長水平段水平井鉆井技術難點及解決對策

摘要：隨著科學技術水平的不斷提升，使得鉆井技術也得到了極大的提高，尤其是長水平段水平井的優勢較為明顯，長水平段水平井擁有直井和一般水平井無法比擬的技術優勢。但是，由于其水平段較長、鉆遇巖性復雜多樣、鉆井液和鉆具與地層接觸時間長等因素使得在鉆進過程中存在很多技術難題，對鉆井作業產生了重大影響。本文主要對長水平段水平井鉆井技術難點進行了分析，并提出了相應的解決對策，以期能夠對今后長水平段水平井的施工提供一定的指導作用。

關鍵詞：長水平段;水平井;鉆井技術;難點;對策

隨著我國油田勘探開發的不斷深入，長水平段水平井鉆井技術對一些特殊油氣藏的開發起到了較好的效果，具有更大限度地提高產量和采收率的技術優勢。對于稠油油氣藏、低孔低滲油氣藏和薄層油氣藏，應用長水平段水平井能夠增 加滲流面積，提高產量;對于垂直裂縫性油氣藏，長水平段水平井可垂直鉆穿多條裂縫，使多條裂縫同時產油產氣;對于邊底水和氣頂油氣藏，長水平段水平井可以減緩水、氣的錐進問題，提高油氣產量。然而，長水平段水平井在應用過程中，還存在著許多技術難點，并且鉆井工藝復雜、對裝備和工具要求高，因此，必須對其技術難度進行詳細分析，并探尋相應的解決對策，提升長水平段水平井鉆井技術在油氣田勘探開發中的應用效果。

1長水平段水平井鉆井技術難點

1.1井眼軌跡控制難度大

長水平段水平井鉆井技術具有一定的特殊性，它與常規的鉆井技術不同，其需要穿越的靶點較多，使得井眼軌跡控制的難度增加。在靶點穿越過程中，受不可控因素影響，會影響井眼軌跡的穩定性。所以，在施工設計過程中，要重視對井眼軌跡的控制，把握好直井段、造斜段和水平段的關系，確保井眼軌跡設計的合理性。另外，隨著水平段的延伸，井眼摩阻隨之增加，導向工具鉆壓傳遞困難，造成井眼軌跡控制難度大;鉆遇巖性的多樣性也增加了井眼軌跡的控制難度。

1.2穩斜段及水平段易形成巖屑床

長水平段水平井在鉆進過程中在穩斜段和水平段極易形成巖屑床，給鉆進帶來很多技術難題。巖屑床形成的原因主要有以下幾個方面：在穩斜段和水平段，鉆具在井眼中靠向下井壁，巖屑易沉在下井壁且不易清除;井眼中部的環空較大、鉆具偏心、環空返速降低、攜巖效果變差;在造斜段，巖屑返出難度增大，巖屑在此處易堆積;鉆井液的性能差和鉆具結構復雜，影響鉆井液的攜巖效果，易形成巖屑床。

1.3 鉆具摩阻扭矩大

在長水平段水平井鉆井過程中，鉆具與井壁之間的摩擦阻力主要由鉆柱的軸向摩擦阻力及周向摩擦扭矩組成。摩阻扭矩大的原因主要有鉆進所需管柱的結構復雜，易與井壁底部接觸;鉆具與井壁底部巖屑的相互作用;固相含量高的鉆井液混入細小巖屑后，潤滑效果下降;水平段長、井壁穩定性差、易發生卡鉆，致使鉆具上提下放困難、承壓嚴重、加壓困難。因此，在長水平段水平井的施工過程中，能否預測及降低鉆井摩阻問題是其成功與否的關鍵。

1.4下套管難度大

通常情況下，由于水平段長度較長，且造斜率高，因此，使得大斜度井段或者水平井段套管給井壁內側造成較大的壓力，同時還會增加摩擦阻力，使得套管施工的難度增加，難以將套管下到指定的位置，所以，套管下放作業只適用于深度較淺的水平井中。 另外，受套管自重的影響，會使得水平段上下環空出現差異，而在實際施工中，則會產生層流替代情況，由于底邊窄環空間中，巖屑與泥餅含量相對較高，增加了循環摩擦阻力，使得套管在斜井和水平段會出現居中降低的情況。

2長水平段水平井鉆井技術難點解決對策

2.1井眼軌跡控制難度大解決對策

通常情況下，井眼軌跡控制方法主要有以下幾個方面：（1）優選造斜點。造斜點應該選在成巖性好、巖層比較穩定的地層，利于較快實現造斜并確保井眼

穩定。（2）優選造斜段類型。一般選擇圓弧形，利于降低摩阻扭矩和防止套管磨損。（3）優選鉆具組合。有利于加壓、造斜和井眼軌跡控制。應用隨鉆測量工具。利用 MWD 隨時監測井眼軌跡，實時分析底部鉆具組合與地層巖性的關系，合理調整滑動鉆進與復合鉆進的時間和比例，控制井眼軌跡。

2.2穩斜段及水平段易形成巖屑床解決對策

（1）增大排量，控制環空返速。環空返速是影響井眼凈化的主要因素，但過高的環空返速將會對井壁造成較嚴重的沖蝕作用，所以，在減緩巖屑床形成的同時需要控制環空返速和排量。 （2）改善鉆井液性能，提高鉆井液的動切力。鉆進中要隨時補充高分子聚合物，增強鉆井液的懸浮和攜巖能力。（3）優化井眼軌跡設計。控制造斜率和穩斜段的長度，防止巖屑在造斜段堆積。

2.3鉆具摩阻扭矩大解決對策

優化鉆具結構，盡量采用加重鉆桿代替鉆鋌，將加重鉆桿接于井斜較小的井段，斜坡鉆桿置于斜井段和水平段或采用倒裝鉆具組合，以保證鉆壓能有效地傳遞到鉆頭上，并減少黏卡的機會。使用無磁承壓鉆桿加長無磁環境，提高測量數據的精確性。在斜井段使用柔性斜坡鉆桿，減少鉆具與井壁的接觸面積，降低互相間的摩擦阻力。

2.4下套管難解決對策

為了能夠提高下套管的效果，則需要做好井眼的設計與施工，確保井眼的優質性，在開展下套管施工前，則需要做好通井檢查工作。在下套管的過程中，使用專業下管工具，減少摩擦力，施加鉆井液壓力，來移動下部套管柱。采取邊下管邊循環處理技術，使用相應的工具，采取循環鉆井液的方式，來減少摩擦力，進而提高管柱的能力。在引斜位置架設兩個剛性扶正器，以此來減少摩擦阻力，進而提高管套下入的能力。

3結束語

綜上所述，盡管長水平段水平井具有很強的應用優勢，但是在鉆井作業過程中非常容易出現各種類型的難點問題，這些難點問題的存在對于該領域的發展十分不利，因此，在實際施工的過程中，需要針對其技術難點問題，做好長水平段水平井鉆井技術優化工作，加強井眼軌跡控制，減少摩擦扭矩，不斷提高長水平段水平井鉆井技術應用水平，充分滿足油田勘探開發的生產需要。

參考文獻：

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作者簡介：張斌（1988-），男，浙江東陽人，助理工程師，從事鉆井施工管理工作。