论文部分内容阅读
【摘要】配套钻井技术对于长深井区钻井施工的意义非常重大，本文对长深井区当中的水平井钻井技术进行了研究，包括井身剖面的设计技术，钻头以及螺杆钻具的合理选用技术，水力参数与钻具组合参数的设计技术，及钻井液处理技术；并分析了以上技术的应用实例，目的在于提高钻井质量。
【关键词】钻井技术 水平井 长深井区 应用 研究
水平井钻井技术能够使油层泄油面积得以增加，并能够改进油田勘探效果，因此该技术已经在油田开发以及勘探工作中得到了广泛应用；近年来，该技术已经得到了不断的发展以及完善，发挥的作用变得越来越大，尤其是在长深井区当中[1]。本文研究了长深井区当中的水平井钻井技术，并对该技术的应用状况进行了实例分析，以供参考。
1 配套钻井技术对于长深井区钻井施工的意义
对于长深井区而言，只有选用相配套的钻井技术，才能保证钻井工作的有效性。在此类井区当中，钻井具有以下特征：井底温度较高、水平段以及造斜段具有较强的研磨性，且地层较硬；因此，在钻进时，对于螺杆钻具以及钻头等，均有着特殊的要求，施工难度也较大[2]。就当前的情况而言，钻井技术还不能有效克服长深井区地温梯度较大、研磨性较强以及硬度较高的难题，再加上欠平衡方式被应用于钻井工作当中，施工难度被进一步加大。所以应对钻井技术进行深入试验以及研究，以便能够形成配套技术，从而使钻井质量以及钻进速度得以提高。
2 长深井区水平井钻井技术分析
2.1 井身剖面的设计技术
能否有效控制钻井轨迹，直接取决于井身剖面是否能够达到设计标准；另外，在长深井区当中，横向储层变化较快，在预测层垂深方面，容易存在误差；只有调整油藏垂深，才能使井身剖面得以优化。实践证明，入靶设计以及微增探顶设计是比较理想的井身设计方法，能够使井身剖面状态得以优化。为了预防出现卡钻现象，则应使井身造斜率为8°/35m；为了能够使钻井横向120m之内以及油藏垂深20m以内的施工要求得到满足，则应在微增探顶当中采用以下造斜率：3°/40m。为了能够使实钻时的入靶精度得以提高，则要对纵向以及横向入窗偏差进行控制，两者的最大偏差值应为0.6m以及0.81m。
2.2 钻头以及螺杆钻具的合理选用技术
为了适应长深井区的特殊地质，则应钻头的牙掌部位以及牙齿进行保径处理，从而有效避免掉牙轮以及牙齿被卡等一系列不良现象。进行保径处理之后，可以保证钻头能够适用于斜井段的施工工作，并同时可以得到较高的钻速。在使用钻头时应注意，如井斜度在60°以上，则应采用复合钻进的方法，并磨合好钻头；此外，为了能够使起钻时间变得合理，则应及时判断分析钻头遭到磨损的情况。在选择螺杆钻具方面，应注意考虑到长深井区地层硬的特点，避免螺杆出现滞动现象以及钻具不能有效造斜的现象。因此，可以选择大扭矩以及低转速的钻具以及螺杆；实践证明，当滞动扭矩在7500N·m以上以及输出扭矩在5500N·m以上，转速在150rpm以下时，可以有效满足长深井区钻井时的施工要求。
2.3 水力参数与钻具组合参数的设计技术
为了使返砂效果以及携岩效果得以提高，则应选择大扭矩以及低转速的钻具组合，这一点在上文已经分析过。另一方面使钻头压降增加，也是保证顺利施工的重要条件。相关研究表明，S135钻杆在施工的过程中，会产生较大的循环压耗，不利于控制水力参数；如采用G105钻杆，则不仅可以使水眼压耗得以降低，同时也可以有效控制水力参数[3]。为了使测量仪器产生不稳定信号的时间以及修泵时间得以缩短，则应使立管的最大压力低于15MPa，最好是能够使立压保持在9MPa至10MPa之间，现场三开泵压以及二开泵压则应低于16.3MPa。
2.4 钻井液处理技术
改善长深井区钻井施工质量的关键在于，使钻井液在高温条件下所具有的润滑性得以提高；为了使井壁上的泥饼得以消除，则可以在钻井的过程中加入乳化剂以及白油[4]。实践证明，将乳化剂以及白油加入到钻井当中以后，泥饼便具有了较强的润滑能力，其粘附系数也得以大大降低，一般会低于1min0.07。此外，如长深井区具有较大的斜度，同时其密度较低以及温度较高，则在对钻井液进行处理的过程中，携岩能力以及抗污染都会受到一定的影响[5]。对此，要对钻井液的配方进行优化，使之能够在密度较低以及温度较高的条件下，仍可以保持良好流变特性以及动切力，且性质稳定。笔者在实践中发现，将易造浆（浓度为3%）加入到地层土当中，能够使钻井液技术性能得以优化，同时也不会对钻井液原有的性质造成影响，携岩要求得以满足，并保证了顺利下钻以及起钻，是一种理想的钻井液处理技术。
3 长深井区水平井钻井技术的应用实例分析
某天然气井是一口欠平衡的长深水平井，开钻时间为2012年6月5日，完钻时间为2012年10月25日。在钻进的过程中，遇到一些不利施工的地质条件。而运用以上钻井技术对施工设计进行改进之后，使机械钻速得到了有效提高，并保证了顺利钻进；实际施工天数比设计天数少了80天，提前完成了钻井工作。在进行地质导向以及控制井眼轨迹的过程中，所用的测斜仪由斯仑贝谢有限公司提供，气层的钻遇率为100%，在对欠平衡井区进行钻进时，采用的钻井液为水基性质，其密度是1.14g/cm3；连续点火得以实现，瞬时流量的最高值为8054方/h。采用以上钻井技术对钻井施工步骤进行改造后，井身结构大致与设计剖面相同，入窗过程较为顺利。在该钻井当中应用相配套的水平井钻井技术，有效填补了长深井区当中钻井技术所存在的空白，有利于提高开发天然气以及石油的效率。同时，对钻头、螺杆钻具进行优化选择之后，有效避免了在长深井区施工当中存在的不足，保证了优质钻井以及高速钻井；在施工中，所采用的钻井液具有耐高温、成本较低、固相较低以及密度较低的特点，并属于水基性质，因此可以满足长深井区当中的润滑要求、携岩要求以及井壁稳定等，这对于欠平衡井区的安全施工要求同样具有非常重要的意义。
4 结语
总而言之，长深井区具有特殊的性质，为了满足钻井要求，则应对钻井技术进行相应的改进，以便使钻井速度得以提升。在完善钻井技术时，应注意对钻头、钻具以及钻井液等进行优化，从而保证有效解决长深井区施工当中出现的问题，为钻进效率的提高以及石油以及天然气生产效率提供坚实的基础。
参考文献
[1] 何涛，刘绪全，杨金荣，赵雄虎，李彬，卢永芹.辽河油田马古区块深井长裸眼钻井液技术[J].钻井液与完井液，2011，26（12）：731-732
[2] 周光正，王伟忠，穆剑雷，曹孜英，尹丽，张刚，杨鹏梅.钻井液受碳酸根/碳酸氢根污染的探讨[J].钻井液与完井液，2010，19（26）：878-879
[3] 肖国益，刘伟，李丽，李辉，房舟，吕健.X10-1H水平井井眼净化技术及应用[J].石油地质与工程，2011，13（24）：654-655
[4] 杨耀忠，昌峰，张世明，陈荣华，孙业恒，徐宽正，韩子臣.平湖油气田稀油高渗透底水油藏水平井开发跟踪研究[J].石油勘探与开发，2010，25（31）：526-527
[5] 吴敬涛，杨彦明，周继坤，崔洪祥，王华西.连通水平井钻井技术在芒硝矿中的应用[J].石油钻探技术，2009，26（14）：901-902
【关键词】钻井技术 水平井 长深井区 应用 研究
水平井钻井技术能够使油层泄油面积得以增加，并能够改进油田勘探效果，因此该技术已经在油田开发以及勘探工作中得到了广泛应用；近年来，该技术已经得到了不断的发展以及完善，发挥的作用变得越来越大，尤其是在长深井区当中[1]。本文研究了长深井区当中的水平井钻井技术，并对该技术的应用状况进行了实例分析，以供参考。
1 配套钻井技术对于长深井区钻井施工的意义
对于长深井区而言，只有选用相配套的钻井技术，才能保证钻井工作的有效性。在此类井区当中，钻井具有以下特征：井底温度较高、水平段以及造斜段具有较强的研磨性，且地层较硬；因此，在钻进时，对于螺杆钻具以及钻头等，均有着特殊的要求，施工难度也较大[2]。就当前的情况而言，钻井技术还不能有效克服长深井区地温梯度较大、研磨性较强以及硬度较高的难题，再加上欠平衡方式被应用于钻井工作当中，施工难度被进一步加大。所以应对钻井技术进行深入试验以及研究，以便能够形成配套技术，从而使钻井质量以及钻进速度得以提高。
2 长深井区水平井钻井技术分析
2.1 井身剖面的设计技术
能否有效控制钻井轨迹，直接取决于井身剖面是否能够达到设计标准；另外，在长深井区当中，横向储层变化较快，在预测层垂深方面，容易存在误差；只有调整油藏垂深，才能使井身剖面得以优化。实践证明，入靶设计以及微增探顶设计是比较理想的井身设计方法，能够使井身剖面状态得以优化。为了预防出现卡钻现象，则应使井身造斜率为8°/35m；为了能够使钻井横向120m之内以及油藏垂深20m以内的施工要求得到满足，则应在微增探顶当中采用以下造斜率：3°/40m。为了能够使实钻时的入靶精度得以提高，则要对纵向以及横向入窗偏差进行控制，两者的最大偏差值应为0.6m以及0.81m。
2.2 钻头以及螺杆钻具的合理选用技术
为了适应长深井区的特殊地质，则应钻头的牙掌部位以及牙齿进行保径处理，从而有效避免掉牙轮以及牙齿被卡等一系列不良现象。进行保径处理之后，可以保证钻头能够适用于斜井段的施工工作，并同时可以得到较高的钻速。在使用钻头时应注意，如井斜度在60°以上，则应采用复合钻进的方法，并磨合好钻头；此外，为了能够使起钻时间变得合理，则应及时判断分析钻头遭到磨损的情况。在选择螺杆钻具方面，应注意考虑到长深井区地层硬的特点，避免螺杆出现滞动现象以及钻具不能有效造斜的现象。因此，可以选择大扭矩以及低转速的钻具以及螺杆；实践证明，当滞动扭矩在7500N·m以上以及输出扭矩在5500N·m以上，转速在150rpm以下时，可以有效满足长深井区钻井时的施工要求。
2.3 水力参数与钻具组合参数的设计技术
为了使返砂效果以及携岩效果得以提高，则应选择大扭矩以及低转速的钻具组合，这一点在上文已经分析过。另一方面使钻头压降增加，也是保证顺利施工的重要条件。相关研究表明，S135钻杆在施工的过程中，会产生较大的循环压耗，不利于控制水力参数；如采用G105钻杆，则不仅可以使水眼压耗得以降低，同时也可以有效控制水力参数[3]。为了使测量仪器产生不稳定信号的时间以及修泵时间得以缩短，则应使立管的最大压力低于15MPa，最好是能够使立压保持在9MPa至10MPa之间，现场三开泵压以及二开泵压则应低于16.3MPa。
2.4 钻井液处理技术
改善长深井区钻井施工质量的关键在于，使钻井液在高温条件下所具有的润滑性得以提高；为了使井壁上的泥饼得以消除，则可以在钻井的过程中加入乳化剂以及白油[4]。实践证明，将乳化剂以及白油加入到钻井当中以后，泥饼便具有了较强的润滑能力，其粘附系数也得以大大降低，一般会低于1min0.07。此外，如长深井区具有较大的斜度，同时其密度较低以及温度较高，则在对钻井液进行处理的过程中，携岩能力以及抗污染都会受到一定的影响[5]。对此，要对钻井液的配方进行优化，使之能够在密度较低以及温度较高的条件下，仍可以保持良好流变特性以及动切力，且性质稳定。笔者在实践中发现，将易造浆（浓度为3%）加入到地层土当中，能够使钻井液技术性能得以优化，同时也不会对钻井液原有的性质造成影响，携岩要求得以满足，并保证了顺利下钻以及起钻，是一种理想的钻井液处理技术。
3 长深井区水平井钻井技术的应用实例分析
某天然气井是一口欠平衡的长深水平井，开钻时间为2012年6月5日，完钻时间为2012年10月25日。在钻进的过程中，遇到一些不利施工的地质条件。而运用以上钻井技术对施工设计进行改进之后，使机械钻速得到了有效提高，并保证了顺利钻进；实际施工天数比设计天数少了80天，提前完成了钻井工作。在进行地质导向以及控制井眼轨迹的过程中，所用的测斜仪由斯仑贝谢有限公司提供，气层的钻遇率为100%，在对欠平衡井区进行钻进时，采用的钻井液为水基性质，其密度是1.14g/cm3；连续点火得以实现，瞬时流量的最高值为8054方/h。采用以上钻井技术对钻井施工步骤进行改造后，井身结构大致与设计剖面相同，入窗过程较为顺利。在该钻井当中应用相配套的水平井钻井技术，有效填补了长深井区当中钻井技术所存在的空白，有利于提高开发天然气以及石油的效率。同时，对钻头、螺杆钻具进行优化选择之后，有效避免了在长深井区施工当中存在的不足，保证了优质钻井以及高速钻井；在施工中，所采用的钻井液具有耐高温、成本较低、固相较低以及密度较低的特点，并属于水基性质，因此可以满足长深井区当中的润滑要求、携岩要求以及井壁稳定等，这对于欠平衡井区的安全施工要求同样具有非常重要的意义。
4 结语
总而言之，长深井区具有特殊的性质，为了满足钻井要求，则应对钻井技术进行相应的改进，以便使钻井速度得以提升。在完善钻井技术时，应注意对钻头、钻具以及钻井液等进行优化，从而保证有效解决长深井区施工当中出现的问题，为钻进效率的提高以及石油以及天然气生产效率提供坚实的基础。
参考文献
[1] 何涛，刘绪全，杨金荣，赵雄虎，李彬，卢永芹.辽河油田马古区块深井长裸眼钻井液技术[J].钻井液与完井液，2011，26（12）：731-732
[2] 周光正，王伟忠，穆剑雷，曹孜英，尹丽，张刚，杨鹏梅.钻井液受碳酸根/碳酸氢根污染的探讨[J].钻井液与完井液，2010，19（26）：878-879
[3] 肖国益，刘伟，李丽，李辉，房舟，吕健.X10-1H水平井井眼净化技术及应用[J].石油地质与工程，2011，13（24）：654-655
[4] 杨耀忠，昌峰，张世明，陈荣华，孙业恒，徐宽正，韩子臣.平湖油气田稀油高渗透底水油藏水平井开发跟踪研究[J].石油勘探与开发，2010，25（31）：526-527
[5] 吴敬涛，杨彦明，周继坤，崔洪祥，王华西.连通水平井钻井技术在芒硝矿中的应用[J].石油钻探技术，2009，26（14）：901-902