小井眼井优快钻进技术研究

金宏鑫 李皎 彭静然 井帅

摘 要：在油气勘探中，通過对钻井技术的不断开发和应用，使钻井工程成本降低的目标得以实现，其中小井眼优快钻进技术受到广泛关注，其作为油气勘探开发领域中的新兴技术，具有消耗低、钻井成本节约等优势，有着广阔的发展背景，并且在油气勘探中得到广泛推广和应用。本文就小井眼井优快钻进技术应用、应用风险防范对策以及未来发展进行分析和探讨。

关键词：小井眼井优快钻井技术;钻井参数;钻井液性能

一、小井眼井优快钻井技术应用策略

（一）优选钻具组合

通过钻具组合的优选，能够使定向井轨迹控制效果有效提升，其中在定向井控制井斜中发挥着至关重要的作用，通过对井眼轨迹和井身结构及等因素对钻头受力变形所产生的影响进行分析，在此基础上对钻具的降斜、增斜、稳斜性能进行判断，从而为钻具组合优选提供重要依据[1]。通过采用“四合一”钻具组合，结合定向井位移大小，对螺杆与扶正器之间的短钻铤长度进行选择，并通过多次试验，对最佳短钻铤的长度进行确定，并对此钻具组合在所钻地层中的增降斜及方位变化规律进行探索和总结。其次在钻具组合优选中，针对常规井，定向井水平位移约500m 左右时，其短钻铤长度应保持在3.0-3.2m，定向井水平位移超过600m 以上时，短钻铤长度应控制在3.2-4m。而小井眼井水平位移与常规井相较之下普遍偏大，在进行短钻铤长度通常选择上限。另外小井眼技术应用时，通常第一趟钻短钻铤为3-4m，其实际效果还需要通过不断对比实验进行验证。

（二）优选钻头螺杆

在进行钻头优选过程中，通常小井眼运用二开结构，可采用二开钻头，以及5 刀翼19 片或16 片，其中与5刀翼PDC 钻头相较之下，4刀翼虽然在破岩方面效率较高，但由于小井眼技术应用时，需要对井眼轨迹进行不断微调，甚至需要对方位、井斜进行调整，采用此类钻头进行定向时，会存在工具面不稳定的情况，影响滑动效率[2]。

在进行螺杆选择时，首先在小井眼施工初期，二开第一趟钻通常使用的1.25 度单弯螺杆存在着造斜效率较低的问题，而中下部延长会使自然降斜率过高，难以控制井眼轨迹。因此需要对其进行优化，二开第一趟钻选可调整为1.5 度，使增斜效率提高的同时，对中下部降斜延长趋势进行有效抑制。

（三）优化钻井液性能

结合小井眼技术应用及施工特点，对钻井液体系进行优化时，需要从以下几方面入手：环空压耗及固相含量降低，可对钻井液密度窗口进行合理选择，并通过提高泥饼质量，避免出现井塌及不规则井眼问题。同时可利用分散型聚磺钻井液体系，保证固相颗粒粒级分布的合理性，进而确保泥饼光滑、致密。在钻井时，可通过适量润滑剂的添加，使泥饼摩阻系数降低，如聚合醇等，进而使井壁与钻井液之间的摩阻减少。其次需要使钻井液携岩能力增强。由于小井眼井环空较小，需要通过钻井液携岩能力的提升，避免出现沉砂卡钻和“岩屑床”问题。另外环空压耗降低时，需要保证低膨润土含量、低固相、低塑性黏度，会导致钻井液悬浮携岩能力降低，因此可通过钻井液流型调整，降低钻井液的塑性黏度，提高其动切力和动塑比，使此问题得以有效解决[3]。

二、小井眼技术应用中风险防范对策

（一）敏感地层坍塌防范措施

针对水敏性地层，其极容易出现遇水膨胀而引发坍塌事故，同时如果大量失水，会难以控制KCl含量，因此需要对失水加强控制，降低KCl 含量，并对组中下部井段进行延长，为了解决遇水膨胀的问题，可采用强化钻井液封堵性，并通过沥青粉的适量补充，以及KCl添加，使坍塌风险得以有效预防。

（二）保证井筒清洁

由于小井眼环空间隙较小，需要对井筒内的岩屑进行及时清理，通常应保证每钻进100-150 米清扫一次。另外上部井段通常为聚合物，下部井段应采取每5-8 方左右对重浆进行返出，并与井浆进行直接混合。

（三）钻具入井前加强检查

在小井眼施工技术应用过程中，应对泵压加强控制，避免出现钻具刺漏的现象而导致井下事故发生。同时需要严格检查入井钻具，包括钻具本体、双密封台阶面，以及耐磨带等，同时对钻具探伤工作加强重视。

三、小井眼钻进技术未来发展方向分析

与常规井眼相较之下，采用小井眼钻技术能够使钻井费用大幅度缩减，所以在复杂井、深井、老井开窗侧钻等钻井作业中得到广泛应用。但由于此技术应用时，存在着环空间隙小、易塌、压耗大、易漏等问题，对小井眼钻井液技术应用提出了更高的要求[4]。其中包括了钻井液需要具备良好的流动性、剪切稀释性、润滑性，能够有效抑制坍塌、造壁、悬浮携带能力等。因此需要对国内外先进小井眼钻井液技术加强分析，对其中存在的技术难点加大研究力度，进而对亟待解决的钻井液等难题进行进一步确定。另外在常用钻井液体系中，通过成膜聚合物钻井液体系的运用，通过进一步优化和提高其性能，提高其抑制性和储层保护效果，能够使小井眼钻进需求得以满足。

四、结束语

在小井眼井优快钻进应用过程中，需要根据技术施工特性及地层特性，并对施工主要技术难点加强分析，对其中可能出现的施工风险有效预防。同时需要对钻井参数、钻具组合等进行合理选择，确保钻头与螺杆相匹配，同时进一步优化泥浆性能等，使小井眼优快钻井技术应用成效有效提升。另外由于技术应用存在一定的风险，需要对风险预防加强重视。

参考文献：

[1] 黄洪伟. 小井眼快优钻井关键技术研究[J]. 中国石油和化工标准与质量， 2021， 41（9）：2.

[2] 杨刚， 韩学婷， 李斌，等. 鄂尔多斯盆地临兴致密气小井眼高效钻完井技术[J]. 大庆石油地质与开发， 2021， 40（6）：7.

[3] 尹敬军， 杨敏. 苏里格气田小井眼定向井快速钻井技术[J]. 天然气与石油， 2020， 38（1）：5.