水平井是怎樣打成的

□ 一葦

水平井是定向井的一種特殊類型。

那么什么是定向井呢？

定向井就是使井身沿著預(yù)先設(shè)計(jì)的井斜和方位鉆達(dá)目的層的鉆井方法。它是沿著預(yù)先設(shè)計(jì)的井眼軌道，按既定的方向偏離井口鉛垂線一定距離鉆達(dá)目標(biāo)的井。通俗講，定向井就是鉆井時(shí)，鉆頭垂直向下鉆至預(yù)定深度，再“拐彎”鉆達(dá)目標(biāo)的井。

知道了什么是定向井，那么水平井理解起來(lái)也就比較容易了。井斜角大于或等于86°并保持這種井斜角鉆進(jìn)一定井段后完井的定向井稱為水平井，水平井是定向井的一種特例。套用定向井的說(shuō)法，水平井就是在鉆井時(shí)，鉆頭垂直向下鉆至預(yù)定深度，再“拐彎”向水平方向鉆進(jìn)的鉆井方式。

一般的油井是垂直或傾斜貫穿油層，通過(guò)油層的井段比較短。而水平井是在垂直或傾斜地鉆達(dá)油層后，井筒轉(zhuǎn)達(dá)接近于水平，以與油層保持平行，得以長(zhǎng)井段地在油層中鉆進(jìn)直到完井。這樣的油井穿過(guò)油層井段上百米甚至2000余米，有利于多采油，油層中流體流入井中的流動(dòng)阻力減小，生產(chǎn)能力比普通直井、斜井提高幾倍。它既可大幅度提高單井產(chǎn)量，又能適應(yīng)多種不同地質(zhì)構(gòu)造的勘探開(kāi)發(fā)。

水平井施工最關(guān)鍵的技術(shù)，就是鉆頭在直井段鉆至設(shè)計(jì)深度時(shí)如何造斜。換句話說(shuō)，就是鉆頭如何才能“拐彎”，由垂直鉆進(jìn)變成水平鉆進(jìn)。

簡(jiǎn)單講，它是由特殊的鉆具來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)這種俗稱“狗腿”的特殊鉆具，施工人員可以在設(shè)計(jì)的范圍之內(nèi)完成造斜、增斜施工。

水平井技術(shù)于20世紀(jì)20年代提出，40年代付諸實(shí)施，80年代相繼在美國(guó)、加拿大、法國(guó)等國(guó)家得到廣泛工業(yè)化應(yīng)用，并由此形成研究、應(yīng)用水平井技術(shù)的高潮。

如今，水平井鉆井技術(shù)已日趨完善，由單個(gè)水平井向整體井組開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)變，并以此為基礎(chǔ)發(fā)展了水平井各項(xiàng)配套技術(shù)，與欠平衡等鉆井技術(shù)、多分支等完井技術(shù)相結(jié)合，形成了多樣化的水平井技術(shù)。

石油行業(yè)對(duì)鉆井技術(shù)低成本、低污染、精確軌跡、高產(chǎn)量的技術(shù)需求，促使水平井?dāng)?shù)量逐年增長(zhǎng)。

石油剩余資源和低滲、超薄、稠油和超稠油等特殊經(jīng)濟(jì)邊際油藏開(kāi)發(fā)的低本高效，是水平井技術(shù)發(fā)展的直接動(dòng)力。

目前，國(guó)外水平井鉆井成本已降至直井的1.5至2倍，甚至有的水平井成本只是直井的1.2倍，而水平井產(chǎn)量是直井的4至8倍。

最初，水平井主要用于開(kāi)發(fā)低滲透裂縫性地層橫穿裂縫和氣頂、底水油藏減緩氣水推進(jìn)。近年來(lái)，隨著鉆井技術(shù)進(jìn)步和鉆井成本的不斷降低，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。如今，水平井技術(shù)已作為常規(guī)鉆井技術(shù)應(yīng)用于裂縫性碳酸鹽巖、頁(yè)巖、砂巖地層，有效開(kāi)發(fā)枯竭油藏、致密氣藏等所有類型的油藏。水平井技術(shù)也出現(xiàn)了一些應(yīng)用新趨勢(shì)：水平井作為注入井，提高產(chǎn)量；分支水平井開(kāi)采多個(gè)產(chǎn)層；開(kāi)采老油田剩余油；多目標(biāo)開(kāi)發(fā)產(chǎn)層；開(kāi)采氣藏或疏松砂巖油藏；水平井資料用于油藏描述；薄層油藏、注水剖面修正、持續(xù)增產(chǎn)。

目前，國(guó)外水平井鉆井技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)常規(guī)技術(shù)，無(wú)論大、中、短曲率半徑水平井，其井身質(zhì)量、鉆速、鉆時(shí)、鉆井成本、綜合效益都可以得到保證。就總體而言，目前國(guó)外水平井鉆井技術(shù)的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鉆具配置、鉆頭、井下動(dòng)力鉆具、軌跡控制、隨鉆測(cè)試、泥漿技術(shù)等都有了很大程度的提高，大大降低了水平井的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

在大力推廣水平井、分支井、多底井技術(shù)的同時(shí)，水平井技術(shù)的發(fā)展還有很多不完善的地方。目前，水平井、分支井、多底井地下滲流機(jī)理研究落后于鉆井技術(shù)，許多傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)原理和開(kāi)采工藝技術(shù)已經(jīng)不再適用，這些問(wèn)題嚴(yán)重影響了水平井技術(shù)及多底、分支井的推廣與應(yīng)用。

20世紀(jì)90年代以來(lái)，鉆井技術(shù)逐步細(xì)化為具有代表意義的水平井、多分支水平井、大位移井、深井鉆井、連續(xù)管鉆井等鉆井技術(shù)，并相繼開(kāi)發(fā)了許多新工具、新裝備，增加和完善了鉆井測(cè)試和控制手段、過(guò)程分析和控制軟件。

當(dāng)前，水平井鉆井技術(shù)正在向集成系統(tǒng)發(fā)展，即以提高成功率和綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的，結(jié)合地質(zhì)、地球物理、油層物理和各工程技術(shù)，對(duì)地質(zhì)評(píng)價(jià)和油氣藏篩選、水平井設(shè)計(jì)和施工進(jìn)行綜合優(yōu)化。