水平井施工常见问题及其解决方案研究

张全盛

（河南省煤田地质局四队，郑州450000）

1 引言

随着油气勘探以及钻井作业不断发展，我国长水平、段水平井数量不断增加，这主要是因为该种类型油气井能有效提高油气开采效率和油气开采量，这对于油气田单位发展十分关键。由此可见，在未来一段时间内，该种类型油气井仍然具有很大发展空间。但在该种类型油气井钻井作业过程中会出现各种类型的难点问题，如果这些难点问题无法被解决，则该种类型油气井发展将会受到很大的阻碍，同时，也会给油田单位带来一定的经济损失。

2 水平井的作业特点

水平井进行修井作业或大修作业施工过程中，长水平井段极易发生卡钻事故，影响水平井作业施工顺利进行。针对水平井水力冲砂作业及落物打捞作业施工项目，分析水平井出砂状况，当油井水平井段发生出砂情况后，形成砂床，严重状态甚至堵塞井眼，使水平井无法正常生产，通过水力冲砂作业施工，才能恢复水平井正常运行状态。

水平井打捞作业难度系数非常大，水平井摩擦阻力方向和水平井眼走向影响到落物打捞工具下井，对水平井进行循环洗井，为落物打捞奠定基础。同时，设计最佳打捞工艺技术措施，提高水平井落物打捞成功率，保证水平井作业施工顺利进行，更好地完成水平井作业施工任务。

3 水平井钻井技术难点分析

3.1 套管下放困难

与其他类型的油气井相比，该种类型油气井内水平段的长度相对较长，且在井下部分位置处斜度相对较大，在进行套管下放作业的过程中，套管将会受到井壁给予的重大应力，使得套管下放过程中受到的摩擦力不断增加，套管下放的难度相对较大，此时进行钻井完井作业的效率会受到很大的影响。由于套管下放的难度相对较大，同时，套管下放过程中的程序相对较多，因此，我国仅在小深度的井内进行了套管下放作业，如果油气井的深度较大，则不采用下放套管的钻井方式。

3.2 水泥浆存在的问题

在进行钻井作业的过程中，套管自身就具有很大的重量，受到该因素的影响，会使井下的水泥浆替代率受到非常大的影响。分析指出，套管下放过程中将会受到井壁给予的重大应力，受到该应力的影响，还会使水泥浆受到进一步的影响。在长水平段水平井的钻井作业过程中，钻柱上下将会产生一个环形的空间，该空间内会存在较大的压差，在压差的作用下，水泥浆将会产生严重的替代问题，进而使其含砂量不断升高，流动阻力不断提高，使水泥浆出现问题。同时，在使用水泥浆的过程中，一般会加入一定的原油使水泥浆的流动性得到提升，但如果加入的原油量不合理，此时水泥浆凝结之后会出现大量的缝隙，进而使水泥浆的质量出现问题。

4 水平井施工优化措施

4.1 水平井技术在现场的实际应用

水平井技术最先兴起于国外，对技术要求较高，20世纪40年代，国外水平井技术就已经在油气田开发中取得广泛的应用。在传入我国之后也得到各个研究单位的广泛重视，20世纪60年代中期，我国成功在四川盆地打出一口水平井，水平井技术得到初步应用。在20世纪80年代，由于国内技术交流日益频繁，我国相关技术也同时得到极大提升，针对我国独特的地质情况与原油需求量大、油气藏资源储量不足的情况，水平井技术在我国各地得到了广泛应用。在目前，水平井技术通常在湖泊、海洋钻井中得以发挥用武之地，并在沙漠、戈壁等不利于钻井地区也得到最大程度的应用。根据数据统计，水平井产量较高，常常可以达到普通直井产量数倍之多，经济收益较多。随着我国油气藏资源持续开发，我国油气藏优质资源逐渐变少，水平井钻井技术在面对地理条件恶劣地区采收优势逐渐凸显，即使这样，也需要具体到某一特定工区进行讨论。虽然水平井技术在油田采收中获得了广泛的应用，但同时也需要结合相关经济技术对比来确定工艺。

4.2 进一步提高钻井作业的设计水平

针对该种类型油气井在钻井作业过程中存在众多难点问题，同时，结合该种类型油气井特点，工作人员必须提高钻井作业设计水平，从设计角度出发，使套管受到的井壁压力降低，进而使下套管难度大问题得到解决。通过分析可以发现，钻井作业中存在众多问题基本都和套管受到应力较大存在一定关系，因此，如果套管受到应力可以得到缓解，则其他类型的问题就可以得到一定程度的解决。在进行钻井作业设计过程中，还需要对钻井轨迹进行一定优化，对钻井液进行合理配置，通过该种优化设计措施共同实施方式，使钻井作业过程中难点问题得以解决【1】。

4.3 水平井固井技术

4.3.1 井眼净化

为确保套管能够顺利到达井下位置就需要做好井眼净化工作。套管下放之前需要根据有关规定组织生产，要严格控制通井作业内容和部分水平井造斜段、水平井段以及阻卡井段要使用划、冲一类方法确保水平井井眼足够通畅。除此之外，这种做法还能够破坏井下堆积岩屑床。在钻头到达井底之后要尽量增加钻井液循环力度，以免振动筛出现砂子这种物质。要确保井底碎屑能够被钻井液运送到地表。对于水平井大斜度和水平段，可以用下放塑料球方法，通过这种手段控制套管摩擦阻力。

4.3.2 套管设计

1）弯曲半径。通常来说，水平井造斜段井眼曲率非常高，为保障下管顺利就需要精准精算弯曲半径，确保弯曲半径小于井眼弯曲情况，确保套管下放顺利。

2）阻力监测。钻井过程中套管下放会受到弯曲井段局部阻力带来的井壁、套管摩擦力。水平井全角变化对于局部阻力影响十分明显。全角变化受水平井经验影响。套管下放过程需要考虑和井壁的摩擦系数问题。摩擦系数计算十分复杂，属于综合性系数。一定要经过测试、对比与分析后判断摩擦系数，不断修正与调整，保障准确性，确保套管下放顺利。

4.4 固井水泥浆

4.4.1 优选泥浆

为保障工程质量在实践中需要用到高质量水泥浆。所用的水泥浆需要具备下述条件。

1）要确保水泥浆具备足够顶替效果，水泥浆流动度要大于22cm。

2）要有效控制水泥浆析水问题发生，以此保障水泥浆密度足够稳定。

3）为进一步提升水平井作业安全性，防止施工中出现油入侵、气入侵、水入侵一类现象发生，要严格控制水泥浆稠化时间，保障其一直稳定与合理。

4.4.2 泥浆性能控制

为确保水平井固井质量满足使用要求，需要做好水泥浆固相含量控制。当然，该环节也是为了能够有效解决水泥浆失水问题。具体方法是在水泥浆中加入晶体微膨胀剂，该材料可以有效应对泥浆收缩问题，让泥浆微微膨胀，提高泥浆胶结质量。这样水泥浆就可以很好地封堵地层。

5 结语

总之，水平井钻井提速技术在具体石油开采中有十分重要的作用，通过水平井钻井提速技术可以有效提高石油资源开采效率，节约施工成本，更好地保护生态环境，促进我国石油行业稳定可持续发展。