长水平段水平井钻井技术难点及解决对策

摘要：随着科学技术水平的不断提升，使得钻井技术也得到了极大的提高，尤其是长水平段水平井的优势较为明显，长水平段水平井拥有直井和一般水平井无法比拟的技术优势。但是，由于其水平段较长、钻遇岩性复杂多样、钻井液和钻具与地层接触时间长等因素使得在钻进过程中存在很多技术难题，对钻井作业产生了重大影响。本文主要对长水平段水平井钻井技术难点进行了分析，并提出了相应的解决对策，以期能够对今后长水平段水平井的施工提供一定的指导作用。

关键词：长水平段;水平井;钻井技术;难点;对策

随着我国油田勘探开发的不断深入，长水平段水平井钻井技术对一些特殊油气藏的开发起到了较好的效果，具有更大限度地提高产量和采收率的技术优势。对于稠油油气藏、低孔低渗油气藏和薄层油气藏，应用长水平段水平井能够增 加渗流面积，提高产量;对于垂直裂缝性油气藏，长水平段水平井可垂直钻穿多条裂缝，使多条裂缝同时产油产气;对于边底水和气顶油气藏，长水平段水平井可以减缓水、气的锥进问题，提高油气产量。然而，长水平段水平井在应用过程中，还存在着许多技术难点，并且钻井工艺复杂、对装备和工具要求高，因此，必须对其技术难度进行详细分析，并探寻相应的解决对策，提升长水平段水平井钻井技术在油气田勘探开发中的应用效果。

1长水平段水平井钻井技术难点

1.1井眼轨迹控制难度大

长水平段水平井钻井技术具有一定的特殊性，它与常规的钻井技术不同，其需要穿越的靶点较多，使得井眼轨迹控制的难度增加。在靶点穿越过程中，受不可控因素影响，会影响井眼轨迹的稳定性。所以，在施工设计过程中，要重视对井眼轨迹的控制，把握好直井段、造斜段和水平段的关系，确保井眼轨迹设计的合理性。另外，随着水平段的延伸，井眼摩阻随之增加，导向工具钻压传递困难，造成井眼轨迹控制难度大;钻遇岩性的多样性也增加了井眼轨迹的控制难度。

1.2稳斜段及水平段易形成岩屑床

长水平段水平井在钻进过程中在稳斜段和水平段极易形成岩屑床，给钻进带来很多技术难题。岩屑床形成的原因主要有以下几个方面：在稳斜段和水平段，钻具在井眼中靠向下井壁，岩屑易沉在下井壁且不易清除;井眼中部的环空较大、钻具偏心、环空返速降低、携岩效果变差;在造斜段，岩屑返出难度增大，岩屑在此处易堆积;钻井液的性能差和钻具结构复杂，影响钻井液的携岩效果，易形成岩屑床。

1.3 钻具摩阻扭矩大

在长水平段水平井钻井过程中，钻具与井壁之间的摩擦阻力主要由钻柱的轴向摩擦阻力及周向摩擦扭矩组成。摩阻扭矩大的原因主要有钻进所需管柱的结构复杂，易与井壁底部接触;钻具与井壁底部岩屑的相互作用;固相含量高的钻井液混入细小岩屑后，润滑效果下降;水平段长、井壁稳定性差、易发生卡钻，致使钻具上提下放困难、承压严重、加压困难。因此，在长水平段水平井的施工过程中，能否预测及降低钻井摩阻问题是其成功与否的关键。

1.4下套管难度大

通常情况下，由于水平段长度较长，且造斜率高，因此，使得大斜度井段或者水平井段套管给井壁内侧造成较大的压力，同时还会增加摩擦阻力，使得套管施工的难度增加，难以将套管下到指定的位置，所以，套管下放作业只适用于深度较浅的水平井中。 另外，受套管自重的影响，会使得水平段上下环空出现差异，而在实际施工中，则会产生层流替代情况，由于底边窄环空间中，岩屑与泥饼含量相对较高，增加了循环摩擦阻力，使得套管在斜井和水平段会出现居中降低的情况。

2长水平段水平井钻井技术难点解决对策

2.1井眼轨迹控制难度大解决对策

通常情况下，井眼轨迹控制方法主要有以下几个方面：（1）优选造斜点。造斜点应该选在成岩性好、岩层比较稳定的地层，利于较快实现造斜并确保井眼

稳定。（2）优选造斜段类型。一般选择圆弧形，利于降低摩阻扭矩和防止套管磨损。（3）优选钻具组合。有利于加压、造斜和井眼轨迹控制。应用随钻测量工具。利用 MWD 随时监测井眼轨迹，实时分析底部钻具组合与地层岩性的关系，合理调整滑动钻进与复合钻进的时间和比例，控制井眼轨迹。

2.2稳斜段及水平段易形成岩屑床解决对策

（1）增大排量，控制环空返速。环空返速是影响井眼净化的主要因素，但过高的环空返速将会对井壁造成较严重的冲蚀作用，所以，在减缓岩屑床形成的同时需要控制环空返速和排量。 （2）改善钻井液性能，提高钻井液的动切力。钻进中要随时补充高分子聚合物，增强钻井液的悬浮和携岩能力。（3）优化井眼轨迹设计。控制造斜率和稳斜段的长度，防止岩屑在造斜段堆积。

2.3钻具摩阻扭矩大解决对策

优化钻具结构，尽量采用加重钻杆代替钻铤，将加重钻杆接于井斜较小的井段，斜坡钻杆置于斜井段和水平段或采用倒装钻具组合，以保证钻压能有效地传递到钻头上，并减少黏卡的机会。使用無磁承压钻杆加长无磁环境，提高测量数据的精确性。在斜井段使用柔性斜坡钻杆，减少钻具与井壁的接触面积，降低互相间的摩擦阻力。

2.4下套管难解决对策

为了能够提高下套管的效果，则需要做好井眼的设计与施工，确保井眼的优质性，在开展下套管施工前，则需要做好通井检查工作。在下套管的过程中，使用专业下管工具，减少摩擦力，施加钻井液压力，来移动下部套管柱。采取边下管边循环处理技术，使用相应的工具，采取循环钻井液的方式，来减少摩擦力，进而提高管柱的能力。在引斜位置架设两个刚性扶正器，以此来减少摩擦阻力，进而提高管套下入的能力。

3结束语

综上所述，尽管长水平段水平井具有很强的应用优势，但是在钻井作业过程中非常容易出现各种类型的难点问题，这些难点问题的存在对于该领域的发展十分不利，因此，在实际施工的过程中，需要针对其技术难点问题，做好长水平段水平井钻井技术优化工作，加强井眼轨迹控制，减少摩擦扭矩，不断提高长水平段水平井钻井技术应用水平，充分满足油田勘探开发的生产需要。

参考文献：

[1]曲艺 . 长水平段水平井钻井技术难点分析及对策[J]. 中国石油和化工标准与质量，2017，37（1）：40-41.

[2]刘建兵.长水平段水平井钻井技术难点分析及对策研究[J].石化技术，2017，24（12）：111.

[3]韩来聚，牛洪波.对长水平段水平井钻井技术的几点认识[J].石油钻探技术，2014（2）：7-11.

作者简介：张斌（1988-），男，浙江东阳人，助理工程师，从事钻井施工管理工作。