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[摘 要]水平井技术是石油钻井史上的一次重大突破，具有增加单井产量，提高生产速度，高效开发细长油气聚集带，贯穿多套薄油层等优势。这些优势尤其适合海上油田的开发。海域油田采取建造井组平台，施工定向井为主要开发模式。生产原油通过输油管线输送到陆地集输站。海底管线寿命限制、井组开发模式、油层砂体多等因素决定了水平井在海上有着得天独厚的优势。但是水平井施工周期长，泥浆浸泡时间长，油层保护难是海上钻井施工的关键，海上水平井经过十余年的发现问题、解决问题，实验、推广应用新技术、新工艺，目前已经形成一套成熟的水平井油层保护技术。
[关键词]油田；水平井；油层保护；钻井
中图分类号：TP957 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0233-01
水平井以其超长的泄油面积而具有高产的优势，同样也因为过长的钻遇油层井段大大增加了油层保护的难度，如何保护好油层，充分发挥水平井的优势一直是国内外不断研究的课题。近年来海上通过不断地总结水平井施工经验，推广应用新工艺、新技术，形成了一系列成熟的水平井油层保护技术，对下一步水平井钻井油层保护效果的提高具有积极指导意义。
1.我国钻井过程中油层污染概论
保护油层技术是一种多学科多专业的综合技术，它是地质、岩矿、化学、流体力学、渗流力学、岩石力学等多学科在油气井钻井工程和开发工程中渗透与交叉而产生的一项系列技术。钻井、完井中对油层的保护是第一关口，尽管人们已经充分认识到其重要性，但由于技术和经济原因，钻开油层时必须采用对油层正压差钻井，同时也必须采用泥浆打开油层，在正压差作用下，泥浆进入油层，其液相和固相粒子对油层必然会造成伤害。
地球上的岩石分为三种：火成岩、变质岩和沉积岩，目前这三种岩石都发现了油气储藏的实例，其中以沉积岩最为普遍。能够储藏油气的沉积岩又分为海相沉积岩和陆相沉积岩，前者主要是以白云岩为代表的碳酸盐储层，后者是以石英质砂岩为代表的碎屑岩储层。孔隙可以是各种形状，通道曲折，表面积很大，内壁粗糙。上述特征使油气储层很像一个过滤器，具有很大的机械捕集和化学反应能力。当外来物侵入时，岩石内部结构及表面性质、流体相态都会改变，使油层渗透率降低。渗地层一般解堵比较容易，往往认为与钻井液保护措施的投入不成比例，因此不需要刻意保护，但是要注意若损害严重，比如存在坚实的内泥饼或固相颗粒侵入较深，恢复地层渗透率需要很大的恢复压力，油水同层的情况下，由于水的粘度低，透过能力一般较强，高压下容易造成锥进，影响产油效果。压裂是人为制造连接井筒和地层内部的通道，由于岩石的特性，往往形成线性通道，不易形成网状立体裂缝，而钻井液的损害是面状的，压裂后只有形成通道部分提高了流体渗透能力，因此钻井液损害仍然造成了泄油面积的减少。
2.油层保护技术分析
海上成熟的钻井油层保护技术主要包括：油层保护实验与评价技术、精确的地质设计技术、优化钻井设计技术、优质钻井液油层保护技术、完井油层保护技术等。
2.1油层保护实验与评价技术
根据油田所在油区、含油层系、油藏类型等条件分析油田主力含油层系。不同的砂体物性不同，油层保护的重点不同。海上在开发前力求做好油层保护实验和评价，详细研究储层物性，对油层进行酸敏、碱敏、盐敏、水敏、速敏等敏感性评价分析，根据实验有针对的做好油层保护设计。
2.2精确的地质设计技术
油藏地质设计和钻井地质设计是钻井工程设计的依据，地质设计是否准确对于水平井的施工至关重要，不仅会影响到钻井施工的周期、油层保护的质量，甚至会影响水平井施工的成败。海上水平井钻井一般不采用打导眼的方式，这样可以节约大量成本，但是一旦油藏设计无法较为准确的预测出油藏的深度、走向，将会导致水平井无法顺利施工，最终对油层产生较大污染、影响单井产量。因此精确的地质设计技术是做好海上水平井油层保护的一大重点。
2.3优化钻井设计技术
钻井设计科学与否决定着钻井整个实施的成败。科学合理的钻井设计有助于实施优快钻井，确保钻井实施安全、顺利，大大减少钻井液对油层的浸泡污染时间，能最大程度减小钻井过程对油层产生的损害。钻井优化设计技术在油层保护方面主要体现在如下几方面：
（1）井身轨道优化设计。从采油工艺、优快钻井施工要求出发，为加快钻井速度，确保水平井实施成功，海上水平井井眼轨道设计优化采用钻井施工难度相对较小的“直-增-稳-增-稳”五段式设计方法，水平井造斜率一般为10°～25°/100m，上部增斜段（第一增斜段）造斜率不得大于15°/100m，全角变化率小于6°/30m，造斜点或稳斜段尽量靠下（稳斜段底与油层段垂直距离应小于150m），同时为进一步降低井斜角，满足钻井防碰需要，部分井采用表层定向施工技术，造斜点选择在100～400m，满足采油工艺下泵深抽的要求。
（2）井身结构优化设计。将水平井井身结构分为三开，一开钻表层后下入表层套管；二开钻至水平井A靶点以下50m，并保证钻具在进入目的层前井斜、方位均已达到优化值，尽量避免三开定向、扭方位；三开钻完水平段后下筛管或砾石充分防砂完井。
2.4优质钻井液技术
钻井液是钻井的血液，贯穿整个钻井施工过程，对钻井的顺利完成起着决定性作用。而且钻井液在钻井过程与油层直接接触，是油层保护的关键环节，能否有效抑制钻井液浸入地层，决定着油层保护的成败。对于水平井，根据钻采一体化先期防砂钻井、完井工艺的特殊要求，采用两套钻井液体系：一是钻井过程中为满足井下安全和油层保护要求，实现优快钻井目的，钻井全过程推荐采用“双保型”（油层保护和环境保护）天然高分子聚合醇非渗透钻井液体系，其中钻开油层前100米至完井（下套管固井完），使用非渗透处理剂，避免油层钻井过程中出现漏失现象；二是完井过程中为避免钻井液中固相颗粒对滤砂管的堵塞，满足钻采一体化防砂完井工艺要求，完井时采用海水无固相钻井液体系。
2.5裸眼砾石充填完井技术
水平井裸眼砾石充填完井是在裸眼水平段下入筛管并将筛管与井壁之间的环空充满砾石，形成高渗透挡砂屏障，使砾石支撑地层、过滤出砂和保护筛管。海上水平井裸眼砾石充填完井首先下防砂管柱到设计位置，油管打压，使悬挂封隔器充分座封，升压丢手，验封，之后酸洗、循环充填及测试，最后反洗井，起出充填管柱。利用底部循环充填防砂工艺，用适当排量和砂比携砂液，将钻井井眼与优质筛管之间环空用陶粒砂一次充填均匀，形成连续穩定的高强度砂体，阻止地层砂向井筒运移，从而解决出砂问题，保护了油层结构。
3.结论与建议
水平井油层保护是一个系统工程，涉及到地质设计、钻井设计、钻井工艺、完井工艺等专业技术及层面，只有做到环环相扣，确保每一环节质量，才能真正有效保护好油气层。建议今后进一步加强各专业和部门的配合，加大合作力度，对可能影响油层保护质量的各种环节制定出具体措施，更好提高水平井长油层段油层保护质量。
参考文献
[1]徐兵；代玲；谢明英；黄军立；郑洁；涂志勇；水平井单井提液时机选择[J]；科学技术与工程；2013年01期
[2]张瑞霞；王继飞；董社霞；田启忠；刘建新；水平井控水完井技术现状与发展趋势[J]；钻采工艺；2012年04期
[4]张俊斌；南海油田延缓底水锥进水平井防砂技术研究[J]；长江大学学报（自然科学版）理工卷；2010年03期
[4]饶富培；董云龙；吴杰生；齐月魁；唐庆；王晓彬；大港油田底水油藏水平井控水完井工艺[J]；石油钻采工艺；2010年03期
[关键词]油田；水平井；油层保护；钻井
中图分类号：TP957 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0233-01
水平井以其超长的泄油面积而具有高产的优势，同样也因为过长的钻遇油层井段大大增加了油层保护的难度，如何保护好油层，充分发挥水平井的优势一直是国内外不断研究的课题。近年来海上通过不断地总结水平井施工经验，推广应用新工艺、新技术，形成了一系列成熟的水平井油层保护技术，对下一步水平井钻井油层保护效果的提高具有积极指导意义。
1.我国钻井过程中油层污染概论
保护油层技术是一种多学科多专业的综合技术，它是地质、岩矿、化学、流体力学、渗流力学、岩石力学等多学科在油气井钻井工程和开发工程中渗透与交叉而产生的一项系列技术。钻井、完井中对油层的保护是第一关口，尽管人们已经充分认识到其重要性，但由于技术和经济原因，钻开油层时必须采用对油层正压差钻井，同时也必须采用泥浆打开油层，在正压差作用下，泥浆进入油层，其液相和固相粒子对油层必然会造成伤害。
地球上的岩石分为三种：火成岩、变质岩和沉积岩，目前这三种岩石都发现了油气储藏的实例，其中以沉积岩最为普遍。能够储藏油气的沉积岩又分为海相沉积岩和陆相沉积岩，前者主要是以白云岩为代表的碳酸盐储层，后者是以石英质砂岩为代表的碎屑岩储层。孔隙可以是各种形状，通道曲折，表面积很大，内壁粗糙。上述特征使油气储层很像一个过滤器，具有很大的机械捕集和化学反应能力。当外来物侵入时，岩石内部结构及表面性质、流体相态都会改变，使油层渗透率降低。渗地层一般解堵比较容易，往往认为与钻井液保护措施的投入不成比例，因此不需要刻意保护，但是要注意若损害严重，比如存在坚实的内泥饼或固相颗粒侵入较深，恢复地层渗透率需要很大的恢复压力，油水同层的情况下，由于水的粘度低，透过能力一般较强，高压下容易造成锥进，影响产油效果。压裂是人为制造连接井筒和地层内部的通道，由于岩石的特性，往往形成线性通道，不易形成网状立体裂缝，而钻井液的损害是面状的，压裂后只有形成通道部分提高了流体渗透能力，因此钻井液损害仍然造成了泄油面积的减少。
2.油层保护技术分析
海上成熟的钻井油层保护技术主要包括：油层保护实验与评价技术、精确的地质设计技术、优化钻井设计技术、优质钻井液油层保护技术、完井油层保护技术等。
2.1油层保护实验与评价技术
根据油田所在油区、含油层系、油藏类型等条件分析油田主力含油层系。不同的砂体物性不同，油层保护的重点不同。海上在开发前力求做好油层保护实验和评价，详细研究储层物性，对油层进行酸敏、碱敏、盐敏、水敏、速敏等敏感性评价分析，根据实验有针对的做好油层保护设计。
2.2精确的地质设计技术
油藏地质设计和钻井地质设计是钻井工程设计的依据，地质设计是否准确对于水平井的施工至关重要，不仅会影响到钻井施工的周期、油层保护的质量，甚至会影响水平井施工的成败。海上水平井钻井一般不采用打导眼的方式，这样可以节约大量成本，但是一旦油藏设计无法较为准确的预测出油藏的深度、走向，将会导致水平井无法顺利施工，最终对油层产生较大污染、影响单井产量。因此精确的地质设计技术是做好海上水平井油层保护的一大重点。
2.3优化钻井设计技术
钻井设计科学与否决定着钻井整个实施的成败。科学合理的钻井设计有助于实施优快钻井，确保钻井实施安全、顺利，大大减少钻井液对油层的浸泡污染时间，能最大程度减小钻井过程对油层产生的损害。钻井优化设计技术在油层保护方面主要体现在如下几方面：
（1）井身轨道优化设计。从采油工艺、优快钻井施工要求出发，为加快钻井速度，确保水平井实施成功，海上水平井井眼轨道设计优化采用钻井施工难度相对较小的“直-增-稳-增-稳”五段式设计方法，水平井造斜率一般为10°～25°/100m，上部增斜段（第一增斜段）造斜率不得大于15°/100m，全角变化率小于6°/30m，造斜点或稳斜段尽量靠下（稳斜段底与油层段垂直距离应小于150m），同时为进一步降低井斜角，满足钻井防碰需要，部分井采用表层定向施工技术，造斜点选择在100～400m，满足采油工艺下泵深抽的要求。
（2）井身结构优化设计。将水平井井身结构分为三开，一开钻表层后下入表层套管；二开钻至水平井A靶点以下50m，并保证钻具在进入目的层前井斜、方位均已达到优化值，尽量避免三开定向、扭方位；三开钻完水平段后下筛管或砾石充分防砂完井。
2.4优质钻井液技术
钻井液是钻井的血液，贯穿整个钻井施工过程，对钻井的顺利完成起着决定性作用。而且钻井液在钻井过程与油层直接接触，是油层保护的关键环节，能否有效抑制钻井液浸入地层，决定着油层保护的成败。对于水平井，根据钻采一体化先期防砂钻井、完井工艺的特殊要求，采用两套钻井液体系：一是钻井过程中为满足井下安全和油层保护要求，实现优快钻井目的，钻井全过程推荐采用“双保型”（油层保护和环境保护）天然高分子聚合醇非渗透钻井液体系，其中钻开油层前100米至完井（下套管固井完），使用非渗透处理剂，避免油层钻井过程中出现漏失现象；二是完井过程中为避免钻井液中固相颗粒对滤砂管的堵塞，满足钻采一体化防砂完井工艺要求，完井时采用海水无固相钻井液体系。
2.5裸眼砾石充填完井技术
水平井裸眼砾石充填完井是在裸眼水平段下入筛管并将筛管与井壁之间的环空充满砾石，形成高渗透挡砂屏障，使砾石支撑地层、过滤出砂和保护筛管。海上水平井裸眼砾石充填完井首先下防砂管柱到设计位置，油管打压，使悬挂封隔器充分座封，升压丢手，验封，之后酸洗、循环充填及测试，最后反洗井，起出充填管柱。利用底部循环充填防砂工艺，用适当排量和砂比携砂液，将钻井井眼与优质筛管之间环空用陶粒砂一次充填均匀，形成连续穩定的高强度砂体，阻止地层砂向井筒运移，从而解决出砂问题，保护了油层结构。
3.结论与建议
水平井油层保护是一个系统工程，涉及到地质设计、钻井设计、钻井工艺、完井工艺等专业技术及层面，只有做到环环相扣，确保每一环节质量，才能真正有效保护好油气层。建议今后进一步加强各专业和部门的配合，加大合作力度，对可能影响油层保护质量的各种环节制定出具体措施，更好提高水平井长油层段油层保护质量。
参考文献
[1]徐兵；代玲；谢明英；黄军立；郑洁；涂志勇；水平井单井提液时机选择[J]；科学技术与工程；2013年01期
[2]张瑞霞；王继飞；董社霞；田启忠；刘建新；水平井控水完井技术现状与发展趋势[J]；钻采工艺；2012年04期
[4]张俊斌；南海油田延缓底水锥进水平井防砂技术研究[J]；长江大学学报（自然科学版）理工卷；2010年03期
[4]饶富培；董云龙；吴杰生；齐月魁；唐庆；王晓彬；大港油田底水油藏水平井控水完井工艺[J]；石油钻采工艺；2010年03期