水平井鉆井工藝技術探討

周森

摘要：應用先進的石油鉆探工藝技術，提高鉆井施工的標準。應用欠平衡鉆井工藝技術措施，并結合井眼軌跡控制技術，有效地控制水平井各個井段的井斜角，使其達到設計的規格。降低事故的發生率，保證安全鉆探，提高水平井鉆探的機械鉆速，降低鉆井成本，提高水平井鉆探施工的質量，鉆探出更多的優質井筒，滿足油田開發后期的薄差油層開發的技術要求，達到設計的鉆井施工質量，提高水平井鉆探的效率。

關鍵詞：水平井;鉆井工藝;技術

由于水平井采油優點比較突出，其在采油中的應用越來越多，由于水平井構造的特殊性，其對鉆井技術要求較高，需要我們認真做好鉆井工藝的優化工作，選擇合適的鉆井技術，及時對鉆井工藝參數進行調整。

（一）欠平衡鉆井工藝

最常見的平衡鉆井工藝技術，就是對鉆井液加以應用并壓井，對儲層帶來嚴重的污染，甚至會危害后期油氣藏的開采效果。為此，將欠平衡鉆井工藝技術應用于水平井的鉆井作業中，為井筒提供欠平衡的條件，確保井筒液柱壓力不超過儲層壓力，滿足技術的綠色環保性要求，對儲層的污染問題予以有效地解決。貫徹落實欠平衡鉆井施工建設的過程中，一定要與井控技術相互結合，對井控設備以及設施加以合理地選擇，以免引發不必要的井噴事故，全面優化水平井鉆井安全性。其中，對壓力監測提供予以合理地運用，也能夠降低安全事故發生的幾率。通過對氣體鉆井工藝技術的使用，即可實現欠平衡鉆井的目標，在對氣體壓力進行有效控制的基礎上，促進水平井鉆井施工的有效開展。

1.1井身優化設計

在水平井鉆進中，最為重要的內容就是水平軌跡的控制，我們在進行水平井鉆進是要從以下內容來控制水平井的水平軌跡。（1）井身結構設計依據。水平井鉆井的發井順序為：從上至下，從內向外，以此順序來確定各層套管與井眼之間的間隙。設計人員在確定套管與井眼之間的間隙時，必須要保證套管能夠順路的下入到井中，同時還要保證能夠滿足固井的相關要求，下次開始掘進的鉆頭要保證尺寸小于上層套管的直徑，這樣才鉆頭才能夠順路掘進。（2）井身的設計原則。一是，井身對地層的尤其能夠起到有效的保護作用。二是，井身的設計要能夠保證掘進的安全性，避免出現漏、噴、塌、卡情況，從而保證鉆進的進度。三是，在鉆進至下部地層時一般會采用重鉆井液，此時所產生內部壓力不會促使上層管套最薄弱處發生開裂的情況。四是，一旦出現了實際地層壓力值大于我們所預測的壓力值從而發生了井涌時，那么在能夠控制的壓力范圍內具有處理溢流的能力。在水平井的鉆進過程中需要注意的是，管套尺寸、鉆頭尺寸以及井眼尺寸的確定和三者之前的組合配合對未來采油、勘井等都會產生很大的影響，一旦他們之間的組合配合不合理將會提高水平井鉆井的成本。管套尺寸、鉆頭尺寸以及井眼尺寸通常是從內向外來確定，通常情況下我們要根據實際的鉆井工程相關要求和標準來設計油層管套的尺寸，確定好管套之后根據管套的尺寸來確定鉆頭的尺寸。管套與井眼之間的間隔確定要從以下幾個方面因素進行考慮：水平井自身的質量、管套下井時井內的壓力變化情況、固井質量要求以水泥環的強度、管套直徑大小。一般比較常見的管套與井眼之間的間隙值最大為76mm，最小值為9.5mm。

1.2井眼軌跡控制

水平井鉆進中最為關鍵的技術就是對井眼軌跡的控制技術，通常情況井眼控制主要采用的彎外殼螺桿鉆具，這一技術原理就是根據螺桿鉆具所具有的特性來將鉆井液中的水力轉化成為鉆頭的前進力，在水平井鉆進過程中通過地面的追蹤器來確定水平井中的螺桿彎角方向，這樣便可以保證水平井的鉆頭能夠沿著既定的軌道前進。根據彎外殼螺桿鉆所具備的特性對二維水平井鉆進軌跡控制技術進行分析。在預增斜軌跡控制技術中，在水平井鉆進過程中最好選用彎螺桿鉆具，配合使用穩定器以及斜坡鉆桿等可以精確的控制鉆進軌跡。增斜井的造斜率控制主要分為兩個重要的步驟：一是，先高后低。二是，下部井段。在進行水平段軌跡控制時，可以選用倒裝鉆具組合，這樣的優化組合鉆具可以很好的降低鉆柱摩擦阻力的扭矩，可以很好的傳遞鉆壓。

1.3鉆井液的選擇

鉆井液在整個水平井鉆進的過程中占據非常重要的角色，它是保證水平鉆井以及完井工藝能夠順利進行的基礎。所以，我們進行鉆井液的選擇時要非常謹慎。一般情況下，水平井的鉆井液還應該具備完井液的作用，也就是說在保證鉆井能夠順利進行、降低摩擦的同時還要能夠做好井眼的清潔、保證井眼的穩定性、防漏技術以及對油氣層的保護作用。在鉆井過程中選擇的鉆井液應該具備以下及幾個方面：（1）具備良好的化學凝聚力，粘度高，懸浮性能良好，剪切稀釋性。（2）固相含量低能夠減低水平鉆進過程中的微米顆粒，防治對鉆速產生影響。（3）鉆井液必須要具備較高的防塌陷性能和抑制性能，當鉆進到不同種類的地層是能夠很好的適應該地層的特性，同時能夠保持較高的穩定性。（4）對油氣層的能夠起到很到的保護作用。（5）具有良好的潤滑效果，能夠很好的降低水平井鉆進過程中所產生摩擦力，同時可以能夠極大的避免卡鉆的情況，降低扭矩。（6）具有一定的流動調節性，可以很好的應對異常情況。（7）在保證經濟效益的同時，要對環境盡可能的產生較小的影響。

1.4水力參數優化設計

隨著水平井鉆井技術的發展，逐漸的出現了噴射式鉆頭，而水力參數優化設計就是伴隨著噴射式鉆頭而進行的。鉆井水力參數值一般代表的是噴射鉆頭的水力特性、射流水力特性等。我們進行水力參數優化設計主要目的是為了能夠找出相對比較合理的水力參數組合搭配值，使得我們進行水平井鉆井過程中能夠獲得足夠的水力能量分配，從而能夠最大程度上保證井底的凈化效果，提高水平井鉆井的進度。但是，影響水平井的井底水力能量分配的因素有很多，例如鉆頭上面噴嘴的直徑長度、循環系統中的能量損耗以及地面上壓力泵的質量等。所以，我們在進行水力參數優化設計時必須要以鉆頭上面噴嘴的直徑長度、循環系統中的能量損耗以及地面上壓力泵的質量為基礎，來盡心設計，否則所設計的水力參數將無法滿足井底的水力能量分配。我們在進行水力參數優化時要遵從以下幾個方面的原則：（1）在鉆井過程中所產生的巖屑在鉆井液中的下沉速度要能夠低于或者等于上返速度的1/2。（2）井眼的穩定值要低于井眼臨街穩定值。（3）環空的巖屑濃度要低于9%。

（二）加砂壓裂技術

對于水平井鉆井施工建設而言，與加砂壓裂技術相互結合，能夠保證水平井段滲透性的不斷優化，獲得理想的產量增加效果。選擇使用地面加砂設備，以泵送的方式向水平井段泵入高壓壓裂液泵。在整個過程中，壓裂液經由射孔孔眼，即可進入地層，并且產生人工裂縫。充分發揮加砂的支撐性作用，即可形成永久性的裂縫。而儲層當中所含有的油氣能夠經由裂縫深入到井筒當中，滿足水平井開采的條件，并獲取理想的油氣產能，與水平井勘探開發技術需求相適應。

（三）地震監測技術

在完成水平井的鉆探施工作業以后，要開展壓裂施工處理，以保證水平井段滲透能力得以增強，進而獲得理想的油氣產量。其中，可以借助微地震監測技術，將地震檢波器放入到老井亦或是相鄰井筒內部，進而對井下裂縫活動的具體狀況展開實時地監測，對井下壓裂施工的實際效果進行系統化地分析，進而了解并掌握水平井段的壓力施工增產效果。將地質監測數據資料作為主要的參考內容，對生產方案進行合理性地改善，以實現油氣井產能的進一步拓展，與油氣藏開發技術要求保持一致。

結語

水平井鉆井工藝技術是油氣田鉆探開發中的重要鉆井措施，在油氣田資源開發工作中占據不容忽視的地位與價值，現如今該技術主要被運用到剩余油儲藏開采活動中，有效提升鉆井作業質量，縮短鉆井作業周期，進一步提升油氣田的經濟效益與社會效益。

參考文獻：

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