鉆井技術是直接采用套管取代傳統鉆具向井下傳遞機械能量和水力能量，井下鉆具組合接在套管柱下面，邊鉆進邊下套管，完鉆后套管留在井中，直接固井完井。套管鉆井技術把鉆井和下套管結合在一起，鉆頭和井下工具在套管中起下，不需要常規的起下鉆和下套管作業，節約了投資，縮短了鉆井時間。

2.3連續油管鉆井。連續油管鉆井結合地質導向、旋轉導向、MWD、LWD、欠平衡技術以及其它配套技術，在水平井鉆井中的作用越來越明顯，特別是在小斷塊、小井距、小井眼、小斷塊開發上占據了越來越重要的位置。我國在連續油管鉆水平井方面由于相關設備和配套技術發展比較慢，還沒大量應用。

2.4隨鉆瀏量、隨鉆測井及導向技術。隨鉆測量（MWD）、隨鉆測井（LWD）以及導向技術是水平井鉆井成功的保障。近幾年，這些技術處于比較活躍的發展時期，已研制了適用于各種井眼尺寸的MWD、LWD工具。其測量參數已逐步增加到近20種鉆井和地層參數，儀器距離鉆頭越來越近，近鉆頭傳感器離鉆頭只有1-2m的距離。鉆井過程中為用戶實時提供決策信息（評價油氣層），有助于避免井下復雜情況的發生，引導井眼沿著最

佳軌跡穿過油氣層。近年來，隨著氣體鉆井以及泡沫鉆井的發展，開發了電磁波傳翰技術。鉆頭附近測量儀器獲得的數據及時通過安裝在儀器附近的天線傳遞到地面的接受裝置。地質導向就是使用井下信息傳輸系統在鉆井過程中隨時向地面發送隨鉆定向測量數據和隨鉆地層測井數據，控制鉆具鉆出最優井眼軌跡的鉆井技術。它是以井下實際地質特征來確定和控制井眼軌跡，而不是預先設計井眼軌跡。使用這一技術，可以使井眼避開地層邊界以及地層流體界面，精確地控制井下鉆具命中最佳地質目標。近幾年，旋轉導向技術在國外得到了迅猛發展，提升了特殊工藝井的技術水平和薄儲層等復雜條件的鉆井成功率。

2.5欠平衡鉆井技術。所謂欠平衡鉆井，就是使井內循環流體的流力低于地層壓力的鉆井方式。在鉆進過程中允許地層流體進人井內，循環出井，并在地面得到控制。欠平衡鉆井有利于發現低壓儲層，避免對儲層的損害，尤其適用于低滲透地層以及枯竭氣藏。并且能夠提高機械鉆速，降低鉆井費用等。欠平衡鉆井解決了水平井產層和泥漿接觸時間長，容易被污染的難題，提高了水平井鉆井成功率。

3 影響鉆井速度的因素與措施

3.1影響鉆井速度的因素。（1）地質因素。地質條件是影響鉆井速度的關鍵因素之一，某油田由于油層厚度薄，發育程度不高，而水平井井眼軌道的控制要求比較高，且難度較大，最后影響了鉆井速度。（2）鉆頭適應性差。由于水平井有特殊的地質結構和巖性，施工鉆頭必須有較好的密封性和耐磨性，以及牙齒抗沖擊能力，所以，如果鉆頭的選擇不合格，就會影響到鉆井的速度。（3）水平井井眼軌道設計不科學。水平井從造斜段、增斜段、穩斜段、探油頂段、水平段都是利用螺桿進行復合鉆進的。螺桿的壽命長短以及是否正確的使用都對鉆井的速度有一定的影響，同時還會影響井下安全，所以，在施工中，我們應選擇質量和效果較好的螺桿，并保證它是高效率的螺桿。

3.2改善鉆井速度的措施。鉆井施工中的每個工具都是關鍵，所以，施工人員的操作技術是影響速度的重點，我們要在施工中要狠抓各道工序銜接，鉆井隊操作人員的操作水平以及對各道工序的熟悉程度都會影響到鉆井速度。因此，有效的開展鉆前技術交底會是十分重要的，讓鉆井操作人員清晰的了解操作工序，同時，還應聘請有經驗的現場技術服務工程師主持，指導操作人員施工；而在施工中的風險和安全管理也是重點。加強設備管理，減少機修時間，這不僅能強化鉆井隊伍，還能提高鉆井速度。除配備兩臺泥漿泵外，其他機械也要及時更新，施工隊伍要嚴格進行巡回檢查、加強設備定期維護保養，為機械的維護過程要密切監督，減少機械的故障了，降低機械修理時間。

4結束語

水平井鉆井技術的應用向綜合應用方向發展，小井眼水平井鉆井、橫向多分支水平井鉆井、大位移水平井鉆井等技術都已投人實際應用，采用的技術包括導向鉆井系統、隨鉆測量系統、串接泥漿馬達、PDC鉆頭和欠平衡鉆井。為提高鉆井的速度，就要從思想上，觀念上得到解放，增強加快發展的責任感和使命感，注重安全生產，提倡環保，保護施工環境。