水平井鉆井技術(shù)的瓶頸及發(fā)展方向

梁海濤（鉆探工程公司鉆井工程技術(shù)研究院鉆井工藝研究所，黑龍江 大慶 163000）

水平井在上世界90年代出現(xiàn)并逐漸發(fā)展起來，全國各大油田也在推廣水平鉆井技術(shù)，大慶油田作為國內(nèi)最大的油田，各類技術(shù)一直處于領(lǐng)先水平，水平井技術(shù)也不例外，在大慶油田發(fā)展速度較快，水平井技術(shù)發(fā)展之初期，先后引進(jìn)了一系列國內(nèi)外的先進(jìn)定向儀器，如：有線隨鉆測斜儀等，鉆井設(shè)備在引進(jìn)與自我創(chuàng)新過程中更新?lián)Q代的周期縮短，水平井技術(shù)在這個大背景下得到了迅速的發(fā)展，鉆井?dāng)?shù)每年都能刷新記錄，目前，水平井鉆井技術(shù)中的有些技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平，但有些技術(shù)離實際先進(jìn)水平還有一定差距，需要不斷創(chuàng)新。

1 水平井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展瓶頸

針對不同類型油氣藏地質(zhì)特點，通過調(diào)研、引進(jìn)、配套水平井技術(shù)，加大水平井應(yīng)用力度，逐步形成了適應(yīng)油田地質(zhì)特點的水平井技術(shù)體系，為油氣田開發(fā)提供了技術(shù)支撐。水平井應(yīng)用領(lǐng)域從平原陸相到海相天然氣開發(fā)，涵蓋了油田各種類型油氣藏。水平井鉆井工具在2000年后有了革命性變革，新的定向井鉆具組合的出現(xiàn)，大大提高了鉆井速度，從此造斜、穩(wěn)斜、糾方位等關(guān)鍵技術(shù)可以一次性完成，尤其是單彎螺桿、尺寸穩(wěn)定器的出現(xiàn)，可以實現(xiàn)滑動鉆井與旋轉(zhuǎn)鉆井相結(jié)合的鉆井方式，發(fā)揮了導(dǎo)向鉆井的重要作用，能大幅度提高機(jī)械鉆速，減少起下鉆次數(shù)，降低工人勞動強度，縮短鉆井周期，節(jié)約鉆井成本。截止到2015年5月某鉆井公司已完成水平井2000井次，應(yīng)用井型不斷豐富，包含深層水平井、側(cè)鉆水平井、對接連通水平井、超薄油層水平井、淺層大位移水平井、分支水平井等六種類型，應(yīng)用的規(guī)模不斷擴(kuò)大，水平不斷提高。

水平井在深層井方面還存在一定的技術(shù)瓶頸，存在的主要問題有，對于古老地層，油層埋藏深，巖層硬度強的地層，機(jī)械鉆井速度小，定向鉆井速度慢；有些特殊開發(fā)的井，井眼的設(shè)計比較特殊，井眼軌道控制難度大，例如：某井是特殊構(gòu)造上一口井眼軌跡為開口等邊三角形、內(nèi)切圓弧軌道特殊的深層水平井，其軌跡控制技術(shù)的關(guān)鍵是保持恒裝置角不變，力求狗腿度最小，井眼軌跡最平滑，定向難度大，進(jìn)尺短。

2 水平井鉆井工藝技術(shù)發(fā)展方向

在水平井鉆井工具及技術(shù)快速發(fā)展和定向測量設(shè)備不斷更新的大環(huán)境下，水平井鉆井已經(jīng)成為各大油田重要的技術(shù)手段，其應(yīng)用范圍逐漸拓展，已經(jīng)應(yīng)用到預(yù)探評價、勘探開發(fā)成組油氣藏等方面。石油是不可再生資源，隨時勘探開發(fā)的進(jìn)行，勘探開發(fā)的難度越來越大，當(dāng)今勘探的主要目標(biāo)是老區(qū)剩余油勘探開發(fā)，勘探開發(fā)難度可想而知，這就要求水平井多應(yīng)用于薄差層，這給水平井技術(shù)提出了更高的要求。

2.1 井眼軌跡的控制精度有待提高

為了不斷提高油氣層的鉆遇率，并能夠使鉆頭在油氣層中能夠任意延伸，應(yīng)該大力發(fā)展MWD、LWD測量技術(shù)、地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)等。

2.2 水平井速度需要提高，井型應(yīng)該多樣化

提高水平井的鉆井速度是鉆井技術(shù)人員一直追求的目標(biāo)，水平井技術(shù)在發(fā)展過程中，鉆井速度也得到了不同程度的提升，但是并沒有達(dá)到理想的速度，要想更好的保護(hù)油氣層，鉆井速度還需要進(jìn)一步提升，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)水平，要想不斷提高哦鉆井速度就需要先進(jìn)的配套的鉆井工具和設(shè)備，如：PDC鉆頭、熱穩(wěn)定聚晶金剛石鉆頭、高性能馬達(dá)、頂部驅(qū)動系統(tǒng)等。水平井鉆井技術(shù)在實際應(yīng)用中趨于多樣化，隨著油田的深入開發(fā)，為了提高鉆井效率，降低鉆井成本，顯著增加泄油面積，提高單井產(chǎn)量和油田采收率的目的，勘探開發(fā)的井類也日益多樣化，出現(xiàn)了水平井、大位移井、多目標(biāo)井、多分支井等。

2.3 水平井技術(shù)應(yīng)該更加智能化

水平井技術(shù)的發(fā)展，使得一些井場的戰(zhàn)地面積減少，油氣井周圍的環(huán)境污染更少，鉆井技術(shù)變的更加健康、安全、環(huán)境，鉆井作業(yè)安全性不斷提高。一系列高精尖技術(shù)的出現(xiàn)使鉆井技術(shù)實現(xiàn)了自動化和信息化，如：旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)和自動垂直鉆井系統(tǒng)的應(yīng)用。水平井鉆井液、完井液體系向低密度鉆井液和氣體鉆井轉(zhuǎn)化，應(yīng)用于水平井中的優(yōu)質(zhì)鉆井液、完井液、低密度水泥以及欠平衡鉆井工藝，能夠更好的保護(hù)油氣層。人工智能專家系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)和智能完井工藝使鉆井向智能化方向邁進(jìn)了一步，利用智能完井技術(shù)是建立數(shù)字油田的基礎(chǔ)，可有效地加快數(shù)字油田進(jìn)程，其作用能夠優(yōu)化生產(chǎn)、提高采收率和降低生產(chǎn)成本。

3 結(jié)語

水平井技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)日益成熟，有一些技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)發(fā)達(dá)國家的技術(shù)水平，但仍然有一些技術(shù)需要提高，離世界先進(jìn)水平還有一定差距，此外，隨著油田勘探開發(fā)難度的加大，也需要水平井鉆井技術(shù)不斷完善和提高。有了技術(shù)發(fā)展瓶頸才有可提升的空間，相信在廣大技術(shù)人員的共同努力下，水平井的技術(shù)難題將一一被攻克，水平井技術(shù)將不斷提升，水平井技術(shù)將不斷滿足油田勘探開發(fā)的需要。

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