长水平段水平井钻井技术分析及应用

长水平段水平井钻井技术分析及应用

王新佳 于清敏 王刚 乔洪星 马明光

黄河钻井总公司 山东东营 257000

摘要：石油钻探作业中，长水平段水平井的应用优势得以不断地突显，使得其钻井技术的研究，备受人们的重视。长水平段水平井较为特殊，主要体现在水平段的长度相对较长，在钻井的过程中，所遇到的岩性较为复杂，且钻井作业的周期较长，极易出现各种技术问题，因此需要加强对其钻井技术的研究。

关键词；长水平段水平井；施工技术难点；井眼轨迹控制；摩阻扭矩

长水平段水平井钻井技术是石油勘探钻探中常用施工技术，具有较强应用优势，但在实际施工的过程中，则需要针对其技术难点，加强技术控制，结合油田开采作业实际情况，做好长水平段水平井钻井技术优化工作，加强井眼轨迹控制，减少摩擦扭矩，提高井壁的稳固性，进而提高长水平段水平井钻井技术应用效率。

一、长水平段水平井钻井概述

长水平段水平井钻井技术目前已经被广泛的应用于石油开采中。在稠油油藏与薄层油油藏等类型气田中的应用，其能够增加渗流的面积，极大的提高油气的开采量。在垂直裂缝性油油藏中，应用长水平段水平井，能够实现多条裂缝同时进行垂直钻穿，进而使得裂缝能够同时产出油气。在边底水与气顶油油藏中，应用长水平段水平井，能够有效的处理水气锥进问题，能够增加开采的产量。除上述类型油藏外，在多数油藏中，利用长水平段水平井钻井技术，不仅能够节省油气开采的成本，还能够增加开采的产量，这是直井与普通水平井难以达到的开采效果。

二、长水平段水平井钻井技术难点分析

(一) 井眼轨迹控制难点

在实际应用的过程中，长水平段水平井钻井与其他类型井不同，其需要穿越的靶点较多，使得井眼轨迹控制的难度增加，需要在设计时重视对其井眼的设计，结合实际情况考虑，对直井段、造斜井段、水平井段等不同井段的关系，进行全面的分析，确保井眼设计的合理性。水平井段的长度较长，因此摩阻扭矩也相对较大，使得定向施工过程中难以传递钻压，进而使得工具面角难以摆正，增加长水平段水平井井眼轨迹控制的难度。

(二) 摩阻扭矩较大

长水平段水平井钻井开采作业时，钻具与下井壁之间的接触面积较大，进而增加r摩阻扭矩。而钻具的长度较长，使其轴向摩擦扭矩增加。水平段较长，使得岩屑会在折返的过程中被磨碎，使得钻井液难以有效清除，进而降低钻井液的润滑性，增加r摩阻扭矩。同时钻具与井眼底边之间的接触面较大，则会形成偏心环控，使得岩屑能力较低，极易形成岩屑床，增加施工难度与风险。

(三) 下套管的难度较大

长水平段水平井的造斜率较高，在进行下套管作业时，由于井壁侧的压力较大，因此会使得套管摩擦阻力有所增加，进而加大套管的难度，极易造成套管位置不准确的问题，在长

度相对较短的长平井中体现的较为明显。由于套管的自重影响，水平段上下环空会出现差异，引发层流代柞问题。低边窄环空间内，若岩屑与虚泥饼的含量相对较高，则会扩大循环摩阻，

为减少摩阻，水平段与斜井段的套管通常会居中降低，影响着水泥浆的替代效果。

(四) 固井质量控制难度较大

在固井施工过程中，水泥浆性能要求较高，通常在斜井段和水平段处的高边会出现水袋，在‘定程度上会影响水泥石的质量，同时会给井壁胶结的质量造成影响。在侯凝过程中，若

油气渗入水泥浆中，则会给水泥石结构造成影响。水泥浆凝固后体积将会收缩，使得水泥石和井壁之间出现缝隙，或者套管壁之间出现缝隙，进而会影响固井的质量。

三、长水平段水平井钻井技术应用对策分析

(一) 井眼轨迹控制对策

为能够在特殊岩性施工环境中，有效的控制井眼的轨迹，则需要做好井眼轨迹设计，优化造斜点，做好设计前勘察工作，在岩性较好且岩层稳定位置处，选择造斜点，以此确保井眼的稳定性。同时尽量选择圆弧形造斜段，以此降低摩阻扭矩，同时避免套管出现磨损问题。在钻具的选择方面，则要选择倒装钻具，基于施工的实际情况，来选择使用单弯螺杆+LWD或者单弯螺杆+MWD，使用能够便于加压或者造斜的钻具，以此有效的控制井眼轨迹。在控制井眼轨迹时，要遵守少定多转的原则，尽量勤调少调，降低摩阻扭矩，增加井眼的光滑度。

(二) 减少摩阻扭矩的策略

为能够有效的减少摩阻扭矩，提高作业的效果，在进行作业前，则需要利用专业软件，科学的顶测摩阻扭矩，以此确保钻进的合理性与科学性。同时简化钻具组合，若施工条件允

许，则选用18⁰。的斜坡钻杆，尽量不使用的普通钻杆进行施工，使用加重钻杆，来取代钻挺，能够减少钻具与井壁之间的接触，进而减少接触面积，以此能够降低摩阻扭矩。同时调整钻井液的性能，适当的增加白油或者石墨等润滑剂，发挥其润滑作用，能够有效的降低摩阻扭矩。对于岩屑床问题，则可以采取加大钻井液的排放量，加快环控返速。通过使用高性能的钻井液，来提升钻井液的悬浮能力以及携带岩屑的能力。要定期做好下钻作业与划眼作业，采取分段循环方法，使得岩屑床难以形成，进而确保使作业的安全性。

(三)下套管难点对策

为能够提高下套管的效果，则需要做好井眼的设计与施工，确保井眼的优质性，在开展下套管施工前，则需要做好通井检查工作。采取漂浮下套管技术，利用密封装置，将轻质液

体或者气体等，密封在套管内部，进而减轻套管自重。在下套的过程中，则需要使用专业下管工具，将套管柱分为两段，以此减少摩擦力，施加钻井液压力，来移动下部套管柱。采取边下管边循环处理技术，使用相应的工具，采取循环钻井液的方式，来减少摩擦力，进而提高管柱的能力，以此避免出现套管问题。在开进弓}斜位置，架设两个刚性扶正器，以此来减少摩擦阻力，或者使用旋转管柱，来减少摩阻，进而提高套管下入的能力，利用游车的自重，或者大钩自重，来推动管套。

(四)提高井壁稳定性的策略

为能够提高井壁的稳定性，则需要基于地层的压力情况，科学的选择钻井液，确保其密度的合理性，同时还需要优化钻井液的性能，做好相应的调整工作。在施工过程中，则需要控制好钻井液的失水量，使得井壁泥饼的厚度较薄，且具有较强的致密性。在下钻施工中，则需要合理的控制下钻的速度，同时减少抽吸的压力，确保井壁的稳固性。为能够提高顶替的效率，则需要进行大排量洗井，将岩屑清洗出去，同时使用性能较好的油基钻井液，来牵制冲洗液，提高油膜的清洗效果及时活动套管，调整顶柞的排量，进而提高顶柞的效率。除此之外还需要合理的配置水泥浆，基于施工的基本要求，控制水泥浆的配合比，确保其具有较好的流变性能，将水泥浆的密度差尽量控制在0.03g/cm³左右，将自有水析要控制在0ml，加强对水泥浆稠化时间的控制，进而确保固井的质量。

四、结束语

针对石油开采不理想问题，对长水平段水平井钻井技术的应用，就长水平段水平井钻井技术难点问题，做了简单的分析，包括长度确定、位置确定、井眼轨迹控制等难点。针对长水平段水平井钻井技术难点，提出了相应的应对措施，以此提高石油开采的效率。长水平段水平井钻井技术的应用，能够提高石油开采的经济效益。

参考文献

[1]水平井岩屑在环空气体流动下运移机理[J]. 黄伟池.  内江师范学院学报. 2016(10)

[2]水平井地质导向的难点及技术关键探讨[J]. 徐庆军.  化工管理. 2016(30)