长水平段水平井钻井完井技术难点与对策分析

白臣(大庆钻探工程公司钻井一公司市场开发中心,黑龙江 大庆 163411)

水平井钻井技术已经成为国内外各大油田勘探开发、提供油气产量的有效方式。特别是长水平段水平井在开发“低压、低渗、低产”的三低油气藏及页岩气等非常规油气资源中发挥了常规水平井无法取代的作用，但是由于长水平段水平井水平井段很长，在钻井和完井施工存在着很多的技术难点，如果如何解决好这些困扰长水平段水平井施工的技术瓶颈问题，是保证长水平段水平井施工成功的关键。

1 长水平段水平井施工难点分析

1.1 钻井施工难点分析

1.1.1 井眼轨迹控制比较困难：长水平段水平井不同于一般的常规水平井，长水平段水平井往往需要穿越多个靶点，因此在进行长水平段水平井井眼轨迹设计时，需要综合考虑直井段、造斜井段和水平井段之间的关系；另外，随着水平井段的不断延长，造成摩阻扭矩不断增大，在进行定向施工时，使钻压无法传递，工具面角无法摆正，这就极大了增加了井眼轨迹控制的难度。

1.1.2 摩阻扭矩大：随着水平井段的不断延长，钻具与下井壁的接触面积不断增大，这就增加了钻具与井壁之间的周向摩擦扭矩，同时由于钻具长度的不断增加，钻具的轴向摩擦扭矩也在不断增加；另外随着水平井段的不断延长，岩屑在上返过程中被磨的很碎，这样混在钻井液中无法清除，使钻井液的固相含量增加，润滑性降低，增加了钻井施工的摩阻扭矩。

1.1.3 易形成岩屑床：随着水平井段的不断延伸，在大斜度井段和水平井段，钻具与井眼底边的接触面积不断增大，这样就形成了偏心的环控，在井眼的下方钻井液流速低，携带岩屑的能力明显降低，岩屑会在井下的下方堆积，形成岩屑床，给钻井施工带来安全隐患。

1.1.4 井壁稳定性差：随着井深的不断增加和水平井段的不断延长，井眼在力学和化学两个方面都发生了变化，因此很容易造成井壁失稳，形成钻井复杂。

1.2 完井施工难点分析

1.2.1 套管下入困难：随着水平井段的延长，下套管过程中套管的重量和套管与井壁之间的摩擦阻力不断增大，影响套管的安全下入。

1.2.2 套管不居中：由于长水平段水平井钻井的特殊性，水平段与直井段之间接近90°的垂直度，因此完井下套管过程中，套管由于自身重量的作用比如与水平段井壁接触，造成套管不居中。

1.2.3 顶替效率差：由于套管不居中，使井眼底边的钻井液驱动困难；油基钻井液的使用，使井壁形成油膜，不容易驱替。

1.2.4 水泥浆性能要求高：在长水平段水平井固井施工中，对水泥浆的流变性能、稠化性能和失水性能都提出了很高的要求，特别是要求水泥浆具有零失水性能。

2 长水平段水平井施工技术对策

2.1 钻井施工难点对策

2.2 轨迹控制困难对策：在进行长水平段水平井钻井设计时，优选造斜点和优化井眼轨迹剖面类型；优化钻具组合设计，在大斜度井段和水平井段选用“单弯螺杆+LWD”的倒装钻具组合，有利于钻压的传递，必要使可使用旋转导向钻具组合；在井眼轨迹控制过程中，按照“少定多转、勤调少调”的原则，使井眼轨迹更加光滑，降低施工摩阻扭矩。

2.3 摩阻扭矩大施工对策

使用18°斜坡钻杆代替普通钻杆，简化钻具组合，利用加重钻杆代替钻铤，降低与井壁之间的接触面积，减少施工摩阻扭矩；调整钻井液性能，加入润滑效果好的白油、石墨等高效润滑剂，降低摩阻扭矩，同时应用软件对井眼的摩阻扭矩进行预测，为施工提供理论依据。

2.4 破坏岩屑床措施

增大钻井施工中的钻井液排量，提高环控返速；优化钻井液性能，提高钻井液携带岩屑和悬浮岩屑的能力；定期进行短起下钻和划眼作业，分段循环，破坏岩屑床，保证钻井施工安全。

2.5 保证井壁稳定对策

根据地层压力情况选用合理的钻井液密度，调整好钻井液各项性能，控制钻井液失水，形成薄而致密的井壁泥饼；控制起下钻速度，减小抽吸压力和激动压力，保证井壁稳定。

2.6 完井难点技术对策

2.6.1 套管安全下入技术：强化井眼轨迹控制措施，保证井眼轨迹平滑；才用模拟下套管通井技术，选用自导式扶鞋和漂浮接箍优化管串结构，利用套管加压装置，保证套管安全下入。

2.6.2 套管居中技术：选用刚性、半刚性和弹性套管扶正器，优化各种扶正器的下入位置和数量，保证套管居中度在70%以上。

2.6.3 提高顶替效率技术：大排量洗井，清除岩屑；使用优质油基钻井液牵制冲洗液，清除油膜；活动套管，改变顶替排量，提高顶替效率。

2.6.4 水泥浆技术：调整水泥浆性能，保证具有良好流变性，密度差控制在0.03g/cm3，自由水析出控制在0ml，控制合理的稠化时间，提高固井质量。

3 结语

在长水平段水平井钻井和完井施工过程中，存在着井眼轨迹控制困难、摩阻扭矩大、易形成岩屑床、井壁稳定性差、套管下入困难、套管不居中、顶替效率低、水泥浆性能要求高等诸多施工难点，只要针对这些施工难点找出合理的解决措施，才能保证长水平段水平井施工的顺利进行和提高长水平段水平井固井质量。

[1]郭元恒，何世明，刘忠飞等.长水平段水平井钻井技术难点分析及对策[J].石油钻采工艺，2013：35（1）：14-18.