薄油層多分支水平井鉆井技術難點與發展趨勢分析

陳婷婷

摘要：鉆井技術是石油天然氣勘探生產中非常重要的環節。隨著石油和天然氣資源勘探的深入，鉆探成本占勘探和開發總投資的比例更高。隨著近年來鉆井工藝的不斷進步，相應的鉆井設備和工具也在不斷的更新換代，以便能更好的適應新時期的鉆井工藝技術要求。20世紀50年代，石油鉆井技術從傳統的依靠鉆井經驗逐漸步入科學鉆井時期。近年來，隨著在鉆井過程中使用各種先進工具，使鉆井工程向信息化和智能化的方向又邁進了一大步。薄油層多分支水平井鉆井技術得到了足夠的重視和發展，因為水平井可以有效地擴大油氣藏的暴露面積，不僅能提高油井產量，還能極大的提高采收率。

關鍵詞：薄油層;多分支水平井;鉆井技術;分析與研究

我國油田經過多年的勘探開發，大部分已處于開發中后期，利用水平井等先進鉆井技術提高采收率是目前有效的鉆井技術之一。其技術特點是根據薄油層的特點設計井眼，實現井筒的空間分布，有效增加薄油層的裸露面積，提高油藏的最終采收率，是石油天然氣鉆井的先進技術之一。薄油層多分支水平井鉆井技術是集油藏，鉆井完井，泥漿等技術為一體的系統工程。它包括了從地質到鉆井、從完井到油田化學等一系列復雜難點。針對其施工特點，從研究剩余油藏分布入手，通過優化地質設計，工程設計，鉆井過程中優化井眼軌跡控制，總結出先上后下，主分井眼交替施工的井眼軌跡控制技術，并提出懸空側鉆、復合井眼側鉆等特殊軌跡施工方案，為薄油層多分支水平井的有效實施提供有力的技術支持。通過鉆井液體系，完井方式的優選，并最終形成了適合稠油、稀油、高凝油地層特點的分支水平井鉆完井方法。從實際施工情況看，薄油層多分支水平井成本略高于普通水平井，但產量是鄰井數倍，降低了水平井綜合開發成本

1.現階段我國水平井鉆井技術現狀分析

與常規的鉆井工藝技術相比起來，水平井的鉆探，往往需要一些較為復雜的施工方式，消耗的時間也比較長。人們要從多個角度來展開鉆探工作，這樣一來，水平井鉆探的挑戰性就比較大。在該技術的應用過程中，人們要對鉆井的井眼軌跡進行及時的調整，這樣才能夠對其進行更好的控制，使它維持在更加準確的范圍內。對水平井鉆探施工的時候所采用的施工工具以及技術，也要結合具體的狀況來進行選擇，便于提高鉆井的質量和穩定性，實現人們對施工程度的要求標準。水平井鉆探工作中勢必會遇到很多難以解決的問題，這些問題要結合多種復雜技術的共同應用，才能夠更好地實現對該技術的控制與管理，為人們的工作提供可靠的保障，從而充分發揮水平井鉆探的價值。

1.1超薄油層水平井鉆井技術

對于超薄油層，傳統的垂直鉆井對油藏的利用程度較低，開采效益也不高，水平井鉆井技術可以最大限度地提高油層的裸露程度，顯著提高油氣井產量，該技術的廣泛應用極大地促進了超薄油層的有效開發，使大批使用直井開發無效益的超薄油層區塊得到了有效開發。

1.2大位移井鉆井技術

大位移水平井，其指的是水平位移與垂直鉆井深度的比率大于2.0。隨著20世紀90年代最新研發的旋轉導向技術，以及其相應的配套工具變徑穩定器和可控偏心器在鉆井工藝中應用，使大位移井鉆井技術能夠快速發展。該項技術解決了在鉆井期間鉆井中的鉆柱摩擦和鉆屑增加的問題。目前，大位移鉆井技術已廣泛應用于海上鉆井，海油陸采等領域，極大的提高的石油的開采率。

1.3分支井鉆井技術

分支井鉆井技術是指進入多個油氣儲層的分支水平井，通過對該項技術研究和攻關，顯著提高了油氣勘探開采效率，多儲層開發共用主井筒，大大節省了鉆井投資，該技術正變得越來越成熟，并在實際生產中取得了良好的開采效果。

2.薄油層多分支水平井鉆井技術難點分析

2.1鉆井工程設計限制多

在對鉆井工程設計的過程中，各方面限制的因素非常多，不僅要考慮達到摩阻、扭矩的情況，還要使井眼軌跡滿足地質油藏的實際要求。另外，修井機鉆井設備的作業能力、螺桿造斜的能力等都要進行全面的考慮，最重要的一個方面就是把鉆井施工難度降到最低。

2.2中靶精度要求高

由于油藏的厚度比較小、其分布的情況也不夠集中，比較分散，對此經過不斷的研究與分析，依然無法找到更高效的開采技術手段，在薄油藏的垂深，以及薄油藏的地層傾角上都存在不確定的因素，在鉆井施工時，對于地質的要求和標準，鉆井工藝在很大程度上都達不到。對井眼的軌跡控制也是一個難題，需要更精準的控制，這些在實際施工過程中都很難做到，而且中靶的精度要求很高，這些因素都無形之中增加了施工的難度，導致開采效率低下。

2.3井眼軌跡控制難度大

由于地層傾角和井筒曲率的影響，當造斜段采用滑動鉆進和轉盤鉆進相結合時，鉆具組合的造斜率規律性較差，給井眼軌跡控制帶來重重困難，加大了定向工程師的工作量，導致鉆井時效低，鉆井周期長。在目的層鉆進時，根據電阻率和伽馬值的變化，及時判斷油層的厚度和傾斜度，合理調整井眼軌跡。

2.4鉆井施工風險高

由于水平段長，滑動摩擦力大，扭矩大，鉆具壓力傳遞困難，鉆速低，造斜率很不穩定，這些都導致井眼軌跡控制困難。同時存在嚴重的巖屑床現象，井眼的泥漿凈化效果難以保證，容易造成卡鉆等井下復雜事故。

2.5油氣層保護難度大

由于井結構的復雜性，工程施工的難度和修井設備的局限性，因此，鉆井液性能必須符合一定的標準，需要具有良好的流變性，足夠

的潤滑性和頁巖抑制作用，才能確保井眼清潔。分支水平段鉆開的油藏屬于低孔低滲儲層，只有優選合適的鉆井液體系，才能實現安全鉆井、保護儲層。

3.薄油層多分支水平井鉆井技術發展趨勢分析

3.1FEWD和LWD技術在薄油層勘探開發中的應用

目前，FEWD和LWD技術已在各大油田得到廣泛的推廣使用。隨著大型油田的不斷勘探開發，油田的開采已經進入中后期階段，這個階段的剩余油層分布較窄、儲層區塊比較薄，如果采用直井鉆井技術難以達到開發效果，因此開展FEWD、LWD的應用和水平井鉆井技術的結合是保證油層鉆穿率的有效途徑，也是實現油田高效開發的重要技術手段。

3.2薄油層分支水平井鉆井技術是未來發展和應用的重要研究方向

薄油層分支水平井鉆井技術在整裝式油田開發生產過程中的廣泛應用，可以有效減緩原油產量的下降，延長油藏的開采壽命。因此，薄油層分支水平井鉆井技術是未來開發高難度油藏的最有效的技術手段。

4.結論與認識

水平井鉆探工作的危險性非常大，而且，在施工的過程中，對各種工藝技術的要求也很高。隨著我國科學技術的發展，人們要加大對該方面工藝水平的研究和不斷提升，為水平井鉆探工作的質量以及人們的安全提供可靠的技術保障，同時，也促進我國經濟效益的發展。鉆井技術發展的大趨勢是朝著自動化，智能化，環保化的方向發展，鉆井過程的信息化和智能化已成為鉆井技術發展的方向之一。結合鉆井，電測，錄井和井眼軌跡控制技術，最大限度地發現和保護油氣儲層，增加油氣井產量和油氣田的采收率，降低鉆井成本，提高油氣勘探開發的綜合效益，為油田的可持續性發展創造有利條件。

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