薄油層多分支水平井鉆井技術(shù)難點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)分析

陳婷婷

摘要：鉆井技術(shù)是石油天然氣勘探生產(chǎn)中非常重要的環(huán)節(jié)。隨著石油和天然氣資源勘探的深入，鉆探成本占勘探和開發(fā)總投資的比例更高。隨著近年來(lái)鉆井工藝的不斷進(jìn)步，相應(yīng)的鉆井設(shè)備和工具也在不斷的更新?lián)Q代，以便能更好的適應(yīng)新時(shí)期的鉆井工藝技術(shù)要求。20世紀(jì)50年代，石油鉆井技術(shù)從傳統(tǒng)的依靠鉆井經(jīng)驗(yàn)逐漸步入科學(xué)鉆井時(shí)期。近年來(lái)，隨著在鉆井過(guò)程中使用各種先進(jìn)工具，使鉆井工程向信息化和智能化的方向又邁進(jìn)了一大步。薄油層多分支水平井鉆井技術(shù)得到了足夠的重視和發(fā)展，因?yàn)樗骄梢杂行У財(cái)U(kuò)大油氣藏的暴露面積，不僅能提高油井產(chǎn)量，還能極大的提高采收率。

關(guān)鍵詞：薄油層;多分支水平井;鉆井技術(shù);分析與研究

我國(guó)油田經(jīng)過(guò)多年的勘探開發(fā)，大部分已處于開發(fā)中后期，利用水平井等先進(jìn)鉆井技術(shù)提高采收率是目前有效的鉆井技術(shù)之一。其技術(shù)特點(diǎn)是根據(jù)薄油層的特點(diǎn)設(shè)計(jì)井眼，實(shí)現(xiàn)井筒的空間分布，有效增加薄油層的裸露面積，提高油藏的最終采收率，是石油天然氣鉆井的先進(jìn)技術(shù)之一。薄油層多分支水平井鉆井技術(shù)是集油藏，鉆井完井，泥漿等技術(shù)為一體的系統(tǒng)工程。它包括了從地質(zhì)到鉆井、從完井到油田化學(xué)等一系列復(fù)雜難點(diǎn)。針對(duì)其施工特點(diǎn)，從研究剩余油藏分布入手，通過(guò)優(yōu)化地質(zhì)設(shè)計(jì)，工程設(shè)計(jì)，鉆井過(guò)程中優(yōu)化井眼軌跡控制，總結(jié)出先上后下，主分井眼交替施工的井眼軌跡控制技術(shù)，并提出懸空側(cè)鉆、復(fù)合井眼側(cè)鉆等特殊軌跡施工方案，為薄油層多分支水平井的有效實(shí)施提供有力的技術(shù)支持。通過(guò)鉆井液體系，完井方式的優(yōu)選，并最終形成了適合稠油、稀油、高凝油地層特點(diǎn)的分支水平井鉆完井方法。從實(shí)際施工情況看，薄油層多分支水平井成本略高于普通水平井，但產(chǎn)量是鄰井?dāng)?shù)倍，降低了水平井綜合開發(fā)成本

1.現(xiàn)階段我國(guó)水平井鉆井技術(shù)現(xiàn)狀分析

與常規(guī)的鉆井工藝技術(shù)相比起來(lái)，水平井的鉆探，往往需要一些較為復(fù)雜的施工方式，消耗的時(shí)間也比較長(zhǎng)。人們要從多個(gè)角度來(lái)展開鉆探工作，這樣一來(lái)，水平井鉆探的挑戰(zhàn)性就比較大。在該技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，人們要對(duì)鉆井的井眼軌跡進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，這樣才能夠?qū)ζ溥M(jìn)行更好的控制，使它維持在更加準(zhǔn)確的范圍內(nèi)。對(duì)水平井鉆探施工的時(shí)候所采用的施工工具以及技術(shù)，也要結(jié)合具體的狀況來(lái)進(jìn)行選擇，便于提高鉆井的質(zhì)量和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)人們對(duì)施工程度的要求標(biāo)準(zhǔn)。水平井鉆探工作中勢(shì)必會(huì)遇到很多難以解決的問(wèn)題，這些問(wèn)題要結(jié)合多種復(fù)雜技術(shù)的共同應(yīng)用，才能夠更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)該技術(shù)的控制與管理，為人們的工作提供可靠的保障，從而充分發(fā)揮水平井鉆探的價(jià)值。

1.1超薄油層水平井鉆井技術(shù)

對(duì)于超薄油層，傳統(tǒng)的垂直鉆井對(duì)油藏的利用程度較低，開采效益也不高，水平井鉆井技術(shù)可以最大限度地提高油層的裸露程度，顯著提高油氣井產(chǎn)量，該技術(shù)的廣泛應(yīng)用極大地促進(jìn)了超薄油層的有效開發(fā)，使大批使用直井開發(fā)無(wú)效益的超薄油層區(qū)塊得到了有效開發(fā)。

1.2大位移井鉆井技術(shù)

大位移水平井，其指的是水平位移與垂直鉆井深度的比率大于2.0。隨著20世紀(jì)90年代最新研發(fā)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)，以及其相應(yīng)的配套工具變徑穩(wěn)定器和可控偏心器在鉆井工藝中應(yīng)用，使大位移井鉆井技術(shù)能夠快速發(fā)展。該項(xiàng)技術(shù)解決了在鉆井期間鉆井中的鉆柱摩擦和鉆屑增加的問(wèn)題。目前，大位移鉆井技術(shù)已廣泛應(yīng)用于海上鉆井，海油陸采等領(lǐng)域，極大的提高的石油的開采率。

1.3分支井鉆井技術(shù)

分支井鉆井技術(shù)是指進(jìn)入多個(gè)油氣儲(chǔ)層的分支水平井，通過(guò)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)研究和攻關(guān)，顯著提高了油氣勘探開采效率，多儲(chǔ)層開發(fā)共用主井筒，大大節(jié)省了鉆井投資，該技術(shù)正變得越來(lái)越成熟，并在實(shí)際生產(chǎn)中取得了良好的開采效果。

2.薄油層多分支水平井鉆井技術(shù)難點(diǎn)分析

2.1鉆井工程設(shè)計(jì)限制多

在對(duì)鉆井工程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，各方面限制的因素非常多，不僅要考慮達(dá)到摩阻、扭矩的情況，還要使井眼軌跡滿足地質(zhì)油藏的實(shí)際要求。另外，修井機(jī)鉆井設(shè)備的作業(yè)能力、螺桿造斜的能力等都要進(jìn)行全面的考慮，最重要的一個(gè)方面就是把鉆井施工難度降到最低。

2.2中靶精度要求高

由于油藏的厚度比較小、其分布的情況也不夠集中，比較分散，對(duì)此經(jīng)過(guò)不斷的研究與分析，依然無(wú)法找到更高效的開采技術(shù)手段，在薄油藏的垂深，以及薄油藏的地層傾角上都存在不確定的因素，在鉆井施工時(shí)，對(duì)于地質(zhì)的要求和標(biāo)準(zhǔn)，鉆井工藝在很大程度上都達(dá)不到。對(duì)井眼的軌跡控制也是一個(gè)難題，需要更精準(zhǔn)的控制，這些在實(shí)際施工過(guò)程中都很難做到，而且中靶的精度要求很高，這些因素都無(wú)形之中增加了施工的難度，導(dǎo)致開采效率低下。

2.3井眼軌跡控制難度大

由于地層傾角和井筒曲率的影響，當(dāng)造斜段采用滑動(dòng)鉆進(jìn)和轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)相結(jié)合時(shí)，鉆具組合的造斜率規(guī)律性較差，給井眼軌跡控制帶來(lái)重重困難，加大了定向工程師的工作量，導(dǎo)致鉆井時(shí)效低，鉆井周期長(zhǎng)。在目的層鉆進(jìn)時(shí)，根據(jù)電阻率和伽馬值的變化，及時(shí)判斷油層的厚度和傾斜度，合理調(diào)整井眼軌跡。

2.4鉆井施工風(fēng)險(xiǎn)高

由于水平段長(zhǎng)，滑動(dòng)摩擦力大，扭矩大，鉆具壓力傳遞困難，鉆速低，造斜率很不穩(wěn)定，這些都導(dǎo)致井眼軌跡控制困難。同時(shí)存在嚴(yán)重的巖屑床現(xiàn)象，井眼的泥漿凈化效果難以保證，容易造成卡鉆等井下復(fù)雜事故。

2.5油氣層保護(hù)難度大

由于井結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，工程施工的難度和修井設(shè)備的局限性，因此，鉆井液性能必須符合一定的標(biāo)準(zhǔn)，需要具有良好的流變性，足夠

的潤(rùn)滑性和頁(yè)巖抑制作用，才能確保井眼清潔。分支水平段鉆開的油藏屬于低孔低滲儲(chǔ)層，只有優(yōu)選合適的鉆井液體系，才能實(shí)現(xiàn)安全鉆井、保護(hù)儲(chǔ)層。

3.薄油層多分支水平井鉆井技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析

3.1FEWD和LWD技術(shù)在薄油層勘探開發(fā)中的應(yīng)用

目前，F(xiàn)EWD和LWD技術(shù)已在各大油田得到廣泛的推廣使用。隨著大型油田的不斷勘探開發(fā)，油田的開采已經(jīng)進(jìn)入中后期階段，這個(gè)階段的剩余油層分布較窄、儲(chǔ)層區(qū)塊比較薄，如果采用直井鉆井技術(shù)難以達(dá)到開發(fā)效果，因此開展FEWD、LWD的應(yīng)用和水平井鉆井技術(shù)的結(jié)合是保證油層鉆穿率的有效途徑，也是實(shí)現(xiàn)油田高效開發(fā)的重要技術(shù)手段。

3.2薄油層分支水平井鉆井技術(shù)是未來(lái)發(fā)展和應(yīng)用的重要研究方向

薄油層分支水平井鉆井技術(shù)在整裝式油田開發(fā)生產(chǎn)過(guò)程中的廣泛應(yīng)用，可以有效減緩原油產(chǎn)量的下降，延長(zhǎng)油藏的開采壽命。因此，薄油層分支水平井鉆井技術(shù)是未來(lái)開發(fā)高難度油藏的最有效的技術(shù)手段。

4.結(jié)論與認(rèn)識(shí)

水平井鉆探工作的危險(xiǎn)性非常大，而且，在施工的過(guò)程中，對(duì)各種工藝技術(shù)的要求也很高。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們要加大對(duì)該方面工藝水平的研究和不斷提升，為水平井鉆探工作的質(zhì)量以及人們的安全提供可靠的技術(shù)保障，同時(shí)，也促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展。鉆井技術(shù)發(fā)展的大趨勢(shì)是朝著自動(dòng)化，智能化，環(huán)保化的方向發(fā)展，鉆井過(guò)程的信息化和智能化已成為鉆井技術(shù)發(fā)展的方向之一。結(jié)合鉆井，電測(cè)，錄井和井眼軌跡控制技術(shù)，最大限度地發(fā)現(xiàn)和保護(hù)油氣儲(chǔ)層，增加油氣井產(chǎn)量和油氣田的采收率，降低鉆井成本，提高油氣勘探開發(fā)的綜合效益，為油田的可持續(xù)性發(fā)展創(chuàng)造有利條件。

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