石油开采过程中水平井钻井技术的应用探析

曾永刚，蒋双彦

（乌鲁木齐泰迪安全技术有限公司，新疆 乌鲁木齐 830000）

石油是不可再生资源，会随着使用时间不断减少[1]。石油的需求量伴随着社会的发展进步不断增大，石油资源面临着日益短缺的状况，根据当前社会的发展需要，石油开采不断研发新技术，其中钻井技术的发展对石油开采工作尤为重要，先进的钻井技术可有效提高石油的勘探效率，提升油气开采的质量。目前，水平井钻井技术具有其显著优势，但因其诸多问题不能广泛应用于石油开采工作中，在我国的石油开采中的应用也比较受限。与此同时，地质因素也会对开展钻井工作造成一定程度的影响。本文将有针对性的对其进行讨论并提出建议。

1 水平井钻井技术的概念及其优势分析

1.1 水平井钻井技术的概念

水平井钻井技术是指利用特殊的井底动力工具与随钻测量仪器，钻成井斜角大于86°，并保持这一角度钻进一定长度井段的一种定向钻井技术[2]。在油气田开发中,水平井可以增加目的层的长度，增大泄油面积，数倍地提高油气产量。其中包括随钻测量技术、井眼轨迹控制技术、井壁稳定技术、钻井完井液技术等。从垂直井段转变为水平井段的曲率半径越小，施工难度就越大。

1.2 水平井钻井技术的优势

水平井钻井技术在钻井技术中具有显著优势，它是定向钻井技术和直井钻井技术两者的结合技术，具有两者的共同优势，且还具备其它钻井技术不具备的优势。

1）在开发薄油藏油田时，可有效提高单井的油产量。水平井与直井和定向井相比较而言，可大大增加泄油面积，提高薄油层中的油产量，让薄油层也具备应有的开采价值。

2）在开发低渗透油藏时，可提高采收率。

3）在开发重油稠油油藏时，水平井在扩大泄油面积之外还具有其它优点，例如进行热采时，有助于热线的均匀推进。

4）在开发以垂直裂缝为主的油藏时，水平井钻遇裂缝的机遇相较直井而言大很多。

5）在开发底水和气顶活跃的油藏时，水平井可减缓水锥、气锥的推进速度，延长油井的寿命。

6）有利于环境保护，一口水平井可替代几口直井，减少钻进过程中产生的大量排污量，避免多口直井开采带来的环境污染[3]。

2 国内水平井钻井技术的发展现状

目前，水平井钻井技术在我国备受重视，对该技术的相关研究越来越多，并且是针对不同类型、不同规模的油藏都进行了实践应用探索，在未来必定还会有进一步的实践研究，此技术为我国石油开采工作做出了巨大的贡献。当前我国的油气量开采处于不断增长的态势，在这个过程中，水平井钻井技术得到了广泛的应用，规模也从陆地扩展至海上[4]。根据我国当前石油开采应用情况分析，开采技术还处于相对落后的阶段，对水平井技术的应用范围较小。具体包括以下几个方面：

1）水平井钻井技术的应用大多集中于浅层区域，至于深层区域还未涉及。

2）水平井钻井技术的应用大多受限于特殊的油藏，相对而言，大众化的油气田则并未得到推广应用。

3）水平井钻井技术大多应用于高层渗透油藏。

3 水平井钻井技术存在的问题

就当前我国对水平井钻井技术的应用现状来分析，应用受限的因素主要来源于技术层面，具体存在的问题包括以下几个方面：

1）地质因素。地质构造相当复杂，难以对每种地质都进行详细了解，因此，地质是造成钻井困难的因素之一，在石油开采过程中遇到复杂的地质构造会为使钻井速度变慢。同时，在开采过程中一般是选用尺寸较大的井眼，这同样会影响钻井速度的提升[5]。

2）设备因素。目前我国开采工作中施工所使用的的设备钻头过于老旧了，在钻井时经常出现设备故障，陷入钻井停滞状态。

3）稳定因素。若井眼的弯曲程度较大，对于钻柱的刚性要求就较高，而就我国目前使用的钻柱而言，缺乏稳定性，常在钻井工作中出现钻头偏离正常轨迹的情况。

4）密度因素。钻井工作不仅受钻头影响，与钻柱的密度也有着紧密的联系，密度越大在钻井过程中所受阻力也越大。

5）井眼清理的重要性。一般钻井操作人员都将目光放在钻井的速度上，未能意识到及时对井眼进行清理的重要性，清理井眼有利于减小钻柱的摩擦力。

6）泥浆因素。泥浆密度过大或过小都会妨碍钻井工作，影响钻井的效率，密度过大易出现漏浆，过小则易出现影响钻柱的法向力[6]。

4 水平井钻井技术的改进措施

针对以上提出的水平井钻井技术存在的问题，结合目前我国石油开采需求和对水平井钻井技术的实际应用，我们可采取如下改进措施：

1）首先要做好地质测评的相关工作，做测评时要采用性能较好的集成技术，以便更好的控制井眼轨迹，有效减小对基层的破坏影响。与此同时，在探明井中深度及具体结构的情况下，有利于后期的钻井工作开展，例如可有效避免在钻井中出现钻头卡断的问题。

2）根据我国当前油田开采量不断增加的情形来看，钻进设备的改进刻不容缓，必须结合在开采中出现的实际问题及当前的技术研发程度作出针对性的设备更新调整，除了对钻头提出更新要求之外，为加强钻井效率，提升钻进速度，可基于原有设备基础，适当增强钻井的压力[7]。

3）重视钻柱的选择，务必确保其刚性达到标准，避免受到外力干扰，发生钻柱扭曲的情况。

4）注重钻杆材质的选取，选择较轻材质的钻杆，有利于减少摩擦力，在操作过程中更具灵活性。

5）在确保钻井喷洒量达标之后再进入钻井进行操作，为了降低钻柱的阻力影响，可将沥青混合入原本的钻井液中，并结合储气层的特点选取最为适当的钻井设备，再利用填充颗粒在较短时间内形成具有保护作用的膜，以此将井液的流动控制在一定的范围，避免其渗透进储层中，进而满足低渗透油藏的开采条件。

6）对井眼进行及时清理，清理的重点应集中于散落井边的盐碱屑，一般清理用水都为工业水，除可在一定程度上减小钻柱的摩擦力之外，还有利于井眼不规则问题的改善[8]。

5 结语

综上，虽然我国目前对水平井钻井技术颇为重视，优点也比较明显，但技术层面的问题也很突出，因此，该技术并未广泛应用于石油开采工作中，我们需要加大在技术研发上的投入，增强技术研究力度，以期克服现有问题，完善该项技术为未来石油开采工作提供强有力的保障。