關于水平井鉆井減阻防卡的研究

肖緒軍

（西部鉆探克拉瑪依鉆井公司，新疆克拉瑪依 834009）

關于水平井鉆井減阻防卡的研究

肖緒軍

（西部鉆探克拉瑪依鉆井公司，新疆克拉瑪依 834009）

水平井在我國得到了廣泛應用，鉆井技術也已成熟，但在實際鉆井過程中，常發生遇阻遇卡的現象，嚴重影響了水平井鉆井進度，減阻防卡已成為水平井鉆井工作的重要部分。

水平井；鉆井；減阻防卡

1 減阻防卡的影響因素

水平井的減阻防卡的影響因素不僅涉及鉆井液質量，而且還包括地質情況、工程設計以及井眼狀況等，具體內容如下所示：

首先，鉆井液質量。鉆井液質量與其優良的潤滑性具有密切關系。由實踐得知，薄且致密低滲透泥餅形成的關鍵在于低固相、合理固相顆粒級配，在泥餅優質的情況下，降低鉆井液摩阻，能夠使減阻防卡的效果事半功倍。

其次，地質情況。井眼穩定是水平井鉆井的重要條件[1]。若地層不穩定，易漏易噴，將會影響井眼的穩定性，從而致使井眼增大、攜巖困難與井徑不規則，則進一步增大管柱和井筒的滑動摩阻與轉動扭矩，極易出現卡鉆事件。

然后，鉆井工程設計。在進行鉆井工程設計時應該結合井身結構，充分考慮減阻防卡，鉆具設計、軌跡設計以及完井管柱設計等都應該能實現減阻防卡。此外，平滑過渡的井眼是減阻防卡的基礎，因此，在實際鉆井眼軌跡控制過程中，需給予足夠的重視，精心施工，對井斜、方位等的變化應進行嚴格控制，以此建造良好的井眼條件。

最后，井眼狀況。在鉆井過程中，應該確保井眼清潔，若井眼不清潔，一旦形成巖屑床后，則在起下鉆柱時，將常在一些井段中出現遇阻遇卡。

2 減阻防卡的技術措施與控制原則

2.1 技術措施

減阻防卡的技術措施主要包括以下幾個方面：

首先，固相控制。若鉆井液存在一定密度值，則調節密度時，不僅應加入必須的處理劑、膨潤土等固相材料，而且還應加入加重劑，且不可以由鉆屑提供，因為鉆屑具有較低的密度，其提供所需密度的總固相會超出標準要求。總固相的濃度直接影響了泥餅的厚度，總固相濃度越高，泥餅的厚度越大，同時，用以控制潤滑性處理劑的劑量也將越大；隨著總固相濃度的增高，流動阻力也隨之增大，導致泥餅質量降低，極易發生井漏、井塌以及黏附卡紙等。因此，減阻防卡工作中必須對固相控制給予高度重視，首先，盡可能地將有害固相含量降至最低，然后對鉆井液中固相的粒度分布進行合理控制，將各粒度分布間量的關系調節好，從而保證泥餅的質量，確保泥餅薄而致密。

然后，控制泥餅質量。薄而致密、高質量的泥餅是控制鉆井液潤滑性的重要基礎，因此，應對泥餅的質量及其變化進行監測，可以從滲透性、強度以及厚度三個方面來衡量泥餅的質量，運用現有的方法及專用的儀器對泥餅的質量加以評價，為減阻防卡工作奠定基礎。

最后，選擇潤滑劑。潤滑性是所有油類的特性，其中潤滑性最好就是油基鉆井液。在水基鉆井液中乳化的油也具備潤滑性，此種油的潤滑性有一定的極限，而并不是隨著加量的增加持續降低的，此外，若油乳化不好或者含量太高，則將形成虛厚的泥餅。水平井鉆井時，需選擇高效的極壓潤滑劑，同時配合醇類、醚類表面活性劑，潤滑效果將更佳。除此之外，完井過程中，在水平段與大斜度段添加塑料小球，能夠使井眼摩阻與扭矩明顯降低，從而有助于下入完井管柱。

2.2 控制原則

首先，控制鉆井液的上返速度。控制鉆井液的排量、保持上返速度，是最首要、最直接的控制原則。井眼直徑為215.9mm時，鉆井液的排量應大于27L/s，上返速度應不小于1m/s；而井眼直徑為311.2mm時，鉆井液的排量應大于36l/s，上返速度應不小于0.7m/s。

然后，保持較高的動塑比值與較低的塑性粘度。隨著井深度增加，密度將隨之增大，塑性粘度應增加，而動塑比值應該降低。水平井的鉆井液密度低于1.25g/cm3時，應將塑性黏度控制在15～25mPa·s范圍內，而動塑比值應控制在0.4～0.5。低的塑性黏度有助于形成絮流，而動塑比值較高時，鉆井液的剪切稀釋性則會較強，從而使流變性更易調節，特別是層流過程，有助于平板化帶砂。

最后，保持井眼清潔。保持井眼清潔的關鍵就是及時清除鉆屑，在水平井鉆井時，應該及時將鉆屑帶到地面，然后及時清除，而不能完全依賴鉆井液靜止之后，將鉆屑完全懸浮，并且還應對井眼的清潔狀況進行實時驗證。在每次打完一單根循環后，堅持劃眼一次；每鉆井100m或24h短提一次，通過鉆具在井下提拉，反復修整井壁，減小阻卡，并保證在起下鉆前，預留出足夠的循環洗井時間，洗井同時，要連續活動鉆具不能定點洗井，防止沖洗出大肚子。此外，若形成了巖屑床，應該旋轉鉆具，對于不同流型鉆井液應采用交替使用的方法，改變流態洗井，以此對巖屑床進行清洗。

3 結束語

在水平井鉆井工作中出現遇阻遇卡事故時，不僅要考慮鉆井液的潤滑性，應充分認識減阻防卡一詞，綜合分析遇阻遇卡的影響因素，從而采取合理的技術措施，同時要遵循一定的控制原則，只有這樣才能確保水平井鉆井工作順利展開。

[1] 信石玉，高文金，類歆，等.水平井鉆井用連續壓力脈動減阻防卡工具研究[J].石油礦場機械，2014，（8）：98-102.

R e s e a r c h o n D r i l l i n g R e d u c t i o n a n d A n t i-l o c k o f H o r i z o n t a l We l l

Xiao Xu-jun

Horizontal wells have been widely used in China，drilling technology has matured，but in the actual drilling process，often encountered in case of encounter card phenomenon，seriously affected the horizontal well drilling progress，drag reduction has become a horizontal well drilling An important part of the work.

horizontal well；drilling；drag reduction card

TE921.9

A

1003-6490（2017）08-0245-01

2017-06-06

肖緒軍（1981—），男，新疆克拉瑪依人，助理工程師，主要從事石油鉆井工作。