大位移水平井钻井技术难点及策略

朱玉磊 (中海石油 (中国) 有限公司天津分公司，天津 300451)

0 引言

油气资源是我国社会经济发展过程中非常重要的能源。目前，我国很多油气田的开采都已经到了后期开发阶段，石油开采量很低，开采难度较大，开采效率不高，从而影响石油开采水平的提高。大位移水平井钻井技术是推动石油产量提升的重要方式或者途径，其对我国油气资源的开采非常有利。在应用大位移水平井钻井技术时，影响其钻井效果的因素有很多，且在该技术应用过程中也会遇到很多的难点或者问题，加强对大位移水平井钻井技术难点的分析与策略的创新，对促进我国原油行业的快速发展非常有利。

1 分析大位移水平井钻井技术的实际难点与问题

大位移水平井钻井技术在实际应用中会遇到钻具断裂、坍塌、井眼轨迹控制难度较大、井下事故频发等问题，这些问题或者难点都是影响大位移水平井钻井效果与水平提升的重要因素。下面对大位移水平井钻井技术的实际难点与问题展开探究与分析：

1.1 钻具断裂问题较为常见

大位移水平井钻井技术在实际应用过程中，由于靶心的深度相对不深，再加上钻具本身的重量也比较轻，因此，钻具对于壁面所产生的摩擦阻力很难克服，那么就容易导致钻具断裂问题的发生。与此同时，大位移水平井钻井的井下结构并不规则，其复杂性较强，经过频繁地起钻与下钻作业，容易导致钻具出现断裂，如果钻具一旦发生断裂问题，就会影响钻井效率的提升，严重可导致安全事故的发生，对于原油开采工作的高效开展非常不利[1]。

1.2 坍塌率较高

应用大位移水平井钻井技术来进行钻井作业时，必须在地层中开展定向造斜作业，而这种作业容易破坏地层的土壤结构，进而诱发坍塌问题或者事故。我国很多油气资源开采区块的土壤都比较疏松，在疏松区块的坍塌率较高。坍塌的范围较小会直接影响钻井作业效率，如果坍塌的范围较大，那么可能会直接诱发安全事故，导致钻井作业无法正常开展与进行。

1.3 控制钻井作业轨迹的难度较高

在大位移水平井钻井作业时，鉴于水平段的长度很长，在实际作业时需要导向钻井来辅助作业，钻具会承受很大的摩阻力，那么在钻井作业轨迹控制方面会存在很大的难度，其精准性也不足。特别是在地层变化很大的范围或者区域很容易出现钻井轨迹偏离的问题，那么其会增加钻井作业的难度，对于油气资源开采效率的提升产生非常大的影响。

1.4 频发的井下事故

岩屑床在大位移水平井钻井作业中的作用与影响很大，其会影响钻速，使钻速降低。与此同时，如果钻具的扭矩加大，会存在钻具断裂的可能性，也容易诱发钻井安全事故，增加钻井、完井作业的难度，影响钻井作业工作的更好、更持续开展。

2 大位移水平井钻井技术难点的优化方略探究

面对当前大位移水平井钻井技术应用的技术难点与问题，在优化大位移水平井钻井技术难点的过程中，可以从控制井眼轨迹着手，不断推动大位移水平井钻井工作更好开展与进行。下面对大位移水平井钻井技术难点优化策略与方法展开探究与讨论：

2.1 精准控制井眼轨迹

大位移水平井钻井时，由于地层的上部土层比较松软，地层的跨度大，其会降低地层的造斜能力，同时由于其设计的垂深比较浅，还有很多条件和因素影响与制约，其会增加造斜作业的难度，容易出现井眼轨道增斜问题。为了能够更好地控制这一问题，使得井眼轨迹的跨度数值过高问题得到有效规避，促进钻井工作的更好开展，重视加重钻杆设备位置定位地点的准确调整，增强钻头的钻压压力，最大化地降低造斜速度，使得钻头的钻进速度得到更好提升，防止钻压未及时传导钻头上的问题发生。同时在大位移水平井钻井时，要结合地层中井斜的实际情况与变化问题，实时地调整钻具的位置，便于钻具压力有效传输到钻头，促进钻井速度加快，还能够最大化地防止钻具断裂问题发生。与此同时，在钻井作业时，钻井施工人员要实时监控扭矩、泵压等参数，如果参数有异常问题出现，必须要及时采取措施和方法，如钻具位置的调整与改变，钻具压力的调整等等。此外，单个杆柱钻井完后，要三次对井眼进行划眼操作，使得井眼能够保持在平滑的状态，而在划眼时，要及时地清理岩石碎屑，防止碎屑影响钻井工作的正常开展，保障大位移水平井钻井工作的高效开展与进行[2]。

此外，由于在设计大位移水平井的稳斜段与造斜段时存在很大的困难，钻压的传递也存在困难，使得井眼的轨迹控制存在很大的困难。在精准控制其轨迹时，要对造斜点进行合理选择与优化，要选择岩层比较稳定、成岩性好的地层作为造斜点，这样能够对井眼的稳定性进行保障，还能够促进造斜工作更好实现。同时重视造斜段类型的优化，多选择圆弧形的造斜段类型，其能够促进摩阻扭矩的降低，降低套管磨损的程度。在钻具组合方面也要进行优化，选择利于造斜、加压、轨迹精准控制的钻具组合，且大位移水平井钻进工作时，要将滑动钻进与复合钻进展开有效融合，坚持多旋转、少滑动以及勤调整、微调整等原则与方法，使得井眼更加规则化，井壁更加稳定化，增强井眼轨迹控制的实效性。

2.2 钻井泥浆质量的优化与提升

从大位移水平井钻井工作角度来分析，钻井泥浆对钻井效率与钻井质量的提升影响很大。钻井泥浆能够将地层中的砂石颗粒有效地带出地面，有效防止这些砂石颗粒影响钻具的正常作业，同时钻井泥浆还能够润滑钻具，提升钻井作业的效率。为了能够优化与提升钻井泥浆的质量，石油开采企业或者单位要结合自身的实际生产需求，合理地对钻井泥浆进行配比，可以经过反复试验来优化最佳泥浆配比，保证钻井泥浆符合钻井作业企业的实际标准与要求。同时油田企业也可以加大必要的资金投入，专注于研发可以应用到大位移水平井钻井作业的泥浆，帮助钻井作业中的多种问题得以有效解决。

2.3 强化井眼净化工作

在实施钻井作业时，为了能够促进钻井泥浆排量能够对钻井作业需求进行更好地满足，可以应用大排量的循环设备来进行辅助，强化对井眼的净化工作，提高钻井作业过程中所需的携岩施工环空返速的硬性需求。同时以此为基础来优化相关固控设备的性能，使其设备作用得以更好地发挥与诠释出来，更好地清除钻井液中的有害固相物质，减少其含沙量，促进钻井液的性能指标得到有效优化，提升钻井作业的实际效率与水平。

2.4 优化钻具摩阻扭矩大的问题

在大位移水平井井段作业时，钻具和井壁之间容易产生较大的摩擦阻力，其主要是由轴向摩擦扭矩与轴向摩擦阻力构成的。而由于钻进管柱具有较为复杂的结构，容易和井壁的底部产生接触，钻具和井壁底部岩屑之间产生摩擦与作用，固相含量较高的钻井液中有细小的岩屑混入，会降低其润滑的效果，这些都是影响钻具作用发挥的重要因素。同时水平段长、井壁较差的稳定性，容易有卡钻问题发生，使得钻具在上提、下放过程中会出现困难，压力承担的较大，加压存在很大的困难。鉴于此，在长水平井段施工时，强化对钻井摩擦阻力问题的预测，并对其产生原因进行深入剖析，力争使摩阻扭矩困难降低，可以应用斜坡钻杆来进行问题优化[3]。

2.5 优化套管严重偏心问题

套管在自身重力的影响下，容易与井壁的下侧靠近，导致套管出现偏心的问题，使得岩屑携带与注水泥驱替的效果受到严重影响，加剧套管磨损的程度。在国际上对套管偏心有个不成文的规定就是套管偏心的程度不要超过33%.为了能够更好地解决套管偏心的问题，运用套管扶正器是一种非常有效的途径。将套管扶正器安装到套管上即可解决这一问题。为了能够促进井眼质量得到更好提升，重视井径急剧变化以及不规则井眼问题的规避，对于提升井眼质量非常有利。在开展扶正器安装工作时，要先对井况进行全面了解，并从钻井作业的实际情况与具体的施工条件出发，选择安装扶正器的最优化的间距，最大化地减小套管扶正器所受侧向合力，促进其扶正效果得到有效提升，提高其套管居中程度与水平。与此同时，在套管扶正器类型的选择上，要尽量选择套管扶正器弹性比例较高的扶正器，最大化地保障其扶正效果，并对扶正器安装位置的合理性进行核对与校验，优化与解决严重偏心的问题，推动大位移水平井钻井作业得以更好开展与进行。

3 结语

综上所述，在大位移水平井钻井工作开展过程中容易出现很多技术难点或者问题，如井眼轨迹的控制难度较高、钻具的断裂程度较高、井下安全事故、坍塌事故等的频发，这些都是大位移水平井在钻井工作中遇到的实际技术难题。为了能够解决这些技术问题，从控制井眼轨迹、强化钻井泥浆质量、优化钻具摩阻扭矩大等问题，促进大位移水平井钻井水平与效率的更好提高。