探讨水平井钻井技术及其在石油开发中的应用

摘 要：近些年来随着我国经济的快速发展，生产与生活中需要的石油量也越来越大。目前，在石油开发中水平井钻井技术已经成为了重要的技术之一。文章就水平井钻井技术存在的问题与解决措施及其在石油开发中的应用效果等方面进行探讨。

关键词：水平井钻井技术；石油开发；应用

引言

水平井的斜角大于85度，在油层中井眼能延伸出的距离比较长。水平井钻井技术是在上世纪20年代提出来的，随着40年代的实施与80年代在法国、美国以及加拿大等国家的应用，发展到现在已经得到了逐渐的完善，技术不断向多样化发展。

1 水平井钻井技术中存在的问题

1.1 相关技术人员的专业水平不高

从目前的情况来看，相关技术人员的专业水平还有待提高，很多单位中的技术人员以及施工队伍比较缺乏，主要是由两个方面的因素造成的：首先，水平井的施工队伍以及现场的服务人员有着比较大的流动性，人员不固定，使人员的施工不熟练，不能对水平井的技能进行有效的掌握，从而对水平井的施工速度造成了一定的影响，同时还有可能对石油开采工程造成一定的隐患。其次，有的油井中的相关技术设备已经发生了老化以及陈旧等现象，没有比较好的性能，直接限制了相关技术人员在专业技术方面的提升。

1.2 没有好的工艺技术配套性

我国在十几年前就已经对水平井钻井技术进行了研究以及推广使用，不仅在其工艺设计方面进行了有效的优化，还提高了对井眼轨道的控制能力。虽然我国已经在这项技术方面取得了很大的成就，但是在一些配套的方面没有进行深入的研究，比如水平井安全钻井的速度等，同时，在水平井的采油以及作业与增产的措施方面没有进行很好的研究，妨碍了水平井在油田中的应用效果以及规模实施，最终妨碍了经济的发展。

1.3 没有好的设备配套以及稳定的性能

在我国的油田设备中存在很大的问题，主要表现在设备的陈旧老化，以及没有稳定的性能。没有好的设备配套，如在水平井施工的过程中需要有顶驱设备，但是这种设备一般都在为其他的油田服务，一旦本油田中的设备出现了故障，仅仅是维修就需要花费大量的时间。不仅给设备的安全带来了一定的影响，还对施工的周期产生了一定的影响。除此之外，在对薄油层进行开发的过程中比较合适的有LWD以及MWD仪器，但是它们没有充足的供应，影响了我国油田中水平井钻井技术的发展。

1.4 其他问题

除了上面三个方面的问题之外，该项技术在发展中还有一些其他问题存在。比如说工程与地质在结合中存在一些问题，没有比较多的对水平井的钻井速度进行提高的方法，完井的方法很少，在后期的改造方面存在不少的困难等。

2 水平井钻井技术在石油开发中的解决措施

2.1 关于下套管

在进行下套管的工作时必须要综合考虑三个方面的因素：首先是能够进行下入得设备的最大重量是多少。其次是下入重量时产生的摩阻损失有多少。再次是过程中产生的机械损失有多少，这里的机械损失指的是重力损失，主要是由这几个方面引起的：井下的岩屑以及坍塌还有台阶与压差和卡钻等。这一因素也能影响下入套管的重量。因此，在进行下套管的工作时必须要采取各种措施尽量减少过程中的各种阻力。同时还能将顶部驱动系统运用到这一过程中来，这一系统能够使套管的上下活动、旋转以及下压和漂浮等技术，还有循环钻井液等操作变得简单，从而使下套管的工作顺利进行。

2.2 关于井壁的稳定

由于大井斜井段在钻井的过程中很长，暴露的地层层面大，容易产生井眼不稳定的现象。为了对地层进行平衡，必须要在钻井的过程中考虑到不同地层的特性，对比重进行合理的确定，避免井壁出现坍塌现象，另外还要将钻井液处理好，避免地层与钻井液两者之间产生化学作用。

2.3 关于剖面

在水平井的施工中需要注意对其剖面的设计工作。水平井的剖面有长半径、中半径以及短半径三种。我们采用的最佳的剖面设计是在中半径与长半径之间，实现这样的剖面，只要用最为常见的弯壳动力钻具就可以。这样使扭矩以及摩阻减小，降低了井下的风险。在设计的过程中还要注意两个方面：首先，要使用常规的螺杆以及无限的随钻跟踪。这样做的好处是能防止井下键槽的产生，也能防止对套管的磨损，还能使对轨迹的控制更加容易。其次，设计时要按照悬链线，这样能减小拉力、扭矩以及摩阻，从而保证了施工的安全。

2.4 关于井眼的净化

在角度为45度到60度的井短，容易有岩屑床的形成。为了使钻井作业能够顺利开展，需要对井眼进行净化。这也就意味着要将排量增大，使还空的流速有更好的分布状况。钻井液对井眼的净化有着重要的作用。它的流变性能比较好，能够将岩屑携带走，因此在起钻之前要运用钻井液，还要将短距离的起下钻做好循环。

2.5 关于扭矩以及摩阻的减小

水平井钻井过程中，钻具进行上提或者是下放以及旋转中会有比较大的扭矩与阻力。因此，在实际的施工过程中要充分考虑到这些因素，采取相应的措施使扭矩和阻力减小，比如采用最佳的剖面，钻井液悬浮加强等。另外，还要注意井眼的弯曲以及钻进的参数与钻柱的结构等。

2.6 关于随钻测量

随钻测量是在水平井钻井技术的施工过程中不可或缺的一部分。因此，要在施工的过程中使用相应的测量系统，比如MWD或者是LWD。必须要将随钻测量的工艺水平进行提高，保证测量的准确性。为了保证钻头轨迹的精确度，还要使用比较短的无磁钻铤或者是近钻头测量系统等。

2.7 关于钻柱的强度

在对水平井中的钻柱进行设计时不仅要按照要求做好强度的设计，还要满足井眼轨迹的要求。首先，如果井斜超过了45度，尽量不要使用无磁钻铤，应该实用无磁承压钻杆来进行替代。还要在使用倒装钻具时将摩阻以及扭矩减小，保证钻具能够顺利向前推进，从而使钻井的施工能够顺利开展。其次，如果井段的水平段比较长，钻具事故比较容易发生，这时为了预防以及减少发生的几率，就要采用高扭矩接头，还要使用一定的减摩工具。

3 水平井钻井技术在石油开发中进行应用的效果

一些油田具有独特的特点，如丰度比较低，油层薄，还有的石油属于稠油油藏或者是裂缝油藏还有低渗透油藏等，在开发中有一定的困难，水平井钻井技术对它们的开采有着比较好的效果，不仅能使单井的产量得到提高，还能使油田的采收率得到大大的提升。目前水平井钻井技术已经比较成熟，国内外的各种油气藏都在开发的过程中采用了这一技术。国外使用这一技术的钻井一年就超过了两千口，国内使用这项技术一年的钻井超过了两百口，石油的产量能够达到直井的4倍到8倍。水平井应用于不同的油藏开发，并取得了良好的效果。

4 结束语

我国的水平井钻井技术还存在一些不足之处，需要将钻井仪器以及工具进行不断的完善，并加强研究技术配套，保证其能适应不同的油藏类型中的施工要求，对施工的质量进行提高，提高施工速度，实现油田的增收增产。

参考文献

[1]李琪，白永慧，张枝婷，等.长深井区水平井钻井技术的研究与应用研究[J].中国石油和化工标准与质量，2013（16）.

[2]关福震.浅谈水平钻井技术在油田生产中的应用[J].中国新技术新产品，2013（22）.

[3]肖烈文.油田水平井钻井技术现状与发展趋势的研究[J].中国石油和化工标准与质量，2013（19）.

作者简介：余骅（1981，9-），男，汉族，重庆人，研究方向：石油钻井技术。