试论大位移水平井钻井设计与施工

2022-09-11

现阶段, 随着水平钻井技术研究的不断深入, 使得该技术得到了极大的提升。并使水平井的类型越来越丰富, 所涵盖的专业知识也越来越具专业化。在各种不同类型的钻井技术中, 大位移水平钻井技术是最具难度的一种技术。因此, 针对大位移水平钻井设计和施工技术进行研究, 是目前水平井钻井技术中最具关键性的技术研究之一。

1 大位移水平井钻井设计

1.1 钻具的组合设计

在对钻具进行组合设计优化的过程中, 主要目的是为了可以在下钻的过程中有效克服井眼中的摩擦阻力, 使其可以顺利下至井底, 在钻井的过程中可以减少因摩擦产生的阻力, 进而保证钻井施工可以顺利实施。同时为了解决钻压间的传递问题, 可以使用专业的软件来分析不同钻具组合间的压力。以某地区大位移水平井作为研究对象, 在此次钻井设计中利用直径为128.00mm的加重型钻杆倒装进行钻具间的组合;在水平井的后端, 当钻柱因重力不足必须要克服摩擦阻力时, 可在水平井的直井段加一部分钻铤, 针对井斜角在30o以上的井段部位处可以增加钻杆的重量, 从而保证钻压可以顺利传递。若是钻井套管中的摩擦系数为0.25, 那么裸眼中相应的摩擦系数可达0.3, 因此在井口处要增加3柱直径为177.8mm的钻铤, 从而保证进行正常的滑动钻进。

1.2 井眼轨道的设计

大位移水平钻井的最突出特点就是其水平位移较大, 裸眼中的井段较长, 使得在钻井施工过程中套管柱以及钻柱的摩擦阻力较大。目前, 针对常规大位移钻井的井眼轨道设计的案例较多, 因而针对常规大位移井的井眼轨道设计可以参考以往的设计经验。在本次研究过程中, 和以往常规大位移井相比, 因该水平井的靶前位移较小, 因此采用悬链线轨道设计的方式无法将优势完全显现出来, 因而采用了单增、增曲率以及降曲率三种不同的剖面类型对轨道进行了设计。

2 优化大位移水平井钻井施工的策略研究

2.1 在大位移水平井钻井施工中应用先进理论知识

井眼的轨迹控制以及井深的剖面设计等技术都是大位移水平井钻井技术中的先进性理论。针对大位移水平井钻井技术而言, 不能仅仅停留在技术的表面, 要将研究出的先进的理论成果应用到水平井设计的具体过程中。同时要采用先进的理论技术经验应用到实际的施工过程中, 采用优质的钻井液以及钻井系统, 大幅度提升大位移水平井钻井施工技术, 进而有效地实现对轨迹的精确控制计算。摩擦阻力是在优化大位移水平井建设过程中的最大难点, 针对摩擦阻力的研究虽然已经取得了一定的成绩, 但是这项技术在实际运用过程中的状况却并不理想。因此, 为了有效解决摩擦阻力对钻井施工带来的影响, 要充分运用大位移水平井钻井施工中的相应理论知识。

2.2 在大位移水平井钻井施工中综合应用多项技术

在大斜度水平井固井技术中其最大倾斜度有时可达87度, 因此应用该技术可以有效起到固井的效果。为了在钻井施工过程中建造出更加牢靠的井身, 采用了水平井裸眼砾石充填完井技术。大位移井在建设过程中, 摩擦阻力控制是整个施工的核心工作, 采用扭矩摩擦阻力来计算大位移水平井中的阻力, 可以良好地实现水平井钻井施工的准确操作。

2.3 优化大位移水平井钻井施工工艺

为了在施工过程中保证钻压的顺利传递, 可以采用调配钻具组合的方式来进行施工, 在水平井的直井段采用钻铤, 逐渐增加钻杆的重量;同时要优选钻井施工中使用的润滑剂, 从而有效降低施工过程中的摩擦系数;及时调整好滑动钻井以及复合钻井的比例, 进而确保井眼中轨迹的平滑程度;可利用划眼措施来及时修正已经被施工的井眼, 并利用顶驱的旋转方式以此来减少在钻井过程中对井壁所造成的破坏;并配合倒划眼、通井以及调整排量技术来不断优化施工工艺。

2.4 保证井眼轨迹的有效控制

在水平井钻井施工过程中, 为了保证井眼轨迹的有效控制, 并强化对LWD仪器测量的实时性以及准确性的控制, 进而可以实时跟踪分析在钻井施工过程中地层的实际状况, 可以采用测量盲区井眼轨迹的方式来有效预测并改进钻井过程中的施工工艺, 并通过及时调整钻井的方式有效实现对长段水平井眼轨迹的控制。

3 结语

综上所述, 大位移水平钻井技术是目前海上油田勘探的有效手段之一。随着大位移水平钻井技术的不断优化, 针对高效益、大规模建造大位移水平钻井具有非常重要的意义。优化大位移水平井钻井设计与施工技术可以有效解决原有顶层部分大量剩余油开发不出来的难题, 同时也可增加我国的资源来源, 对提高我国经济健康、可持续性发展具有一定的参考价值。相信随着我国大位移水平井技术的深入研究, 我国的钻井技术一定会有突破性的进展, 最终有效促进我国经济的迅猛发展。

摘要：伴随着人们对资源总量需求的不断扩大, 致使人们对水平井钻井设计和施工的要求也越来越高。虽然水平井钻井技术作为一项常规技术被应用在不同类型的油气藏中, 但是也无法满足人类发展的需求, 而且需要我们开发出更加先进的技术。因此, 为了充分满足现代经济发展对水平井钻井技术的总体要求, 本篇文章主要对大位移水平井钻井设计与施工技术进行了分析, 从而有效促进该项技术的不断发展和完善。

关键词：大位移水平井,设计,施工