提高水平井鉆井提速技術措施

蘇潔

摘要：提高水平井鉆井速度可以使鉆井任務較快的完成，為油田鉆探企業創造更多的經濟效益。結合多年鉆井經驗總結了水平井鉆井速度的影響因素，并提出多項切實有效的提速辦法。

關鍵詞：水井平;鉆進速度;影響因素;提速措施

引言

鉆井施工作業存在著較大的風險，需要的技術含量較高，并且需要大量的資金作為保障，鉆井環節占到整個油氣資源勘探開發投資50%左右。鉆井速度決定著鉆井企業的經濟利潤和作業進度，尤其是進行水平井施工過程中，經常會出現很多復雜的問題，對鉆井速度和效率產生很大的影響。隨著水平井鉆井技術應用增多，對于提高水平井鉆井速度、保證企業的經濟效益、防止出現安全事故等方面提出了更高的要求。

1 水平井鉆井速度影響因素

1.1 儲層地質情況對鉆井速度的影響

地下油氣儲層的壓實程度直接影響水平井鉆井速度，如果地下儲層埋藏的深度較大，相應的壓實程度就會提升，地層巖性比較堅硬則會使鉆井速度減慢。地下儲層不斷抬升以及地質板塊構造的不斷運行等也會提高壓實程度，使地下儲層可鉆性變弱。由于所在的環境不同，地下油氣儲層的可鉆性會存在著較大差異，礫巖儲層會比砂泥巖油氣儲層的鉆進性能差，因為地層中的礫石不易被破壞掉，巖石的分布也不是十分的均勻，采用牙輪鉆頭進行鉆井施工作業，當進入到該地層區段中，鉆井速度會變慢。如果位于砂巖或泥巖地層當中，同樣采用相同的鉆頭，在同樣的地層埋藏深度條件下，鉆進速度就會顯著的提高。

1.2 鉆井液性能對鉆井速度的影響

鉆井液是鉆井施工中不可缺少的重要物資，會對鉆井速度形成很大的影響。所以，在進行鉆井液性能體系選取時，應該充分考慮到鉆井的實際情況，鉆井液具備的性能決定著鉆井施工作業能否順利進行，必須要選用地層適應性好的鉆井液。選用的鉆井液如果不能滿足水平井鉆井施工對于攜砂能力要求，井眼就無法得到有效的清洗處理，井壁的穩定性就不能得到有效的保證。

1.3 鉆井工具對鉆井速度的影響

正確地選用鉆井工具可以提高水平井鉆井速度，由于時常會面對較為復雜的地質情況，選用的鉆頭應該擁用很好的密封性，可以具備較長的使用時間，可以承受地下巖石施工的反沖力，不同規格型號和品牌的鉆頭對于油氣儲層的適應性有著很大的不同，鉆頭的材質和加工制造水平等都會對鉆進速度造成影響。利用三牙輪鉆頭在進行水平井鉆井施工時，可以較方便的實現定向和增斜，但是該種鉆的使用壽命較短，起下鉆頭的頻次較多，影響著鉆井工期。PDC 鉆頭具有很快的鉆進速度，降斜、增斜能力相對較差，工具面浮動的范圍較大，會對鉆壓造成較大的影響，會產生較為嚴重的托壓問題。

鉆井螺桿也會對水平井鉆井施工造成較大的影響，由于水平井需要造斜、穩斜、增斜和水平段調整等鉆井工序，必須采用性能先進的螺桿實現復合鉆進施工，螺桿具備的彎度性能決定著其造斜能力，造斜能力強可以有效地減少滑動鉆井的進尺，與此同時，鉆井螺桿具備的使用壽命也影響著水平鉆井的速度。

1.4 井眼軌跡設計對鉆井速度的影響

井眼軌跡設計情況決定著水平井井眼曲率以及造斜率，如果沒有進行科學合理的設計，造斜率和曲率就會變大，會對水平井鉆井施工帶來很大的困難。井眼軌跡如果不是十分平順，井筒的狗腿度就會變大，較多頻次的軌跡調節會使鉆井工具的摩擦阻力變大，可能會引起粘卡問題，十分不利于起下鉆頭，需要進行多次的開啟泥漿泵進行循環來進行劃眼方可以起下鉆井工具，水平井的鉆井速度則無法提升。

2 提高水平井鉆井速度技術措施

2.1 建立科學完善的鉆井工程管理體系

水平井鉆井作業需要較高的施工技術，會利用到性能先進的鉆井工具和測量儀器，必須要建立科學完善的鉆井工程管理體系。鉆井施工工序、鉆井作業人員的技能水平直接影響著鉆井質量和速度，水平井鉆井作業應該選用技術水平較高的操作人員，并對鉆井工序進行合理的設計，保證鉆井工序實現科學的搭接，在鉆井作業之前做好技術交底工作，由專業的工程技術人員到鉆井作業現場進行技術指導，對地下油氣儲層的特點進行分析。鉆井所需要的各種設備和材料應該準備好，避免對鉆井進度造成不利的影響。做好安全風險防控工作，防止出現安全事故，制定出安全技術措施，避免操作人員在鉆井過程中出現傷亡。加強對鉆井機械設備的管理，定期進行檢查，對于發現的安全問題應該及時制定出整改措施，并保證整改措施落實到位，還應該按著規定進行系統、全面的維護保養，保證在水平井鉆井施工過程中機械設備可以正常運轉。

2.2 做好井眼軌跡控制，改進井身結構

應該對井身結構進行改進和優化，可以有效的縮短鉆井作業時間，防止出現鉆井安全事故，使井眼軌跡處于平滑狀態，造斜角度滿足設計要求，可以有效地減小鉆井過程中的摩擦阻力。盡量采用復合鉆井施工技術，充分發揮出PDC 鉆頭的優勢，有效地解決快速入靶階段出現的問題，井身結構的改進和優化應該充分結合地下儲層的應力和巖性，對井壁穩定程度和地層結構進行分析，從而更好地對地層的可鉆性能進行了解。

水平井鉆井施工作業主要分為直井段、斜井段和水平井段，井眼軌跡控制的關鍵在于斜井段和水平段，做好井眼軌跡的控制工作，制定詳細的井眼軌跡控制方案，避免形成較大的狗腿度，使井眼保持很好的平整度。鉆井形成的井眼軌跡和原設計會存在著一定的偏差，應該保證留有足夠的調整空間，可以避免產生過多的起下鉆具次數，提高鉆井速度和效率。

2.3 對鉆井液性能進行優化

水平井鉆井速度受鉆井液性能的影響較大，鉆井液內的固相成分較多而且粘度比較大，鉆井速度就會下降，因此必須要對鉆井液性能進行優化和改進，高性能的鉆井液可以對地下油氣儲層進行很好的保護，對井眼進行有效的清潔處理，防止井壁坍塌，降低鉆頭工具產生泥包的機率，更好地保證鉆井作業的安全。

2.4 選用合理的鉆井作業設備

鉆井作業設備具備的性能決定著鉆井速度，可以采用性能先進的頂驅鉆井系統，縮短起下鉆具占用的時間，還可以防止出現阻卡問題，降低鉆井作業事故的機率。

3 結束語

綜上所述，我國目前鉆井工程首要的任務就是要盡可能的縮短鉆井的周期，從而降低成本，同時還能有效保證鉆井工程施工的安全，而且提高鉆井速度和降低成本對鉆井工程都是具有非常重大的意義的。在總結經驗以及采取新技術和理論的基礎上，進一步的保證鉆井的速度，從而促使我國鉆井工程的發展。

參考文獻：

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（作者單位：中原石油工程有限公司鉆井二公司）