長水平段水平井鉆井完井技術(shù)難點與對策分析

白臣(大慶鉆探工程公司鉆井一公司市場開發(fā)中心,黑龍江 大慶 163411)

水平井鉆井技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)外各大油田勘探開發(fā)、提供油氣產(chǎn)量的有效方式。特別是長水平段水平井在開發(fā)“低壓、低滲、低產(chǎn)”的三低油氣藏及頁巖氣等非常規(guī)油氣資源中發(fā)揮了常規(guī)水平井無法取代的作用，但是由于長水平段水平井水平井段很長，在鉆井和完井施工存在著很多的技術(shù)難點，如果如何解決好這些困擾長水平段水平井施工的技術(shù)瓶頸問題，是保證長水平段水平井施工成功的關(guān)鍵。

1 長水平段水平井施工難點分析

1.1 鉆井施工難點分析

1.1.1 井眼軌跡控制比較困難：長水平段水平井不同于一般的常規(guī)水平井，長水平段水平井往往需要穿越多個靶點，因此在進行長水平段水平井井眼軌跡設(shè)計時，需要綜合考慮直井段、造斜井段和水平井段之間的關(guān)系；另外，隨著水平井段的不斷延長，造成摩阻扭矩不斷增大，在進行定向施工時，使鉆壓無法傳遞，工具面角無法擺正，這就極大了增加了井眼軌跡控制的難度。

1.1.2 摩阻扭矩大：隨著水平井段的不斷延長，鉆具與下井壁的接觸面積不斷增大，這就增加了鉆具與井壁之間的周向摩擦扭矩，同時由于鉆具長度的不斷增加，鉆具的軸向摩擦扭矩也在不斷增加；另外隨著水平井段的不斷延長，巖屑在上返過程中被磨的很碎，這樣混在鉆井液中無法清除，使鉆井液的固相含量增加，潤滑性降低，增加了鉆井施工的摩阻扭矩。

1.1.3 易形成巖屑床：隨著水平井段的不斷延伸，在大斜度井段和水平井段，鉆具與井眼底邊的接觸面積不斷增大，這樣就形成了偏心的環(huán)控，在井眼的下方鉆井液流速低，攜帶巖屑的能力明顯降低，巖屑會在井下的下方堆積，形成巖屑床，給鉆井施工帶來安全隱患。

1.1.4 井壁穩(wěn)定性差：隨著井深的不斷增加和水平井段的不斷延長，井眼在力學和化學兩個方面都發(fā)生了變化，因此很容易造成井壁失穩(wěn)，形成鉆井復(fù)雜。

1.2 完井施工難點分析

1.2.1 套管下入困難：隨著水平井段的延長，下套管過程中套管的重量和套管與井壁之間的摩擦阻力不斷增大，影響套管的安全下入。

1.2.2 套管不居中：由于長水平段水平井鉆井的特殊性，水平段與直井段之間接近90°的垂直度，因此完井下套管過程中，套管由于自身重量的作用比如與水平段井壁接觸，造成套管不居中。

1.2.3 頂替效率差：由于套管不居中，使井眼底邊的鉆井液驅(qū)動困難；油基鉆井液的使用，使井壁形成油膜，不容易驅(qū)替。

1.2.4 水泥漿性能要求高：在長水平段水平井固井施工中，對水泥漿的流變性能、稠化性能和失水性能都提出了很高的要求，特別是要求水泥漿具有零失水性能。

2 長水平段水平井施工技術(shù)對策

2.1 鉆井施工難點對策

2.2 軌跡控制困難對策：在進行長水平段水平井鉆井設(shè)計時，優(yōu)選造斜點和優(yōu)化井眼軌跡剖面類型；優(yōu)化鉆具組合設(shè)計，在大斜度井段和水平井段選用“單彎螺桿+LWD”的倒裝鉆具組合，有利于鉆壓的傳遞，必要使可使用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具組合；在井眼軌跡控制過程中，按照“少定多轉(zhuǎn)、勤調(diào)少調(diào)”的原則，使井眼軌跡更加光滑，降低施工摩阻扭矩。

2.3 摩阻扭矩大施工對策

使用18°斜坡鉆桿代替普通鉆桿，簡化鉆具組合，利用加重鉆桿代替鉆鋌，降低與井壁之間的接觸面積，減少施工摩阻扭矩；調(diào)整鉆井液性能，加入潤滑效果好的白油、石墨等高效潤滑劑，降低摩阻扭矩，同時應(yīng)用軟件對井眼的摩阻扭矩進行預(yù)測，為施工提供理論依據(jù)。

2.4 破壞巖屑床措施

增大鉆井施工中的鉆井液排量，提高環(huán)控返速；優(yōu)化鉆井液性能，提高鉆井液攜帶巖屑和懸浮巖屑的能力；定期進行短起下鉆和劃眼作業(yè)，分段循環(huán)，破壞巖屑床，保證鉆井施工安全。

2.5 保證井壁穩(wěn)定對策

根據(jù)地層壓力情況選用合理的鉆井液密度，調(diào)整好鉆井液各項性能，控制鉆井液失水，形成薄而致密的井壁泥餅；控制起下鉆速度，減小抽吸壓力和激動壓力，保證井壁穩(wěn)定。

2.6 完井難點技術(shù)對策

2.6.1 套管安全下入技術(shù)：強化井眼軌跡控制措施，保證井眼軌跡平滑；才用模擬下套管通井技術(shù)，選用自導(dǎo)式扶鞋和漂浮接箍優(yōu)化管串結(jié)構(gòu)，利用套管加壓裝置，保證套管安全下入。

2.6.2 套管居中技術(shù)：選用剛性、半剛性和彈性套管扶正器，優(yōu)化各種扶正器的下入位置和數(shù)量，保證套管居中度在70%以上。

2.6.3 提高頂替效率技術(shù)：大排量洗井，清除巖屑；使用優(yōu)質(zhì)油基鉆井液牽制沖洗液，清除油膜；活動套管，改變頂替排量，提高頂替效率。

2.6.4 水泥漿技術(shù)：調(diào)整水泥漿性能，保證具有良好流變性，密度差控制在0.03g/cm3，自由水析出控制在0ml，控制合理的稠化時間，提高固井質(zhì)量。

3 結(jié)語

在長水平段水平井鉆井和完井施工過程中，存在著井眼軌跡控制困難、摩阻扭矩大、易形成巖屑床、井壁穩(wěn)定性差、套管下入困難、套管不居中、頂替效率低、水泥漿性能要求高等諸多施工難點，只要針對這些施工難點找出合理的解決措施，才能保證長水平段水平井施工的順利進行和提高長水平段水平井固井質(zhì)量。

[1]郭元恒，何世明，劉忠飛等.長水平段水平井鉆井技術(shù)難點分析及對策[J].石油鉆采工藝，2013：35（1）：14-18.