水平井钻井完井关键技术研究

水平井钻井完井关键技术研究

王显飞

云南煤层气资源勘查开发有限公司 云南 曲靖 655000

摘要：经济的发展，社会的进步推动了我国开采业发展的步伐。我国石油产业近几年的规模不断扩大，为我国经济的发展提供了充足的石油能源。但由于石油开采量的逐年增加也导致石油的产油量逐渐下降。同时石油开采的地理环境也更加复杂，对石油开采的技术水平提出了更高的要求。因此，我国石油企业为了解决这些问题，开始不断提高自身的钻井技术，从而保证油田的产油能力。基于此，本文主要对水平井钻井完井关键技术进行研究，详情如下。

关键词：水平井；钻井完井；关键技术

引言

水平井钻井是一种高效的油气开采技术手段，虽然水平井的施工成本是直井的1.5~2.5倍，但其产量通常可以达到直井的4~6倍。水平井通过对施工流程和平台部署的优化，可以在同一井场实现水平井的批量钻井作业施工，进一步节约钻井施工成本和土地占用成本，从而提高了难采区块的开采经济效益。

1水平井钻井技术难点分析

采用水平井的钻井模式进行钻井施工，需要从全盘考虑钻井、完井、压裂、试采和后期管网建设，相关的影响因素较多，需要多部门协同工作。进行水平井施工需要重点考虑如下情况：（1）井口布置和井眼轨迹。在同一平台上，如果井间距设计较大则不利于钻机在完钻后的搬迁作业，但如果设计的井间距过小，则井下防碰撞问题较为突出。（2）满足后续压裂施工。使用水平井的施工方案，相关配套设备较多，占地面积较大，为了减少场地占用和节省资金，应该在进行场地布局设计时考虑为后期压裂施工留下相应的压裂场地。（3）增大与储层接触面积，减少“死油区”。由于水平井的防碰撞要求，会产生一定的“死油区”，因此在进行钻井设计和井场布局时，要充分考虑减少这些钻井空白区域的出现，通常采用小曲率的井眼轨道设计方案。

2水平井钻井完井关键技术

2.1对下管施工进行优化

由于套管与井壁之间的摩擦力较大，在施工过程中很容易导致套管发生机械性损坏，即使当时并未损坏在长期使用过程中也会影响套管的实际使用寿命。因此为了解决这一问题，就需要引进先进的技术来对下管施工过程中，套管与井壁可能发生摩擦力的大小以及磨损程度进行预估。在下管施工过程中，对下管的速度和牵引力进行严格控制，从而降低井壁与套管之间的摩擦力，进而达到减少阻力的目的。这不仅可以提高下管施工的工作效率，还有效避免了套管的破损和井壁结构的坍塌，保证了下管施工的安全和质量。

2.2保持钻井的清洁度

水平井在进行施工过程中有水平方向的钻井也有竖直方向的钻井，当进行水平方向的钻井施工时，难免井壁会产生一定的碎屑，而这些碎屑会从上方钻井处跌落到水平钻井当中，这时就需要及时将这些碎屑进行清除，并保持钻井的清洁。如果没有对这些碎屑进行清理，而使这些杂物停留在钻井中，当后期开采石油时，这些杂物会混入到原油当中，进而影响了石油的品质。因此在施工结束后，必须要及时将钻井内的碎屑进行清理，并保证钻井的清洁度。

2.3钻进施工中录井相关参数实时全方位监控，及时指导钻井施工

通过井深监测、钻压监测、悬重监测、泵冲监测、转盘转速监测、立管压力监测、扭矩监测、地层压力监测、钻井液流量监测、钻井液池体积监测、钻井液温度监测、钻井液电导率监测、钻井液密度监测、H2S监测、CO2监测等录井检测参数，及钻时分析、岩屑分析、岩芯分析、荧光分析、钻井液性能监测、岩矿分析及鉴定、碳酸盐含量测定、烃类组分分析、P-K分析、气相色谱分析等录井分析计算参数，结合临井资料,对所施工井进行综合分析评价，指导钻井高效施工。（1）实时监测伽马、元素录井等参数持续修正单井地质导向方案和轨迹控制曲线，根据预判的地层变化趋势，提前调整轨迹，现场应用后，平均每口井轨迹减少调整20次以上，提高导向效率。（2）通过钻井液电导率监测、岩屑分析、岩芯分析、荧光分析、岩矿分析及鉴定、碳酸盐含量测定、烃类组分分析、P-K分析、气相色谱分析等录井参数监测及分析，结合地震资料及临井资料，精确分析地层分布，实时优化轨迹参数，准确定位地质工程双“甜点”。通过地质、工具、工程的实时监控和精细分析，准确定位30cm厚度双“甜点”，缩减周期、提高优质储层钻遇率，实现安全、高效、优质钻井的目的。（3）通过钻压监测、悬重监测、泵冲监测、转盘转速监测、立管压力监测、扭矩监测、钻井液池体积监测、钻时分析等，实时监控井下施工情况，现场实际空载扭矩与模拟空载扭矩进行对比，判断井下异常情况；起下钻工况，通过实际钩载与模拟钩载进行对比，判断井下摩阻异常情况，结合实际工况，分析原因，制定相应措施。（4）通过钻压监测、转盘扭矩监测结合钻时分析（快慢）、岩屑分析（岩性异常与否），准确判断井下岩屑上返及时与否，模拟分析保持井眼清洁施工排量，利用校正后的岩屑密度，通过软件模拟水平段岩屑床厚度及井段，准确率超过92%，利用钻井液自动检测设备实现钻井液性能的实时监控，准确率超过95%，通过软件模拟与现场实际施工情况相结合，校正各施工区块岩石密度修正系数；利用校正后岩屑床的岩屑密度，通过软件模拟水平段岩屑床厚度及井段，指导现场井眼清洁措施，保证井下安全。（5）通过钻压监测、悬重监测、转盘扭矩监测结合钻时分析（快慢）及时判断钻具受力情况，模拟钻具轴向动态受力判断井下托压情况，模拟起下钻遇阻受力情况判断井下钻具超拉情况，指导现场制定润滑技术措施，消除卡钻风险。模拟钻具综合受力与转盘转速的对应关系，判断井下扭矩大小，指导现场优选排量、转盘转速参数，预防断钻具事故。

3钻井技术发展方向

经过近10年的发展，在煤层气开发中，发现了很多还未解决的钻井难题，为今后的钻井攻关指明了方向。今后煤层气开发中钻完井技术要攻关的方向为:(1)由于低阶煤的煤体强度较高阶煤低，低煤阶储层应力敏感性和渗透率损害率远高于中高煤阶且难以恢复，同时，施工中存在地层倾角、地应力变化大，地层可钻性差异大等情况，现有钻井液与地层的配伍性还需提高，因此需要更有针对性的开展储层敏感性和储层保护技术研究、钻井液技术研究。(2)由于新疆煤层气富集区多位于山前构造挤压带，地质条件复杂，煤层非均质强，同一区块，采用相同的理论和工艺技术，开发中也会出现不同的问题，不同井单井产量差别很大，因此，需进一步加强地质与工程的一体化研究，精细化研究和分析，根据储层实际条件选用合适的井型、井身结构和完井方式、井距及钻井液等，提高钻完井技术与储层条件的适应性。(3)鉴于当前形成的多种井型相结合的开发模式，需要开展混合井网优化研究与试验。

结语

近些年来，随着我国经济的发展，我国对石油资源的需求不断增加，石油开采的规模也在不断扩大。而水平井钻井技术在我国石油开采中的应用较为广泛，该项技术的使用可以显著提升我国石油企业钻井施工的稳定性与安全性，同时也能保证我国石油开发工程的质量与效率。

参考文献

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