[工艺技术]超低渗浅层油藏水平井钻井技术难点分析

本文发表于《中国化工贸易·中旬刊》 2020年7期

摘 要：针对超低渗浅层油藏水平井钻井技术问题，本次研究结合我国超低渗浅层油藏水平井钻井技术现状，首先对该种水平井钻井技术中的难点问题进行全面的分析，在此基础上，提出这些难点问题的解决措施，为保障超低渗浅层油藏水平井钻井作业的顺利进行奠定基础。研究表明：受到油层埋深相对较浅、地面限制因素相对较多以及上部井段距离相对较短等因素的影响，使得超低渗浅层油藏水平井钻井作业的难度相对较大，因此，相关企业需要从压裂一体化设计、井身结构优化、井眼轨道优化、钻井液优化设计以及钻井加压技术等角度入手，分别采取多项有效措施，保障超低渗浅层油藏水平井钻井作业的顺利进行。

关键词：超低渗浅层油藏;水平井;钻井技术;难点问题;对策研究

我国的部分油藏属于超低渗浅层油藏，对该种类型油藏进行水平井钻井作业的过程中，受到各种因素的影响，钻井作业的难度相对较大，同时，在进行实际钻井作业的过程中还容易出现各种类型的问题，这些问题的出现对于超低渗浅层油藏的开发十分不利[1]。在另一方面，传统的水平井作业技术在超低渗浅层油藏之中无法得到成功的使用。针对此问题，本次研究主要是对超低渗浅层油藏水平井钻井作业过程中的难点问题进行全面的分析，并提出有效的解决措施，为保障超低渗浅层油藏水平井钻井作业的顺利开展奠定基础。

1 超低渗浅层油藏水平井钻井技术难点分析

在对超低渗浅层油藏进行水平井钻井作业的过程中，所面临的难点问题主要可以分为三种类型，首先，该种类型的油藏具有低渗以及超低渗的基本特征，如果不对油层进行压裂作业，则油藏基本不会有产能，油藏的埋深相对较浅，在进行钻井作业的过程中，覆盖层位置处的垂直压力相对较低，垂直的压力基本都会小于最小的主应力，在进行压裂作业以后，会产生大量的缝隙，如果使用传统的水平井钻井技术进行作业，缝隙之间会产生严重的干扰，此时将无法从立体空间中对油层进行充分的利用，由此可见，使用传统的钻井技术可能会导致油藏的生产效率严重下降[2]。其次，在进行钻井作业的过程中，地面上的限制性因素相对较多，由于地面上存在大量的村庄以及道路，所以大量的资源将无法得到高效的应用，在进行水平井钻井作业的过程中，对水平段位移的要求相对较高，如果水平段的位移小于850m，此时的井网布置以及油藏的动用都会出现很大的问题，进行水平井钻井作业的过程中，对于位垂比的要求相对较高，同时，在进行钻井作业施工的过程中，相关设备必须具有很高的压力传统效率，由此可见，对于超低渗浅层油藏进行水平井钻井作业的过程中，受到地面上限制性因素的影响，钻井作业的难度提升，对设备的要求也相对较高。最后，对于常规的水平井钻井作业而言，其钻井作业的主要动力来源于钻具的自重，对于超低渗浅层油藏而言，由于埋深相对较浅，所以可以利用的上部井段相对较小，钻井作业的试压过程相对较为困难，所以钻井作业的效率相对较低[3]。通过以上分析可以发现，在对超低渗浅层油藏进行钻井作业的过程中，如果克服缝隙之间的干扰问题以及钻井作业的施压问题是面临的重大困难。

2 超低渗浅层油藏水平井钻井技术难点对策研究

2.1 压裂一体化设计

对超低渗浅层油藏进行全面的分析可以发现，油藏的垂直压力相对较小，地层中的裂缝主要以水平裂缝为主，在使用常规水平井钻井技术的过程中，会产生严重的缝隙干扰问题，进行单段压裂的难度也会增加，针对这一系列的问题，相关单位首先需要遵循压裂一体化的基本理念，采用弓型的水平井设计方法，在进行钻井作业的过程中，将钻井技术与缝隙的压裂技术相互结合，全面增强油藏的动用水平。

2.2 井身结构优化

井身结构设计对于水平井钻井作业而言也十分重要，不但会影响钻井作业的效率，还会影响钻井作业的安全，如果井身结构设计合理，可以很好的避免出现漏、喷以及塌等问题，进而使得钻井作业所需要的费用大幅降低，钻井作业的周期缩短。在对超低渗浅层油藏进行水平井钻井作业的过程中，由于地层相对较为简单，岩性相对较为稳定，所以可以引入二开结构的基本方法，以此防止在钻井作业过程中出现安全问题，同时，该种井身设计方法的成本相对较低。在使用二开结构设计方法的过程中，需要使用不同直径的钻头，以此保证井眼位置处的直径大于直井段位置处的直径，通过该种方式可以降低钻井作业过程中的摩阻。

2.3 井眼轨道优化

在上文分析中已经指出，在对浅层的水平井进行钻井作业的过程中，施压困哪是其面临的重大问题，在试压困难的前提下，下套管作业的风险也会大幅提升，在另一方面，受到井身结构的影响，会使得钻井作业过程中的摩阻不断的提升，因此，在对井眼轨迹进行设计的过程中，需要降低造斜点的位置，以此保障在直井段位置处的加重效果得到提升。在井眼轨道设计的过程中，如果水平井垂直深度相对较大，靶前的距离相对较为充足，则工作人员可以使用双增剖面的设计方法，进而可以使得稳斜角增加，稳斜段的距离也可以得到增加，此时斜井段位置处的位移就可以得到一定程度的增大。如果靶前距离相对较为充足，但是垂直深度相对较小，则可以采用单圆弧扩大探顶的设计方法，进而降低钻井作业过程中的摩阻，通过该种方法还可以给钻井轨迹的调整留出一定的余地，提高钻井作业的效率，防止出现钻井作业风险问题。如果靶前的距离相对较小，垂直深度也相对较小，则工作人员可以直接使用单圆弧的设计方法，此时可以确保直井段的有效长度，同时还可以增加钻井的加压效果。

2.4 钻井液优化设计

对于超低渗浅层油藏而言，其油藏的埋深相对较浅，地层的结构相对较为简单，对钻井液性能的要求相对较低，对钻井液进行优化设计的主要目的在于提高钻井液的性能，降低钻井液的使用成本。对于直井段而言，由于地层的结构相对较为简单，所以需要尽可能的提高钻井速度，钻井液的性能并不需要进行较大的改进，一般情况下，直井段使用钠膨胀土类型的钻井液即可;对于斜井段而言，在提高钻井液的流动性能的同时，还需要尽可能的提高钻井液携带泥沙的能力，同时还需要保障井壁的稳定性，因此，在钻井液中需要加入一定量的滤失剂以及防塌剂，以此确保钻井液可以满足使用的基本要求;对于水平段而言，在提高钻井液自身润滑性能的同时，还需要具备油气资源保护的功能，为了提高原油的开采效率，可以在钻井液中加入一定量的减阻剂。通过对钻井液体系进行全面的优化，不但可以提高钻井作业的速度，还可以防止出现风险问题。

2.5 钻井加压技术

对于超低渗浅层油藏而言，如果使用常规的钻具进行钻井作業，在水平段位置处非常容易出现无法钻进的问题，如果使用倒装钻具的方式，即使使用的是加重的钻杆，钻井作业的效率仍然相对较低，针对此问题，在使用倒装钻具的前提下，相关企业需要引入加强型的倒装钻具，在进行直井段钻井作业的过程中，对钻铤进行加压，在直井段与造斜段的交叉位置处，对钻杆进行加压，通过该种方式可以使得钻具的加重效果得到明显的提升，有效的提高钻井作业的效率。

3 结论

通过本次研究可以发现，我国的部分油藏属于超低渗浅层油藏，在对该种类型油藏进行水平井钻井作业的技术难度相对较大，这主要是油藏深度较小、地面限制性因素相对较多等原因引起，因此，相关企业需要采用压裂一体化设计、井身结构优化、井眼轨道优化、钻井液优化设计以及钻井加压技术等方法，解决该种类型油藏的水平井钻井作业问题。

参考文献：

[1]李伟峰，于小龙.延长东部超浅层大位移水平井钻井技术难点与对策[J].非常规油气，2017，04（01）：100-103.

[2]高立军.大庆葡萄花油田超浅层水平井钻井技术[J].西部探矿工程，2016，28（12）：5-7.

[3]邓红琳，王锦昌.超浅层大位移水平井钻完井技术[J].特种油气藏，2014，21（03）：142-144.

作者简介：

王克伟（1977- ），男，河南禹州人，工程师，主要负责钻井队项目管理及运行工作。

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2021/12/25