淺議水平井鉆井工程設(shè)計(jì)和施工技術(shù)

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1、淺議水平井鉆井工程設(shè)計(jì)和施工技術(shù)　　摘要：在石油的開(kāi)采中,水平井技術(shù)已經(jīng)成為各類油氣開(kāi)發(fā)的主要方式。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,水平井綜合能力增加,促進(jìn)了水平井技術(shù)的不斷更新,在油田的開(kāi)發(fā)中逐漸占據(jù)了重要的地位,提高鉆井的速度能夠有效的節(jié)約成本、提高生產(chǎn)效率,為以后的油田開(kāi)發(fā)提供更多的有利條件。本文主要對(duì)水平井鉆井工程的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞：采收率；水平井；鉆井技術(shù)；油氣田中圖分類號(hào)：TE242文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A引言油氣田的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，水平井的鉆井技術(shù)能夠數(shù)倍提高油氣的產(chǎn)量，效果突出。因此，在油田開(kāi)采建設(shè)中，水平井鉆井

2、技術(shù)得以迅猛發(fā)展，施工技術(shù)水平也日漸成熟和完善，在很大程度上已成為油田高效勘探開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一。在薄油氣田和淺層油田的開(kāi)發(fā)建設(shè)上，水平井鉆井技術(shù)可以大大提高油井產(chǎn)量，提高油田的采收優(yōu)率，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。一、水平井采收率的影響因素分析7實(shí)踐生產(chǎn)過(guò)程中，影響水平井油氣產(chǎn)能的因素有很多，包括各種確定性因素和不確定性因素。實(shí)際研究中，我們利用物理原理，結(jié)合數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行單一變量研究，建立水平井采收率和各影響因素的關(guān)系，下面重點(diǎn)闡述氣層厚度、井段長(zhǎng)度、各向異性、水平井在油氣藏中的位置及地層損害對(duì)采收率的影響：1、氣層厚度

3、對(duì)采收率的影響通過(guò)研究，我們發(fā)現(xiàn)在各向異性比為1，地層損害忽略不計(jì)，同時(shí)氣體性質(zhì)和地層溫度都相同的情況下，水平井采收率與氣層厚度成反比例關(guān)系，即氣層厚度減小時(shí)，采收率增加。反之亦然。研究表明，宜選擇氣層厚度相對(duì)較小的水平井進(jìn)行天然氣的開(kāi)采。2、井段長(zhǎng)度對(duì)采收率的影響水平井采收率與井段長(zhǎng)度成正比，產(chǎn)量隨井段長(zhǎng)度的增大而增加。所以水平井通常比垂直井的采收率要高。3、各向異性對(duì)采收率的影響各向異性表現(xiàn)在水平和垂直方向滲透率不相等。研究發(fā)現(xiàn)，水平井采收率各向異性比（水平滲透率與垂直滲透率之比）成反比，即隨著各向異性比增加，油氣

4、藏垂直方向滲透率減小，采收率隨之減小。所以垂直裂縫油氣藏用水平井開(kāi)采的效果相對(duì)于垂直井開(kāi)采較好。4、水平井在油氣藏中的位置及地層損害對(duì)采收率的影響7水平井位置影響采收率的實(shí)質(zhì)是偏心距（水平井與井中心距離），呈“倒U”趨勢(shì)，當(dāng)水平井位于氣井中部時(shí)，有最大采收率。同時(shí)，當(dāng)水平井長(zhǎng)度一定時(shí)，隨地層損害程度的增加，采收率降低，應(yīng)注重儲(chǔ)層保護(hù)，避免過(guò)度損失。二、水平井鉆井技術(shù)1、分支井鉆井技術(shù)分支水平井包括一個(gè)主井眼和兩個(gè)或兩個(gè)以上的分井眼,可以在多個(gè)油層中同時(shí)使用。在目前的分支水平井中主要有新鉆分支水平井和側(cè)鉆分支水平井。按照

5、井眼分布方向可分為歐翅式分支水平井、魚(yú)骨式分支水平井、音又式分支水平井等。2、套管鉆井技術(shù)套管鉆井技術(shù)是指利用套管使用機(jī)械的能量和水能量輸送到井下,在井下的鉆具進(jìn)行組合并與套管相連接,在進(jìn)行鉆井的同時(shí)使套管逐漸下降,在鉆井任務(wù)完成后套管并不脫離鉆井,而是留在井中對(duì)井壁進(jìn)行加固。套管鉆井技術(shù)的采用是結(jié)合鉆井和下套管的方式進(jìn)行的。在套管中直接將鉆頭取下,代替常規(guī)技術(shù)中的起下鉆和下套管作業(yè),節(jié)約投資,縮短了鉆井時(shí)間。3、連續(xù)油管鉆井技術(shù)7連續(xù)油管鉆井技術(shù)在使用時(shí)需要結(jié)合地質(zhì)導(dǎo)向、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向、平衡技術(shù)等進(jìn)行工作。在水平鉆井之中占

6、有很大的優(yōu)勢(shì)。但是,由于國(guó)內(nèi)的技術(shù)和設(shè)備還不夠完善,使得該技術(shù)并沒(méi)有廣泛的應(yīng)用。4、欠平衡鉆井技術(shù)欠平衡鉆井技術(shù)是指在井內(nèi)的流體的流力低于地面的壓力時(shí)采用的鉆井技術(shù)。在進(jìn)行鉆井的過(guò)程中地層表面的流體會(huì)進(jìn)入鉆井所在的空間內(nèi),循環(huán)出井。欠平衡鉆井有利于在開(kāi)發(fā)過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)低壓儲(chǔ)層,減少對(duì)于儲(chǔ)層內(nèi)資源的破壞。在采用此種技術(shù)時(shí),機(jī)械的鉆速相對(duì)較高,鉆井時(shí)間和費(fèi)用相對(duì)減少。水平鉆井的效率也相對(duì)較高。三、水平井鉆井技術(shù)提高措施1、做好水平井的剖面設(shè)計(jì)，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(jì)是否科學(xué)。一般來(lái)講，水平井的剖

7、面有3種。一種是造斜率30度/30m的短半徑（短半徑剖面中產(chǎn)生的扭矩是最低的，同時(shí)摩阻最大，加劇鉆桿和套管的磨損）。經(jīng)過(guò)對(duì)上述三種剖面的分析，水平井的剖面一般介于中長(zhǎng)半徑之間，采用常規(guī)的彎殼動(dòng)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(xiǎn)系數(shù)不大。對(duì)于水平井剖面的設(shè)計(jì)要注意，一是工程上要容易實(shí)現(xiàn)，一般可采用常規(guī)螺桿與無(wú)線隨鉆跟蹤進(jìn)行實(shí)施，這樣避免井下產(chǎn)生鍵槽，也不至于磨損套管，同時(shí)軌跡的控制難度系數(shù)??；二是水平井的剖面設(shè)計(jì)要按懸鏈線設(shè)計(jì)，以實(shí)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

8、的摩阻和扭矩7水平井大井斜井段較長(zhǎng)，鉆進(jìn)時(shí)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(huì)出現(xiàn)鉆具在上提下放乃至于旋轉(zhuǎn)時(shí)表現(xiàn)出較大的阻力和扭矩，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，要充分考慮影響阻力和扭矩的因素。在水平井的實(shí)際施工過(guò)程中，要采取選擇最優(yōu)的井身剖面、攜帶與潤(rùn)滑性能和增強(qiáng)鉆井液的懸浮等等幾個(gè)方面的措施來(lái)減小阻力與