水平井施工常见隐患与对策探讨

刘彦勇

（大庆钻探工程公司钻井二公司，黑龙江大庆163413）

1 施工水平井易产生事故复杂的因素

1.1 水平井施工的下部钻具受力发生了变化

水平井要求井口的斜度达到90°左右，和其他传统的井不同，传统的井是垂直于地面的，而水平井分为两个部分，一是与地面平行的部分，另一部分是与地面垂直的部分，这两部分还需要用一定的弧度连接，在进行水平井造斜施工的时候，最重要的就是要考虑井斜角的角度问题，水平井要求井斜角的角度最少要达到86°，根据每一个路段的不同或具体要求的不同，对井斜角角度的要求也不同，有的甚至会要求井斜角的角度达到90°，传统的井的受力大部分都是均匀的，两个侧壁的受力情况也是比较相同的，但是水平井就不同了，因为有了水平井斜角的存在，就导致两个侧壁的受力情况发生了变化，受力情况发生了变化，就容易导致水平井内部的结构发生坍塌或其他更严重的问题。一般分为三方面的问题，一是卡钻问题，由于井斜角的存在，井的底边受力不均，下部的钻井工具都会偏向井筒的较低的一端，这样的施工，容易导致后期的井眼脱离键槽，从而导致卡钻的问题。第二个方面的问题就是随着施工的往后进行，施工时井筒与侧壁的摩擦阻力也逐渐增大，当出现角度的时候，井的侧壁要逐渐与地面的侧壁接触，一但接触面积增大，就会导致井壁与地面侧壁的摩擦阻力增大，这样如此往复，势必会导致钻具磨损。第三个问题就是会影响钻头的使用寿命，当今斜角的角度出现之后，不仅会导致侧壁的摩擦阻力增大，受力不均，还会导致钻头受力情况发生改变，井斜角角度的出现使井筒不再平行于地面也不是与地面垂直，这就使得钻头的受力情况不均匀这就很容易导致钻头磨损，这就会减少钻头的使用寿命，从而减慢施工过程，降低施工的效率。

1.2 井眼净化比较困难

除了上述说到的钻具受力发生了变化，是钻井过程中的难点之一以外，还有一个难题就是井眼的净化问题，如果一开始井眼的净化就不够全面彻底，那么在施工的过程中，也会不断地通过震动而掉落岩屑，再加之井斜角的存在，每一部分的岩屑都会通过井斜角而堆积在同一个地方，这就会形成岩屑床，岩屑床的形成不仅会堵塞水平井，还会影响到钻井施工过程，最为严重的是，如果不能全面地清理井眼，导致岩屑床的形成，还会给日后的安全问题埋下隐患。这影响的不仅仅是施工的效率，还会对施工人员的安全造成影响。因此，全面彻底地清洁井眼是非常重要的，与其因为清洁的不全面而导致岩屑床的形成，还不如一次就彻底全面地清洁井眼，避免诸多问题的形成。

1.3 井壁稳定性差

井斜角是水平井最大的特点之一，也是水平井施工过程中最困难的部分之一，当进入井斜角的施工过程中时，井斜角的角度会达到90°，侧壁的受力情况发生改变，与地面平行的井筒会受到上下地面的压力作用，还会受到侧面的岩石的压迫作用，有些地段的构成比较复杂，如果钻井液中的游离水进入井的侧壁，那么井的侧壁在受到长期的浸泡后，难免会发生井壁的侧块坍塌。如果是大的侧块，那么会直接导致井筒阻塞，有时还会直接导致水平井报废，不仅费时费力，会造成巨大的经济损失。

2 水平井安全施工对策

2.1 应用优质钻井液，降低摩阻与扭矩

为了尽量减少摩擦阻力的产生，可以在钻井时添加钻井液，钻井液可以起到润滑的作用，从而减少摩擦阻力的产生，钻井液相当于是水平井钻井的润滑剂，钻井液的好坏直接决定摩擦阻力的大小。好的润滑剂不仅能减少摩擦阻力，而且还能保障钻具的安全，延长钻具的寿命，提高钻井施工的安全性。

2.2 做好井眼净化，降低岩屑床形成

正如上文中提到的，如果不能彻底地净化井眼，就会形成岩屑床，从而阻塞井筒，要想降低岩屑床形成的概率，一定要彻底地净化好井眼。

2.2.1 做好钻井工程设计

根据资料显示，当井斜角在45°～65°之间时，最容易形成岩屑床，因此，在进行水平井施工时，应该尽量减少井斜角在45°～65°阶段的长度，这样才能尽量地降低岩屑床形成的概率，如果减少了井斜角在45°～65°的井筒长度，与此同时还彻底地净化了井眼，这样就可以有效地避免岩屑床形成。

2.2.2 强化施工参数

在水平井工作施行之前，要对每一个参数进行准确的测量，可以成立专门的测量小组，为了提高测量的参数的准确度，可以对同一个参数进行多次测量，取平均值，在进行测量之前，对测量的工作人员进行培训，培训这些工作人员用同一个标准测量，防止因为人员个人的标准不同而造成测量的标准也不同，在进行测量之后，把测量出来的数值进行标注，一旦发现测量的参数有问题，都要进行二次测量，避免因为偶然的误差而导致不能顺利进行水平井的施工。

2.2.3 及时短起下钻

如果没有彻底地净化井眼，而且处于45°～65°阶段的井筒长度也比较长时，就要采取措施减少岩屑床形成的概率，一定要及时的根据具体情况对已经形成的岩屑床进行破坏，在把岩屑床进行破坏之后，还要采取措施彻底地清洗井眼，防止岩屑床二次形成，从而提高水平井完成的概率，提高水平井的施工质量。

2.3 保证井壁稳定

平行于地面的井筒受到了很多方面的压力，为了防止水平井坍塌，一定要保证井壁稳定，因此相关人员可以成立一个小组，专门对井筒上的侧壁压力进行评估，根据评估出的数据，合理的计算钻井液的使用量，从而使侧壁处于稳定的状态。而且还要确保钻井液的使用量不会对井壁进行腐蚀和浸泡，使井壁更加的牢固，而且在施工过程中的速度也起决定性的作用，避免因为施工速度过快而导致井壁失去原有的稳定性，造成坍塌。

2.4 着陆段控制技术

水平井开采技术的施行，要根据实际的路段和实际的情况做出适合的调整，一些路段的地理位置比较极端，岩石比较尖锐，因此水平井开采工作的实行非常的艰巨，为了避免在开采过程中出现的问题，工作人员应该提前做好应对各种问题的准备，选择合适的开采工具和开采方案，根据具体的温度和地理位置进行合理的调整，在开采工作实施之前，工作人员要制定合理的计划，避免因为出现问题没有解决办法而导致工期的延长。

3 结束语

综上所述，虽然水平井施工技术比较先进，但是水平井施工技术也存在着它的风险，但是这种风险是可以降低的，只要采取措施降低问题的出现概率，及时的解决问题，彻底地清理井眼，降低井壁与侧壁的摩擦阻力等问题，就一定可以提高水平井施工技术的安全性，从而带动整个水平井施工技术的发展。