探析大位移水平井鉆井提速技術

摘要：隨著石油鉆井技術的不斷提高，水平井得到了大規模的應用，水平井在油田開采工作中發揮著非常重要的作用。大位移水平井是目前所有水平井中鉆井難度最大的一種，采用大位移水平井鉆井技術能有效的提高單井產量，具有極高的經濟性。而如何進行大位移水平井鉆井提速是目前水平井鉆井技術發展面臨的最大難題。基于此，本文主要對大位移水平井鉆井提速技術的重要意義及難點進行了分析， 并提出了提高大位移水平井鉆井速度的有效技術措施。

關鍵詞：大位移;水平井;鉆井;難點;提速技術

水平井鉆井技術可以有效增加泄油面積以及單井產量，極大的提高了油田企業的經濟效益。近年來，隨著國內外對水平井鉆井技術研究的不斷深入，鉆井技術有了明顯的進步和提升，使得水平井技術體系日趨完善，應用領域和范圍不斷擴大。水平井鉆井技術解決了目前地質地形復雜多樣化的問題，同時利用該技術在減少井控難度的同時能夠實現對油氣井流體特征的有效控制，從而保障石油開發工作的順利開展。我國在大位移水平鉆井領域的起步較晚，鉆井技術還相對較為落后，在鉆井提速方面仍存在一定的技術“瓶頸”。如何進行大位移水平井鉆井提速是目前鉆探企業面臨的最大難題，如果這個問題無法解決，將嚴重制約我國在該領域的發展，因此，開展大位移水平井鉆井提速技術研究具有非常重要的現實意義。

1大位移水平井鉆井提速的重要意義

大位移水平井鉆井提速技術在我國各大油田應用后，取得了較好的效果。具體而言，主要有以下兩方面重要意義：（1）可以有效解決復雜地層的鉆井施工問題。復雜的地質情況會給大位移水平井鉆井工作帶來一定的困難，如地層壓力較高，再加上結構較為疏松，在鉆井的過程中就容易出現井噴、井漏等問題。將鉆井提速技術應用于地質情況較為復雜的大位移水平井施工中，能夠有效把握油氣井的流體特征以及儲層特征，從而方便于確定鉆探靶點，減小井控難度。（2）可以有效提高水平井的鉆井速度及固井質量。通過應用大位移水平井鉆井提速技術能夠有效分析鉆井施工的各個環節，保證施工的合理性，并確保施工中的物力、財力以及人力得到有效利用，從而能夠使油田單井質量及開采率得到較大提高，另外，應用鉆井提速技術還能夠有效避免儲層遭到破壞，使固井質量得到提高。

2大位移水平井鉆井提速技術難點分析

2.1巖質較差

大位移水平井主要應用于地形復雜的地區，尤其是湖泊和沙漠地帶，在這些區域，隨著鉆井深度的不斷增加，地下巖石的密度和硬度也會增加，巖石可鉆度將大幅降低，使得鉆井效率大幅下降。

2.2井內溫度高

首先，在鉆井過程中，隨著鉆井深度的不斷增加，井下溫度會隨深度增加而不斷升高，面臨著高溫乃至超高溫，鉆井設備中的塑料及橡膠材料會不斷老化，使用壽命大幅下降，影響鉆井工作的正常開展。其次，鉆井液性能受外界環境影響極大，在高溫及超高溫情況下，鉆井液將會發生交聯以及降解，可能影響其穩定性而發生失效。另外，鉆井液溫度受到外界溫度的影響可能對鉆井設備及工具的密封性產生影響，進而影響破巖效率。

2.3鉆頭加壓難度大

隨著鉆井深度的不斷加深，鉆頭會出現彎曲化的現象，從而出現斜井，在斜井中，鉆頭無法實現正常的加壓。同時，在地形復雜和斜度較大的地區，一般為了防止出現鉆井井斜的情況，鉆井中會采用輕壓吊的方法，以此規避鉆井井斜，這也會影響鉆頭鉆速。鉆速低會導致鉆井過程中產生的顆粒較小的巖屑，這些巖屑混入鉆井液中將會影響鉆井液的性能。

3大位移水平井鉆井提速技術研究

3.1鉆頭選型優化技術

面對當前復雜多樣的地層，鉆頭在外界各種因素的影響下必然會導致其側向力大小和方向呈現出不穩定的狀態，可能引起鉆頭失效等各種問題，最終導致施工過程中需要頻繁更換鉆頭以滿足工程施工的需求，因此，在進行鉆頭優化過程中，需要充分考慮其穩定性。在鉆井施工中，應根據水平井的地層地質情況，對鉆頭進行選擇。目前，PDC鉆頭在我國的許多油田中得到了廣泛應用，因此，為了提高大位移水平井鉆井提速技術，可以考慮應用PDC鉆頭進行施工。

3.2井眼軌道優化設計技術

大位移水平井的井身結構會對鉆井效率產生一定的影響，因此，為了提高大位移水平井鉆井速度，需要重視優化井身結構設計。如果在設計井眼軌跡的過程中沒有注意優化井身結構，很可能會增加鉆井事故發生的概率，并致使鉆井施工周期延長。首先，應根據地質實際情況，設計合理的靶前距、造斜點和造斜率等參數;其次，在井眼軌道設計中要分析鉆井液體系、摩阻大小、鉆具重量等多種因素;最后，需要結合相鄰的井眼情況，對設計參數進行優化。研究表明，在大位移水平井鉆井過程中，可以優選單圓弧剖面結構作為鉆井軌跡，保證井眼軌跡造斜曲率穩定，軌跡圓滑。

3.3鉆井液優化技術

在鉆井過程中，井斜增大、垮塌應力改變將可能引起井壁失穩問題，井壁失穩可能導致卡鉆及地層垮塌等事故。因此，在大位移水平井的鉆井施工中，需要保證井壁處于穩定狀態，并對鉆井液性能進行優化，從而保證有效提高鉆井提速技術。首先，在鉆井施工的過程中，需要確保鉆井液具有良好的觸變性以及剪切稀釋性，從而避免鉆井液不斷沖刷井壁。其次，適當增大封堵劑在鉆井液中所占的比例，從而避免井壁失穩。

4結束語

綜上所述，大位移水平井鉆井提速技術在油田生產過程中具有非常重要的作用，應用該技術可以縮短鉆井周期、降低鉆井施工成本，促進我國石油行業的穩定可持續發展。目前，大位移水平井鉆井提速技術難點主要包括巖質較差、井內溫度高和鉆頭加壓難度大等三方面，因此，相關企業需要從鉆頭選型優化、井眼軌道優化設計和鉆井液優化等方面提高大位移水平井鉆井速度，在應用過程中，需要不斷總結經驗、吸取教訓，從而保證大位移水平井鉆井提速技術不斷發展、完善及優化。

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作者簡介：王建（1987-），男，山東平邑人，工程師，從事石油鉆井工作。