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摘 要：一些油层具有埋藏浅、地质储量大、难开发储量多的特点，采用常规钻井技术，有很大一部分的探明石油储量无法开发，若采用浅层水平井钻井技术，可使地面受限位移在 300 m 以上的浅油藏得到开发，从而为油区稳产、增产和油田上产产生积极影响，本文通过对浅层水平井钻井技术各方面做了大量的调研，对钻井技术有一定得指导意义。
关键词：浅层水平井钻井技术 钻井液 固井完井
一、前言
对于油田油藏埋藏浅，埋深为 300～490 m 左右，采用常规钻井技术有相当一部分的探明石油储量无法开发。虽然采用浅层定向井钻井技术，使一部分油藏得以开发，但是仍然解决不了位移超过 190 m 以上的油藏开发问题，若采用浅层水平井钻井技术，可使地面受限位移在 300 m 以上的浅油藏得到开发，从而为油区稳产、增产和油田上产产生积极影响，同时也为老区井网合理布局、提高采收率产生良好的效果。但浅层水平井有别于常规水平井，由于井比较浅，位移和井深之比相对较大，钻井和下套管过程中井眼摩阻大，如何克服钻进和下套管中的摩阻问题，就成为浅层水平井钻井需要解决的关键问题，因此需要研究适合浅地层钻井的特殊水平井钻井工艺技术。
二、浅层水平井研究现状
1.造斜点浅，直井段钻柱重量轻，大斜度段和水平段施加钻压困难；
2.对于地层松软地区，工具实际造斜率难于确定，要求井身剖面调整性强，能够对垂深误差进行一定的调整，从而使井眼轨迹控制难度进一步增大；
3.由于井浅、造斜率较高、直井段较短，在测井时，容易出现测井遇阻问题；
4.小型直井钻机常规配备为单泵，二开采用Φ311 mm 井眼钻进，在大斜度段易形成岩屑床，给井眼轨迹控制和下套管带来困难；
5.由于井浅，直井段套管重量轻，水平位移段相对较大，完井套管不容易下至完钻井深；
6.钻井液要综合考虑润滑、携岩、井壁稳定和油气层保护以及钻井成本等多项问题，给钻井液优选增加了难度；
7.为了满足采油压裂需要，水平段套管要求居中，以及完井固井油气层保护等问题，给浅层水平井固井及完井增加了难度。
三、浅层水平井钻井技术的研究
1.井眼轨道的研究
浅层水平井井眼轨道预测和控制问题的技术关键是准确计算各种造斜钻具组合的造斜能力，这对浅层水平井井眼轨迹控制是至关重要的。
井眼轨迹预测是井眼轨迹控制技术的基础和重要组成部分，但随着水平井钻井技术的日趋发展和水平的日渐提高，水平井钻井优化设计与井眼轨迹控制已变得越来越不可分割，相互交叉和溶入的部分已越来越多。设计中考虑现有钻井设备、工具、仪器的能力，优化设计井眼轨迹，通过对钻具组合造斜能力的计算分析，提出轨迹控制设计方案，使之有效地在钻井施工中发挥预测的作用，配合随钻轨迹预测，精确地控制井眼轨迹，使每口井中靶率为 100%，由于在设计中预先对下部钻具组合进行了造斜能力的计算，从而使得施工中减少了盲目性，有了更多的钻具下入依据，使整个钻井施工变得更为科學和流畅，减少了钻井工期，提高了钻井综合效益。
2.固井及完井技术的研究
针对油层藏深度浅、井底温度低、油水层较多，而且目前经过长期高压注水开发，已经进入了高含水时期。在调整井固井过程中，地下流体容易侵入环空冲蚀水泥环，造成层间流体窜通、水泥浆漏失低返、固井质量不合格等一系列严重的危害。为了提高调整井固井质量，防止套损，延长油井寿命，要加强完井固井的工艺技术。
2.1固井施工技术
水泥浆；采用双凝双密度防窜水泥浆体系。上部领浆采用密度为 1.85~1.88 g/cm3的 G 级油井水泥原浆，初凝时间 150~250 min，终凝时间小于 50 min；下部尾浆采用密度为 1.92~1.94 g/cm3、初凝时间 35~50 min、终凝时间小于 15 min 的 NCD-2 防窜水泥浆，该水泥浆体系低温条件下具有高早强、短过渡、防水窜的作用。双凝结构可以避免水泥浆失重，防止层间窜流或高压地层水窜入井筒，保证油水层段封固良好。双密度结构可以减轻水泥浆液柱静压力和顶替动压力，防止上部水泥浆漏失，保证水泥浆返至地面，防止套损。
冲洗液；冲洗液中的研磨剂用来磨洗井壁，去掉浮泥饼，清洗环空；
降失水剂用来控制冲洗液的失水量，减少自由水对产层的污染；高分子聚合物增加冲洗液的液相粘度，提高冲洗液的携带能力；小阳离子粘土稳定剂抑制自由水对产层粘土及页岩的侵蚀，防止粘土及页岩遇水迅速膨胀，堵塞油气流孔道，从而提高第二界面的封固质量；失水量低、相容性良好、稀释作用强，具有显著的冲洗泥饼和隔离泥浆的效果，能够为第二界面的胶结提供一个环境清洁的井筒。固井施工采用大功率固井车，确保实现紊流顶替。制定详细的现场施工工艺参数，保证施工各环节按最佳要求实施。
2.2完井施工技术
2.2.1井眼准备
下套管前认真通井洗井，保证井眼干净，井下通畅。在保证井下安全，井壁稳定的情况下，调整钻井液性能，尽量降低钻井液的粘度和切力，保证钻井液性能达到低粘、低切、低失水、低含砂量，降低钻井液摩阻。井下无漏和涌等复杂情况，钻井液能平衡压稳地层。钻井和通井过程中发生漏失必须进行堵漏处理，把井漏控制在固井施工作业之前。
2.2.2套管和附件
装卸套管时不许发生碰撞，按顺序在井场卸车摆放，认真检查套管数量、钢级、壁厚、短套管及联顶节，防止外表缺陷和丝扣损伤的套管入井。下套管前用标准通径规逐根通径，洗净公母螺丝，直到见到金属光泽，戴上洗净的护丝。丈量长度，编排入井序号，准确计算套管数据。认真检查引鞋、浮鞋、弹性扶正器的尺寸和质量。
2.3钻井设备
下套管前认真检查钢丝绳、刹车带、天车、井架、钻机以及链条、离合器、刹车系统、动力系统、悬吊系统等，发现问题及时整改。指重表要灵敏准确。认真检查泥浆泵缸套、活塞、凡尔，保证动力端运转正常，泵上水良好、平稳。认真检查搅拌器，保证运转正常。
2.4固井设备
全面彻底检查水泥车动力、液力部分及操作控制机构，确保工作正常，上水良好，能达到额定排量和水泥浆密度。认真检查压风机，确保工作正常。下灰车气路不堵、不漏，连接可靠。固井车到达井场后，合理摆放，进行试运转，有问题时及时排除，确保水泥车、灰罐车、压风机、流量计运转正常，不出现机械故障。
2.5前置液和外加剂
固井施工前必须进行前置液和钻井液、水泥浆的相容性检验，凝结时间或稠化时间要大于水泥浆。外加剂出厂前必须进行性能检测，达到设计标准后方可进入固井现场。
2.6固井施工
严格按设计要求控制水泥浆密度、注水泥浆排量和置替水泥浆排量。替浆时计量一定要准确，防止碰压过高或替空，碰压要平稳。要有专人认真观察钻井液返出情况，一旦异常现象及时通报施工指挥。
四、结论
随着油田开发综合调整工作的不断深入，浅层水平井钻井工艺技术将得到普遍推广应用，对油田油气增产和老油田的有效开发将具有十分重要的意义，为油田的可持续发展提供了强有力的技术支撑。
关键词：浅层水平井钻井技术 钻井液 固井完井
一、前言
对于油田油藏埋藏浅，埋深为 300～490 m 左右，采用常规钻井技术有相当一部分的探明石油储量无法开发。虽然采用浅层定向井钻井技术，使一部分油藏得以开发，但是仍然解决不了位移超过 190 m 以上的油藏开发问题，若采用浅层水平井钻井技术，可使地面受限位移在 300 m 以上的浅油藏得到开发，从而为油区稳产、增产和油田上产产生积极影响，同时也为老区井网合理布局、提高采收率产生良好的效果。但浅层水平井有别于常规水平井，由于井比较浅，位移和井深之比相对较大，钻井和下套管过程中井眼摩阻大，如何克服钻进和下套管中的摩阻问题，就成为浅层水平井钻井需要解决的关键问题，因此需要研究适合浅地层钻井的特殊水平井钻井工艺技术。
二、浅层水平井研究现状
1.造斜点浅，直井段钻柱重量轻，大斜度段和水平段施加钻压困难；
2.对于地层松软地区，工具实际造斜率难于确定，要求井身剖面调整性强，能够对垂深误差进行一定的调整，从而使井眼轨迹控制难度进一步增大；
3.由于井浅、造斜率较高、直井段较短，在测井时，容易出现测井遇阻问题；
4.小型直井钻机常规配备为单泵，二开采用Φ311 mm 井眼钻进，在大斜度段易形成岩屑床，给井眼轨迹控制和下套管带来困难；
5.由于井浅，直井段套管重量轻，水平位移段相对较大，完井套管不容易下至完钻井深；
6.钻井液要综合考虑润滑、携岩、井壁稳定和油气层保护以及钻井成本等多项问题，给钻井液优选增加了难度；
7.为了满足采油压裂需要，水平段套管要求居中，以及完井固井油气层保护等问题，给浅层水平井固井及完井增加了难度。
三、浅层水平井钻井技术的研究
1.井眼轨道的研究
浅层水平井井眼轨道预测和控制问题的技术关键是准确计算各种造斜钻具组合的造斜能力，这对浅层水平井井眼轨迹控制是至关重要的。
井眼轨迹预测是井眼轨迹控制技术的基础和重要组成部分，但随着水平井钻井技术的日趋发展和水平的日渐提高，水平井钻井优化设计与井眼轨迹控制已变得越来越不可分割，相互交叉和溶入的部分已越来越多。设计中考虑现有钻井设备、工具、仪器的能力，优化设计井眼轨迹，通过对钻具组合造斜能力的计算分析，提出轨迹控制设计方案，使之有效地在钻井施工中发挥预测的作用，配合随钻轨迹预测，精确地控制井眼轨迹，使每口井中靶率为 100%，由于在设计中预先对下部钻具组合进行了造斜能力的计算，从而使得施工中减少了盲目性，有了更多的钻具下入依据，使整个钻井施工变得更为科學和流畅，减少了钻井工期，提高了钻井综合效益。
2.固井及完井技术的研究
针对油层藏深度浅、井底温度低、油水层较多，而且目前经过长期高压注水开发，已经进入了高含水时期。在调整井固井过程中，地下流体容易侵入环空冲蚀水泥环，造成层间流体窜通、水泥浆漏失低返、固井质量不合格等一系列严重的危害。为了提高调整井固井质量，防止套损，延长油井寿命，要加强完井固井的工艺技术。
2.1固井施工技术
水泥浆；采用双凝双密度防窜水泥浆体系。上部领浆采用密度为 1.85~1.88 g/cm3的 G 级油井水泥原浆，初凝时间 150~250 min，终凝时间小于 50 min；下部尾浆采用密度为 1.92~1.94 g/cm3、初凝时间 35~50 min、终凝时间小于 15 min 的 NCD-2 防窜水泥浆，该水泥浆体系低温条件下具有高早强、短过渡、防水窜的作用。双凝结构可以避免水泥浆失重，防止层间窜流或高压地层水窜入井筒，保证油水层段封固良好。双密度结构可以减轻水泥浆液柱静压力和顶替动压力，防止上部水泥浆漏失，保证水泥浆返至地面，防止套损。
冲洗液；冲洗液中的研磨剂用来磨洗井壁，去掉浮泥饼，清洗环空；
降失水剂用来控制冲洗液的失水量，减少自由水对产层的污染；高分子聚合物增加冲洗液的液相粘度，提高冲洗液的携带能力；小阳离子粘土稳定剂抑制自由水对产层粘土及页岩的侵蚀，防止粘土及页岩遇水迅速膨胀，堵塞油气流孔道，从而提高第二界面的封固质量；失水量低、相容性良好、稀释作用强，具有显著的冲洗泥饼和隔离泥浆的效果，能够为第二界面的胶结提供一个环境清洁的井筒。固井施工采用大功率固井车，确保实现紊流顶替。制定详细的现场施工工艺参数，保证施工各环节按最佳要求实施。
2.2完井施工技术
2.2.1井眼准备
下套管前认真通井洗井，保证井眼干净，井下通畅。在保证井下安全，井壁稳定的情况下，调整钻井液性能，尽量降低钻井液的粘度和切力，保证钻井液性能达到低粘、低切、低失水、低含砂量，降低钻井液摩阻。井下无漏和涌等复杂情况，钻井液能平衡压稳地层。钻井和通井过程中发生漏失必须进行堵漏处理，把井漏控制在固井施工作业之前。
2.2.2套管和附件
装卸套管时不许发生碰撞，按顺序在井场卸车摆放，认真检查套管数量、钢级、壁厚、短套管及联顶节，防止外表缺陷和丝扣损伤的套管入井。下套管前用标准通径规逐根通径，洗净公母螺丝，直到见到金属光泽，戴上洗净的护丝。丈量长度，编排入井序号，准确计算套管数据。认真检查引鞋、浮鞋、弹性扶正器的尺寸和质量。
2.3钻井设备
下套管前认真检查钢丝绳、刹车带、天车、井架、钻机以及链条、离合器、刹车系统、动力系统、悬吊系统等，发现问题及时整改。指重表要灵敏准确。认真检查泥浆泵缸套、活塞、凡尔，保证动力端运转正常，泵上水良好、平稳。认真检查搅拌器，保证运转正常。
2.4固井设备
全面彻底检查水泥车动力、液力部分及操作控制机构，确保工作正常，上水良好，能达到额定排量和水泥浆密度。认真检查压风机，确保工作正常。下灰车气路不堵、不漏，连接可靠。固井车到达井场后，合理摆放，进行试运转，有问题时及时排除，确保水泥车、灰罐车、压风机、流量计运转正常，不出现机械故障。
2.5前置液和外加剂
固井施工前必须进行前置液和钻井液、水泥浆的相容性检验，凝结时间或稠化时间要大于水泥浆。外加剂出厂前必须进行性能检测，达到设计标准后方可进入固井现场。
2.6固井施工
严格按设计要求控制水泥浆密度、注水泥浆排量和置替水泥浆排量。替浆时计量一定要准确，防止碰压过高或替空，碰压要平稳。要有专人认真观察钻井液返出情况，一旦异常现象及时通报施工指挥。
四、结论
随着油田开发综合调整工作的不断深入，浅层水平井钻井工艺技术将得到普遍推广应用，对油田油气增产和老油田的有效开发将具有十分重要的意义，为油田的可持续发展提供了强有力的技术支撑。