田野 欒永樂 王福云

摘要：地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)的成熟，讓水平井鉆井施工的質(zhì)量越來越高，進(jìn)而帶動(dòng)了我國(guó)非常規(guī)油氣藏開發(fā)事業(yè)的進(jìn)步，現(xiàn)階段水平井技術(shù)已經(jīng)在致密油氣藏、頁巖氣等特殊油氣藏開發(fā)當(dāng)中發(fā)揮作用，保障了特殊油氣藏的開發(fā)效益。而深層水平井的鉆井效果，很大程度上受到鉆井液性能的影響，因此有必要在充分了解深層水平井鉆井液技術(shù)難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，不斷完善設(shè)計(jì)方案，從而確保油氣藏的開發(fā)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：水平井;鉆井液;設(shè)計(jì)方案

引言

水平井鉆井技術(shù)是極具應(yīng)用價(jià)值的一種新興鉆井技術(shù)，能夠在油氣藏開發(fā)當(dāng)中發(fā)揮重要作用，然而這種鉆井技術(shù)也有一定的弊端，即其涉及到多種影響因素，容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。而鉆井液顯然是水平井鉆井質(zhì)量的重要影響因素，特別是在深層水平井當(dāng)中，鉆井液的重要性更是成倍增長(zhǎng)，它的潤(rùn)滑防卡能力、井壁穩(wěn)定能力、儲(chǔ)層保護(hù)能力都會(huì)給深層水平井鉆井質(zhì)量帶來決定性影響，在這種情況下對(duì)本課題進(jìn)行研究，顯然具有不可忽視的重要意義。

1深井水平井鉆井液的技術(shù)難點(diǎn)

1.1井眼凈化難點(diǎn)

深層水平井的井身結(jié)構(gòu)呈水平方向延伸，在沒有外界動(dòng)力的情況下，鉆井液內(nèi)部攜帶的巖屑會(huì)在重力作用下逐漸沉積在環(huán)空底部，時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)形成一層巖屑層，導(dǎo)致井孔的直徑縮小、內(nèi)部壓力失去平衡，進(jìn)而形成局部嚴(yán)重對(duì)流，此時(shí)密度較低的流體會(huì)快速升高、高密度的巖屑層則進(jìn)一步下沉，鉆井液的穩(wěn)定性將會(huì)被破壞。而在有外界動(dòng)力的情況下，巖屑層同樣會(huì)形成，提升鉆井液粘性、提升鉆井液流動(dòng)速度等方式能夠在一定程度上避免巖屑沉積，然而并不能根治這一問題。從實(shí)際情況來看，在利用加重鉆井液進(jìn)行鉆進(jìn)的定向井當(dāng)中，井口返出的鉆井液密度差非常大，這證明加重材料導(dǎo)致了巖屑層反方向移動(dòng)，給井眼凈化帶來了更加復(fù)雜的問題。

1.2摩阻控制和井眼潤(rùn)滑難點(diǎn)

深層水平井的摩擦阻力必然存在且不能完全消除，特別是在造斜段其摩擦阻力將會(huì)進(jìn)一步提升，在這個(gè)井段當(dāng)中，鉆進(jìn)設(shè)備和井壁的接觸面積比直井段更大，因此摩擦阻力也隨之增加，如果不能合理地控制這部分摩擦阻力，鉆井設(shè)備將會(huì)承受過大的拉伸力，進(jìn)而發(fā)生斷裂和破損問題。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看，摩擦阻力大小主要受到泥餅潤(rùn)滑系數(shù)、鉆具的自重及負(fù)載、鉆井液潤(rùn)滑性、造斜段傾斜角度、鉆井液固體成分含量等一系列因素的影響，如何控制摩擦阻力、保證井眼潤(rùn)滑度，屬于不可忽視的難點(diǎn)之一。

1.3井壁穩(wěn)定難點(diǎn)

深層水平井的井壁穩(wěn)定性受到物理因素和化學(xué)因素兩方面的影響：首先，在實(shí)際的工作中，為保證井壁穩(wěn)定性，工作人員常利用調(diào)整鉆井液密度、調(diào)整液柱壓力的方法保證井壁穩(wěn)定，然而深層水平井涉及到非常復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，裸眼段比較長(zhǎng)、鉆井液密度要求比較高，工作人員難以保證鉆井液密度的合理性，液柱壓力太大會(huì)導(dǎo)致井漏問題、液柱壓力太小會(huì)導(dǎo)致井壁失去穩(wěn)定性。其次，向鉆井液當(dāng)中添加封堵劑也能夠提升井壁穩(wěn)定性，但是地層當(dāng)中的黏土在接觸到鉆井液以后不可避免地會(huì)發(fā)生水化膨脹，進(jìn)而導(dǎo)致井壁穩(wěn)定性下降的問題。不難看出，如何控制井壁穩(wěn)定性也是深層水平井技術(shù)難點(diǎn)。

1.4儲(chǔ)層保護(hù)難點(diǎn)

深層水平井水平段和儲(chǔ)層之間有著較大的接觸面，鉆井液需要在水平段停留較長(zhǎng)時(shí)間，稍有不慎就可能造成儲(chǔ)層損壞等問題。水平井深度越大、水平段長(zhǎng)度越大，鉆井液的流動(dòng)壓力越大、儲(chǔ)層破壞幾率越大。工作人員必須要合理調(diào)整鉆井液的設(shè)計(jì)方案，才能使之具有一定的儲(chǔ)層保護(hù)能力。

2深層水平井鉆井液的設(shè)計(jì)方案

2.1攜巖能力

深層水平井的鉆井液技術(shù)難點(diǎn)非常多，而保證鉆井液攜巖能力，則是提升鉆井液設(shè)計(jì)合理性的必然選擇，將會(huì)影響到鉆井過程的摩擦阻力，直接決定深層水平井開發(fā)效果。通常來說，水平井鉆井施工中涉及到三個(gè)階段的巖屑返出，分別發(fā)生在第一洗井區(qū)（0°～30°）;第二洗井區(qū)（30°～60°）;第三洗井區(qū)（60°～90°）。井段傾斜程度不同、鉆井液流動(dòng)速度也就不同，因此不同井段的巖屑運(yùn)動(dòng)情況存在一定的差異，而第二洗井區(qū)當(dāng)中則是最重要的巖屑返出階段。在鉆井設(shè)備、水平井設(shè)計(jì)方案不能進(jìn)行調(diào)整的情況下，工作人員可通過調(diào)整鉆井液的流變性、環(huán)空返速等提升其攜巖能力，確保深層水平井鉆井工程的順利完成。

2.2潤(rùn)滑防卡能力

在水平井鉆井工程中，鉆具始終緊貼水平井井壁運(yùn)行，而在斜度越來越大的情況下，鉆具受到的摩擦阻力也會(huì)不斷提升，上文中簡(jiǎn)單地提到了影響摩擦阻力的因素，想要降低摩擦阻力、保證鉆井工程順利完成，就必須要采取措施對(duì)鉆井液設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整，控制泥餅質(zhì)量和鉆井液潤(rùn)滑性兩項(xiàng)性能保證鉆進(jìn)速度和鉆進(jìn)效果。

2.3井壁穩(wěn)定能力

深層水平井鉆進(jìn)施工的基礎(chǔ)就是保持井壁穩(wěn)定，相比于常規(guī)水平井，深層水平井的造斜段更長(zhǎng)，發(fā)生坍塌的風(fēng)險(xiǎn)更大，其井壁穩(wěn)定性很難保證，另外水平鉆進(jìn)時(shí)鉆具的運(yùn)行效率比較低，因此往往需要更長(zhǎng)時(shí)間才能完成鉆進(jìn)，這延長(zhǎng)了裸眼井段與鉆井液的接觸時(shí)間，使井壁失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步提升。工作人員必須要從物理措施和化學(xué)措施兩方面分別入手，控制鉆井液密度的同時(shí)，利用瀝青封堵劑、顆粒封堵劑、聚胺類高效抑制劑，保證鉆井液的井壁穩(wěn)定能力。

2.4儲(chǔ)層保護(hù)能力

深層水平井的儲(chǔ)層往往比較脆弱，因此采取措施優(yōu)化鉆井液設(shè)計(jì)方案、提升其儲(chǔ)層保護(hù)能力就顯得至關(guān)重要。比如，遇到裂縫較多的儲(chǔ)層時(shí)可向鉆井液當(dāng)中添加適當(dāng)?shù)乃峄舛聞?，從而降低裂縫滲透問題，保證水平井鉆進(jìn)的順利進(jìn)行;再比如，針對(duì)低滲透儲(chǔ)層可降低鉆井液濾液表面張力控制水鎖損害，保護(hù)儲(chǔ)層穩(wěn)定性。

3結(jié)論

相對(duì)于常規(guī)直井、常規(guī)水平井而言，深層水平井的鉆進(jìn)難度更大、需要處理的地層問題更加復(fù)雜，具有施工費(fèi)用高、施工困難性高的特點(diǎn)，在實(shí)際工作中，鉆井液性能上的欠缺，是造成深層水平井技術(shù)應(yīng)用問題的主要原因。因此，工作人員必須要充分了解深層水平井鉆井液技術(shù)難點(diǎn)，并積極主動(dòng)地調(diào)整鉆井液設(shè)計(jì)方案，使鉆井液的潤(rùn)滑防卡能力、井壁穩(wěn)定能力、儲(chǔ)層保護(hù)能力得到提升，為深層水平井施工提供強(qiáng)有力的支持。

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