水平井钻井完井关键技术

水平井钻井完井关键技术

曹炳银

惟其信石油机械（天津）有限公司库尔勒分公司

摘要：随着新技术的不断发展，水平井完井技术作为连接钻井和石油开采而又相对独立的一门科学技术，为我国油气开发开辟了一种新的途径，并迅速在石油开采行业得到了广泛的推广和应用。但是，目前水平井完井中存在的技术难点，仍然制约着该技术的进一步发展。针对开采现场条件、设备的变化对水平井完井关键技术进行了探讨，以期为相关工作者提供一定的借鉴。

关键词：水平井；钻井；完井；关键技术

引言

我国石油产业近几年的规模不断扩大，为我国经济的发展提供了充足的石油能源。但由于石油开采量的逐年增加也导致石油的产油量逐渐下降。同时石油开采的地理环境也更加复杂，对石油开采的技术水平提出了更高的要求。因此，我国石油企业为了解决这些问题，开始不断提高自身的钻井技术，从而保证油田的产油能力。

1水平井完井技术简介

水平井完井技术于20世纪80年代开始用于石油工业勘探开采领域，我国于20世纪90年代引进、推广、应用，为我国提高油气开采效率和开采质量发挥了巨大的作用。完井作业作为钻采过程的最后一道工序，同时又是采油的开始，为国内外油气田开采带来了巨大的社会效益和经济效益。水平井完井技术是指水平裸眼井在钻井时，一旦达到设计井深，就应具有以一定结构将井底和油层联通的工艺过程，这样建立起来的水平井能为油层提供更多关于油层储藏的信息，对丰富人们对油藏的认识具有极大的作用。完井方式的优选、完井工具的开发以及完井质量的好坏直接关系到探井能否顺利实施、油井能否长期稳定使用，并最终影响到油田的经济效益。因此，在进行水平井完井作业时，必须严格遵守一定的原则，保证完井顺利进行。

2重点探区钻井完井技术

2.1超深井安全高效钻井关键技术

为降低超深井钻井过程中的钻井液漏失量并提高机械钻速，在建立地层压力剖面、研究井漏与井眼失稳机理的基础上，优化了井身结构，研制了系列钻井提速工具，研发了微流量早期监测系统及防漏堵漏浆，形成了超深井安全高效钻井关键技术，并取得了较好的应用效果。针对特深层钻井机械钻速低的问题，提出了PDC钻头平稳与增能协同破岩提速方法，研制了抗恒扭器、隔振器和抗175℃的井下工程动态参数检测系统，有效提高了钻进中钻头的稳定性和破岩效率；研制了抗混合钻头、尖圆齿PDC钻头、壁厚大功率螺杆钻具等抗高温提速工具，形成了“尖圆齿PDC钻头+大扭矩螺杆钻具+强化钻井参数”的综合钻井提速技术。

2.2钻头优选及合理使用技术

经过与钻头生产厂家进行沟通之后可以实施个性化的优化设计，必须要确保钻头可以满足当前高转速与适应斜井段的要求。钻头应用阶段，对于井斜部分超出60°的情况下，每个钻头钻进到井底位置上之后，都必须要进行一段长度的复合钻进施工，一是检查和记录该段的钻具扭矩参数，为后续的钻具数据的调整提供基础条件；二是钻头要经过磨合处理，此时可以保证其具备较高的性能。此外，还应该严格的控制钻头的钻进轨迹，需要给后续的钻进施工提供更多复合钻进机会，并且可以随时进行钻具扭矩的监测，准确的判定钻具磨损状况，结合实际情况来确定起钻的具体时间。

2.3低渗底层分段压裂完井技术

低渗底层分段压裂完井技术是指在较短时间内一次性实现对多个油气储层的压裂，以多层合采的方式最大限度地提高油井产量。水平井水力喷射分段压裂技术集水力喷射和水力压裂的优点于一身，利用水力喷射形成的高速射流开裂地层，再结合水力压裂的特点开采油气，可在任意位置实行压裂作业，摒弃了原有隔离工具的使用，但由于需要泵入油液，压裂完成还需后续工序，水平井分段压裂段数的合理设计作为分段压裂完井技术的重要环节，对开采油量、开采效率都有一定的影响。分段压裂段数多了，在水平井长度一定的前提下，压裂缝隙之间的距离就会减小，极易造成相邻裂缝互相干扰，影响开采过程的顺利进行，。压裂段数少了，压裂缝隙的间距就会增大，导致裂缝之间的压裂段产生过大的死油区，致使开采量大大降低。

2.4钻井液高温润滑技术

经过多年研发，成功使用高温复合型润滑剂，能够有效的去除泥饼以及井壁位置上所存在的油膜，从而可以满足润滑作用的要求。从最终的使用效果来分析，加入白油与乳化剂材料之后，泥饼的粘附系数会达到的降低，所以说明该润滑剂的效果比较好。泥饼滤失与渗透滤失试验中的结果发现，滤失量与渗透滤失量都相对比较小，所以说明泥饼的致密性强，其厚度0.3mm时，韧性最佳。从施工的实际情况来分析，施工过程中的泥饼润滑能力比较强。定向钻进施工过程中工具比较顺畅，并且复合钻进施工的过程中扭矩相对来说比较稳定，此时就说明钻井液的润滑效果比较过，可以满足当前钻进施工中井眼控制的要求。

2.5深探井安全快速钻井关键技术

具有保径及防落结构的空气锤，优化了气液转化技术，形成了大直径井眼气体钻井技术。提出了个性化钻头及动力钻具协同破岩理念，形成了个性化钻头及高效破岩工具协同破岩的分层提速方案和基于提高破岩能量的长井段深部硬地层钻井提速配套技术。研发了溢流微量早期监测系统，溢流量达80 L时即可发现，溢流量达300 L时便可报警，提高了深探井溢流的精确监测、早期发现和预警，形成了裂缝性高压气层溢流控制技术。以井底恒压为目标，实现尽快降低井口套压、快速压稳的目的，建立了动态变参数压井方法理论模型，形成了超深井气侵溢流变密度动态压井方法。

3发展建议

3.1将先进的钻井设备和技术进行引入

空气锤钻井。从综合操作上来看，空气锤钻井具备气体钻井和冲击回转钻井的综合使用优势，是一种转动速度较低、冲击性较强的回转性钻进技术形式，将其应用到岩石破碎处理方面则能够充分凸显出这类技术的应用优势，以较低的转动速度就能够达到理想的液体获取效果，节省页岩气的开采成本,网电钻机施工。这种页岩气钻探技术是一种节能、环保、降低噪声的新型技术，将其应用到页岩气的钻探操作中能够节省钻探成本费用。网电钻机操作以柴油机作为主要发电机组设备，在使用的时候能够为钻机提供持续不断的动力支持。但是从实际操作上来看，在使用这种设备之后产生的气体会危害到大气环境，且还会产生较大的噪声。漂浮下管道施工技术。在这个技术的作用下能够有效解决水平井下套管摩擦阻力大、难以下到位的问题。在具体操作的时候利用密封装置在下套管的内部密封形成一定数量的轻质量气体，由此减轻整个套管柱内部的钻井液，减少套管对下壁的压力。

3.2加大“一趟钻”国产配套技术和产品升级、研发与推广

“一趟钻”技术现已成为非常规油气水平井钻井降本增效的重要途径，目前，国内已在若干非常规油气水平井中实现了关键井段“一趟钻”，但技术成熟度与国外相比仍存在较大差距，仍需进行“一趟钻”配套技术国产化，加强国产旋转导向、地质导向等系统的升级完善，提高自身可靠性和应用率，以进一步降低钻井成本。其中，国外旋转导向钻井系统已十分成熟，并研发了近钻头旋转导向系统，国内虽已研制成功CG Steer等旋转导向系统，但整体性能低于国外同类产品，需进一步在推广应用中不断升级完善。

结语

水平井完井技术对油气开采产量、开采效率的提高以及生产效益的稳定等都有一定的影响，完井关键技术的研究必须要放到新时期油气田战略发展的重点工作任务中。

参考文献

［1］侯倩．水平井完井关键技术分析［J］．化工管理，2014(20)．

［2］熊友明．我国水平井完井技术现状与发展建议［J］．石油钻采技术，2012(1)．

［3］唐波．国内低渗透油气田高效开发钻完井关键技术发展现状［J］．天然气工业，2013(2)．