袁 偉，曾祥明，臧國(guó)軍

（西部鉆探工程有限公司準(zhǔn)東鉆井公司，新疆克拉瑪依 834000）

水平井鉆井技術(shù)的難點(diǎn)與對(duì)策

袁 偉，曾祥明，臧國(guó)軍

（西部鉆探工程有限公司準(zhǔn)東鉆井公司，新疆克拉瑪依 834000）

水平井鉆井是一項(xiàng)常見的任務(wù)，鉆井技術(shù)又是決定整個(gè)水平井鉆井工程質(zhì)量的關(guān)鍵所在。為了更好地促進(jìn)水平井鉆井技術(shù)水平得到不斷的提升和優(yōu)化，就水平井的鉆井技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的對(duì)策。

水平井；鉆井技術(shù)；難點(diǎn)；對(duì)策

1 水平井鉆井技術(shù)的難點(diǎn)

1.1 軌跡控制方面的技術(shù)難點(diǎn)

在水平井鉆井過(guò)程中，井眼軌跡控制是一大技術(shù)難點(diǎn)。具體的主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）在中靶精度上的要求較高，水平井的靶體一般是三維靶體，當(dāng)實(shí)鉆軌跡點(diǎn)在目標(biāo)窗口的平面之后，其每個(gè)點(diǎn)均需要限制在靶體范圍之內(nèi)，預(yù)防鉆井時(shí)導(dǎo)致鉆頭從靶體中穿出而出現(xiàn)脫靶的情況。

（2）由于水平井的水平段較長(zhǎng)，當(dāng)斜井段延伸之后，其井眼摩阻也會(huì)相應(yīng)的加大，井眼內(nèi)的鉆具往往難以有效的轉(zhuǎn)動(dòng)而導(dǎo)致其擺放難度較大。

（3）由于客觀的存在地質(zhì)不穩(wěn)定和工具造斜能力不穩(wěn)定的因素，所以在水平井中，從造斜點(diǎn)到增斜井段的控制難度大。

1.2 由于摩阻扭矩較大而導(dǎo)致鉆壓傳輸較為困難

在鉆井時(shí)，由于鉆具和井壁的摩擦阻力來(lái)自鉆柱軸向摩擦阻力和摩擦扭矩組成。而在水平井鉆井時(shí)，其鉆柱結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且下部鉆具的結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的剛性和外徑較大的特點(diǎn)，而水平井段因鉆柱的重力作用，導(dǎo)致鉆柱與下井壁相貼，使得鉆井液的紊流被影響，最終導(dǎo)致返砂的效果較差。加上油層井段的地層孔隙度較大，往往砂層較多，且?guī)r石的膠結(jié)性較差，容易出現(xiàn)砂橋，最終導(dǎo)致鉆柱上提和下放受到影響。

1.3 井眼的清潔難度較大

在水平井段和穩(wěn)斜段，往往因?yàn)橹亓Φ淖饔?，?dǎo)致鉆具往往處于井眼的向下井壁，導(dǎo)致鉆具周邊的間隙寬窄變化較為明顯，使得井眼內(nèi)較寬的間隙往往有著較大的流速，而較窄的間隙的流速則相對(duì)較小，且剪切的速度較大，導(dǎo)致井壁中沉積大量的巖屑，不僅難以清除，而且還會(huì)生產(chǎn)巖屑床。

1.4 固井技術(shù)難點(diǎn)

在固井質(zhì)量方面，由于固井技術(shù)難點(diǎn)的存在，使得固井質(zhì)量的控制難度較大。這主要是因?yàn)橄旅鎺c(diǎn)原因：一是難以保證足夠的強(qiáng)度，確保套管柱克服阻力，從而順利的下放到設(shè)計(jì)的位置。二是在水平井段和大斜度井段中，當(dāng)套管居中時(shí)，難以確保水泥漿是否得到完全的充填。

2 對(duì)策分析

2.1 優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)軌道的設(shè)計(jì)

井眼軌道設(shè)計(jì)

2.1.1 優(yōu)化井眼軌道的剖面類型

加強(qiáng)井眼軌道設(shè)計(jì)的最終目的就在于將井眼軌跡的控制難度降低，盡可能地將滑動(dòng)鉆進(jìn)與復(fù)合鉆進(jìn)的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，在促進(jìn)鉆速提升的同時(shí)為鉆出規(guī)則而又平滑的井眼奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。常見的井眼軌道的坡面類型主要有三種：一是直-增-穩(wěn)；二是直-增-穩(wěn)-增-平；三是直-增-穩(wěn)-增-穩(wěn)-增-平。就第一種剖面類型來(lái)看，在設(shè)計(jì)時(shí)，由于很多造斜工具的穩(wěn)定性不強(qiáng)而經(jīng)常出現(xiàn)偏差。就第二種剖面類型來(lái)看，主要是對(duì)穩(wěn)斜段的長(zhǎng)度和造斜率進(jìn)行調(diào)整之后，將鉆具造斜能力帶來(lái)的不足予以彌補(bǔ)。就第三種剖面類型來(lái)看，主要是預(yù)防穩(wěn)斜段太長(zhǎng)導(dǎo)致井眼控制困難，提高井眼清潔效果。

2.1.2 優(yōu)化井眼曲率

當(dāng)井眼曲率較小時(shí)，將導(dǎo)致造斜井段鉆進(jìn)的時(shí)間較長(zhǎng)，而穩(wěn)斜段太短，又會(huì)在方位調(diào)整過(guò)程中缺乏回旋的余地。而當(dāng)井眼曲率較大時(shí)，又會(huì)導(dǎo)致鉆具嚴(yán)重的偏磨，在增加摩阻力的同時(shí)導(dǎo)致起鉆和下鉆較為困難，甚至出現(xiàn)卡鉆的情況。因此，我們需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中，緊密結(jié)合井口坐標(biāo)與靶點(diǎn)的參數(shù)，針對(duì)性的對(duì)造斜率進(jìn)行確定。一般而言，在現(xiàn)場(chǎng)施工中，由于造斜工具自身的造斜穩(wěn)定性不強(qiáng)，所以應(yīng)在理論造斜率的基礎(chǔ)上上浮10%～20%作為其造斜率，才能更好地滿足造斜的需要。

2.2 切實(shí)注重鉆具的組合和優(yōu)化

2.2.1 直井段鉆具的組合和優(yōu)化

水平井的直井段施工主要是防斜，防斜質(zhì)量將值得對(duì)定向方位調(diào)整帶來(lái)影響。因此，應(yīng)盡可能地打直直井，這就需要緊密結(jié)合地區(qū)的特點(diǎn)進(jìn)行鉆具的組合，常見的直井段防斜鉆具組合有鐘擺、塔式鉆具。例如在311.2mm的井眼中，應(yīng)采取常規(guī)大尺寸的塔式鉆具組合，而在215.9mm的井眼中，應(yīng)采取常規(guī)雙扶剛性鐘擺鉆具組合，這樣才能在控制井斜的同時(shí)便于鉆具的釋放，當(dāng)鉆壓提升到120～140kN之后，能有效的促進(jìn)機(jī)械鉆速在直井段中得到提升。

2.2.2 造斜段和水平段鉆具的組合和優(yōu)化

為了盡可能地將斜井段的鉆具摩阻減少，應(yīng)盡可能地加強(qiáng)柔性斜坡鉆桿達(dá)到優(yōu)化鉆具的目的，并利用加重鉆桿來(lái)替代鉆鋌，達(dá)到優(yōu)化鉆具結(jié)構(gòu)的同時(shí)盡可能地將下鉆鉆具的重量降到最低，從而確保井底的鉆壓達(dá)標(biāo)，將黏卡機(jī)會(huì)減少。因而主要是加強(qiáng)LWD隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)的應(yīng)用，對(duì)自然伽馬和電阻率曲線進(jìn)行隨鉆測(cè)量，結(jié)合隨鉆測(cè)井對(duì)目的層的頂界深度進(jìn)行確定，并對(duì)井眼軌跡進(jìn)行跟蹤調(diào)整，并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)滑動(dòng)鉆進(jìn)與復(fù)合鉆進(jìn)等方式進(jìn)行選擇，從而更好地對(duì)井斜的方式進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整和優(yōu)化。

2.3 優(yōu)化鉆井液體系

在鉆井液體系優(yōu)化過(guò)程中，應(yīng)切實(shí)注重以下工作的開展：一是針對(duì)巖性較差的地層，由于其泥巖性較軟，加上砂層發(fā)育，就需要預(yù)防坍塌和卡鉆的情況。二是對(duì)于不整合面的層段，應(yīng)加強(qiáng)聚合物防坍塌鉆井液體系的應(yīng)用，從而更好地對(duì)地層造漿和巖屑的攜帶等進(jìn)行抑制，預(yù)防出現(xiàn)泥巖縮徑的問(wèn)題，保證其鉆進(jìn)過(guò)程的安全性和高效性。三是在對(duì)油層段和斜井段施工中，應(yīng)盡可能地將鉆井液攜沙性能和潤(rùn)滑性能提升，從而更好地對(duì)其失水量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，形成的濾餅薄而堅(jiān)韌，并盡可能地將摩擦系數(shù)減少。

2.4 切實(shí)加強(qiáng)固井設(shè)計(jì)工作的開展

在固井設(shè)計(jì)工作中，為了確保固井質(zhì)量得到提升和優(yōu)化，盡可能地加強(qiáng)大泵紊流作用來(lái)進(jìn)行鉆井液的頂替，且排量比鉆進(jìn)排量要低，盡可能地將其驅(qū)替效率提升，確保二界面的膠結(jié)質(zhì)量得到有效的控制。此外，還應(yīng)注重水泥漿體系的優(yōu)化，盡可能地對(duì)其失水與自由水進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水平井鉆井過(guò)程中，其存在的技術(shù)難點(diǎn)較多。所以為了提高鉆井技術(shù)質(zhì)量，必須切實(shí)注重技術(shù)難點(diǎn)的分析，才能更好地促進(jìn)其改進(jìn)和優(yōu)化。

[1] 白臣.長(zhǎng)水平段水平井鉆井完井技術(shù)難點(diǎn)與對(duì)策分析[J].化工管理，2015，（21）：73.

Difficulties and Countermeasures of Horizontal Well Drilling Technology

Yuan Wei，Zeng Xiang-ming，Zang Gu-jun

Horizontal well drilling is a common task.Drilling technology is the key to determine the quality of drilling engineering for the whole horizontal well.In order to better promote the horizontal drilling technology level has been continuously improved and optimized，this paper on the horizontal well drilling technology difficulties were analyzed，and put forward the corresponding countermeasures.

horizontal well；drilling technology；diff i culty；countermeasure

TE243

：A

：1003–6490（2017）04–0186–02