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1、水平井鉆井技術(shù)難點(diǎn)分析 與優(yōu)化設(shè)計(jì)楊衍云目錄概況水平井技術(shù)難點(diǎn)分析水平井優(yōu)化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)例結(jié)論定向困難一、概況隨著勝利油田勘探開發(fā)的需要，以及鉆井工藝、鉆井工具、裝備等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，水平井技術(shù)的應(yīng)用越來越多，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2009年共鉆水平井650余口，其中水平位移大于1000m的井有31口。但由于水平井具有大斜度、大位移、多目標(biāo)等特點(diǎn)，對鉆井中靶精度要求高，而且水平井段橫穿油層，造成大段懸空裸眼井段，井漏、井塌更為普遍，使得鉆井施工難度大，周期長，成本高。目錄概況水平井技術(shù)難點(diǎn)分析水平井優(yōu)化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)例結(jié)論進(jìn)尺緩慢二、水平井鉆井技術(shù)難點(diǎn)軌跡控制難保證固井質(zhì)量難井眼穩(wěn)定與防卡難井眼清潔難摩阻
2、扭矩大，鉆壓傳輸困難二、水平井鉆井技術(shù)難點(diǎn)首先，水平井中靶要求高水平井靶體通常是三維靶體，要求實(shí)鉆軌跡點(diǎn)在進(jìn)入目標(biāo)窗口平面后每一個點(diǎn)都在靶體所限制的范圍內(nèi)，防止在鉆進(jìn)水平段的過程中鉆頭穿出靶體造成脫靶。其次，由于水平井水平段長，隨著斜井段的延伸，井眼摩阻隨之增加，使得鉆具在井眼中的轉(zhuǎn)動困難，從而加大了工具面角擺放的難度。第三，由于地質(zhì)不確定性、工具造斜能力不確定性及測量信息滯后等客觀因素的存在，使水平井由造斜點(diǎn)開始到鉆至A靶的增斜井段控制和水平井段控制難度較大。1.軌跡控制難鉆井過程中，鉆具與井壁之間的摩擦阻力主要由鉆柱的軸向摩擦阻力及周向摩擦扭矩所組成。鉆水平井所需的鉆柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，下
3、部鉆具結(jié)構(gòu)剛性強(qiáng)，外徑大，在水平井段由于鉆柱重力作用，使鉆柱貼于下井壁，鉆井液紊流受到影響，返砂效果差，而且油層井段一般地層孔隙度大，砂層居多，巖石膠結(jié)性差，易形成砂橋，嚴(yán)重影響鉆柱的上提下放。2.摩阻扭矩大，鉆壓傳輸困難二、水平井鉆井技術(shù)難點(diǎn)在穩(wěn)斜段和水平井段，由于重力作用，鉆具在井眼中靠向下井壁，使鉆具周圍間隙寬窄變化明顯，造成井眼中寬間隙處流速大，窄間隙處流速小，剪切速率增大，使巖屑易沉向下井壁且不易清除，形成巖屑床。同一井眼，在相同排量下，不同井段的環(huán)空鉆井液處于不同的流動狀態(tài)。井眼下部，巖屑一般處于均勻分布狀態(tài)；而井眼中部，鉆井液的攜巖能力也明顯變小。3.井眼清潔難二、水平井
4、鉆井技術(shù)難點(diǎn)水平井段橫穿油層，造成大段懸空裸眼井段，暴露在鉆井液的面積大大增加，侵入地層的濾液量增加，極易引起井壁坍塌。由于水平井井斜大、水平段長，隨井深增加鉆具與井壁接觸面積也隨之增加，鉆具作用于井壁的側(cè)壓力隨之增加，故極易發(fā)生粘附卡鉆；同時由于水平井造斜、增斜、穩(wěn)斜和扭方位等工序復(fù)雜，全角變化率較大，起鉆過程中易形成鍵槽而發(fā)生鍵槽卡鉆。4.井眼穩(wěn)定與防卡二、水平井鉆井技術(shù)難點(diǎn)水平井固井需要解決的突出問題表現(xiàn)在2個方面：5.固井質(zhì)量難以保證一是如何確保有足夠強(qiáng)度的套管柱能夠克服阻力順利下至設(shè)計(jì)位置一是在大斜度井段及水平井段套管居中與能否完全充填水泥漿二、水平井鉆井技術(shù)難點(diǎn)目錄概況水平
5、井技術(shù)難點(diǎn)分析水平井優(yōu)化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)例結(jié)論三、水平井優(yōu)化設(shè)計(jì)①直-增-穩(wěn)（平）②直-增-穩(wěn)-增-平③直-增-穩(wěn)-增-穩(wěn)-增-平井眼軌道設(shè)計(jì)目的降低井眼軌跡控制的難度，充分發(fā)揮滑動鉆進(jìn)和復(fù)合鉆進(jìn)的技術(shù)優(yōu)勢，提高鉆速，為鉆出平滑規(guī)則的井眼提供保障。多數(shù)造斜工具的造斜特性不可能保持非常穩(wěn)定，常常產(chǎn)生一定程度的偏差通過調(diào)整穩(wěn)斜段的造斜率和段長，彌補(bǔ)鉆具造斜能力的偏差防止穩(wěn)斜段過長，造成現(xiàn)場井眼控制困難及井眼清潔效果差1.井眼軌道剖面類型優(yōu)化（一）井眼軌道設(shè)計(jì)定向困難三、水平井優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼曲率過小，使造斜井段的鉆進(jìn)時間太長，穩(wěn)斜段太短，調(diào)整方位的回旋余地太小。井眼曲率過大，鉆具偏磨嚴(yán)重、摩擦阻力增
6、加、起下鉆困難、容易磨出鍵槽而造成卡鉆事故、對井下儀器不安全、后期作業(yè)造成困難。設(shè)計(jì)根據(jù)井口坐標(biāo)和靶點(diǎn)參數(shù)，確定造斜率?，F(xiàn)場施工時，考慮到造斜工具造斜特性的不穩(wěn)定性，選擇工具的理論造斜率應(yīng)該比設(shè)計(jì)造斜率高10%～20%。2.井眼曲率優(yōu)化定向困難水平井優(yōu)化設(shè)計(jì)直井段在水平井施工中，直井段的核心任務(wù)是防斜，其質(zhì)量將關(guān)系到定向時方位的調(diào)整。為了直井段能盡量打直，應(yīng)采用適合地區(qū)特點(diǎn)的鉆具組合，直井段常用的防斜鉆具組合是鐘擺鉆具和塔式鉆具。一般311.2mm井眼采用常規(guī)大尺寸塔式鉆具組合，215.9mm井眼采用常規(guī)雙扶剛性鐘擺鉆具組合或177.8mm鉆鋌的大鐘擺鉆具組合。這兩類鉆具組合既有利于控
7、制井斜，又有利于解放鉆壓，鉆壓可加到120～140kN，可有效提高直井段的機(jī)械鉆速。（二）鉆具組合優(yōu)化三、水平井優(yōu)化設(shè)計(jì)造斜段及水平段為減小斜井段鉆具摩阻，使用柔性斜坡鉆桿優(yōu)化鉆具組合，同時采用加重鉆桿代替鉆鋌，盡量簡化鉆具結(jié)構(gòu)，減輕下部鉆具重量，確保井底獲得足夠的鉆壓，減少粘卡的機(jī)會。使用LWD隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)，隨鉆測量自然伽馬、電阻率曲線。根據(jù)隨鉆測井，確定目的層頂界深度，跟蹤調(diào)整井眼軌跡，根據(jù)實(shí)際情況采用滑動鉆進(jìn)和復(fù)合鉆進(jìn)兩種方式施工，隨
