水平井的水平段施工难点及相应的措施.docx

和普通定向井钻井施工相比，水平井钻井作业有一定的难度,特别是小井眼水平井,由于钻具尺寸小、柔性大、钻具和井壁间的环空间隙小等特点，施工存在不少难点，主要包括：(以下主要讨论小井眼水平井的施工)1.1 钻具偏心弯曲变形大，滑动钻进加压困难钻具偏心弯曲变形大，滑动钻进加压困难小眼水平井施工时，下部所用钻具外径只有 60.3mm，刚度低、柔性大。在下部井段钻进时，因钻具偏心弯曲变形，导致滑动钻进摩阻很大、转动钻进扭矩大，钻压传递非常困难，严重影响钻井速度，这是小眼水平井施工的最大难点。1.2 泥浆上返速度底，岩屑输送困难泥浆上返速度底，岩屑输送困难小眼水平井施工，由于钻具和井壁的环空间隙最小处只有8mm，泥浆排量低、上返速度慢，进尺快，满足不了大排量携砂的需要，造成岩屑输送困难，给安全施工带来了隐患。1.3 水平段长，中靶精度要求高水平段长，中靶精度要求高小眼水平井，水平段和常规中、小尺寸的水平井一样，水平段长、水平位移大、靶点多，同时水平段上下 0.6 米、左右7.6 米的靶点范围，使得轨迹控制难度增加。1.4 井下复杂情况多井下复杂情况多1.4.1在小井眼循环系统中其功率分配与常规井眼不同。在常规井眼中，环空压耗只占 10%左右，而在小井眼中则占到 75%以上，国外一些资料甚至认为占到 90%，环空压耗的大幅度增加使钻井液的当量密度也大幅度增加。1.4.2 井眼小，钻具与井眼之间的环空间隙小，起下钻具产生的压力波动大。1.4.3 临近油气井经过多年的开采后地层实际压力系数低。1.4.4 小井眼环空间隙小，环空返速高，泥浆剪切稀释作用明显，而在大肚子井段则返速很低，给携沙洗井带来很大的困难。1.4.5 环空压耗高，压持效应明显，而钻头水眼处的水功率又小，井底清洗困难，并容易留下隐患。1.4.6 小井眼环空间隙小，钻具上提下放产生的压力激动和抽吸作用较大，易导致井壁失稳，产生掉块，增加洗井时的难度，严重时造成坍塌卡钻。1.4.7 在侧钻过程中，发生压差卡钻的几率很高，在斜井段，钻具与井壁接触面积大，与泥饼相粘附，在压差作用下造成卡钻。1.4.8 相对于常规井眼而言，小井眼形成键槽的可能性更大一些。在水平井的的造斜段，扭方位段等狗腿度较大的井段，井壁一侧出现凹槽，又因小井眼钻进中钻井参数和水力参数都受到限制，环空压耗高，井底压持效应明显，钻速慢是普遍现象。因而钻进其间起下钻次数多，钻井周期长，尤其是裸眼段较长（300m）和井眼较深、地层可钻性差的小井眼中，这一问题更加突出，极易造成键槽卡钻。1.5 轨迹测量轨迹测量小眼水平井施工过程中，对测量仪器的要求比较高。施工过程中采用 DWD 超小尺寸测量仪器施工，由于施工条件的约束及其自身结构的限制，测量施工存在如下难点：A.泥浆排量小、立管压力低，发射的脉冲信号幅度低。B.B.泥浆中杂质易阻塞井下仪器，导致施工不能继续进行或仪器不工作。C.C.井下仪器对泥浆流量反应灵敏，井下仪器的性能要求高。D.D.因钻具内径小、易弯曲，导致脉冲信号衰减厉害，需要采取措施增强井下仪器发射的信号强度。2.主要技术措施主要技术措施针对地层构造特点和水平井施工的要求，在水平井的水平段设计和施工过程中，采取如下技术措施，取得了良好的施工效果：2.1 优化井身轨迹优化井身轨迹井身轨迹设计过程中，根据工具的造斜能力，合理确定各井段的长度，大幅度缩短靶前位移和造斜段长度，优化井身轨迹，以改善井眼清洗效果、减少摩阻和扭矩、提高工作效率、缩短建井周期。2.2 优选钻井参数优选钻井参数2.2.1 确定最佳的泥浆排量确定最佳的泥浆排量结合测量仪器和马达的性能、特点，确定最佳的泥浆排量，使仪器、马达一直处于最佳的工作状态，以达到延长马达寿命、防止测量时钻具长时间静止的目的，同时达到充分携砂、彻底净化井眼的效果。2.2.22.2.2 合理确定钻压合理确定钻压由于地层存在一定的倾角，同时导向钻具对钻压的大小及加压方式十分敏感，施工过程中，根据轨迹控制的需要，合理确定钻压，同时采用连续加压、快速间断加压等方法，尽量采用转盘钻方式控制轨迹的走向，避免或少用滑动钻方式钻进，以提高施工的效率、安全，确保轨迹平滑。2.2.32.2.3 水力参数水力参数传统的钻井施工过程中，在钻头上安装水眼、充分利用射流破碎岩石是钻井施工过程中一种主要的提高钻井实效的方法。在小眼水平井的施工过程中，小钻具承受高压的能力有限，同时施工的重点是要提高泥浆携砂的能力，因而施工时钻头不装水眼。2.2.4 导向钻井技术导向钻井技术采用 DWD 超小仪器导向钻井技术钻进，提高轨迹控制的质量和精度，提高钻井施工安全和效率，同时为完井作业的顺利进行打好基础。2.2.5 优选钻头优选钻头一般国产马达额定排量低，输出扭矩小，使用寿命相对较短，为了充分发挥马达的效能，施工全部采用知名