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摘 要： 目前全球的石油资源都十分的缺乏，想要有效地缓解我国的油气资源紧张的局面，非常规油气作业是一种重要的手段，是保障我国石油资源安全可持续发展的重要措施。本文主要阐述了国内外的非常规油气水平井钻井技术，分析和研究了其中主要的技术难点，借鉴国外的先进技术和经验，找到符合我国国情的非常规水平井钻井提速增效的措施，改进和完善钻井工程相关技术，保证我国的非常规油气井顺利开采。
关键词： 非常规水平井；钻井提速增效
【中图分类号】 TE52 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879（2018）08-0245-01
美国是世界上第一家实现非常规页岩气资源开采的国家，目前非常规油气的勘探和开发已经被越来越多的国家关注，非常规储层具有开采量大、成本低等特点，产生的原因主要是因为裂缝网络的增加和储层之间的接触体积改造的新理念，我国在非常规油气的开采技术还处于初级阶段，具有很大的开发潜力，能够取得很好的效果，非常规油气储层具有孔隙较小、渗透率较低的特征，开采難度比较大，一般情况不能实现自然产能，需要我们采取特殊的工艺和手段进行开采。
1. 非常规水平井钻井提速增效措施
由于储层体积改造是非常规开发的核心问题，因此以往的工程优化思路，显然不能满足非常规储层下高效开发的需要，因此要建立以体积改造为首要目标的新工作流程。必须以体积改造为主，再优化钻井及完井方式，使其成为新的有机结合体。长水平段水平井是非常规油气开发的主导技术，已经具备实施长水平段水平井3000m 以上的技术能力，借鉴国外经验，结合自身特点，初步形成了适合非常规油气藏的钻井工程设计技术、优快钻井技术、钻井液技术等3方面的核心技术。
1.1钻井工程设计
（1）井身结构设计。
非常规油气藏由于其特殊性，井身结构设计不仅要考虑钻井施工安全，还要充分考虑后期压裂改造的需要。页岩油气储层钻井过程中一个突出的问题就是井眼垮塌问题，而井眼垮塌问题往往是由页岩不稳定性造成的，因此，页岩油气井井身结构设计主要原则：进入页岩储层下技术套管保证上部井眼的稳定性。致密砂岩油气藏井身结构设计主要原则：进入致密砂岩水平段下技术套管保证小井眼水平段的延伸能力，同时为后期压裂改造创造条件。
（2）井眼轨道设计。
非常规油气都采用长水平段水平井开发，在轨道设计上充分考虑到钻井过程中钻井安全以及后期采油开发要求，因此应尽量减少井眼的狗腿，有利于后期作业，并降低相关风险。通过摩阻扭矩分析进行井眼轨道方案优选和进行跨专业多向交互式水平井优化设计，同时做好油藏地质、采油工程与钻井工程的对接工作，包括：全面参与油藏设计的井位优选、轨道优化、工程模拟；全程参与地质设计的方案讨论、设计论证、钻机整拖方向和距离的确定。
2.优快钻井技术
（1）钻具组合优选。
目前在非常规油气钻探工程中，起下钻次数多，滑动钻进缓慢。使钻具旋
转起来，减少起下钻次数，是提高钻井速度的有效手段。而解决这一问题通常可采用以下4 种手段：a.使用双扶正器钻具；b.使用螺杆钻具复合钻进；c.使用变径稳定器；d.使用旋转导向工具，一般指不带动力短节的旋转导向工具。 a.常规双扶组合的钻井速度与旋转导向系统的钻井速度相同；b.螺杆钻具复合钻进的钻井速度大于旋转导向系统的钻井速度，且螺杆钻具组合具有导向能力，其缺点是螺杆钻具有寿命限制，不能减少起下钻的次数；c.变径稳定器是通过地面遥控切换井下工具变径状态，提高定向井、水平井工作效率，减少起下钻次数，降低钻井成本。d.旋转导向系统的优势在于具有优越的导向功能，可以减少起下钻的次数，其并不具有提高钻速的能力。
（2）底部钻具组合力学分析。
减少起下钻次数，缩短钻井周期的技术关键是对于造斜、稳斜、降斜规律的精确把握，通过对钻具组合进行受力分析，调整扶正器大小和间距实现。钻井轨迹优化水平井的水力裂缝形态主要有横向缝和纵向缝两种。一般而言，横向缝和纵向缝各有优缺点： 横向缝最大的优点是可以沿井筒布置多条裂缝，增大了裂缝的控制面积，加快了油气的开采速度，而对于纵向缝，与横向缝相比，在相同的地应力条件下，起裂容易，所需破裂压力较低，而且纵向缝对水平井筒方位依赖不那么严格，另外，纵向缝受射孔井段影响较小。但在致密油气储层条件下，由于储层的渗透率超低，横向裂缝与储层的接触体积最大，模拟的横切缝与纵向缝的产量及累计产量对比情况 ，结果表明同等条件下，横向裂缝比纵向裂缝产量高50%以上。因此对于非常规致密储层水平井再设计钻井时就要考虑水平井的轨迹沿着最小水平主应力方向布置，这样压裂形成的裂缝为横切缝，对提高改造体积最大。
3.改造参数优化研究
为实现油藏改造体积最大化，进行体积改造参数的设计工作，主要是以油藏数值模拟和裂缝模拟为主，不考虑井筒等条件下，进行储层裂缝间距和条数优化设计，进行施工排量、规模等参数的设计。
1.4实现体积改造最大化的完井方式及分段工艺研究。
近期国内外发展了多种水平井多级完井与压裂方式，根据上边优化的改造体积及设计的排量、规模等参数，进行满足体积改造需求的完井方式研究，目前常用几种完井方式的技术特点及适用条件，分析各种完井方式的适应条件及优缺点，寻找出实现设计改造体积的完井方式及分压工艺，这样将钻井、完井、分段改造的优化方法与储层高效改造有机结合起来，形成实现致密油储层提高经济开发效果的最优改造方式。
4.结语
目前在全世界中美国是实现非常规水平井钻井技术最先进的国家，开展的时间最长，具有完整的配套工程技术，又经过不断的试验新技术，已经将常规的钻井技术应用在了非常规油气开发中，其中的关键就是适应性和匹配性，尤其是在页岩气水平井钻井中对井壁的稳定是最大的难题。非常规水平井钻井技术开发中的重要环节就是对工程技术方案进行优化，充分考虑井壁稳定性和压裂施工要求的前提下进行井眼轨迹的优化设计工作。目前我国的非常规钻井技术还不成熟，没有条件使用旋转导向钻井系统，一般都是采用双扶正器钻具组合、带马达的单弯螺杆钻具组合，采用以上组合能够在目前技术条件允许的情况下进一步的提升钻井速度、缩短钻井周期、增加经济效益，我们在使用组合钻具的时候一定要注意受力分析、稳定、造斜能力的精准度等技术关键。
参考文献
[1] 王志战. 国内非常规油气录井技术进展及发展趋势[J]. 石油钻探技术，2017，45（06）：1-7.
[2] 鄢畅. 非常规油气水平井固井关键技术研究与应用分析[J]. 中国石油石化，2017（02）：51-52.
关键词： 非常规水平井；钻井提速增效
【中图分类号】 TE52 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879（2018）08-0245-01
美国是世界上第一家实现非常规页岩气资源开采的国家，目前非常规油气的勘探和开发已经被越来越多的国家关注，非常规储层具有开采量大、成本低等特点，产生的原因主要是因为裂缝网络的增加和储层之间的接触体积改造的新理念，我国在非常规油气的开采技术还处于初级阶段，具有很大的开发潜力，能够取得很好的效果，非常规油气储层具有孔隙较小、渗透率较低的特征，开采難度比较大，一般情况不能实现自然产能，需要我们采取特殊的工艺和手段进行开采。
1. 非常规水平井钻井提速增效措施
由于储层体积改造是非常规开发的核心问题，因此以往的工程优化思路，显然不能满足非常规储层下高效开发的需要，因此要建立以体积改造为首要目标的新工作流程。必须以体积改造为主，再优化钻井及完井方式，使其成为新的有机结合体。长水平段水平井是非常规油气开发的主导技术，已经具备实施长水平段水平井3000m 以上的技术能力，借鉴国外经验，结合自身特点，初步形成了适合非常规油气藏的钻井工程设计技术、优快钻井技术、钻井液技术等3方面的核心技术。
1.1钻井工程设计
（1）井身结构设计。
非常规油气藏由于其特殊性，井身结构设计不仅要考虑钻井施工安全，还要充分考虑后期压裂改造的需要。页岩油气储层钻井过程中一个突出的问题就是井眼垮塌问题，而井眼垮塌问题往往是由页岩不稳定性造成的，因此，页岩油气井井身结构设计主要原则：进入页岩储层下技术套管保证上部井眼的稳定性。致密砂岩油气藏井身结构设计主要原则：进入致密砂岩水平段下技术套管保证小井眼水平段的延伸能力，同时为后期压裂改造创造条件。
（2）井眼轨道设计。
非常规油气都采用长水平段水平井开发，在轨道设计上充分考虑到钻井过程中钻井安全以及后期采油开发要求，因此应尽量减少井眼的狗腿，有利于后期作业，并降低相关风险。通过摩阻扭矩分析进行井眼轨道方案优选和进行跨专业多向交互式水平井优化设计，同时做好油藏地质、采油工程与钻井工程的对接工作，包括：全面参与油藏设计的井位优选、轨道优化、工程模拟；全程参与地质设计的方案讨论、设计论证、钻机整拖方向和距离的确定。
2.优快钻井技术
（1）钻具组合优选。
目前在非常规油气钻探工程中，起下钻次数多，滑动钻进缓慢。使钻具旋
转起来，减少起下钻次数，是提高钻井速度的有效手段。而解决这一问题通常可采用以下4 种手段：a.使用双扶正器钻具；b.使用螺杆钻具复合钻进；c.使用变径稳定器；d.使用旋转导向工具，一般指不带动力短节的旋转导向工具。 a.常规双扶组合的钻井速度与旋转导向系统的钻井速度相同；b.螺杆钻具复合钻进的钻井速度大于旋转导向系统的钻井速度，且螺杆钻具组合具有导向能力，其缺点是螺杆钻具有寿命限制，不能减少起下钻的次数；c.变径稳定器是通过地面遥控切换井下工具变径状态，提高定向井、水平井工作效率，减少起下钻次数，降低钻井成本。d.旋转导向系统的优势在于具有优越的导向功能，可以减少起下钻的次数，其并不具有提高钻速的能力。
（2）底部钻具组合力学分析。
减少起下钻次数，缩短钻井周期的技术关键是对于造斜、稳斜、降斜规律的精确把握，通过对钻具组合进行受力分析，调整扶正器大小和间距实现。钻井轨迹优化水平井的水力裂缝形态主要有横向缝和纵向缝两种。一般而言，横向缝和纵向缝各有优缺点： 横向缝最大的优点是可以沿井筒布置多条裂缝，增大了裂缝的控制面积，加快了油气的开采速度，而对于纵向缝，与横向缝相比，在相同的地应力条件下，起裂容易，所需破裂压力较低，而且纵向缝对水平井筒方位依赖不那么严格，另外，纵向缝受射孔井段影响较小。但在致密油气储层条件下，由于储层的渗透率超低，横向裂缝与储层的接触体积最大，模拟的横切缝与纵向缝的产量及累计产量对比情况 ，结果表明同等条件下，横向裂缝比纵向裂缝产量高50%以上。因此对于非常规致密储层水平井再设计钻井时就要考虑水平井的轨迹沿着最小水平主应力方向布置，这样压裂形成的裂缝为横切缝，对提高改造体积最大。
3.改造参数优化研究
为实现油藏改造体积最大化，进行体积改造参数的设计工作，主要是以油藏数值模拟和裂缝模拟为主，不考虑井筒等条件下，进行储层裂缝间距和条数优化设计，进行施工排量、规模等参数的设计。
1.4实现体积改造最大化的完井方式及分段工艺研究。
近期国内外发展了多种水平井多级完井与压裂方式，根据上边优化的改造体积及设计的排量、规模等参数，进行满足体积改造需求的完井方式研究，目前常用几种完井方式的技术特点及适用条件，分析各种完井方式的适应条件及优缺点，寻找出实现设计改造体积的完井方式及分压工艺，这样将钻井、完井、分段改造的优化方法与储层高效改造有机结合起来，形成实现致密油储层提高经济开发效果的最优改造方式。
4.结语
目前在全世界中美国是实现非常规水平井钻井技术最先进的国家，开展的时间最长，具有完整的配套工程技术，又经过不断的试验新技术，已经将常规的钻井技术应用在了非常规油气开发中，其中的关键就是适应性和匹配性，尤其是在页岩气水平井钻井中对井壁的稳定是最大的难题。非常规水平井钻井技术开发中的重要环节就是对工程技术方案进行优化，充分考虑井壁稳定性和压裂施工要求的前提下进行井眼轨迹的优化设计工作。目前我国的非常规钻井技术还不成熟，没有条件使用旋转导向钻井系统，一般都是采用双扶正器钻具组合、带马达的单弯螺杆钻具组合，采用以上组合能够在目前技术条件允许的情况下进一步的提升钻井速度、缩短钻井周期、增加经济效益，我们在使用组合钻具的时候一定要注意受力分析、稳定、造斜能力的精准度等技术关键。
参考文献
[1] 王志战. 国内非常规油气录井技术进展及发展趋势[J]. 石油钻探技术，2017，45（06）：1-7.
[2] 鄢畅. 非常规油气水平井固井关键技术研究与应用分析[J]. 中国石油石化，2017（02）：51-52.