探析大位移水平井钻井提速技术

摘要：随着石油钻井技术的不断提高，水平井得到了大规模的应用，水平井在油田开采工作中发挥着非常重要的作用。大位移水平井是目前所有水平井中钻井难度最大的一种，采用大位移水平井钻井技术能有效的提高单井产量，具有极高的经济性。而如何进行大位移水平井钻井提速是目前水平井钻井技术发展面临的最大难题。基于此，本文主要对大位移水平井钻井提速技术的重要意义及难点进行了分析， 并提出了提高大位移水平井钻井速度的有效技术措施。

关键词：大位移;水平井;钻井;难点;提速技术

水平井钻井技术可以有效增加泄油面积以及单井产量，极大的提高了油田企业的经济效益。近年来，随着国内外对水平井钻井技术研究的不断深入，钻井技术有了明显的进步和提升，使得水平井技术体系日趋完善，应用领域和范围不断扩大。水平井钻井技术解决了目前地质地形复杂多样化的问题，同时利用该技术在减少井控难度的同时能够实现对油气井流体特征的有效控制，从而保障石油开发工作的顺利开展。我国在大位移水平钻井领域的起步较晚，钻井技术还相对较为落后，在钻井提速方面仍存在一定的技术“瓶颈”。如何进行大位移水平井钻井提速是目前钻探企业面临的最大难题，如果这个问题无法解决，将严重制约我国在该领域的发展，因此，开展大位移水平井钻井提速技术研究具有非常重要的现实意义。

1大位移水平井钻井提速的重要意义

大位移水平井钻井提速技术在我国各大油田应用后，取得了较好的效果。具体而言，主要有以下两方面重要意义：（1）可以有效解决复杂地层的钻井施工问题。复杂的地质情况会给大位移水平井钻井工作带来一定的困难，如地层压力较高，再加上结构较为疏松，在钻井的过程中就容易出现井喷、井漏等问题。将钻井提速技术应用于地质情况较为复杂的大位移水平井施工中，能够有效把握油气井的流体特征以及储层特征，从而方便于确定钻探靶点，减小井控难度。（2）可以有效提高水平井的钻井速度及固井质量。通过应用大位移水平井钻井提速技术能够有效分析钻井施工的各个环节，保证施工的合理性，并确保施工中的物力、财力以及人力得到有效利用，从而能够使油田单井质量及开采率得到较大提高，另外，应用钻井提速技术还能够有效避免储层遭到破坏，使固井质量得到提高。

2大位移水平井钻井提速技术难点分析

2.1岩质较差

大位移水平井主要应用于地形复杂的地区，尤其是湖泊和沙漠地带，在这些区域，随着钻井深度的不断增加，地下岩石的密度和硬度也会增加，岩石可钻度将大幅降低，使得钻井效率大幅下降。

2.2井内温度高

首先，在钻井过程中，随着钻井深度的不断增加，井下温度会随深度增加而不断升高，面临着高温乃至超高温，钻井设备中的塑料及橡胶材料会不断老化，使用寿命大幅下降，影响钻井工作的正常开展。其次，钻井液性能受外界环境影响极大，在高温及超高温情况下，钻井液将会发生交联以及降解，可能影响其稳定性而发生失效。另外，钻井液温度受到外界温度的影响可能对钻井设备及工具的密封性产生影响，进而影响破岩效率。

2.3钻头加压难度大

随着钻井深度的不断加深，钻头会出现弯曲化的现象，从而出现斜井，在斜井中，钻头无法实现正常的加压。同时，在地形复杂和斜度较大的地区，一般为了防止出现钻井井斜的情况，钻井中会采用轻压吊的方法，以此规避钻井井斜，这也会影响钻头钻速。钻速低会导致钻井过程中产生的颗粒较小的岩屑，这些岩屑混入钻井液中将会影响钻井液的性能。

3大位移水平井钻井提速技术研究

3.1钻头选型优化技术

面对當前复杂多样的地层，钻头在外界各种因素的影响下必然会导致其侧向力大小和方向呈现出不稳定的状态，可能引起钻头失效等各种问题，最终导致施工过程中需要频繁更换钻头以满足工程施工的需求，因此，在进行钻头优化过程中，需要充分考虑其稳定性。在钻井施工中，应根据水平井的地层地质情况，对钻头进行选择。目前，PDC钻头在我国的许多油田中得到了广泛应用，因此，为了提高大位移水平井钻井提速技术，可以考虑应用PDC钻头进行施工。

3.2井眼轨道优化设计技术

大位移水平井的井身结构会对钻井效率产生一定的影响，因此，为了提高大位移水平井钻井速度，需要重视优化井身结构设计。如果在设计井眼轨迹的过程中没有注意优化井身结构，很可能会增加钻井事故发生的概率，并致使钻井施工周期延长。首先，应根据地质实际情况，设计合理的靶前距、造斜点和造斜率等参数;其次，在井眼轨道设计中要分析钻井液体系、摩阻大小、钻具重量等多种因素;最后，需要结合相邻的井眼情况，对设计参数进行优化。研究表明，在大位移水平井钻井过程中，可以优选单圆弧剖面结构作为钻井轨迹，保证井眼轨迹造斜曲率稳定，轨迹圆滑。

3.3钻井液优化技术

在钻井过程中，井斜增大、垮塌应力改变将可能引起井壁失稳问题，井壁失稳可能导致卡钻及地层垮塌等事故。因此，在大位移水平井的钻井施工中，需要保证井壁处于稳定状态，并对钻井液性能进行优化，从而保证有效提高钻井提速技术。首先，在钻井施工的过程中，需要确保钻井液具有良好的触变性以及剪切稀释性，从而避免钻井液不断冲刷井壁。其次，适当增大封堵剂在钻井液中所占的比例，从而避免井壁失稳。

4结束语

综上所述，大位移水平井钻井提速技术在油田生产过程中具有非常重要的作用，应用该技术可以缩短钻井周期、降低钻井施工成本，促进我国石油行业的稳定可持续发展。目前，大位移水平井钻井提速技术难点主要包括岩质较差、井内温度高和钻头加压难度大等三方面，因此，相关企业需要从钻头选型优化、井眼轨道优化设计和钻井液优化等方面提高大位移水平井钻井速度，在应用过程中，需要不断总结经验、吸取教训，从而保证大位移水平井钻井提速技术不断发展、完善及优化。

参考文献：

[1]张奇. 水平井钻井技术及其在石油开发中的应用[J]. 化工设计通讯，2016，42（12）.

[2]曹海峰.大位移水平井钻井关键技术探析[J].西部探矿工程，2020，32（07）：48-49.

[3]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（1）.

作者简介：王建（1987-），男，山东平邑人，工程师，从事石油钻井工作。