三維水平井鉆井技術淺析

張志強

摘要：在當前的鉆井工程施工過程中，三維水平井的應用已經得到了逐步的普及，三維水平井的應用中，能夠更好的提升單井產量，降低成本，提高效率。本文對三維水平井的鉆井技術進行了研究，通過對其運行軌跡的有效控制，更好的發揮出保障安全施工的效果。

關鍵詞：三維水平井;鉆井技術;應用

前言：

在三維水平井的應用過程中，軌道的設計工作非常重要，在軌道設計的過程中，需要增大井斜、改變方位，因此對于設計的精細化水平要求更高。在不斷增大的井斜中，要能夠根據偏移距離的控制，完成方位的改變效果。在鉆井的施工中，還需要對鉆具的組合應用進行優化，更好的保障軌跡的平滑效果。

一、三維水平井鉆井技術應用中的難點

（一）井身軌跡控制難

在三維水平井鉆井技術的應用過程中，具有井身軌跡控制困難的技術難點。比如在施工的過程中，井身軌跡的控制中，受到不斷調整的影響，地層的造斜率出現不穩定的現象。為造斜段、水平段的施工帶來一定的難度，影響施工的效率。

（二）鉆具結合應用難

在鉆頭的鉆具選擇應用過程中，由于地層的巖性存在著變化大的特點，使用牙輪鉆頭，雖然能夠發揮出其定向、復合的應用優勢，但是這種鉆頭的成本較高，使用的周期有限。而使用PDC復合鉆頭的鉆具設備，在應用的過程中受到鉆壓的影響比較明顯，很容易出現不穩定的現象。另外，在螺桿的選擇過程中，不同彎度的螺桿，產生的造斜率是不同的，其中造斜能力對鉆進的尺度有直接的影響，需要根據實際的鉆井情況，選擇不同彎度的螺桿設備。

（三）鉆井液調整難

在鉆井液的選擇中，要保證鉆井液具有良好粘切效果，能夠在鉆井的施工過程中，攜砂的能力突出，不斷對井眼進行凈化處理。另外，在有效調整鉆井液的應用比例中，還要結合井眼的潤滑效果，保證在水平鉆井的施工過程中，能夠安全鉆井，減少托壓的現象。

（四）變方位施工難度大

在三維水平井的鉆井施工過程中，其鉆井的結構特點中，實際井口和入窗點的閉合方位、水平段的靶體方位在水平放上是不一致的，為控制方位的施工環節帶來一定的難度。比如在井段中存在比較大的斜度現象中，變方位的難度更大。提前扭動方位的情況下，容易造成實際偏移的距離較大，與設計的要求數據不一致，存在入窗困難的問題;延后扭動方位的情況下，容易出現靶前位移的問題，不能滿足定向工具的造斜效果，造成施工的難度增加。

（五）井下安全保障難度大

在三維水平井鉆井技術的應用過程中，為更好的保證井下的安全施工，需要對各個施工的環節安全進行保障。其中井壁的穩定性、鉆井液的攜砂效果、井眼軌跡光滑等幾個施工環節是相互連接的。如果出現井壁不穩定的現象，一定會增加返砂的難度，鉆進過程中產生的巖屑，不能及時的排出，還會進一步的影響浮密度，造成地層憋漏的現象，增加井下施工的安全難度。同時，返砂出現不順暢的現象，也會進一步增加摩擦阻力，造成井眼的軌跡出現調整困難的現象，形成一種不良的循環生產狀態，嚴重影響鉆井技術的有效應用。

二、三維水平井鉆井技術應用的重要措施

為更好的保證三維水平井鉆井技術的應用效果，需要從以下技術應用的過程中，做好保障措施。

（一）控制井眼軌跡全角變化

在三維水平井的鉆井技術應用中，要通過對井眼軌跡的控制，減少摩擦阻力、扭矩，對井眼的生產工作面進行不斷的優化。在具體的控制中，要注意各個環節的技術控制。比如在鉆井的設計環節中，要根據井眼的軌跡，將鉆井氛圍不同的井段，然后通過降低三維井眼定向施工難度的方式，實現井眼軌跡控制的效果，同時達到對井眼軌道數據進行不斷優化的效果，將井眼軌跡進行分段的設計，形成良好的軌跡控制效果。還比如在難度較大的糾偏井段中，面對不穩定的施工現象，需要對造斜率進行有效的控制。在進入到糾偏井段中，通過降低全角變化率的方式，實現井斜增率下降的效果，更好的保證方位的有效調節。

（二）鉆具的優化組合

首先，要通過對鉆具的優化組合，有效的控制鉆壓。通過進行計算，將鉆桿設置在比較容易發生玩去的斜井井段，減少螺旋屈曲，進而實現控制鉆壓的效果。另外，在水平段的鉆井中，為減少鉆具發生過度使用的現象，需要定期的對鉆具進行應力的釋放，以延長其使用壽命。其次，在直井段的造斜控制過程中，需要根據鉆具的結構，進行三維軌跡的控制，有效的減少斜井段發生偏移的距離，提高安全施工的保障效果。同時，也進一步的提高鉆井的鉆井效率。再次，在對井眼軌跡的控制過程中，可以選擇使用不同的鉆具組合，根據不同參數的應用要求，有效的控制鉆壓、轉速，改變造斜率，實現控制井眼軌跡的效果。

（三）施工流程的有效應用

首先，在三維水平井的鉆井施工過程中，針對在施工過程中，存在的巖屑處理不及時的問題，主要可以使用將鉆井過程中產生的巖屑，進行壓實處理，然后再將壓實的巖屑分段的反復提拉，直到將其完全排出井外。順利的解決巖屑問題，進而形成良性的技術應用效果，保障鉆井工作的順利開展。其次，要在鉆井施工技術的應用過程中，有效的選擇使用鉆井液。比如在直井段的施工過程中，為更好的發揮出鉆井液的抑制作用，保證井壁的穩定效果，需要對鉆井液的粘切性進行調整，同時對其使用的比例進行控制，更好的發揮出其提高鉆井速度的效果。另外，還要根據實際的鉆井情況，選擇使用不同型號的鉆井液。比如使用甲氨基鉆井液，可以更好的控制聚合物的濃度，更好的發揮出該鉆井液的應用效果。最后，在整體的鉆井施工結束之后，要使用通井的鉆具設備，進行組合下鉆。要能夠在下鉆的過程中，分不同的階段，循環進行下鉆，然后在到達最底層之后，要在井底進行充分的循環，然后在循環的標準應用中，將鉆井過程中產生的巖屑通過循環的手段，及時的排出，減少發生鉆屑床的現象。

結語：

總之，三維水平井鉆井技術的應用，要對鉆井過程中的技術難點進行全面的分析，采用針對性的方法進行提前的預防處理，減少位移偏大的現象，進一步的保證安全施工的效果，降低施工難度，提高施工質量。另外，還要從井眼軌跡控制、鉆具優化組合、施工流程控制等三個方面，進一步提高技術應用效果，提高施工水平。

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