商理想（大慶鉆探工程公司鉆井四公司，吉林松原138000）

薄層水平鉆井技術(shù)的探索和應(yīng)用

商理想（大慶鉆探工程公司鉆井四公司，吉林松原138000）

隨著采油技術(shù)的發(fā)展，水平井鉆井技術(shù)在我國的油田也發(fā)展迅速，施工技術(shù)也在不斷提高和完善，很大程度上已經(jīng)成為了油田高效勘探開發(fā)的重要技術(shù)。本文將對對薄層水平鉆井的施工工藝和未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行總結(jié)和探討，為水平井技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善提供有益的經(jīng)驗。

薄層；水平鉆井；應(yīng)用；安全

一、薄層水平鉆井的施工工藝

淺薄層水平井與一般水平井有很大的差異，淺薄層采集的油層淺，并且井身軌跡回旋余地也更小小，所以軌跡控制也更嚴(yán)格；淺地層施工時間長，鉆井液穩(wěn)定比一般水平井更困難，井壁穩(wěn)定性也差；由于淺層松軟地層定向，很容易容易形成鍵槽，從而造成鍵槽卡鉆；薄層油氣層完井工藝復(fù)雜，特殊工具多，鉆井成本投入少。在施工工程中需要對每一環(huán)節(jié)認(rèn)真對待，加強(qiáng)崗位責(zé)任心，以保證施工的安全和順利進(jìn)行。

水平井一般是指井斜大于85O且在產(chǎn)層內(nèi)鉆進(jìn)一段“水平”井段的特殊形式的油氣井，如今，水平井鉆井技術(shù)越來越完善，并且不斷由單個水平井向整體井組開發(fā)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，發(fā)展了水平井多種配套技術(shù)，與多分支等其他完井技術(shù)相結(jié)合，形成了水平井技術(shù)的多樣化。

水平井的施工與常規(guī)定向井的施工有完全不同的特點，技術(shù)含量高，施工難度大，只有認(rèn)識與掌握其特殊性才能夠?qū)ΠY下藥，保證水平井的安全快速鉆井，水平井的關(guān)鍵技術(shù)有以下幾方面：

1.剖面設(shè)計與井眼軌跡優(yōu)化

井身剖面設(shè)計是否科學(xué)是水平井施工的關(guān)鍵點，油田大部分水平井為中半徑水平井，利用定向軟件模擬某一特定鉆柱設(shè)計的扭矩和摩擦阻力對比結(jié)果如下：短半徑剖面中產(chǎn)生扭矩最低而摩擦阻力最大，加劇鉆桿和套管的磨損；中半徑剖面產(chǎn)生的摩阻和扭矩適中；長半徑剖面的使用中由于斜井段較長，更容易產(chǎn)生較大的下放載荷，對鉆柱強(qiáng)度的要求比較高。水平井剖面設(shè)計的原則一是工程上容易實現(xiàn)，井下不易產(chǎn)生鍵槽和磨損套管，軌跡控制難度??；剖面設(shè)計按懸鏈線設(shè)計，有利于安全施工。

2.摩阻和扭矩的問題

在水平井中相對來說大井斜井段較長，鉆進(jìn)時鉆具基本上是躺在井眼的下井壁上，鉆具的“重力效應(yīng)”非常顯著，致使鉆具在上提下放和旋轉(zhuǎn)時表現(xiàn)出較大的阻力和扭矩。影響阻力與扭矩的因素很多，諸如：井眼彎曲、鉆柱結(jié)構(gòu)、鉆進(jìn)參數(shù)、鉆井液潤滑性能、地層、井眼穩(wěn)定、巖屑床等等，所以在實際施工中主要采取選擇最優(yōu)的井身剖面、增強(qiáng)鉆井液懸浮等來減小阻力與扭矩從而使開采進(jìn)行更順利。

3.鉆柱設(shè)計

水平井中鉆柱設(shè)計應(yīng)同時滿足鉆柱強(qiáng)度要求和井眼軌跡對鉆柱的要求，同時需要考慮簡單實用，盡可能減少井下接頭的數(shù)量，在適宜的情況下使用無磁承壓鉆桿代替無磁鉆鋌，用來很大程度的降低摩阻扭矩，從而來保證鉆具向前推進(jìn)與鉆進(jìn)作業(yè)的順利和效率，另外在特殊情況下可以考慮選擇使用高扭矩接頭和減摩工具等來預(yù)防鉆具事故。

4.井壁穩(wěn)定

水平井中大井斜井段比較長，地層的層面暴露較大，造成井眼不穩(wěn)定，在鉆進(jìn)施工中應(yīng)分別根據(jù)地層的特性來確定合適的比重平衡，不僅如此還需要同時處理好鉆井液的其它性能，防止地層與鉆井液發(fā)生化學(xué)作用而導(dǎo)致井壁垮塌。

5.井眼凈化

在水平井中45°-60°的井段易形成巖屑床，嚴(yán)重影響鉆進(jìn)速度和井下安全，如何有效凈化井眼關(guān)系到鉆井作業(yè)能否安全順利的進(jìn)行，井眼凈化主要采取以下措施：保持環(huán)空適當(dāng)?shù)牧魉俜植迹龃笈帕?，最好使鉆井液產(chǎn)生紊流。鉆井液具有的流變性能能夠有效地攜帶和使煤屑懸浮。提高轉(zhuǎn)速和采取倒劃眼措施。起鉆前充分循環(huán)鉆井液。進(jìn)行短程起下鉆與分段接力循環(huán)。固相控制，用發(fā)四級固控。

6.套管問題

水平井下套管必須考慮設(shè)備能下入的極限，下入期間的摩阻損失和機(jī)械損失。由于這種情況需要在位移較大的水平井下套管中多方考慮減小下套管的阻力措施。

7.隨鉆測量技術(shù)的應(yīng)用

隨鉆測量技術(shù)是水平井施工的重要組成部分，在施工時選擇性能可靠的MWD或LWD測量系統(tǒng)，完善測量工藝，提高測量準(zhǔn)確，使用短無磁鉆鋌或鉆桿或使用近鉆頭測量系統(tǒng)來縮短測量距離，從而提高軌跡的控制精度，保證開采的效率和安全。

二、薄層水平鉆井的未來發(fā)展趨勢

1.FEWD、LWD應(yīng)用將更廣泛

在薄油層開發(fā)中，由于地質(zhì)和工具的限制，必須采用隨鉆地層測量評價技術(shù)，所以FEWD、LWD隨鉆地層測量評價技術(shù)是很重要的發(fā)展方向，應(yīng)用將會更為廣泛和熟練。

2.旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)應(yīng)用

旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是不止我國更是當(dāng)今世界先進(jìn)鉆井技術(shù)，是大位移井和超大位移井鉆井不可缺少的核心技術(shù)，油氣是超大位移井鉆井更是需要旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的技術(shù)支持。

3.深層水平井鉆井技術(shù)

由于油田的大量開發(fā)和儲量的減小，油田的勘探開發(fā)在將來會從淺、中、深井向深井、超深井方向發(fā)展，所以推廣水平井技術(shù)需要在耐高溫、耐高壓工具儀器、測量處理技術(shù)等方面將取得新的進(jìn)展并逐漸成熟。

4.分支水平井技術(shù)

分支水平井技術(shù)在提高單井產(chǎn)量，提高鉆井綜合效益方面具有明顯優(yōu)勢，將會有新的發(fā)展并形成配套技術(shù)，分支水平井開發(fā)將有良好前景。

三、結(jié)語

推廣應(yīng)用水平井鉆井技術(shù)具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，但水平井的技術(shù)要求高，施工難度大，是一項技術(shù)嚴(yán)密的系統(tǒng)工程，涉及優(yōu)良的設(shè)備、地層特性研究、井口位置優(yōu)選、井身剖面優(yōu)化、井眼軌跡控制、技術(shù)管理、安全鉆井技術(shù)、套管結(jié)構(gòu)及完井方法等，要對水平井施工的每一個環(huán)節(jié)必須嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，確保水平井的安全應(yīng)用和不斷發(fā)展。

［1］劉潤波.大慶油田薄油層水平井鉆井技術(shù)［J］.石油鉆探技術(shù)，2010，38（6）.