长水平段水平井钻井技术难点分析及对策

长水平段水平井钻井技术难点分析及对策

马瑞

西部钻探定向井技术服务公司 新疆克拉玛依市 834000

摘要：目前，国内外长水平段水平井的数量不断增加，在油气开采过程中，长水平段水平井的运用，可以有效提高油井采收率，未来，长水平段水平井技术仍然具有很大的发展空间。但是在钻井过程中，极易出现各种难点问题，这些难点问题的存在，不仅会使钻井效率严重下降，还会间接影响油井的产量。

关键词：长水平段；水平井钻井技术；难点；解决对策

一、长水平段水平钻井技术优势

针对于稠油油藏、薄层油藏等特殊的油藏，长水平段使其渗流面积增大，可以增大开采量；垂直裂缝性油气藏，长水平段中可以通过使用垂直钻穿多条裂缝，然后进行油气的开采；天然气藏自高渗透水平段内可以有效的降低天然气的开采速度，避免附近地区中存在紊流现象，加速进行高渗层开采；注水注气井中，长水平段可以大大增大注入到井内的流体，持续进入到油气层内，可以大大提升开采效果；较长的水平段能够有效的穿越距离陆地上有着较远距离的海上油气藏，进而大大降低海上开采的成本。

二、长水平段水平井钻井技术的难点

2.1下套管难度较大的难点

长水平段水平井与普通水平井最大的不同就是水平段的长度比较长，此外，还具有较大的油气井的井下斜度。这就会导致在进行下套管的过程中，套管和井壁存在比较大的应力而增加套管和井壁之间的摩擦力。这不仅会增加下套管时的难度，而且还会降低下套管的效率。

2.2水泥浆的替代率较低的难点

导致目前长水平段水平井钻井技术中具有较低的水泥浆替代率的原因主要是由于套管本身具有较大的自身重量的原因。正如前文所述，在进行下套管的过程中大井斜段会出现套管和井壁存在比较大的应力，套管和井壁应力也会对水泥浆的替代率产生影响。而且由于水平井的上下环之间还存在较大的差异，这就会导致显著的层流替代状况的出现。不仅会增加水泥浆中的岩屑含量，还会增加水泥浆在循环过程中的阻力，导致水泥浆的替代率降低。

2.3多种因素会对固井质量造成影响

通常油气井进行固井作业时对水泥浆的性能提出了较高的要求，具体的要求就是要确保在开展固井作业中可以在斜井段产生水袋，通过水泥浆来产生水袋实现水泥浆凝结效果的提升。但是由于较长的水平段，这就会导致从岩石缝隙中会涌出油气并进入水泥浆中，使凝结之后的水泥浆体积减少，也会导致在水泥浆凝结之后产生大量的裂缝问题，从而对固井质量造成影响。

2.4水泥胶凝的性能较差的难点

在水平段施工过程中，为了提高泥浆的润滑效果，将10％的原油注入泥浆中，原油将附着在井壁和套管壁上，从而会形成油膜，原油具有一定的疏水性特征，在水泥固化后，在界面处形成间隙，这对井壁的胶结质量有不良影响。如果在泥浆中添加油基泥浆，它将对水泥的质量产生更大的影响。

三、长水平段水平井钻井技术难点与对策

3.1水平段合理长度和位置确定的难点

长水平段水平井的施工优势主要就在于在水平段的长度比较长，在进行开采的过程中，水平段的长度与位置可以直接影响油藏开采量、成本以及完井技术等因素，应该综合分析各种因素，这也就成为了技术的难点。从产量角度的考虑，水平段长度的增大，井筒与油气藏的接触面积也会比较大，此时井内的液体流动所产生的摩擦阻力也会持续的增大，前者可以促进产量的提升，而后者则具有相反的意义。

3.2井眼轨迹控制难点与对策

长水平段水平井的井眼轨迹控制主要难点如下所示：造斜、稳斜部分的设计难度非常高；水平段合理位置对于水平轨迹精度也有了更高的要求；水平段逐渐深入进行，摩擦阻会逐渐的增大，钻进施工难度非常高，也就无法保证最终经验轨迹的精度；钻井施工精度要求比较高。从上述的难点中可以分析，主要采用如下的处理措施：（1）优选造斜点。其主要是选择在岩性比较好且稳定性比较高的地层位置上，这样才能使得经验稳定性更高。（2）优选造斜段类型。通常都会使用圆弧形的形式，可以降低阻力与磨损。（3）优选钻具组合。选择合适的钻具组合方式，合理的搭配各种组合形式，从而可以有效的进行加压、造斜与井眼轨迹精度的提升。

3.3岩屑床的难题与对策

长水平段水平井钻井施工时，造斜段与水平段部分最为容易存在屑床的问题，导致钻井施工难度较高。岩屑床的出现主要由下面的结构因素所构成：钻具在施工的过程中井眼部分直接在井眼中靠向下井壁，岩屑也就会导致下沉而无法及时的进行清理；井眼中部的位置还存在有偏心、环空过大以及携岩效果比较差等情况；造斜部分中，岩屑难以返出，在该位置上形成淤积的情况；钻井液性能难以满足要求且钻具复杂度高，导致了岩屑床的存在。所以，在稳斜段与水平段中的井眼净化效果非常差，在施工中应该选择最佳的净化施工技术:（1）增大排量，控制环空返速。环空返速对于井眼净化的影响比较大，如果过高，则会导致其严重的冲毁井壁，所以应该避免岩屑床形成的基础上还要有效的控制环空返速与排量参数。（2）改善钻井液，提升钻孔动力。钻进过程中要及时的向内部注入高分子聚合物，从而可以大大提升携岩能力。

3.4润滑防卡和井眼稳定的难点与对策

长水平段水平井在钻进施工的过程中，伴随着钻进的持续进行，所存在的摩阻扭矩也会持续的增大，非常容易出现卡钻的问题，并且因为在短程中频繁的起下钻，划眼也比较频繁，从而导致了整个施工工序复杂度较高，非常容易出现卡钻问题。（1）加入润滑剂。其主要是为了能够有效的润滑钻井液体系，避免存在卡钻的问题，通常是将液体润滑剂与固体润滑剂混合使用。（2）严控滤失量及滤饼厚度。这是因为滤失量过大就会使得滤饼太厚，起下钻就会非常的困难，导致了固井质量无法保证。（3）严控钻井液的含砂量。含砂量比较大的情况下就会直接导致滤饼摩擦因素的上升，从而就会出现卡钻的问题。此时可以应用较强的净化设备来消除有害固相。

3.5套管磨损严重的原因与对策

套管磨损是钻井施工中最为常见的一个问题，一旦出现就会造成套管出现损毁的问题，甚至会造成整井报废。导致套管摩擦的主要因素如下：钻进过程中的钻柱直接与井壁贴住，导致了钻柱压力过大；钻具复杂度较高且施工时间长；钻具与套管材料性能相差较大；腐蚀性强导致的套管磨损。结合上述的行车原因，采取如下的处理措施。（1）钻杆保护器。使用特殊材料直接规定在钻杆结构上，同时避免套管与工具接头的次数和频率，降低摩擦因数，从而能够有效的防止出现套管磨损的问题。（2）减磨接头。应用特殊结构来直接连接在钻杆结构上，钻进的过程中应该有效的防止套管与钻杆结构过多的接触，从而可以防止接头与套管实现相对运用，避免了磨损的问题出现。（3）钻杆接头耐磨带。应用特殊工艺来处理钻杆表面，使其具备较高的耐磨性，并且有效的降低钻杆接头与套管的摩擦系数，以降低磨损过程中所存在的结构影响，从而可以有效的保护钻杆不被损坏，也防止出现磨损的问题。

结语：

目前为了实现我国油气井开采效率的提升和油气资源开采量的增加，长水平段水平井钻井技术越来越得到广泛应用。但是在应用长水平段水平井钻井技术时，容易出现套管难度大，水泥浆置换率低，固井质量差，水泥胶凝性能差等问题。这就需要通过对钻井工程设计水平的提升、水平钻井施工技术研究的加强以及采用新型经济钻井方法等方面来进行难点和问题的解决，确保长水平段水平井钻井技术的顺利和成功运用，并发挥其优势和作用。

参考文献：

[1]李卫国.长水平段水平井钻井技术难点及对策研究[J].中国化工贸易,2017(7).

[2]刘建兵.长水平段水平井钻井技术难点分析及对策研究[J].石化技术,2017,24(12).

[3]曲艺.长水平段水平井钻井技术难点分析及对策[J].中国石油和化工标准与质量,2017(1):40-41.