水平井施工常見(jiàn)隱患與對(duì)策探討

劉彥勇

（大慶鉆探工程公司鉆井二公司，黑龍江大慶163413）

1 施工水平井易產(chǎn)生事故復(fù)雜的因素

1.1 水平井施工的下部鉆具受力發(fā)生了變化

水平井要求井口的斜度達(dá)到90°左右，和其他傳統(tǒng)的井不同，傳統(tǒng)的井是垂直于地面的，而水平井分為兩個(gè)部分，一是與地面平行的部分，另一部分是與地面垂直的部分，這兩部分還需要用一定的弧度連接，在進(jìn)行水平井造斜施工的時(shí)候，最重要的就是要考慮井斜角的角度問(wèn)題，水平井要求井斜角的角度最少要達(dá)到86°，根據(jù)每一個(gè)路段的不同或具體要求的不同，對(duì)井斜角角度的要求也不同，有的甚至?xí)缶苯堑慕嵌冗_(dá)到90°，傳統(tǒng)的井的受力大部分都是均勻的，兩個(gè)側(cè)壁的受力情況也是比較相同的，但是水平井就不同了，因?yàn)橛辛怂骄苯堑拇嬖?，就?dǎo)致兩個(gè)側(cè)壁的受力情況發(fā)生了變化，受力情況發(fā)生了變化，就容易導(dǎo)致水平井內(nèi)部的結(jié)構(gòu)發(fā)生坍塌或其他更嚴(yán)重的問(wèn)題。一般分為三方面的問(wèn)題，一是卡鉆問(wèn)題，由于井斜角的存在，井的底邊受力不均，下部的鉆井工具都會(huì)偏向井筒的較低的一端，這樣的施工，容易導(dǎo)致后期的井眼脫離鍵槽，從而導(dǎo)致卡鉆的問(wèn)題。第二個(gè)方面的問(wèn)題就是隨著施工的往后進(jìn)行，施工時(shí)井筒與側(cè)壁的摩擦阻力也逐漸增大，當(dāng)出現(xiàn)角度的時(shí)候，井的側(cè)壁要逐漸與地面的側(cè)壁接觸，一但接觸面積增大，就會(huì)導(dǎo)致井壁與地面?zhèn)缺诘哪Σ磷枇υ龃?，這樣如此往復(fù)，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致鉆具磨損。第三個(gè)問(wèn)題就是會(huì)影響鉆頭的使用壽命，當(dāng)今斜角的角度出現(xiàn)之后，不僅會(huì)導(dǎo)致側(cè)壁的摩擦阻力增大，受力不均，還會(huì)導(dǎo)致鉆頭受力情況發(fā)生改變，井斜角角度的出現(xiàn)使井筒不再平行于地面也不是與地面垂直，這就使得鉆頭的受力情況不均勻這就很容易導(dǎo)致鉆頭磨損，這就會(huì)減少鉆頭的使用壽命，從而減慢施工過(guò)程，降低施工的效率。

1.2 井眼凈化比較困難

除了上述說(shuō)到的鉆具受力發(fā)生了變化，是鉆井過(guò)程中的難點(diǎn)之一以外，還有一個(gè)難題就是井眼的凈化問(wèn)題，如果一開(kāi)始井眼的凈化就不夠全面徹底，那么在施工的過(guò)程中，也會(huì)不斷地通過(guò)震動(dòng)而掉落巖屑，再加之井斜角的存在，每一部分的巖屑都會(huì)通過(guò)井斜角而堆積在同一個(gè)地方，這就會(huì)形成巖屑床，巖屑床的形成不僅會(huì)堵塞水平井，還會(huì)影響到鉆井施工過(guò)程，最為嚴(yán)重的是，如果不能全面地清理井眼，導(dǎo)致巖屑床的形成，還會(huì)給日后的安全問(wèn)題埋下隱患。這影響的不僅僅是施工的效率，還會(huì)對(duì)施工人員的安全造成影響。因此，全面徹底地清潔井眼是非常重要的，與其因?yàn)榍鍧嵉牟蝗娑鴮?dǎo)致巖屑床的形成，還不如一次就徹底全面地清潔井眼，避免諸多問(wèn)題的形成。

1.3 井壁穩(wěn)定性差

井斜角是水平井最大的特點(diǎn)之一，也是水平井施工過(guò)程中最困難的部分之一，當(dāng)進(jìn)入井斜角的施工過(guò)程中時(shí)，井斜角的角度會(huì)達(dá)到90°，側(cè)壁的受力情況發(fā)生改變，與地面平行的井筒會(huì)受到上下地面的壓力作用，還會(huì)受到側(cè)面的巖石的壓迫作用，有些地段的構(gòu)成比較復(fù)雜，如果鉆井液中的游離水進(jìn)入井的側(cè)壁，那么井的側(cè)壁在受到長(zhǎng)期的浸泡后，難免會(huì)發(fā)生井壁的側(cè)塊坍塌。如果是大的側(cè)塊，那么會(huì)直接導(dǎo)致井筒阻塞，有時(shí)還會(huì)直接導(dǎo)致水平井報(bào)廢，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2 水平井安全施工對(duì)策

2.1 應(yīng)用優(yōu)質(zhì)鉆井液，降低摩阻與扭矩

為了盡量減少摩擦阻力的產(chǎn)生，可以在鉆井時(shí)添加鉆井液，鉆井液可以起到潤(rùn)滑的作用，從而減少摩擦阻力的產(chǎn)生，鉆井液相當(dāng)于是水平井鉆井的潤(rùn)滑劑，鉆井液的好壞直接決定摩擦阻力的大小。好的潤(rùn)滑劑不僅能減少摩擦阻力，而且還能保障鉆具的安全，延長(zhǎng)鉆具的壽命，提高鉆井施工的安全性。

2.2 做好井眼凈化，降低巖屑床形成

正如上文中提到的，如果不能徹底地凈化井眼，就會(huì)形成巖屑床，從而阻塞井筒，要想降低巖屑床形成的概率，一定要徹底地凈化好井眼。

2.2.1 做好鉆井工程設(shè)計(jì)

根據(jù)資料顯示，當(dāng)井斜角在45°～65°之間時(shí)，最容易形成巖屑床，因此，在進(jìn)行水平井施工時(shí)，應(yīng)該盡量減少井斜角在45°～65°階段的長(zhǎng)度，這樣才能盡量地降低巖屑床形成的概率，如果減少了井斜角在45°～65°的井筒長(zhǎng)度，與此同時(shí)還徹底地凈化了井眼，這樣就可以有效地避免巖屑床形成。

2.2.2 強(qiáng)化施工參數(shù)

在水平井工作施行之前，要對(duì)每一個(gè)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，可以成立專(zhuān)門(mén)的測(cè)量小組，為了提高測(cè)量的參數(shù)的準(zhǔn)確度，可以對(duì)同一個(gè)參數(shù)進(jìn)行多次測(cè)量，取平均值，在進(jìn)行測(cè)量之前，對(duì)測(cè)量的工作人員進(jìn)行培訓(xùn)，培訓(xùn)這些工作人員用同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量，防止因?yàn)槿藛T個(gè)人的標(biāo)準(zhǔn)不同而造成測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)也不同，在進(jìn)行測(cè)量之后，把測(cè)量出來(lái)的數(shù)值進(jìn)行標(biāo)注，一旦發(fā)現(xiàn)測(cè)量的參數(shù)有問(wèn)題，都要進(jìn)行二次測(cè)量，避免因?yàn)榕既坏恼`差而導(dǎo)致不能順利進(jìn)行水平井的施工。

2.2.3 及時(shí)短起下鉆

如果沒(méi)有徹底地凈化井眼，而且處于45°～65°階段的井筒長(zhǎng)度也比較長(zhǎng)時(shí)，就要采取措施減少巖屑床形成的概率，一定要及時(shí)的根據(jù)具體情況對(duì)已經(jīng)形成的巖屑床進(jìn)行破壞，在把巖屑床進(jìn)行破壞之后，還要采取措施徹底地清洗井眼，防止巖屑床二次形成，從而提高水平井完成的概率，提高水平井的施工質(zhì)量。

2.3 保證井壁穩(wěn)定

平行于地面的井筒受到了很多方面的壓力，為了防止水平井坍塌，一定要保證井壁穩(wěn)定，因此相關(guān)人員可以成立一個(gè)小組，專(zhuān)門(mén)對(duì)井筒上的側(cè)壁壓力進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)評(píng)估出的數(shù)據(jù)，合理的計(jì)算鉆井液的使用量，從而使側(cè)壁處于穩(wěn)定的狀態(tài)。而且還要確保鉆井液的使用量不會(huì)對(duì)井壁進(jìn)行腐蝕和浸泡，使井壁更加的牢固，而且在施工過(guò)程中的速度也起決定性的作用，避免因?yàn)槭┕に俣冗^(guò)快而導(dǎo)致井壁失去原有的穩(wěn)定性，造成坍塌。

2.4 著陸段控制技術(shù)

水平井開(kāi)采技術(shù)的施行，要根據(jù)實(shí)際的路段和實(shí)際的情況做出適合的調(diào)整，一些路段的地理位置比較極端，巖石比較尖銳，因此水平井開(kāi)采工作的實(shí)行非常的艱巨，為了避免在開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，工作人員應(yīng)該提前做好應(yīng)對(duì)各種問(wèn)題的準(zhǔn)備，選擇合適的開(kāi)采工具和開(kāi)采方案，根據(jù)具體的溫度和地理位置進(jìn)行合理的調(diào)整，在開(kāi)采工作實(shí)施之前，工作人員要制定合理的計(jì)劃，避免因?yàn)槌霈F(xiàn)問(wèn)題沒(méi)有解決辦法而導(dǎo)致工期的延長(zhǎng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，雖然水平井施工技術(shù)比較先進(jìn)，但是水平井施工技術(shù)也存在著它的風(fēng)險(xiǎn)，但是這種風(fēng)險(xiǎn)是可以降低的，只要采取措施降低問(wèn)題的出現(xiàn)概率，及時(shí)的解決問(wèn)題，徹底地清理井眼，降低井壁與側(cè)壁的摩擦阻力等問(wèn)題，就一定可以提高水平井施工技術(shù)的安全性，從而帶動(dòng)整個(gè)水平井施工技術(shù)的發(fā)展。