徐義千

摘要：隨著開采的不斷深入，鉆井中的井斜角會持續(xù)增加，在水平井以及大位移井的鉆井作業(yè)中，這類問題最為常見。井斜角增大后，鉆井中產(chǎn)生的巖屑將會出現(xiàn)運移困難的問題，這類問題若得不到及時有效的解決將會對鉆井以及完井作業(yè)產(chǎn)生影響。因此需要從明確井下影響巖屑攜帶的因素入手對井眼凈化技術(shù)進行探究，這方面的實踐改革將為提高大斜度機械鉆井的鉆速打下堅實的基礎(chǔ)，更能夠在原有作業(yè)模式下降低鉆井作業(yè)的風險。以下筆者對大斜度水平井井眼凈化技術(shù)方面的問題進行了分析探究，希望對進一步推進相關(guān)工作的優(yōu)化落實有所啟示。

關(guān)鍵詞：大斜度；水平井；井眼；凈化技術(shù)

現(xiàn)階段，鉆井技術(shù)正在不斷發(fā)展。適用于水平井、側(cè)鉆水平井以及大位移井的鉆井技術(shù)已經(jīng)在實踐領(lǐng)域中得到了相對廣泛的應(yīng)用。隨著井眼井斜的不斷增大，鉆井產(chǎn)生的巖屑順利攜帶出地面的難度也在不斷增加。若巖屑不能及時清除，將會對鉆井作業(yè)的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，這方面的影響將體現(xiàn)在該類油井的鉆井周期以及施工質(zhì)量之上。因此需借助水平井井眼凈化技術(shù)來解決好這類問題。

一、大斜度井巖屑形成的原因分析

實際鉆井作業(yè)中，我們要確保鉆井液能夠?qū)@頭破碎附近地層的巖屑攜帶出地面，隨著井斜角的不斷增加，井下鉆具會在重力原因的作用下更加密切的靠向井眼下壁。而這一現(xiàn)象則會使井眼以及鉆具之間出現(xiàn)“偏心環(huán)空”，在此現(xiàn)象的作用下巖屑的沉降以及位移都將發(fā)生變化，最終巖屑會呈現(xiàn)出徑直向井壁沉降的發(fā)展趨勢。此時鉆井液在環(huán)空流速下將呈現(xiàn)出不均勻流動的狀態(tài)，將影響到巖屑被帶出地面的流暢度。

巖屑長時間在井下堆積并得不到及時有效的清理將增大鉆具以及井眼的摩擦，這會使卡鉆以及鉆機遇阻的概率成倍增加，而鉆完井作業(yè)的效率、質(zhì)量也將因此而受到影響。

二、大斜度水平井井眼凈化技術(shù)措施的具體分析

結(jié)合實際工作現(xiàn)狀分析，采用以下技術(shù)措施便能夠達到提高鉆井液攜巖效果的目的。具體內(nèi)容如下：①堅持排量優(yōu)先的原則并盡可能提高環(huán)空返速。大斜度水平井鉆井施工中，排量和環(huán)空返速是影響巖石攜帶的首要因素。對于現(xiàn)場排量的選擇應(yīng)當在明確井下動力鉆具、無線隨鉆、地層沖刷以及井眼狀況的前提下完成并根據(jù)實際工作需要對其進行優(yōu)化改革。在此基礎(chǔ)上，需使用專業(yè)的刷井軟件完成排量設(shè)計工作并根據(jù)實際工作的需求對其進行優(yōu)化調(diào)整。綜合考慮影響巖屑床厚度的六大因素之后才能夠確定環(huán)空返速。參照相關(guān)案例分析，2cm左右的巖屑厚度是實現(xiàn)大斜度水平井安全、穩(wěn)定鉆進的首要前提，所以可以將能夠滿足此條件的環(huán)空返速看作順利攜帶巖屑的最小環(huán)空返速。②鉆井液性能的優(yōu)化及維護。大斜度水平井鉆井施工中，對于鉆井液體系的優(yōu)化既需要考慮潤滑性、井眼穩(wěn)定性，又需要考慮大斜度鉆井的攜帶巖屑能力。其流態(tài)需盡可能采用有助于井眼凈化以及井壁穩(wěn)定的平板層流，若條件允許，還是應(yīng)當使用高動塑比、高動切力的鉆完井液體系。動塑比的范圍應(yīng)控制在0.36—0.70之間，要使動切力能夠盡可能大于2Pa。此外，還需要密切重視初期以及終期的切力差值。具體作業(yè)環(huán)節(jié)中，可通過間斷使用重塞的方式配合高轉(zhuǎn)速、大排量來提高攜巖效果。③對于凈化設(shè)備的充分利用。大斜度水平井鉆井施工中，返出地面的鉆井液是否能夠達到良好的凈化效果也是我們所必須要關(guān)注的焦點。作業(yè)現(xiàn)場通常都會配備除砂器、離心機、除泥器以及振動篩等凈化設(shè)備，只有保證實際作業(yè)中設(shè)備能夠運轉(zhuǎn)正常，之后將凈化好的鉆井液返入井底之后才能夠避免井底巖屑的增加。而這一操作也能夠使井底得到有效凈化。

三、高效井眼凈化技術(shù)分析

綜合相關(guān)案例分析，部分大斜度水平井在已經(jīng)采用各種凈化措施的前提下卻無法達到理想的凈化效果。鉆機砂卡、遇阻的現(xiàn)象依舊在經(jīng)常發(fā)生，基于此部分技術(shù)人員提出了一種高效的經(jīng)驗凈化技術(shù)。其核心在于利用專用清潔工具以及機械作業(yè)的方式來改變鉆井液流態(tài)以及攜巖效果。

1、專用清潔工具的基本介紹

這里所指的清潔工具主要由本體、保經(jīng)扶正器、清潔帶以及攪動區(qū)等幾個部分組成（具體結(jié)構(gòu)如下圖1所示）。其中凹槽的設(shè)計能夠有效松動下井壁的巖屑床，斜菱形扶正器以及流道的設(shè)計則能夠達到紊流攪拌以及加速的效果?！癡”型流道能夠使鉆井液發(fā)生彎曲，進而提升巖屑的運移效率。

2、應(yīng)用情況分析

上述凈化工具投入現(xiàn)場之后，先后在古巴大位移井、伊朗水平井吐哈以及吉林等油區(qū)中得到了相對廣泛的應(yīng)用。結(jié)合實際使用效果分析，該工具對于井下巖屑產(chǎn)生了非常顯著的凈化效果，降低了鉆井中的摩阻以及遇阻次數(shù)，更減少了卡鉆事故的發(fā)生率。與過去相比，井口返砂量有了顯著增加。

總結(jié)

大斜度水平井井巖屑的及時清理是保障鉆井順利完成的重要前提，這方面的實踐將在提高鉆井速度及質(zhì)量的前提下降低其中的作業(yè)風險。實際工作中，正確認識井下巖屑運移所產(chǎn)生的影響是后續(xù)工作得以順利推進的前提條件，而使用專業(yè)的清潔工具則能夠達到理想的清潔效果。以上筆者對此類問題進行了分析探究，希望對進一步推進相關(guān)工作的優(yōu)化落實、改革水平井井眼凈化作業(yè)狀況有所啟示。

（作者單位：大慶鉆探鉆井四公司鉆井液分公司）