长水平段水平井钻井技术难点分析及对策

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  [摘 要]长水平段水平井钻井技术在油气资源开采领域具有很大优势,但是由于该技术具有很强的特殊性,在实际实施过程中具有很大难度,在一定程度上阻碍了该技术的发展。针对长水平段水平井钻井技术在实际实施中的难点问题,首先对该技术做系统介绍,从多个角度分析难点所在,根据技术难点提出相应的解决对策,进而推动该技术的发展。研究表明:固井难度较大、下套管难度较大、钻井摩阻过大以及钻井轨迹难以控制是该技术实施过程中的难点所在,只要有针对性的采取相关措施,完全可以克服难点,保障长水平段水平井钻井过程顺利进行。
  [关键词]长水平段 水平井 技术难点 对策
  中图分类号:TD957 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)27-0048-01
  0、引言
  随着我国油气资源数量的不断下降,油气开采难度不断增加,同时,由于我国大型油气田集中于我国的东北部以及西北部地区,地形构造复杂,使得油气开采难度进一步增加。针对油气资源开采困难问题,长水平段水平井钻井开采技术应运而生,在一定程度上,长水平段水平井技术的出现,不仅克服了油气开采困难问题,还增加了油气开采效率,在实际应用方面具有很大优势。但是长水平段水平井技术在实际应用过程中,由于技术的特殊性,使得实施难度较大。这主要是因为地下水平段钻井长度较长,在钻井过程中会遇到岩性及地势复杂的区域,加上钻井过程需要较长的时间,因此使得钻井难度增大。本文将从长水平段水平井的基本概念出发,系统分析该技术在运用中的难点所在,以此针对性的提出各种解决措施,以此保障该技术在实际实施中能顺利进行。
  1、长水平段水平井钻井技术概述
  目前,长水平段水平井钻井技术在油气资源领域得到了广泛应用,尤其是在天然气开采领域,与其它技术相比具有很强的优势。在稠油气藏中应用该技术时,能使油气资源的渗流面积不断增大,从而使得油气资源的开采量和开采效率不断增加;在裂缝性油气藏中应用该技术时,可以使地下的多条裂缝之间相互贯穿,从而使得更多的裂缝能产生油气资源;在气顶油气藏中应用该技术时,能够完美解决水气冒进问题,从而使油气资源的开采量增加。除上述三种特殊的油气藏外,在其它类型的油气藏中应用该技术,不仅可以使油气资源的开采量和开采效率增加,还可以节约油气资源的开采成本,其它类型的油气开采技术都难以达到该效果。
  2、长水平段水平井钻井技术难点分析
  (1)钻井轨迹难以控制
  长水平段水平井钻井技术与其它类型的钻井技术相比具有很大的区别,其中最大的区别在于该技术所穿越的地下靶点相对较多,这使得地下的钻井轨迹难以预测和控制,如果无法准确把握钻井轨迹,则可能引起其它类型大的钻井问题,例如卡钻等。在另一方面,地层岩石种类较多且分布不均匀也是引起钻井轨迹难以控制的原因之一。
  (2)钻井摩阻过大
  在使用长水平段水平井钻井技术时,由于钻头、钻杆与钻井壁面之间的接触面积相对较大,使得钻具的摩擦面积增加,钻具摩阻增大。在另一方面,由于该钻井技术的地下水平段长度较长,使得破碎的岩石被磨碎,同时难以使用钻井液将其带出井口,所以使得钻井液的润滑性能下降,在一定程度上使得钻井摩阻增大[3]。
  (3)下套管难度较大
  在使用长水平段水平井钻井技术时,钻井过程中的造斜率较大,在下套管作业过程中,套管与壁面的接触面积也相对增加,这使得井壁与套管之间的摩擦力增加,下套管的难度增大。下套管难度增加则可能会引起套管深度不准确问题,此问题在水平段长度较小的井下十分明显。
  (4)固井难度较大
  在钻井完成后需要立刻进行固井工作,固井作业对水泥浆的质量要求较高,而在应用长水平段水平井钻井技术时,由于地下水平段和倾斜段的顶部都会出现水带,所以会使水泥浆的质量下降,水泥浆质量下降的直接后果就是会对井壁质量产生影响,进而固井质量较差。
  3、长水平段水平井钻井技术难点控制对策
  (1)钻井轨迹控制对策
  为了解决钻井轨迹难以控制问题,首先应对地下靶点的位置进行优化选择,尽可能减少靶点数量;其次,在钻井之前尽可能对地下岩石岩性进行准确测量,选择岩性较好的位置进行井下造斜操作;最后,在进行钻井作业过程中,尽可能选择倒装的钻具,采用这种类型的钻具,能有效的控制钻井轨迹,与其它钻具相比具有很强的应用优势。
  在进行地层人工造斜时,应选择圆弧形的斜边,这种斜边模式不但能进行准确的轨迹把握,同时也可以减轻对钻具的磨损,从而避免钻具磨损而产生的轨迹难以把握问题。同时,在造斜时应对岩层进行优选,尽可能选择岩性稳定的地层,这样可以使得井眼更加稳定。在进行钻井作业时,可以选择组合钻进的方式,从而避免钻具与井壁之间产生滑动,保持井壁稳定规则,这也可以使轨迹控制更加精确。
  (2)钻井摩阻过大对策
  为了解决钻井摩阻过大问题,首先在钻井之前要对钻井摩阻进行估算,一般选择最合适的钻具;其次要尽可能优化钻具组合,最好可以选择斜坡钻杆,这种类型的钻杆能有效的减小钻具与井壁之间的接触面积,从而使摩阻降低;同时,可以在钻具外壁涂抹润滑物质,减小钻井摩阻。在选择钻井液时,应选择性能更加优越的钻井液,从而提高钻井液的携砂能力,尽可能多的将碎石和泥沙带出井口,避免碎石或泥沙对钻井产生磨损。在进行钻井作业时,推荐使用旋转式钻进模式,这种钻进模式能有效降低摩阻,从而使得钻井成本降低。
  (3)下套管难度较大对策
  解决下套管难度大的措施主要有两点,第一,在进行钻井作业时需要对井下结构进行合理设计,同时,在进行下套管作业时,要做好通井工作,防止在下套管过程中出现卡管问题;第二,在进行下套管作业时,可将套管分为两段或多段,从而使套管受到的摩阻减小。在钻具选择时,在钻杆的前方能首先增设减磨钻头,然后再增加特殊钻头,减磨钻头的存在不仅是为了降低钻进摩阻,同时也可以使井壁更加光滑,从而使得下套管过程更加方便。在套管外壁应增设保护器和润滑物质,保护器推荐使用橡胶材料,这主要是因为橡胶材料具有一定的弹性,可以使下套管过程更加顺利,润滑物质可以使用润滑油,但是在套管外壁应涂抹均匀。
  (4)固井难度较大对策
  解决固井难度大问题的关键在于增加井壁的可靠性,在这一方面,首先需要根据地下压力分布情况选择最合适、最科学的钻井液,同时需要保障钻井液浓度的合理性;其次需要根据施工需要,配置合理浓度的泥浆;同时,在进行钻井作业时,必须首先解决好钻井轨迹控制困难、钻井摩阻过大以及下套管难度较大三方面问题,为固井工作的顺利进行奠定基础。
  4、结论
  综上所述,长水平段水平井钻井技术在应用中具有很大优势,有利于提高油气资源的开采效率和开采量,但是在实际应用中也存在较多难点,主要集中在固井难度较大、下套管难度较大、钻井摩阻过大以及钻井轨迹难以控制四个方面,但是只要针对难点所在,分别采取必要的措施,完全可以保障长水平段水平井钻井工作的順利进行。
  参考文献
  [1] 陈震.浅析长水平段水平井钻井技术难点及解决对策[J].化工管理,2016(11):121.
  [2] 杨晓峰.伊朗Azadegan油田AZNN-004水平井钻井技术难点及对策[J].特种油气藏,2012(01):127-130+142.
  [3] 韩来聚,牛洪波,窦玉玲.胜利低渗油田长水平段水平井钻井关键技术[J].石油钻探技术,2012(03):7-12.
  作者简介:
  陈浩(1966-),男,四川资中人,毕业于中国石油大学石油工程专业。工程师,从事钻井施工工作。
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