石油開采過程中水平井鉆井技術的應用探析

曾永剛，蔣雙彥

（烏魯木齊泰迪安全技術有限公司，新疆 烏魯木齊 830000）

石油是不可再生資源，會隨著使用時間不斷減少[1]。石油的需求量伴隨著社會的發展進步不斷增大，石油資源面臨著日益短缺的狀況，根據當前社會的發展需要，石油開采不斷研發新技術，其中鉆井技術的發展對石油開采工作尤為重要，先進的鉆井技術可有效提高石油的勘探效率，提升油氣開采的質量。目前，水平井鉆井技術具有其顯著優勢，但因其諸多問題不能廣泛應用于石油開采工作中，在我國的石油開采中的應用也比較受限。與此同時，地質因素也會對開展鉆井工作造成一定程度的影響。本文將有針對性的對其進行討論并提出建議。

1 水平井鉆井技術的概念及其優勢分析

1.1 水平井鉆井技術的概念

水平井鉆井技術是指利用特殊的井底動力工具與隨鉆測量儀器，鉆成井斜角大于86°，并保持這一角度鉆進一定長度井段的一種定向鉆井技術[2]。在油氣田開發中,水平井可以增加目的層的長度，增大泄油面積，數倍地提高油氣產量。其中包括隨鉆測量技術、井眼軌跡控制技術、井壁穩定技術、鉆井完井液技術等。從垂直井段轉變為水平井段的曲率半徑越小，施工難度就越大。

1.2 水平井鉆井技術的優勢

水平井鉆井技術在鉆井技術中具有顯著優勢，它是定向鉆井技術和直井鉆井技術兩者的結合技術，具有兩者的共同優勢，且還具備其它鉆井技術不具備的優勢。

1）在開發薄油藏油田時，可有效提高單井的油產量。水平井與直井和定向井相比較而言，可大大增加泄油面積，提高薄油層中的油產量，讓薄油層也具備應有的開采價值。

2）在開發低滲透油藏時，可提高采收率。

3）在開發重油稠油油藏時，水平井在擴大泄油面積之外還具有其它優點，例如進行熱采時，有助于熱線的均勻推進。

4）在開發以垂直裂縫為主的油藏時，水平井鉆遇裂縫的機遇相較直井而言大很多。

5）在開發底水和氣頂活躍的油藏時，水平井可減緩水錐、氣錐的推進速度，延長油井的壽命。

6）有利于環境保護，一口水平井可替代幾口直井，減少鉆進過程中產生的大量排污量，避免多口直井開采帶來的環境污染[3]。

2 國內水平井鉆井技術的發展現狀

目前，水平井鉆井技術在我國備受重視，對該技術的相關研究越來越多，并且是針對不同類型、不同規模的油藏都進行了實踐應用探索，在未來必定還會有進一步的實踐研究，此技術為我國石油開采工作做出了巨大的貢獻。當前我國的油氣量開采處于不斷增長的態勢，在這個過程中，水平井鉆井技術得到了廣泛的應用，規模也從陸地擴展至海上[4]。根據我國當前石油開采應用情況分析，開采技術還處于相對落后的階段，對水平井技術的應用范圍較小。具體包括以下幾個方面：

1）水平井鉆井技術的應用大多集中于淺層區域，至于深層區域還未涉及。

2）水平井鉆井技術的應用大多受限于特殊的油藏，相對而言，大眾化的油氣田則并未得到推廣應用。

3）水平井鉆井技術大多應用于高層滲透油藏。

3 水平井鉆井技術存在的問題

就當前我國對水平井鉆井技術的應用現狀來分析，應用受限的因素主要來源于技術層面，具體存在的問題包括以下幾個方面：

1）地質因素。地質構造相當復雜，難以對每種地質都進行詳細了解，因此，地質是造成鉆井困難的因素之一，在石油開采過程中遇到復雜的地質構造會為使鉆井速度變慢。同時，在開采過程中一般是選用尺寸較大的井眼，這同樣會影響鉆井速度的提升[5]。

2）設備因素。目前我國開采工作中施工所使用的的設備鉆頭過于老舊了，在鉆井時經常出現設備故障，陷入鉆井停滯狀態。

3）穩定因素。若井眼的彎曲程度較大，對于鉆柱的剛性要求就較高，而就我國目前使用的鉆柱而言，缺乏穩定性，常在鉆井工作中出現鉆頭偏離正常軌跡的情況。

4）密度因素。鉆井工作不僅受鉆頭影響，與鉆柱的密度也有著緊密的聯系，密度越大在鉆井過程中所受阻力也越大。

5）井眼清理的重要性。一般鉆井操作人員都將目光放在鉆井的速度上，未能意識到及時對井眼進行清理的重要性，清理井眼有利于減小鉆柱的摩擦力。

6）泥漿因素。泥漿密度過大或過小都會妨礙鉆井工作，影響鉆井的效率，密度過大易出現漏漿，過小則易出現影響鉆柱的法向力[6]。

4 水平井鉆井技術的改進措施

針對以上提出的水平井鉆井技術存在的問題，結合目前我國石油開采需求和對水平井鉆井技術的實際應用，我們可采取如下改進措施：

1）首先要做好地質測評的相關工作，做測評時要采用性能較好的集成技術，以便更好的控制井眼軌跡，有效減小對基層的破壞影響。與此同時，在探明井中深度及具體結構的情況下，有利于后期的鉆井工作開展，例如可有效避免在鉆井中出現鉆頭卡斷的問題。

2）根據我國當前油田開采量不斷增加的情形來看，鉆進設備的改進刻不容緩，必須結合在開采中出現的實際問題及當前的技術研發程度作出針對性的設備更新調整，除了對鉆頭提出更新要求之外，為加強鉆井效率，提升鉆進速度，可基于原有設備基礎，適當增強鉆井的壓力[7]。

3）重視鉆柱的選擇，務必確保其剛性達到標準，避免受到外力干擾，發生鉆柱扭曲的情況。

4）注重鉆桿材質的選取，選擇較輕材質的鉆桿，有利于減少摩擦力，在操作過程中更具靈活性。

5）在確保鉆井噴灑量達標之后再進入鉆井進行操作，為了降低鉆柱的阻力影響，可將瀝青混合入原本的鉆井液中，并結合儲氣層的特點選取最為適當的鉆井設備，再利用填充顆粒在較短時間內形成具有保護作用的膜，以此將井液的流動控制在一定的范圍，避免其滲透進儲層中，進而滿足低滲透油藏的開采條件。

6）對井眼進行及時清理，清理的重點應集中于散落井邊的鹽堿屑，一般清理用水都為工業水，除可在一定程度上減小鉆柱的摩擦力之外，還有利于井眼不規則問題的改善[8]。

5 結語

綜上，雖然我國目前對水平井鉆井技術頗為重視，優點也比較明顯，但技術層面的問題也很突出，因此，該技術并未廣泛應用于石油開采工作中，我們需要加大在技術研發上的投入，增強技術研究力度，以期克服現有問題，完善該項技術為未來石油開采工作提供強有力的保障。