三維水平井鉆井技術(shù)淺析

張志強(qiáng)

摘要：在當(dāng)前的鉆井工程施工過(guò)程中，三維水平井的應(yīng)用已經(jīng)得到了逐步的普及，三維水平井的應(yīng)用中，能夠更好的提升單井產(chǎn)量，降低成本，提高效率。本文對(duì)三維水平井的鉆井技術(shù)進(jìn)行了研究，通過(guò)對(duì)其運(yùn)行軌跡的有效控制，更好的發(fā)揮出保障安全施工的效果。

關(guān)鍵詞：三維水平井;鉆井技術(shù);應(yīng)用

前言：

在三維水平井的應(yīng)用過(guò)程中，軌道的設(shè)計(jì)工作非常重要，在軌道設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要增大井斜、改變方位，因此對(duì)于設(shè)計(jì)的精細(xì)化水平要求更高。在不斷增大的井斜中，要能夠根據(jù)偏移距離的控制，完成方位的改變效果。在鉆井的施工中，還需要對(duì)鉆具的組合應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，更好的保障軌跡的平滑效果。

一、三維水平井鉆井技術(shù)應(yīng)用中的難點(diǎn)

（一）井身軌跡控制難

在三維水平井鉆井技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，具有井身軌跡控制困難的技術(shù)難點(diǎn)。比如在施工的過(guò)程中，井身軌跡的控制中，受到不斷調(diào)整的影響，地層的造斜率出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。為造斜段、水平段的施工帶來(lái)一定的難度，影響施工的效率。

（二）鉆具結(jié)合應(yīng)用難

在鉆頭的鉆具選擇應(yīng)用過(guò)程中，由于地層的巖性存在著變化大的特點(diǎn)，使用牙輪鉆頭，雖然能夠發(fā)揮出其定向、復(fù)合的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但是這種鉆頭的成本較高，使用的周期有限。而使用PDC復(fù)合鉆頭的鉆具設(shè)備，在應(yīng)用的過(guò)程中受到鉆壓的影響比較明顯，很容易出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。另外，在螺桿的選擇過(guò)程中，不同彎度的螺桿，產(chǎn)生的造斜率是不同的，其中造斜能力對(duì)鉆進(jìn)的尺度有直接的影響，需要根據(jù)實(shí)際的鉆井情況，選擇不同彎度的螺桿設(shè)備。

（三）鉆井液調(diào)整難

在鉆井液的選擇中，要保證鉆井液具有良好粘切效果，能夠在鉆井的施工過(guò)程中，攜砂的能力突出，不斷對(duì)井眼進(jìn)行凈化處理。另外，在有效調(diào)整鉆井液的應(yīng)用比例中，還要結(jié)合井眼的潤(rùn)滑效果，保證在水平鉆井的施工過(guò)程中，能夠安全鉆井，減少托壓的現(xiàn)象。

（四）變方位施工難度大

在三維水平井的鉆井施工過(guò)程中，其鉆井的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)中，實(shí)際井口和入窗點(diǎn)的閉合方位、水平段的靶體方位在水平放上是不一致的，為控制方位的施工環(huán)節(jié)帶來(lái)一定的難度。比如在井段中存在比較大的斜度現(xiàn)象中，變方位的難度更大。提前扭動(dòng)方位的情況下，容易造成實(shí)際偏移的距離較大，與設(shè)計(jì)的要求數(shù)據(jù)不一致，存在入窗困難的問(wèn)題;延后扭動(dòng)方位的情況下，容易出現(xiàn)靶前位移的問(wèn)題，不能滿足定向工具的造斜效果，造成施工的難度增加。

（五）井下安全保障難度大

在三維水平井鉆井技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，為更好的保證井下的安全施工，需要對(duì)各個(gè)施工的環(huán)節(jié)安全進(jìn)行保障。其中井壁的穩(wěn)定性、鉆井液的攜砂效果、井眼軌跡光滑等幾個(gè)施工環(huán)節(jié)是相互連接的。如果出現(xiàn)井壁不穩(wěn)定的現(xiàn)象，一定會(huì)增加返砂的難度，鉆進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生的巖屑，不能及時(shí)的排出，還會(huì)進(jìn)一步的影響浮密度，造成地層憋漏的現(xiàn)象，增加井下施工的安全難度。同時(shí)，返砂出現(xiàn)不順暢的現(xiàn)象，也會(huì)進(jìn)一步增加摩擦阻力，造成井眼的軌跡出現(xiàn)調(diào)整困難的現(xiàn)象，形成一種不良的循環(huán)生產(chǎn)狀態(tài)，嚴(yán)重影響鉆井技術(shù)的有效應(yīng)用。

二、三維水平井鉆井技術(shù)應(yīng)用的重要措施

為更好的保證三維水平井鉆井技術(shù)的應(yīng)用效果，需要從以下技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，做好保障措施。

（一）控制井眼軌跡全角變化

在三維水平井的鉆井技術(shù)應(yīng)用中，要通過(guò)對(duì)井眼軌跡的控制，減少摩擦阻力、扭矩，對(duì)井眼的生產(chǎn)工作面進(jìn)行不斷的優(yōu)化。在具體的控制中，要注意各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)控制。比如在鉆井的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，要根據(jù)井眼的軌跡，將鉆井氛圍不同的井段，然后通過(guò)降低三維井眼定向施工難度的方式，實(shí)現(xiàn)井眼軌跡控制的效果，同時(shí)達(dá)到對(duì)井眼軌道數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷優(yōu)化的效果，將井眼軌跡進(jìn)行分段的設(shè)計(jì)，形成良好的軌跡控制效果。還比如在難度較大的糾偏井段中，面對(duì)不穩(wěn)定的施工現(xiàn)象，需要對(duì)造斜率進(jìn)行有效的控制。在進(jìn)入到糾偏井段中，通過(guò)降低全角變化率的方式，實(shí)現(xiàn)井斜增率下降的效果，更好的保證方位的有效調(diào)節(jié)。

（二）鉆具的優(yōu)化組合

首先，要通過(guò)對(duì)鉆具的優(yōu)化組合，有效的控制鉆壓。通過(guò)進(jìn)行計(jì)算，將鉆桿設(shè)置在比較容易發(fā)生玩去的斜井井段，減少螺旋屈曲，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制鉆壓的效果。另外，在水平段的鉆井中，為減少鉆具發(fā)生過(guò)度使用的現(xiàn)象，需要定期的對(duì)鉆具進(jìn)行應(yīng)力的釋放，以延長(zhǎng)其使用壽命。其次，在直井段的造斜控制過(guò)程中，需要根據(jù)鉆具的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行三維軌跡的控制，有效的減少斜井段發(fā)生偏移的距離，提高安全施工的保障效果。同時(shí)，也進(jìn)一步的提高鉆井的鉆井效率。再次，在對(duì)井眼軌跡的控制過(guò)程中，可以選擇使用不同的鉆具組合，根據(jù)不同參數(shù)的應(yīng)用要求，有效的控制鉆壓、轉(zhuǎn)速，改變?cè)煨甭?，?shí)現(xiàn)控制井眼軌跡的效果。

（三）施工流程的有效應(yīng)用

首先，在三維水平井的鉆井施工過(guò)程中，針對(duì)在施工過(guò)程中，存在的巖屑處理不及時(shí)的問(wèn)題，主要可以使用將鉆井過(guò)程中產(chǎn)生的巖屑，進(jìn)行壓實(shí)處理，然后再將壓實(shí)的巖屑分段的反復(fù)提拉，直到將其完全排出井外。順利的解決巖屑問(wèn)題，進(jìn)而形成良性的技術(shù)應(yīng)用效果，保障鉆井工作的順利開(kāi)展。其次，要在鉆井施工技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，有效的選擇使用鉆井液。比如在直井段的施工過(guò)程中，為更好的發(fā)揮出鉆井液的抑制作用，保證井壁的穩(wěn)定效果，需要對(duì)鉆井液的粘切性進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)對(duì)其使用的比例進(jìn)行控制，更好的發(fā)揮出其提高鉆井速度的效果。另外，還要根據(jù)實(shí)際的鉆井情況，選擇使用不同型號(hào)的鉆井液。比如使用甲氨基鉆井液，可以更好的控制聚合物的濃度，更好的發(fā)揮出該鉆井液的應(yīng)用效果。最后，在整體的鉆井施工結(jié)束之后，要使用通井的鉆具設(shè)備，進(jìn)行組合下鉆。要能夠在下鉆的過(guò)程中，分不同的階段，循環(huán)進(jìn)行下鉆，然后在到達(dá)最底層之后，要在井底進(jìn)行充分的循環(huán)，然后在循環(huán)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用中，將鉆井過(guò)程中產(chǎn)生的巖屑通過(guò)循環(huán)的手段，及時(shí)的排出，減少發(fā)生鉆屑床的現(xiàn)象。

結(jié)語(yǔ)：

總之，三維水平井鉆井技術(shù)的應(yīng)用，要對(duì)鉆井過(guò)程中的技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行全面的分析，采用針對(duì)性的方法進(jìn)行提前的預(yù)防處理，減少位移偏大的現(xiàn)象，進(jìn)一步的保證安全施工的效果，降低施工難度，提高施工質(zhì)量。另外，還要從井眼軌跡控制、鉆具優(yōu)化組合、施工流程控制等三個(gè)方面，進(jìn)一步提高技術(shù)應(yīng)用效果，提高施工水平。

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