水平井安全鉆井技術論文

　　水平井開發(fā)作為一種提高單井產量和油氣田綜合開發(fā)效益的有效手段，越來越受到人們的重視，下面是小編精心推薦的水平井安全鉆井技術論文，希望你能有所感觸!

　　水平井安全鉆井技術論文篇一

　　水平井安全鉆井技術研究

　　【摘要】隨著科學技術的不斷發(fā)展，水平井鉆井技術越來越成熟，對于油氣田提高單井產量和原油采收率，降低開發(fā)生產成本，水平井技術更加廣泛地用于開發(fā)各種油氣藏，并先后取得了顯著的經濟效果，但是在水平井安全鉆井發(fā)面還存在一些問題，本文闡述了安全鉆井技術的重要性，并結合實際情況，并對水平井清砂技術、潤滑技術和鉆頭優(yōu)選方面進行研究。

　　【關鍵詞】水平井 安全鉆井 清砂技術 潤滑技術 鉆頭

　　1 安全鉆井技術的重要性

　　水平井開發(fā)作為一種提高單井產量和油氣田綜合開發(fā)效益的有效手段，越來越受到人們的重視，實踐表明，水平井技術在低滲透油氣藏的開發(fā)中，可以增加泄油(氣)面積，有利于提高產量，減少生產井數，降低鉆井成本，是提高氣田單井產能及油藏采收率的有效方法，該技術的成功應用對油氣田的發(fā)展具有重要意義。深井小井眼、長水平段鉆井是一項風險很大的工程，存在著大量的模糊性、隨機性和不確定性問題。由于對鉆井過程中的客觀情況認識不清楚或主觀意識的決策失誤，往往會發(fā)生許多復雜情況甚至造成嚴重的井下事故，輕者耗費大量的人力物力和時間，重者導致全井的報廢[1]。本文針對小井眼、長水平段水平井鉆井速度慢、鉆井周期長及井下復雜等問題，開展水平井清砂、潤滑和鉆井參數優(yōu)選等技術研究;對確保井下安全和鉆井提速具有重要的指導和借鑒意義。

　　2 水平井清砂技術研究

　　2.1 主要研究內容及技術難點分析

　　水平井與直井相比，井下情況要復雜得多，不僅要穩(wěn)定井斜和井眼方位，還要處理由重力作用、摩擦力、巖屑沉降等諸因素而涉及到其他一系列問題，從而使水平井的安全鉆進與直井相比有著很大的不同。在水平井中，由于重力的作用，井斜角超過30°以后的井段內，巖屑就會逐漸沉降到下井壁，形成巖屑床，鉆井液攜砂性能好、懸浮能力強，則形成巖屑床所需時間長，反之，則形成巖屑床所需時間就短?，F場實踐發(fā)現，巖屑床在井斜角為30°到60°之間的井段內，是不穩(wěn)定的，也是較危險的，當沉積到一定厚度后，巖屑床會整體下滑從而造成沉砂卡鉆。2.2 擬采取的具體技術方案

　　只有將小井眼、長水平段的清砂工作做好了，鉆柱才能夠順利的起下，同時也確保了完井管柱的順利下入。井斜超過45°要進行短起下鉆清砂工作。通過定期的短起下鉆，破壞下井壁的巖屑床，借助泥漿上返出井筒。根據大量實踐經驗證實巖屑床形成和攜砂最難的井段為井斜48～70°，水平段由于攜砂阻力小，不易形成巖屑床。鉆進中發(fā)現扭矩增加不正常，就要查明原因，如無其他原因，說明已經形成巖屑床;在每次接單根或每次起下鉆時，都要記錄鉆柱的摩擦阻力以及轉盤扭矩，發(fā)現摩擦阻力增加，說明井下已經存在巖屑床，就要采用短程起下鉆和分段循環(huán)的辦法清除巖屑床。發(fā)生沉砂卡鉆后，忌諱硬提解卡，最好的處理方法是接上方鉆桿[2]，大排量循環(huán)，進行倒劃眼。2.3 預期達到的技術目標

　　通過加強小井眼、長水平段井段的清砂研究，可以使該井段處于一種相對干凈的狀態(tài);從而避免了沉砂卡鉆等類似事故的發(fā)生，降低了轉盤扭矩和起下鉆摩阻，提高了井下安全性。

　　3 水平井潤滑技術研究

　　3.1 主要研究內容及技術難點分析

　　在水平井中，隨著井斜角的增大，鉆具作用于井壁的側向力也隨之增大，水平井本身的特點就決定了在水平井鉆進中易發(fā)生粘附卡鉆，加鉆壓困難。如果鉆井液潤滑性不好，就會使這些情況更加復雜化，因此，搞好鉆井液的潤滑性十分重要。加入潤滑劑可以降低濾餅摩擦系數，降低濾餅摩擦系數的方法之一是通過添加固體潤滑劑和液體潤滑劑。為了搞好鉆井液潤滑性，通常是加入液體和固體組合的潤滑劑，也可只加入單一的液體潤滑劑。不論采取哪種方式，都要保持潤滑劑在鉆井液中的含量，才能有效降低摩阻[3]。水平井要求鉆井液濾餅摩擦系數小于0.10。小井眼、長水平段水平井在潤滑方面主要存在以下一些難點：

　　(1)由于受到成本的制約，往往會出現潤滑劑加量的不足;

　　(2)在某些特殊情況下，潤滑劑的選擇不合適、質量存在問題也會導致鉆井液的潤滑性不足;

　　(3)鉆井液含沙量的增加、固控設備使用不到位會嚴重影響鉆井液的潤滑性。3.2 擬采取的具體技術方案

　　根據鉆井液的體系及相應的地層情況，選擇相應的固體潤滑劑和液體潤滑劑;并對所加入的潤滑劑的效果進行評估。由于長水平段水平井井斜大，水平段巖屑攜帶到48～70°井段，在鉆井液潤滑不佳的情況下，故形成粘卡的機率很大，同時應采用的措施有：

　　(1)簡化鉆具組合，減少鉆具向下的阻力，盡可能減少鉆具與井壁的接觸面積。用加重鉆桿代替鉆鋌，用無磁抗壓縮鉆桿代替無磁鉆鋌，用欠尺寸穩(wěn)定器代替足尺寸的穩(wěn)定器，減少下部穩(wěn)定器數量，降低鉆具剛性。

　　(2)短起下鉆，如井斜超過50°開始定期短起下鉆。

　　(3)為了防止粘卡，造斜時，每鉆進一段時間要大幅度活動鉆具一次。

　　(4)用18°錐度鉆桿打斜井段，防止直臺階鉆桿吃入地層而容易形成鍵槽。3.3 預期達到的技術目標

　　通過加強小井眼、長水平段井段的鉆井液潤滑研究，可以使該井的鉆井液的潤滑性處于一種良好狀態(tài);從而避免粘吸卡鉆等類似事故的發(fā)生，降低了轉盤扭矩和起下鉆摩阻，提高了井下安全性。

　　4 水平井鉆頭優(yōu)選技術研究

　　4.1 主要研究內容及技術難點分析

　　鉆頭在油氣井鉆井中起著很重要的作用，它是形成油氣通道的重要工具。鉆井實踐表明，鉆頭的使用效果如何，對一口井的鉆井周期等效益指標影響很大。而鉆頭的使用效果又首先取決于鉆頭類型選擇得是否合理，就目前技術而言，鉆頭選型合理與否主要看地層與鉆頭是否相互匹配。因為不同的地層，巖性不同，破碎機理也不完全相同，各類鉆頭是根據破碎不同巖石的需要設計的，因而也就產生了地層與鉆頭相互匹配的問題。4.2 擬采取的具體技術方案

　　改進鉆頭設計，加強鉆頭合理選型，鉆頭作為直接破碎巖石的關鍵工具，對大直徑井眼的機械鉆速具有至關重要的影響。合理選擇和使用與地層相適應，性能優(yōu)良的鉆頭也是提高大直徑井眼機械鉆速的重要途徑。目前大尺寸牙輪鉆頭品種少，在使用過程中存在鉆頭對地層的針對性不強[4]。齒面結構與井底破巖的要求不相適應、水力結構與井底清洗的要求不相適應的問題。因此，應針對地層巖性特點，改進鉆頭齒面結構和水力結構，研制新型鉆頭，提高鉆頭質量，以及強化鉆頭使用措施。

　　4.3 預期達到的技術目標

　　通過從巖性出發(fā)尋求與地層巖石相匹配的鉆頭，以及從該地區(qū)已鉆的鉆頭資料入手，通過大量的實鉆數據，運用統(tǒng)計方法優(yōu)選鉆頭從而達到提高機械鉆速，降低鉆井成本的目的。

　　參考文獻

　　[1] 許磊.地質導向技術的應用方法[A].錄井技術文集[C].石油工業(yè)出版社，2002

　　[2] 時鵬程.MWD與LWD組合技術及應用實踐[A].錄井技術文集[C].石油工業(yè)出版社，2002

　　[3] 楊小遠.快速拉格朗日元方法在井壁穩(wěn)定中的應用[J].石油大學學報(自然科學版)，1997，21(4)

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