浅析小井眼钻井技术

赵恒

摘 要：本文结合小井眼钻井技术的基本含义、适用环境和作业特点等基本情况的分析，着重结合具体的应用油井，对合理配套二开设备、优化井身结构、优选钻头和钻具、选择合理的钻井模式、合理配套钻井液等小井眼钻井的具体技术应用措施进行了探究。

关键词：小井眼钻井；适用环境；作业特点

小井眼钻井技术具有钻井成本较低、开发效益较好的特点，在当前石油企业降本增效的背景下，应用小井眼钻井技术具有较强的应用优势。因此，通过对小井眼钻井技术的基本情况分析，以及对主要应用技术措施的研究，有利于提升对小井眼钻井技术的认识，更好地应用小井眼钻井技术进行油气资源开发。

1 小井眼钻井技术基本情况

小井眼钻井技术就是利用尺寸较小的钻头进行井径较小的油井钻进，并配套随钻监测、井涌早期预警等措施，对规模较小的区块进行钻井开发的应用技术。在开发时间较长的油田中，小井眼钻井技术是低成本开发的首要选择。小井眼与常规钻井技术的应用优势如表1所示。

小井眼钻井技术应用首先必须合理设计井身轨迹，特别是需要在老油井套管进行开窗侧钻的油井和水平井而言，需要提前设计和预测钻进的轨迹和形状，统筹开窗部位、造斜率、井段长度、井眼规格等参数进行设计。其次是要进行开窗试钻并辅助进行修窗处理，提前检查钻井仪器，确保螺旋和有线仪器一次性下入井底，在开窗套管初铣中，要尽量采用低压和低转速进行钻进，并借助强力磁铁等进行铁屑吸附，通过多次测试确保窗口无异常，修窗合格后進行试钻，在钻进顺利的情况下再进行钻进。要注重确保钻井液润滑性能达标，满足小井眼钻井造斜率高、井斜角大的问题，同时钻井液必须具备较高的粘度，实现良好的润滑和携砂。

相比常规钻井技术，小井眼钻井技术应用中需要着重克服以下因素：空间因素，小井眼钻井井筒空间有限，加大了环空压力，增加了井漏概率；泵压因素，钻井泵压相对较高，长期持续性运转对钻井设备提出了更高要求；循环排量问题，受井筒排量限制，钻井中泥沙循环返排和排沙工作较为困难；随钻监测要求高，需要加强预测和绘制井眼轨迹，通过实时监测、反复测量，确保控制钻进误差；钻井液因素，对粘度等指标要求较高，且要防止井下落物引发复杂事故。

2 小井眼钻井应用技术措施

2.1合理配套二开设备

二开钻井是小井眼钻井的关键井段，可选择ZJ30L 型钻机，通过机械一体化驱动、液力传动、链条并车，配套柴油机和偶合正车减速箱组成动力机组提供作业动力，利用万向轴驱动泥浆泵和绞车，将钻台设置为高度6m、井台工具齐全、在后台底座设置绞车，通过低位安装、整体起升的方式进行井架安装，并配套网电钻机进行应用。

2.2优化井身结构

针对具体区块，比如裸眼井段存在压力层系较多、相互间压力差异较大的地层，要通过合理的井身结构设计减少复杂情况的发生。在钻井井控安全的基础上，可利用φ339.7mm 表层套管进行应用优化，利用φ311.2mm钻头与φ244.5mm 的技术套管进行钻进，达到一定深度可根据实际需要进行钻具的参数调整。要注意需要确保下深要对目的储层上部的断层以上进行封堵。在三开钻井后，要将钻具尺寸适当加大、技术套管规格适当降低，三开井眼和技术套管也相应调。

2.3优选钻头和钻具

小井眼钻井中，定向钻进是必不可少的步骤，可采用Ф165. 1mm型的三牙轮钻头进行钻进，在钻至增斜段后期和稳斜段后，改用PDC钻头，通过一次穿越多个压力层析实现钻速提升的目的。比如，165. 1mm 专用PDC 钻头相比常规钻头，具有低钻压驱动下的高转速钻进，能够实现软到中等硬度地层的钻进，在2000m以内的油井可以实现一次性完钻。对浅层地层可采用牙轮钻头钻进，特别是低抗压力和高可钻性软地层的钻进。可采用Ф130mm 型大扭矩动力钻具，实现扭矩和动力钻具强度大幅增加的目的。研制配套钻铤、单弯螺杆钻具等配合的各尺寸扶正器。利用Ф101.6mm钻杆降低内耗，泵压相同时将压降提高90%以上。

2.4选择合理的钻井模式和钻井液

直井段利用双驱动PDC钻头复合钻井技术。在定向段和稳斜段，通过“四合一”钻具进行一次性完钻，比如以下钻具组合：φ165. 1mm的PDC钻头+φ130mm 的单弯动力钻具× 1. 25° φ143mm 的扶正器+φ120mm 的无磁钻铤+ MWD 短节+φ88. 9mm的加重钻杆×24 根+φ101.6mm 钻杆。在钻井液选择上，不同井段要求不同，一开钻进配套预水化膨润土浆+ 清水+ 0. 5% Na2CO3 +0. 1% HV - CMC的钻井液，注意完钻前根据实际需要添加增粘剂，确保黏度超过40s，随后进行大排量的洗井和循环起钻，实现表层套管的顺利下入和固井时水泥的顺利返排；二开井段在前述钻井液基础上添加0.3%-0.5%的PAM 和 0.5% 的铵盐，根据需要添加重晶石、防塌剂、降失水剂等，根据实际需要保持固相含量稳定、聚合物充足，增强抑制性确保上部的井眼扩大率达标，杜绝糊井眼、起下钻困难等问题，必要时采用双路循环钻进和小循环钻进；斜井段要增强钻井液的润滑性和防塌性，应用沥青质类封堵剂进行地层封堵，保持原油含量在8%-10%范围内，具体是在上部钻井液基础上添加加重剂、0. 5% 的NaOH + 0. 3%-0.5% 的PAM + 0. 5% 额铵盐等，注意增强钻井液流变性，防止井眼过分扩大；三开井段主要是加强钻井液的温度和密度控制。

3 结论

综上所述，小井眼钻井技术因为成本低、实用性强的特点，在当前油田降本增效的背景下应用优势明显，通过对其影响因素和典型区块钻井技术应用措施的探究，有利于提升对该技术的认识，更好地借助技术进行油气资源开发。

参考文献：

[1]赵荣，谢立志，高学胡.小井眼钻井施工技术分析[J].长江大学学报（自然科学版），2011（07）.

[2]谭世武，秦本良，吴强.小井眼钻井井控技术[J].石油技术工业监督，2011（03）.