徐兵（中油遼河油田分公司淺海石油開發(fā)公司，遼寧盤錦 124010）

試論大位移水平井鉆井設(shè)計(jì)與施工

徐兵（中油遼河油田分公司淺海石油開發(fā)公司，遼寧盤錦 124010）

伴隨著人們對(duì)資源總量需求的不斷擴(kuò)大，致使人們對(duì)水平井鉆井設(shè)計(jì)和施工的要求也越來(lái)越高。雖然水平井鉆井技術(shù)作為一項(xiàng)常規(guī)技術(shù)被應(yīng)用在不同類型的油氣藏中，但是也無(wú)法滿足人類發(fā)展的需求，而且需要我們開發(fā)出更加先進(jìn)的技術(shù)。因此，為了充分滿足現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水平井鉆井技術(shù)的總體要求，本篇文章主要對(duì)大位移水平井鉆井設(shè)計(jì)與施工技術(shù)進(jìn)行了分析，從而有效促進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善。

大位移水平井；設(shè)計(jì)；施工

現(xiàn)階段，隨著水平鉆井技術(shù)研究的不斷深入，使得該技術(shù)得到了極大的提升。并使水平井的類型越來(lái)越豐富，所涵蓋的專業(yè)知識(shí)也越來(lái)越具專業(yè)化。在各種不同類型的鉆井技術(shù)中，大位移水平鉆井技術(shù)是最具難度的一種技術(shù)。因此，針對(duì)大位移水平鉆井設(shè)計(jì)和施工技術(shù)進(jìn)行研究，是目前水平井鉆井技術(shù)中最具關(guān)鍵性的技術(shù)研究之一。

1 大位移水平井鉆井設(shè)計(jì)

1.1 鉆具的組合設(shè)計(jì)

在對(duì)鉆具進(jìn)行組合設(shè)計(jì)優(yōu)化的過(guò)程中，主要目的是為了可以在下鉆的過(guò)程中有效克服井眼中的摩擦阻力，使其可以順利下至井底，在鉆井的過(guò)程中可以減少因摩擦產(chǎn)生的阻力，進(jìn)而保證鉆井施工可以順利實(shí)施。同時(shí)為了解決鉆壓間的傳遞問題，可以使用專業(yè)的軟件來(lái)分析不同鉆具組合間的壓力。以某地區(qū)大位移水平井作為研究對(duì)象，在此次鉆井設(shè)計(jì)中利用直徑為128.00mm的加重型鉆桿倒裝進(jìn)行鉆具間的組合；在水平井的后端，當(dāng)鉆柱因重力不足必須要克服摩擦阻力時(shí)，可在水平井的直井段加一部分鉆鋌，針對(duì)井斜角在30o以上的井段部位處可以增加鉆桿的重量，從而保證鉆壓可以順利傳遞。若是鉆井套管中的摩擦系數(shù)為0.25，那么裸眼中相應(yīng)的摩擦系數(shù)可達(dá)0.3，因此在井口處要增加3柱直徑為177.8mm的鉆鋌，從而保證進(jìn)行正常的滑動(dòng)鉆進(jìn)。

1.2 井眼軌道的設(shè)計(jì)

大位移水平鉆井的最突出特點(diǎn)就是其水平位移較大，裸眼中的井段較長(zhǎng)，使得在鉆井施工過(guò)程中套管柱以及鉆柱的摩擦阻力較大。目前，針對(duì)常規(guī)大位移鉆井的井眼軌道設(shè)計(jì)的案例較多，因而針對(duì)常規(guī)大位移井的井眼軌道設(shè)計(jì)可以參考以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。在本次研究過(guò)程中，和以往常規(guī)大位移井相比，因該水平井的靶前位移較小，因此采用懸鏈線軌道設(shè)計(jì)的方式無(wú)法將優(yōu)勢(shì)完全顯現(xiàn)出來(lái)，因而采用了單增、增曲率以及降曲率三種不同的剖面類型對(duì)軌道進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

2 優(yōu)化大位移水平井鉆井施工的策略研究

2.1 在大位移水平井鉆井施工中應(yīng)用先進(jìn)理論知識(shí)

井眼的軌跡控制以及井深的剖面設(shè)計(jì)等技術(shù)都是大位移水平井鉆井技術(shù)中的先進(jìn)性理論。針對(duì)大位移水平井鉆井技術(shù)而言，不能僅僅停留在技術(shù)的表面，要將研究出的先進(jìn)的理論成果應(yīng)用到水平井設(shè)計(jì)的具體過(guò)程中。同時(shí)要采用先進(jìn)的理論技術(shù)經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到實(shí)際的施工過(guò)程中，采用優(yōu)質(zhì)的鉆井液以及鉆井系統(tǒng)，大幅度提升大位移水平井鉆井施工技術(shù)，進(jìn)而有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)軌跡的精確控制計(jì)算。摩擦阻力是在優(yōu)化大位移水平井建設(shè)過(guò)程中的最大難點(diǎn)，針對(duì)摩擦阻力的研究雖然已經(jīng)取得了一定的成績(jī)，但是這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中的狀況卻并不理想。因此，為了有效解決摩擦阻力對(duì)鉆井施工帶來(lái)的影響，要充分運(yùn)用大位移水平井鉆井施工中的相應(yīng)理論知識(shí)。

2.2 在大位移水平井鉆井施工中綜合應(yīng)用多項(xiàng)技術(shù)

在大斜度水平井固井技術(shù)中其最大傾斜度有時(shí)可達(dá)87度，因此應(yīng)用該技術(shù)可以有效起到固井的效果。為了在鉆井施工過(guò)程中建造出更加牢靠的井身，采用了水平井裸眼礫石充填完井技術(shù)。大位移井在建設(shè)過(guò)程中，摩擦阻力控制是整個(gè)施工的核心工作，采用扭矩摩擦阻力來(lái)計(jì)算大位移水平井中的阻力，可以良好地實(shí)現(xiàn)水平井鉆井施工的準(zhǔn)確操作。

2.3 優(yōu)化大位移水平井鉆井施工工藝

為了在施工過(guò)程中保證鉆壓的順利傳遞，可以采用調(diào)配鉆具組合的方式來(lái)進(jìn)行施工，在水平井的直井段采用鉆鋌，逐漸增加鉆桿的重量；同時(shí)要優(yōu)選鉆井施工中使用的潤(rùn)滑劑，從而有效降低施工過(guò)程中的摩擦系數(shù)；及時(shí)調(diào)整好滑動(dòng)鉆井以及復(fù)合鉆井的比例，進(jìn)而確保井眼中軌跡的平滑程度；可利用劃眼措施來(lái)及時(shí)修正已經(jīng)被施工的井眼，并利用頂驅(qū)的旋轉(zhuǎn)方式以此來(lái)減少在鉆井過(guò)程中對(duì)井壁所造成的破壞；并配合倒劃眼、通井以及調(diào)整排量技術(shù)來(lái)不斷優(yōu)化施工工藝。

2.4 保證井眼軌跡的有效控制

在水平井鉆井施工過(guò)程中，為了保證井眼軌跡的有效控制，并強(qiáng)化對(duì)LWD儀器測(cè)量的實(shí)時(shí)性以及準(zhǔn)確性的控制，進(jìn)而可以實(shí)時(shí)跟蹤分析在鉆井施工過(guò)程中地層的實(shí)際狀況，可以采用測(cè)量盲區(qū)井眼軌跡的方式來(lái)有效預(yù)測(cè)并改進(jìn)鉆井過(guò)程中的施工工藝，并通過(guò)及時(shí)調(diào)整鉆井的方式有效實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)段水平井眼軌跡的控制。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，大位移水平鉆井技術(shù)是目前海上油田勘探的有效手段之一。隨著大位移水平鉆井技術(shù)的不斷優(yōu)化，針對(duì)高效益、大規(guī)模建造大位移水平鉆井具有非常重要的意義。優(yōu)化大位移水平井鉆井設(shè)計(jì)與施工技術(shù)可以有效解決原有頂層部分大量剩余油開發(fā)不出來(lái)的難題，同時(shí)也可增加我國(guó)的資源來(lái)源，對(duì)提高我國(guó)經(jīng)濟(jì)健康、可持續(xù)性發(fā)展具有一定的參考價(jià)值。相信隨著我國(guó)大位移水平井技術(shù)的深入研究，我國(guó)的鉆井技術(shù)一定會(huì)有突破性的進(jìn)展，最終有效促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展。

［1］杜青云，壽翔，袁小平.大位移水平井軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)研究［J］.中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013（09）.

［2］盧明輝，管志川.大位移井?dāng)[線軌道設(shè)計(jì)方法［J］.石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003（06）.

徐兵（1975-），男，漢族，湖北咸寧人，畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)資源勘查專業(yè)，工程師，現(xiàn)主要從事鉆井管理工作。