有效提高水平井钻井速度的技术

侯得景(中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452)

0 引言

水平井钻井是一项系统而又十分复杂的工作，在施工技术要求和安全生产方面的要求较高。为了更好地强化水平井钻井质量，就必须切实注重钻井提速技术的应用，才能更好地解决当前日益复杂的水平井钻井问题。因而必须意识到加强钻井提速的必要性，并采取有效的措施，切实加强钻井提速技术的应用，才能强化水平井的钻井成效。

1 必要性分析

当前，随着我国油田事业的不断发展，在发展过程中面临的挑战也在不断增加。尤其是在水平井钻井过程中，其面临的钻井环境更加恶劣，技术条件更加复杂，尤其是复杂的地质环境下经常导致钻井工作的压力加大。例如地层的压力高，同时结构疏松，所以钻井施工中经常存在易喷、易漏的问题。因此，在当前地质情况日益复杂的水平井钻井施工中，只有切实掌握井内流体的和储层的特点，切实加强钻井提速技术的应用，在对钻探靶点进行科学确定的同时将井控的难度降到最低，进而提高钻井速度，促进固井质量的提升。所以在水平井钻井施工中，加强钻井提速技术的应用就显得尤为必要[1]。

2 具体的提高策略

2.1 认真分析和掌握水平井所处的地质环境

为了更好地提高钻井提速技术在水平井钻井中的应用成效，首先就必须对水平井所处的地质环境有一个基本认识，为顺利实施奠定坚实的基础。在分析地质环境时，应切实加强对其描述，尽可能地得到井身结构优化、钻头选择以及钻井液性能和参数的优化等，为其提供依据。为了更好地掌握其所处的地质环境，应对工程地质参数进行整理和分析，并结合基础参数对水平井的地应力和岩石力学参数进行确定，从而利用定性分析的方式预测和分析水平井井壁稳定系数和地层的压力结构体系，对岩石的可钻性和敏感性进行分析[2]，为整个钻井提速技术在水平井钻井施工中的应用成效的提升奠定坚实的基础。

2.2 切实加强对井身结构的优化

在掌握水平井所处地质环境的基础上，由于水平井井身结构也会影响钻井生产效率，所以为了促进钻井提速技术应用成效的提升，应切实加强对井身结构的优化和完善。在这一过程中，为了预防出现钻井事故，在钻井设计过程中，应尽可能地加强井身结构的优化，才能更好地将变钻井施工周期延长。在一般情况下，钻井轨迹结构应为单圆弧剖面结构，并确保井眼轨迹的造斜曲率具有较强的稳定性，同时有着圆滑的轨迹，从而更好地对水平段直径进行确定，并紧密结合油藏的发育情况确定水平段的长度[3]。在优化井身结构的同时，将钻井施工周期缩短，更好地将事故发生率降到最低，在缩短水平井钻井周期的同时，将工程施工成本降到最低。

2.3 切实加强钻头选型的优化

在钻井施工中，钻头选择也是一项十分重要的工作，以促进钻井提速技术水平的提高。在钻井施工钻头选择时，就应紧密结合水平井地层的地质情况来确定。一般而言，就目前来看，PDC钻头作为最优的类型之一，所以我们可以利用PDC钻头在水平井施工[4]。因为此类钻头具有较好保径性能，但是为了确保钻进稳定高效地进行，在实际应用过程中，还应加强对井身结构的优化，从而更好地调整机械的钻井速度。在整个钻井过程中，经常会遇到含石砾地层，此时就应对钻头复合片进行改进，确保能更好地满足复杂地层的钻井工作，在促进钻井速度提升的同时还能确保钻井施工质量[5]。

2.4 优选钻井液体系，维护好钻井液性能

由于不管是增大井斜还是改变垮塌应力，均可能导致井壁失稳，进而使得钻头被卡住和掩埋，甚至因此出现地层垮塌事故。为了确保井壁始终稳定，应切实加强钻井液性能的优化，为钻井提速技术的应用成效奠定坚实的基础。但是在钻井施工中经常会存在煤层，所以应严格控制钻进密度，并确保液柱的压力始终在合理范畴之内，有效确保井壁的稳定性。在此基础上，由于钻井液的触变性和剪切性与稀释性良好，因此能有效地预防井壁被井液冲刷。但是为预防水平井的压力突然剧增，就应控制开泵和钻井施工，适当控制钻井液在封堵液中的比例，有效利用其浊点效应和物理封堵作用提高井壁的稳定性[6]。所以，必须对钻井液体系进行优化，具体来说主要是对其流变性、造壁性、pH值、含沙量、固相含量等进行优化和完善：一是钻井液的流变性，是指钻井液流动和变形的特性。参数：塑性黏度、动切力、漏斗粘度、表观黏度和静切力等钻井液的重要的流变参数。二是钻井液的造壁性。在钻井过程中，当钻头钻过渗透性地层时，由于钻井液的液柱压力一般总是大于地层孔隙压力，在压差作用下，钻井液的液体便会渗入地层，这种特性常称为钻井液的滤失性。在液体发生层滤的同时，钻井液中的固相颗粒会附着并沉积在井壁上形成一层泥饼。三是钻井液的pH值。用钻井液的pH值表示钻井液滤液的酸碱性。四是钻井液的含沙量。钻井液的含沙量是指钻井液中不能通过200目筛网，及粒径大于74 μm的沙粒占钻井液总体积的百分数。五是钻井液的固相含量。钻井液的固相含量通常用钻井液中全部固相的体积占钻井液总体积的百分数来表示。

2.5 优化钻具组合

一是按设计钻井参数钻进，均匀送钻，使井眼曲率变化平缓；二是每钻进25～50 m测量一次，随时作图，掌握井斜、方位的变化趋势。如果增斜率不能满足设计要求，应及时采取措施：(1)调整钻压改变增斜率。增加钻压可使增斜率增大，减小钻压，则使增斜率降低。(2)更换钻具组合，改变近钻头稳定器与相邻稳定器之间的距离。改变的范围为10～30 m，距离越短，增斜率越低；距离越长，增斜率越高；(3)改变近钻头稳定器与相邻稳定器之间的钻铤刚性，刚性越高，增斜率越低；刚性越低，增斜度越高。(4)钻头底部距近钻头稳定器翼片中部的距离为0.7～1.2 m。三是如果增斜率比设计值稍低(5°/100 m以内)，可采用强行增斜法[7]：(l)接单根后，开泵至设计排量，慢慢加压至设计钻压的75%左右；(2)转动转盘至设计转速，同时逐步增加钻压至允许的最大钻压；(3)钻完一个单根时，马上停转盘，钻压不回零，上提钻具；(4)划眼时，井底的最后2 m左右不划眼。

2.5 切实加强下套管技术的优化

在水平井施工中，下套管是一项十分重要的工作，但是在下套管过程中，经常会出现井漏的问题，所以必须在下套管过程中切实加强对其的优化，从而更好地促进钻井技术的改进[8]。而在下套管之前，就应及时地将钻井岩屑清除，确保井眼内无任何杂物。并在套管下放过程中做好匀速下放，下放的时间也应得到严格控制。但是为了更好地预防下套管导致井壁失稳的情况出现，所以还应将泥浆剪切力、黏度和比重进行严格控制，实时监测井口的返浆情况，从而结合返浆情况对是否存在井漏进行预测，及时将井眼内的泥饼清理干净，且在泥饼完全清除之后再次固井[9]。

2.6 切实注重安全环保工作的开展

在注重上述工作的基础上，为了更好地强化水平钻井体术的应用成效，还应在钻井提出过程中强化安全环保工作的开展，切实加强员工安全环保知识的培训。尤其是在钻井提速过程中的安全环保工作的开展需要，及时加强员工新知识和新设备的应用，切实掌握时机操作技能和事故处理知识，定期加强对员工技术技能的检查，确保井控安全工作得到高效开展，这就需要不断强化员工的风险意识，不断提高其应急能力，切实加强对安全状况的检查，从而更好地在环保节能施工中践行节能减排和降耗增效的措施，尽可能地预防钻井液的排放对环境带来的污染，加强对环境的保护[10]。

3 结语

综上所述，提高水平井的钻井提速技术对于促进水平井的钻井质量具有十分重要的意义。所以我们必须在实际钻井中采取多元化的技术措施，切实提高水平井的钻井提速技术水平，才能更好地促进油田企业的可持续发展。