水平井安全鉆井技術(shù)論文(2)
水平井安全鉆井技術(shù)論文
水平井安全鉆井技術(shù)論文篇二
水平井鉆井技術(shù)提高措施探討
摘要：本文對水平井鉆井技術(shù)存在的問題進(jìn)行了分析，提出了做好水平井的剖面設(shè)計，優(yōu)化井眼軌跡，注意減小水平井的摩阻和扭矩，做好井眼的凈化工作，加強(qiáng)鉆柱的強(qiáng)度設(shè)計等措施，實現(xiàn)水平井的安全快速鉆井。
關(guān)鍵詞：水平井 鉆井 優(yōu)化 井眼軌跡 鉆柱強(qiáng)度
隨著石油堪探開發(fā)的不斷深入，水平井的數(shù)量、難度，在逐年提高。加大對水平井技術(shù)的研究，提高水平井鉆井技術(shù)意義非常重大。由于水平井鉆井的技術(shù)含量較高，開采施工過程難度較大。
一、水平井鉆井技術(shù)存在的問題分析
1.水平井鉆井專業(yè)技術(shù)人員隊伍水平還需提高。目前，水平井的鉆井專業(yè)技術(shù)人員水平仍然不太高，許多單位缺乏專業(yè)的技術(shù)人員和施工隊伍。一方面是施工隊伍和水平井的現(xiàn)場服務(wù)人員不固定，存在流動性，造成了施工不熟練，對于水平井的技能掌握不夠，影響了水平井施工的正常速度和水平，還帶來一定程度的隱患。另一方面是某些油井的技術(shù)設(shè)備存在老化、陳舊等情況，導(dǎo)致性能差。設(shè)備的問題直接影響到水平井鉆井專業(yè)技術(shù)人員技術(shù)的提升空間。
2.水平井工藝技術(shù)還需要提高。水平井工藝技術(shù)缺乏配套性，設(shè)備的不配套和設(shè)備性能的不穩(wěn)定與性能低導(dǎo)致水平井工藝技術(shù)低下。設(shè)備不配套造成設(shè)備修理的時間周期長，同時施工周期也變長，還會存在安全隱患。特別是在水平井鉆井的優(yōu)化設(shè)計和井眼軌道的控制上工藝技術(shù)不高，缺乏專業(yè)的技術(shù)人員和施工隊伍。此外，油田企業(yè)在水平井低部的鉆具組合受力分析方面，在水平井安全鉆井方面，在如何提高水平井的鉆井速度方面，在水平井的采油作業(yè)和增產(chǎn)方法等方面的研究都還不夠深入，不能夠適應(yīng)油田的大規(guī)模應(yīng)用水平井的發(fā)展要求，以致于對水平井的應(yīng)用效果和經(jīng)濟(jì)效益的提高產(chǎn)生不好的影響。
3.此外，水平井鉆井技術(shù)發(fā)展還存在一些其它問題，比如工程和地質(zhì)的結(jié)合存在些許問題;水平井的完井方法比較單一，后期改造存在困難;提高水平井鉆井速度的方法不多等等。
二、水平井鉆井技術(shù)提高措施
1.做好水平井的剖面設(shè)計，優(yōu)化井眼軌跡
水平井施工的主要因素之一是井身剖面設(shè)計是否科學(xué)。一般來講，水平井的剖面有3種。一種是造斜率<6°/30m的長半徑(水平井的長半徑剖面因為斜井段較長，產(chǎn)生的下放載荷會比較大——下滑的阻力較大，同時旋轉(zhuǎn)扭矩也比較大，這樣就會對鉆柱強(qiáng)度的要求十分高。);第二種是造斜率在6°至20°/30m的中半徑(中半徑剖面所產(chǎn)生的摩阻與扭矩相對比較適中);還有一種是造斜率>30°/30m的短半徑(短半徑剖面中產(chǎn)生的扭矩是最低的，同時摩阻最大，加劇鉆桿和套管的磨損)。經(jīng)過對上述三種剖面的分析，水平井的剖面一般介于中長半徑之間，采用常規(guī)的彎殼動力鉆具就能夠?qū)崿F(xiàn)，扭矩和摩阻比較小，井下安全的風(fēng)險系數(shù)不大。對于水平井剖面的設(shè)計要注意，一是工程上要容易實現(xiàn)，一般可采用常規(guī)螺桿與無線隨鉆跟蹤進(jìn)行實施，這樣避免井下產(chǎn)生鍵槽，也不至于磨損套管，同時軌跡的控制難度系數(shù)小;二是水平井的剖面設(shè)計要按懸鏈線設(shè)計，以實現(xiàn)拉力小、扭矩小、摩阻小的目標(biāo)，有利于水平井的安全施工。
2.注意減小水平井的摩阻和扭矩
水平井大井斜井段較長，鉆進(jìn)時鉆具的姿態(tài)多以躺在井眼的下井壁上為主，導(dǎo)致鉆具有非常大的“重力效應(yīng)”。所以會出現(xiàn)鉆具在上提下放乃至于旋轉(zhuǎn)時表現(xiàn)出較大的阻力和扭矩。針對這個問題，要充分考慮影響阻力和扭矩的因素。在水平井的實際施工過程中，要采取選擇最優(yōu)的井身剖面、攜帶與潤滑性能和增強(qiáng)鉆井液的懸浮等等幾個方面的措施來減小阻力與扭矩。還要考慮水平井的井眼彎曲、鉆柱結(jié)構(gòu)和鉆進(jìn)參數(shù)等等。
3.做好井眼的凈化工作
在水平井易形成巖屑床，特別是45°至60?的井段，所以要凈化井眼以實現(xiàn)鉆井作業(yè)的順利完成。具體來講要增大排量，保持環(huán)空適當(dāng)?shù)牧魉俜植迹疸@前要充分循環(huán)鉆井液(鉆井液有較好的流變性能，可有效地懸浮和攜帶巖屑)，還要搞好短程起下鉆和分段接力循環(huán)。在井眼的凈化工作中一定要重視鉆井液的性能，以實現(xiàn)水平井的效益提高。
4.做好穩(wěn)定井壁工作
水平井鉆井過程中大井斜井段比較長，地層的層面暴露較大，導(dǎo)致井眼出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，因此，在鉆進(jìn)施工過程中，為了達(dá)到平衡地層的需要，一定要根據(jù)地層的特性來確定合適的比重，防止井壁垮塌，處理好鉆井液，抑制地層和鉆井液之間的化學(xué)作用。
5.加強(qiáng)鉆柱的強(qiáng)度設(shè)計
水平井中對鉆柱強(qiáng)度的要求十分嚴(yán)格，因此，鉆柱的設(shè)計要滿足強(qiáng)度要求，還要滿足井眼軌跡對鉆柱的要求，減少井下接頭數(shù)量。對于井斜大于45度的井，要并考慮簡單實用的原則，盡量減少井下接頭的數(shù)量，井斜超過45°的油井，要使用無磁承壓鉆桿來代替無磁鉆鋌，要注意倒裝鉆具，降低摩阻扭矩，確保鉆具向前推進(jìn)和鉆進(jìn)作業(yè)順利開展。對于水平段較長時要考慮選擇使用高扭矩接頭并加入減摩工具以預(yù)防或減少鉆具事故的發(fā)生。
6.搞好隨鉆測量
隨鉆測量技術(shù)是水平井施工的重要組成部分之一，在水平的施工中，要選擇性能可靠的MWD(MWD即：隨鉆測量Measure While Drilling)或LWD(LWD即：隨鉆錄井Logging While Drilling)測量系統(tǒng)，要完善測量工藝，以提高測量的準(zhǔn)確度，縮短到鉆頭的測量距離，要使用短無磁鉆鋌或者鉆桿、較短的動力鉆具或使用近鉆頭測量系統(tǒng)來提高軌跡的控制精度。
7.做好水平井套管的順利下入
水平井下套管必須考慮三個主要條件：設(shè)備能下入的最大重量，下入重量的摩阻損失和下入重量的機(jī)械損失。機(jī)械損失是指由井下巖屑、坍塌、臺階、壓差、卡鉆、扶正器嵌入地層等引起的重力損失，也能減少套管的下入量，因而，在位移較大的水平井下套管中應(yīng)多方考慮減小下套管的阻力的措施。另外，可考慮使用頂部驅(qū)動系統(tǒng)實現(xiàn)循環(huán)鉆井液、上下活動套管、旋轉(zhuǎn)套管及下壓套管以及漂浮下套管技術(shù)等操作，以利于套管的順利下入。
三、結(jié)束語
綜上所述，水平井的鉆井技術(shù)水平含量較高，能夠數(shù)倍提高油氣的產(chǎn)量，效果突出。但同時也存在施工難度大的特點，只有認(rèn)識和掌握水平井的特殊性才能夠?qū)崿F(xiàn)鉆井效益的最大化。本文從井眼凈化、穩(wěn)定井壁、強(qiáng)化鉆柱強(qiáng)度等七個方面來談如何提高水平井的鉆井水平，希望可以實現(xiàn)水平井的安全快速鉆井。
參考文獻(xiàn)
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