朱玉磊 (中海石油 (中國) 有限公司天津分公司,天津 300451)
油氣資源是我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中非常重要的能源。目前,我國很多油氣田的開采都已經(jīng)到了后期開發(fā)階段,石油開采量很低,開采難度較大,開采效率不高,從而影響石油開采水平的提高。大位移水平井鉆井技術(shù)是推動石油產(chǎn)量提升的重要方式或者途徑,其對我國油氣資源的開采非常有利。在應(yīng)用大位移水平井鉆井技術(shù)時,影響其鉆井效果的因素有很多,且在該技術(shù)應(yīng)用過程中也會遇到很多的難點(diǎn)或者問題,加強(qiáng)對大位移水平井鉆井技術(shù)難點(diǎn)的分析與策略的創(chuàng)新,對促進(jìn)我國原油行業(yè)的快速發(fā)展非常有利。
大位移水平井鉆井技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中會遇到鉆具斷裂、坍塌、井眼軌跡控制難度較大、井下事故頻發(fā)等問題,這些問題或者難點(diǎn)都是影響大位移水平井鉆井效果與水平提升的重要因素。下面對大位移水平井鉆井技術(shù)的實(shí)際難點(diǎn)與問題展開探究與分析:
大位移水平井鉆井技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中,由于靶心的深度相對不深,再加上鉆具本身的重量也比較輕,因此,鉆具對于壁面所產(chǎn)生的摩擦阻力很難克服,那么就容易導(dǎo)致鉆具斷裂問題的發(fā)生。與此同時,大位移水平井鉆井的井下結(jié)構(gòu)并不規(guī)則,其復(fù)雜性較強(qiáng),經(jīng)過頻繁地起鉆與下鉆作業(yè),容易導(dǎo)致鉆具出現(xiàn)斷裂,如果鉆具一旦發(fā)生斷裂問題,就會影響鉆井效率的提升,嚴(yán)重可導(dǎo)致安全事故的發(fā)生,對于原油開采工作的高效開展非常不利[1]。
應(yīng)用大位移水平井鉆井技術(shù)來進(jìn)行鉆井作業(yè)時,必須在地層中開展定向造斜作業(yè),而這種作業(yè)容易破壞地層的土壤結(jié)構(gòu),進(jìn)而誘發(fā)坍塌問題或者事故。我國很多油氣資源開采區(qū)塊的土壤都比較疏松,在疏松區(qū)塊的坍塌率較高。坍塌的范圍較小會直接影響鉆井作業(yè)效率,如果坍塌的范圍較大,那么可能會直接誘發(fā)安全事故,導(dǎo)致鉆井作業(yè)無法正常開展與進(jìn)行。
在大位移水平井鉆井作業(yè)時,鑒于水平段的長度很長,在實(shí)際作業(yè)時需要導(dǎo)向鉆井來輔助作業(yè),鉆具會承受很大的摩阻力,那么在鉆井作業(yè)軌跡控制方面會存在很大的難度,其精準(zhǔn)性也不足。特別是在地層變化很大的范圍或者區(qū)域很容易出現(xiàn)鉆井軌跡偏離的問題,那么其會增加鉆井作業(yè)的難度,對于油氣資源開采效率的提升產(chǎn)生非常大的影響。
巖屑床在大位移水平井鉆井作業(yè)中的作用與影響很大,其會影響鉆速,使鉆速降低。與此同時,如果鉆具的扭矩加大,會存在鉆具斷裂的可能性,也容易誘發(fā)鉆井安全事故,增加鉆井、完井作業(yè)的難度,影響鉆井作業(yè)工作的更好、更持續(xù)開展。
面對當(dāng)前大位移水平井鉆井技術(shù)應(yīng)用的技術(shù)難點(diǎn)與問題,在優(yōu)化大位移水平井鉆井技術(shù)難點(diǎn)的過程中,可以從控制井眼軌跡著手,不斷推動大位移水平井鉆井工作更好開展與進(jìn)行。下面對大位移水平井鉆井技術(shù)難點(diǎn)優(yōu)化策略與方法展開探究與討論:
大位移水平井鉆井時,由于地層的上部土層比較松軟,地層的跨度大,其會降低地層的造斜能力,同時由于其設(shè)計的垂深比較淺,還有很多條件和因素影響與制約,其會增加造斜作業(yè)的難度,容易出現(xiàn)井眼軌道增斜問題。為了能夠更好地控制這一問題,使得井眼軌跡的跨度數(shù)值過高問題得到有效規(guī)避,促進(jìn)鉆井工作的更好開展,重視加重鉆桿設(shè)備位置定位地點(diǎn)的準(zhǔn)確調(diào)整,增強(qiáng)鉆頭的鉆壓壓力,最大化地降低造斜速度,使得鉆頭的鉆進(jìn)速度得到更好提升,防止鉆壓未及時傳導(dǎo)鉆頭上的問題發(fā)生。同時在大位移水平井鉆井時,要結(jié)合地層中井斜的實(shí)際情況與變化問題,實(shí)時地調(diào)整鉆具的位置,便于鉆具壓力有效傳輸?shù)姐@頭,促進(jìn)鉆井速度加快,還能夠最大化地防止鉆具斷裂問題發(fā)生。與此同時,在鉆井作業(yè)時,鉆井施工人員要實(shí)時監(jiān)控扭矩、泵壓等參數(shù),如果參數(shù)有異常問題出現(xiàn),必須要及時采取措施和方法,如鉆具位置的調(diào)整與改變,鉆具壓力的調(diào)整等等。此外,單個桿柱鉆井完后,要三次對井眼進(jìn)行劃眼操作,使得井眼能夠保持在平滑的狀態(tài),而在劃眼時,要及時地清理巖石碎屑,防止碎屑影響鉆井工作的正常開展,保障大位移水平井鉆井工作的高效開展與進(jìn)行[2]。
此外,由于在設(shè)計大位移水平井的穩(wěn)斜段與造斜段時存在很大的困難,鉆壓的傳遞也存在困難,使得井眼的軌跡控制存在很大的困難。在精準(zhǔn)控制其軌跡時,要對造斜點(diǎn)進(jìn)行合理選擇與優(yōu)化,要選擇巖層比較穩(wěn)定、成巖性好的地層作為造斜點(diǎn),這樣能夠?qū)鄣姆€(wěn)定性進(jìn)行保障,還能夠促進(jìn)造斜工作更好實(shí)現(xiàn)。同時重視造斜段類型的優(yōu)化,多選擇圓弧形的造斜段類型,其能夠促進(jìn)摩阻扭矩的降低,降低套管磨損的程度。在鉆具組合方面也要進(jìn)行優(yōu)化,選擇利于造斜、加壓、軌跡精準(zhǔn)控制的鉆具組合,且大位移水平井鉆進(jìn)工作時,要將滑動鉆進(jìn)與復(fù)合鉆進(jìn)展開有效融合,堅持多旋轉(zhuǎn)、少滑動以及勤調(diào)整、微調(diào)整等原則與方法,使得井眼更加規(guī)則化,井壁更加穩(wěn)定化,增強(qiáng)井眼軌跡控制的實(shí)效性。
從大位移水平井鉆井工作角度來分析,鉆井泥漿對鉆井效率與鉆井質(zhì)量的提升影響很大。鉆井泥漿能夠?qū)⒌貙又械纳笆w粒有效地帶出地面,有效防止這些砂石顆粒影響鉆具的正常作業(yè),同時鉆井泥漿還能夠潤滑鉆具,提升鉆井作業(yè)的效率。為了能夠優(yōu)化與提升鉆井泥漿的質(zhì)量,石油開采企業(yè)或者單位要結(jié)合自身的實(shí)際生產(chǎn)需求,合理地對鉆井泥漿進(jìn)行配比,可以經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)來優(yōu)化最佳泥漿配比,保證鉆井泥漿符合鉆井作業(yè)企業(yè)的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)與要求。同時油田企業(yè)也可以加大必要的資金投入,專注于研發(fā)可以應(yīng)用到大位移水平井鉆井作業(yè)的泥漿,幫助鉆井作業(yè)中的多種問題得以有效解決。
在實(shí)施鉆井作業(yè)時,為了能夠促進(jìn)鉆井泥漿排量能夠?qū)︺@井作業(yè)需求進(jìn)行更好地滿足,可以應(yīng)用大排量的循環(huán)設(shè)備來進(jìn)行輔助,強(qiáng)化對井眼的凈化工作,提高鉆井作業(yè)過程中所需的攜巖施工環(huán)空返速的硬性需求。同時以此為基礎(chǔ)來優(yōu)化相關(guān)固控設(shè)備的性能,使其設(shè)備作用得以更好地發(fā)揮與詮釋出來,更好地清除鉆井液中的有害固相物質(zhì),減少其含沙量,促進(jìn)鉆井液的性能指標(biāo)得到有效優(yōu)化,提升鉆井作業(yè)的實(shí)際效率與水平。
在大位移水平井井段作業(yè)時,鉆具和井壁之間容易產(chǎn)生較大的摩擦阻力,其主要是由軸向摩擦扭矩與軸向摩擦阻力構(gòu)成的。而由于鉆進(jìn)管柱具有較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu),容易和井壁的底部產(chǎn)生接觸,鉆具和井壁底部巖屑之間產(chǎn)生摩擦與作用,固相含量較高的鉆井液中有細(xì)小的巖屑混入,會降低其潤滑的效果,這些都是影響鉆具作用發(fā)揮的重要因素。同時水平段長、井壁較差的穩(wěn)定性,容易有卡鉆問題發(fā)生,使得鉆具在上提、下放過程中會出現(xiàn)困難,壓力承擔(dān)的較大,加壓存在很大的困難。鑒于此,在長水平井段施工時,強(qiáng)化對鉆井摩擦阻力問題的預(yù)測,并對其產(chǎn)生原因進(jìn)行深入剖析,力爭使摩阻扭矩困難降低,可以應(yīng)用斜坡鉆桿來進(jìn)行問題優(yōu)化[3]。
套管在自身重力的影響下,容易與井壁的下側(cè)靠近,導(dǎo)致套管出現(xiàn)偏心的問題,使得巖屑攜帶與注水泥驅(qū)替的效果受到嚴(yán)重影響,加劇套管磨損的程度。在國際上對套管偏心有個不成文的規(guī)定就是套管偏心的程度不要超過33%.為了能夠更好地解決套管偏心的問題,運(yùn)用套管扶正器是一種非常有效的途徑。將套管扶正器安裝到套管上即可解決這一問題。為了能夠促進(jìn)井眼質(zhì)量得到更好提升,重視井徑急劇變化以及不規(guī)則井眼問題的規(guī)避,對于提升井眼質(zhì)量非常有利。在開展扶正器安裝工作時,要先對井況進(jìn)行全面了解,并從鉆井作業(yè)的實(shí)際情況與具體的施工條件出發(fā),選擇安裝扶正器的最優(yōu)化的間距,最大化地減小套管扶正器所受側(cè)向合力,促進(jìn)其扶正效果得到有效提升,提高其套管居中程度與水平。與此同時,在套管扶正器類型的選擇上,要盡量選擇套管扶正器彈性比例較高的扶正器,最大化地保障其扶正效果,并對扶正器安裝位置的合理性進(jìn)行核對與校驗(yàn),優(yōu)化與解決嚴(yán)重偏心的問題,推動大位移水平井鉆井作業(yè)得以更好開展與進(jìn)行。
綜上所述,在大位移水平井鉆井工作開展過程中容易出現(xiàn)很多技術(shù)難點(diǎn)或者問題,如井眼軌跡的控制難度較高、鉆具的斷裂程度較高、井下安全事故、坍塌事故等的頻發(fā),這些都是大位移水平井在鉆井工作中遇到的實(shí)際技術(shù)難題。為了能夠解決這些技術(shù)問題,從控制井眼軌跡、強(qiáng)化鉆井泥漿質(zhì)量、優(yōu)化鉆具摩阻扭矩大等問題,促進(jìn)大位移水平井鉆井水平與效率的更好提高。