页岩油水平井技套优快钻井技术应用研究

邱新江

摘  要：在进行页岩油钻井工作时，由于机械钻井技术的速率的低效，整体安全风险较大，所以固井质量很难满足实际标准。当前为了有效解决底层施压问题，需要结合井深结构对井眼轨道进行优化，以此设计钻头从而保证快钻井技术。将此类技术应用在页岩油井应用中，通过不断地检查和分析，可以看出固井质量得到了优化，整体效率提升了百分之三十左右，此过程可以满足钻井四千五百米左右，同时钻速也得到了优化，与传统钻井工作相比较，工期也得到了缩短，所以整体机械钻速有所优化。基于此本文对页岩油水平井技套优快钻技术应用做出了研究，结合页岩油水平井优快钻井技术需求，不断对页岩油水平井进行技术优化，以此满足当前我国油田钻井技术需求。

关键词：页岩油水平井技套优快钻井技术;油田;机械钻速

引言：

当前我国页岩油资源较为丰富，所以在勘探过程中前期需要对其进行探索研究，我国页岩油的结构和质量与国外的相比较存在一定差异性，所以国内的页岩油储存层具有均质性强和厚度薄的特点。对于国外的页岩油而言，储层岩性较强，断块较多，所以温度较高，并且整体还会受到断块的限制，所以在开发过程中具有控制点多，钻井周期长，成本高的特点，因此并不适合我国当前的勘探开发技术。基于此我国研究人员需要结合开采地段的实际情况，对机械钻速进行优化，减少风险影响，从而保证固井质量，最终解决当前我国页岩油的开采工作问题。此过程需要对钻头进行优化，以此满足个性化需求，并且在钻井过程中还应该应用盐水钻井液对其进行支持，以此满足固井配套技术的支持，从而保证页岩油钻井技术可以支持现场工作。基于此在使用此类技术后，在钻井速度和固井质量方面都得到了明显优化。

一、优快钻井难点

在页岩油钻井工作中坍塌压力较高，井壁的稳定性较差，因此易于坍塌，还可能出现塌漏情况。整体固井质量难得到保障，由于需要定期注水開发，所以地层压力较为紊乱，因此固井难度较大。对于机械钻速度而言，由于开采的特殊性，所以机械钻发挥的作用较小，因此整体很难满足实际需求。

二、优快钻井关键技术

（一）坍塌压力预测

当前常规的钻井工作中，坍塌压力一般比孔隙压力大，所以坍塌压力需要结合钻井液的密度对其进行支持，以此保证高坍塌压力预测的准确度，才可实现预测的压力并且最大范围内地对可以形成坍塌压力的因素进行分析，以此优化方向内聚力和摩擦角，从而结合各类系统分析出关键参数。此过程需要应用多元逐步的方式对方向进行检测，以此分析出目的层的应力，具体比例如下：最大水平主应力〉上覆岩层压力〉最小水平主应力。此时可以看出不同的垂深和井斜角，因此从不同的方位角进行坍塌压力的预测，以此完成预测工作，并且还可保证预测的准确性。

（二）井身结构优化

此项工作需要结合坍塌压力和漏失压力的预测结果对其进行分析，在分析过程中需要绘制各个层次的剖面，以此分析出三方压力。在此过程中可以看出坍塌压力系数在1.25～1.35之间，因此下部地层可以承载的压力系数需要满足1.50以上，在分析过程中可以看出岩石下面还有生物灰岩和玄武岩，因此地层是易漏地层。通过一系列数据统计可以看出此地区的页岩油漏失压力系数可以达到1.25～1.34之间，并且漏失压力系数最高可以达到1.39以上，并且当前坍塌系数也达到了1.35～1.50。所以为了保证水平井分段钻井井壁的稳定性，则需提高钻井液的密度，才可保证坍塌压力达成一定密度，因此钻井工作需要达到当量循环密度在1.40 kg/L以上。对于上部分岩石层，容易发生井漏现象，此类现象较为复杂，所以需要满足对注水开发层的开发，此时一旦注水层与压裂层整体质量较差，那么救护引起井下的故障问题，所以需要进行一层技术套管，以此封固生物灰岩和玄武岩，从而减少注水层的复杂现象，同时降低水平段的施工风险。

（三）井眼轨道优化

对于井深的结构问题，相关设计人员需要满足井深结构的需求，尽可能按照封固注水层的实际情况进行分析，以此保证钻井工作的效率和质量。当前在注水层完成定位后，还需对其进行封固工作，以此优化钻头的使用效率，同时在使用钻头还是应该结合井深的结构进行有效分析，才可保证井的设计斜点以此保证深度，对注水层进行分析，从而减少井眼造斜现象。对于井口而言需要满足造斜率，如果井口范围在3 060.00～3 400.00 m之间，那么可以使用机械钻率可以达到3.09 m/h的钻头进行使用，同时还需结合井口实际情况适当调整钻井速率，其中也可以选择速度达到14.99 m/h的钻头。此时如果效果可以满足井眼造斜的钻速，则会为后期的造斜点调整提供支持，以此保证注水层满足实际需求，从而避免井眼造斜现象，以此增加相应的钻速。

（四）钻井液体系优选

在水平段中砂泥岩层和白云质泥岩之间钻井过程稳定性较差，所以油气较为活跃，因此钻井密度较高，所以膨润土含量较大，因此形成了滤饼虚厚，此时固井需要考虑虚滤饼，因此很难需要对其进行有效消除，所以需要保证固井质量，但是固井质量的难度较大，需要有效控制，才可保证整体质量。此时为了保证钻井安全，需要结合固井进行控制，并且还需结合井眼条件进行分析，此时应用使用钾盐聚合物钻井液，以此满足监测需求，最终确保含量的控制，以此保证可以及时补充包被剂和抑制剂，从而维护钻井液的性能，最终防止井壁出现坍塌现象。钻井液在使用过程中润滑剂的含量不能少于整体的百分之五，同时在此过程中还需配合适当的石墨进行使用，以此保证整体的润滑性，最终减低摩擦所造成的压力，以此进一步控制钻具的使用情况。此时固井工作也应该结合实际情况进行调整，以此保证钻井液温度的稳定性，最终对钻井液性能进行控制，如果高温高压状态下，压滤需要控制在10 mL左右，同时还需保证充分循环，循环不能少于四周，循环中速度也需保持在1.1 m/s。此时钻井进度可以结合固控设备对其进行支持，以此保证钻井液的固相含量，从而严格控制膨润土含量，最终确保固井质量。

（五）固井设计优化

为了保证套管可以满足安全下入的需求，需要应用旋转下套管技术对其进行支持，此过程还需选择自导向旋转浮鞋，以此保证偏头构造，最终对内部结构进行分析，从而按照上提下放的方式引导套管进行下入。此时还需结合整体式冲压半刚性螺旋套管扶正器的支持，以此满足整体冲压可以成型，并且将减少损坏问题，最终减少阻力，确保套管可以安全下入。

三、现场应用

当前我国也有眼水平井应用了此项技术后，取得了良好的使用效果。在实际应用中井深可以达到4 500.00 m，平均机械钻速可以达到13.71 m/h。与其他钻井技术相比较，机械钻速可以提高百分之二十，并且钻井周期也可以缩减百分之三十。与其他快钻技术相比较，平均机械钻速可以提高百分之八十，钻井周期可以缩短百分之五十。

结论：综上所述，在此过程中需要考虑底层坍塌压力和漏失压力，才可保证优化井深的结构以此解决井下的各类故障，从而保证可以满足负责情况，并且在此过程中还需加强钻井技术的速度，以此优化此项工作，在不断优化过程中，需要分析当量循环密度，以此保证单井凹陷地层漏失压力的分析，从而保证油田钻井技术得到有效优化。基于此地质工程人员需要选择一体化的井眼轨道优化，此时也应该综合考虑地质条件，从而提升钻井速度，以此保证钻井成本的控制，以此优化井眼轨道，最终满足地质工程施工需求，以此提高整体机械化水平。在此过程中不断缩短钻井周期，并且大幅度提升固井质量，从而优化相应的技术手段，最终保证此项工作可以满足预期要求。

参考文献：

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