探析水平井钻井速度影响因素及提速措施

【摘要】在水平井钻井过程中，由于受到地层因素、钻井工具因素、井眼轨迹设计因素和钻井液性能因素等多种因素的影响，导致钻井速度缓慢，延长了钻井周期。本文在分析影响水平井钻井速度因素的基础上，从优化井身结构和轨迹控制、合理选用钻井设备和优化钻井液性能等方面探讨了水平井钻井提速措施。

【关键词】水平井;钻井速度;影响因素;提速措施

由于水平井钻井可以提高油气产量和油气采收率，因此，在国内外众多油田开发中得到了广泛应用，已经成为低渗透油藏、裂缝性油藏和非常规油气开发的重要技术。然而，由于水平井钻遇岩性复杂多样、钻井液和钻具与地层接触时间长等原因，使其钻进过程中存在很多技术难题，严重影响了水平井钻井速度。随着我国对能源需求的日益增加，为了保证水平井钻井施工作业质量，提升钻井效率，避免在钻井过程中发生安全事故，达到预期的经济考核指标，对水平井的钻进速度提出了较高的要求。基于此，笔者结合自身工作经验，对水平井钻井过程中影响钻井速度的因素进行了分析，并对水平井钻井提速措施进行了探讨。

1水平井钻井速度影响因素分析

1.1地层因素

地层的压实程度直接影响水平井钻井速度，如果地层埋藏的深度较大，相应的压实程度就高，地层岩性比较坚硬，将会使水平井钻井速度减慢。地层不断抬升以及地质板块构造的不断运动等也会提高压实程度，使地层可钻性变弱。通常情况下，由于所在的环境不同，不同地层的可钻性会存在着较大差异，砾岩地层会比砂泥岩地层的可钻性差，因为地层中的砾石不易被破坏，并且岩石的分布也不均匀，采用牙轮钻头进行钻井施工作业，当进入到该地层时，钻井速度会变慢。如果在砂岩或泥岩地层中，同样使用牙轮钻头，在同样的地层埋藏深度条件下，钻进速度就會显著的提高。

1.2钻井工具因素

钻井工具的合理选择可以有效的提升水平井钻井施工进度，在水平井钻井过程中，会遇到较为特殊的地质状况以及岩性，钻头必须拥有较好的密封性能，能够经受住较长时间的磨损，对地层钻进施加回来的反冲击力具有很好的耐受性，不同钻头生产厂家的钻头产品对地层的适应性有着很大的差别，钻头加工制造选用的材质，各方面的技术指标都对钻井速度产生影响。例如，三牙轮钻头在水平井作业时对于定向、增斜施工较为容易，但是牙轮钻头的使用时间并不太长，起下钻头比较频繁，会延长钻井作业周期。PDC钻头的钻井速度较快，但是对于增斜、降斜的适应性不高，工具面浮动的区间较宽，钻压会对其产生很大的影响，

托压问题较为突出。

1.3井眼轨迹设计因素

井眼轨道设计质量直接影响着水平井的井眼曲率和造斜率，如果轨迹设计的不合理会使水平井的造斜率升高，曲率变大，也会对后续的钻井施工作业带来很大的难度。如果水平井的井眼轨迹不平顺，井筒的狗腿度就会变大，较高频率的调整轨迹会使摩擦阻力升高，容易产生粘卡现象，起下钻头作业会受阻，需要很多次的开泵循环进行划眼操作才能顺利的起下钻具，极大的影响了水平井的钻井速度。

1.4钻井液性能因素

在水平井钻井施工时，采用的钻井液的性能会对水平井钻井速度产生较大的影响，因此，选取的钻井液必须要符合钻井作业的实际要求，必须要有很好地层适应能力。如果钻井液无法达到水平井施工中的携沙要求，井眼将得不到很好的净化处理，造成井壁稳定性差。另外，钻井液的润滑性能不好也会减小钻井的速度，较为严重的情况下，还会产生缩径、井塌和掉块等钻井事故。

2水平井钻井提速措施

2.1优化井身结构和轨迹控制

优化井身结构可以有效地缩短钻井周期，减少钻井事故的发生概率。不仅能够保证井眼轨迹圆滑，造斜曲率稳定，降低摩阻，减少井下事故，尽可能的增加复合钻进井段，而且能够有效发挥 PDC 钻头的作用，同时也能有效地解决快速安全入靶的问题。优化井身结构是以详细的地质描述为基础，以地质参数为基础详细描述水平井地应力和岩石力学参数;分析预测水平井井壁的稳定系数和地层压力结构体系，进而分析地层的可钻性。水平井的井眼轨迹控制主要是控制斜井段和水平段，要加强井眼轨迹的实时跟进预测，动态调整轨迹控制方案，严格控制井眼狗腿度，确保井眼轨迹光滑。

2.2合理选用钻井设备

钻井设备的性能直接影响着水平井的钻井效率，例如，性能先进的顶驱系统

可以提高钻井效率，有效减少起下钻所需要的时间，可以避免钻井过程中出现的阻卡现象，在复杂的钻井施工作业过程中可以减少安全事故发生的可能性。自旋转钻井工艺，是采用机械应变力来对岩体进行切削，破岩采用的工具主要有牙轮钻头以及 PDC 钻头。把常规钻井技术作为基础开发出来的旋冲钻井，是一种新型的钻井工艺，可以在钻头上面安装冲击部件，以其作为井眼底部的动力设施完成旋冲钻井作业，在钻井施工中得到了广泛的应用。

2.3优化钻井液性能

水平井钻井施工会受到钻井液性能的影响，如果钻井液的固相含量较高，并且粘度大，那么钻井速度就会变慢，钻井液内存在的有害固相含量和低品质的药剂都会给钻井效率带来不利的影响。因此，需要对钻井液性能进行优化，这样可以有效保护地下油气储层，减少钻井施工过程中对储层的破坏，可以对井眼进行净化处理，避免出现井壁垮塌、掉块等井下事故，减少钻头出现泥包的可能性，从而实现安全快效的钻井施工，有效提高水平井钻井速度。

3结束语

综上所述，提高水平井的钻井速度对缩短钻井周期和降低油田开发成本具有非常重要的意义。在钻井过程中，相关企业需要从优化井身结构和轨迹控制、合理选用钻井设备和优化钻井液性能等方面，采取切实有效的措施来提高钻井速度，确保水平井钻井施工安全高效进行。

参考文献：

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[2] 公克 . 浅析石油开采过程中水平井钻井技术的应用 [J]. 化工管理，2018（04）：204.

[3]赵彦彬，宴丽，李龙.探讨如何提高水平井钻井提速技术[J].国石油和化工标准与质量，2014（6）：85

作者简介：赵雷（1975-），男，四川彭水人，助理工程师，从事钻井工作。