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[摘 要]随着经济的发展，石油的需求量不断增加。水平井钻井技术正不断探索用于油田的开发研究，并日趋完善。目前，已经有多个国家建立了多个水平井钻井，它具有产量高、成本低的优势，在石油产业中占有重要的地位。本文阐述了油田外围油藏储层特点，并分析了施工的难点，提出了水平钻井的创新技术，并说明了在现场的应用情况，为石油事业的发展奠定了基础。
[关键词]钻井技术；难点；创新
中图分类号：tg282 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0069-01
随着油藏开发要求的不断提高，单靠增加水平段长度难以有效地提高油藏动用程度和单井产量。水平井作为有效进尺最大化的技术手段，在国内外的油田开采中得到了广泛的认同，已经成为低渗透油藏开采中必不可少的关键技术。完善水平分支井前进式施工方式、分支井眼重入主井眼等重要技术更是提高了水平井钻井技术的地位，大幅度提高油井产量，为采收率提供了新的途径。
一、 油田外围油藏储层特点
高含蜡、非均质、多层、储层渗透率低、裂缝发育等特性是油田外围油藏普遍的特点。从储层特点看，稳定性好，具备单层开发条件。 许多油层单层砂岩厚度小，单井钻遇含油层一般3～5层，单层厚度1～3 m，有效厚度1 m左右；油气水分布受构造、岩性、断层等因素控制，油水分布复杂；而且厚层砂岩多为河道沉积，横向厚度变化很大。并且油层具有储量丰度低、单井控制储量少、储层厚度薄且薄互层发育等特点。另外，葡萄花油层具有储层物性好、垂向上含油富集段相对集中、平面上砂体具有一定的稳定性，具备一定的采用水平井开发的地质基础。
二、 水平井技术施工难点
在生产的过程中影响水平井油气产能的因素很多很多，其中包括很多方面的原因，例如：①分支井眼施工顺序是由近到远，管柱重入主井眼的难度大；②水平分支井段窗体设计较窄，轨迹控制精度不高；③分支侧钻点处于含石英混合花岗岩或白云岩的潜山地层水平段内.其岩性可钻性差.研磨性强，悬空侧钻难度大；④在含石英混合花岗岩或白云岩潜山地层内的造斜和水平段实施滑动钻进时，机械钻速低，不易提高钻井速度；⑤在钻具长期频繁旋转和起下的情况下，需实现有效的套管保护；⑥水平段长、分支井眼多，大部分进尺依靠井下动力钻具滑动钻进方式完成.在大斜度井段易形成岩屑床，影响钻井；⑦该油层孔隙度小、裂缝不发育、压力系数低、钻井施工周期长，需有效保護油气层；封固段长，潜山易漏。技术套管顺利下人和保证固井质量难度大。
三、 创新技术
1、 复合井眼悬空侧钻技术
水平段内悬空侧钻实现侧钻井眼逐步偏离原井眼，达到侧钻成新井眼的目的主要方法是：在钻头前无任何阻挡的情况下，使用比正常钻进慢几倍的钻速，依靠单弯螺杆钻具侧向力，由钻头反复定向切削井壁逐渐形成新的井底。
另外，技术人员提出，复合井眼悬空侧钻技术要按照分支自然顺序施工。并且在不影响开发效果的前提下，成功解决悬空侧钻的难题。首先要选用设计尺寸钻头钻至分支点，然后选用小于设计尺寸钻头钻分支井眼，待分支井眼完成后，再选用设计尺寸钻头进行分支侧钻主井眼。这样，在分支侧钻点处形成大小井眼交界台阶，可以实现加压侧钻，解决了悬空侧钻难题。
2、 井眼轨迹控制技术
井斜角、方位角以及垂深是多分支水平井定向控制的主要参数。施工过程中要确保工具的造斜率能够达到设计的要求，主井眼定向段重点控制井斜，使井眼轨迹在油层上部顺利着陆水平主井眼的地质导向钻具组合钻进，通过滑动钻进的方式实现增斜，降斜，复合钻进实现稳斜，保证井眼轨迹始终处于油层的中上部，有效地提高了钻井速度和轨迹控制精度。
3、 斜井段轨迹控制技术
用单弯单稳柔性钻具组合配MWD或LWD 实现井眼轨迹的连续控制是导向钻井技术的关键，复合钻进与滑动钻进交替使用，这样才能保证井眼轨迹的控制精度，从而达到提高钻井时效、缩短钻井周期目的。主要技术措施：（1）为了保证井眼轨迹圆滑，要根据优选的钻具组合合理控制造斜率，以减小钻柱的摩阻和扭矩，同时消除由于起下钻而形成键槽的可能性；（2）采取短起下钻和逐步钻具倒装，确保钻压的有效传递。钻进过程中，每钻进一段距离短程起下钻1次，清理岩屑床，保证井眼的畅通，防止长井段造斜发生钻具黏卡或下钻通井划出新井眼。
4、 水平段轨迹控制技术
水平段的轨迹控制主要采用地质导向技术，根据随钻地质参数解释控制井眼轨迹的位置和走向。水平段井眼轨迹圆滑状况对井眼的延伸和摩阻扭矩影响较大，因此水平段井眼轨迹控制的关键是保证井眼的圆滑，避免大幅度调整轨迹，钻具组合优选为单弯双稳，其优点是可以减少滑动钻进的进尺，减少滑动时的安全隐患，提高钻井效率。
主要技术措施：（1）采用倒装钻具组合，钻具组合尽量简化；（2）加强摩阻扭矩理论计算与实际起下钻、钻进的摩阻扭矩对比分析，反推出摩阻因数、钻头扭矩等参数，再修正理论计算值，使理论计算与实际相符合，并反复进行修正，为水平段安全施工提供依据；（3）为保证水平段有效延伸，从钻井液方面入手，及时调整钻井液性能参数，确保钻井液具有良好的稳定性和润滑性，通过在钻井液中加入润滑剂以降低摩阻因数，达到减摩降扭的效果，为安全顺利钻进提供保障。
四、 现场应用
1、水平井钻成一个主支井眼，4个分支井眼，主井眼完钻井深为3875m，储层内进尺1070m（主井眼进尺360m，四分支井眼进尺 710 m）， 总进尺4585m，创造了吐哈油田多分支水平井水平段最长记录。
2、水平钻井钻穿油层千米以上，油层钻遇率100%，油层裸露面积相当于10口百米油层的直井。
五、结束语
水平井钻井技术开发低丰度薄油藏有明显的经济效益，应进一步推广。另外对于薄油层，井眼轨迹控制尤为重要，应最大限度的开发近钻头测量参数的地质导向系统，以提高井眼轨迹控制精度。目前，国内水平井钻井关键技术发展迅速，但仍需加大研究攻关力度，建立较为完善的基础理论体系。
参考文献
[1] 唐志军. 水平井钻井技术在大牛地气田的应用[J]. 石油钻采工艺，2009（12）
[2] 刘润波. 大庆油田薄油层水平井钻井技术[J]. 石油钻探技术，2010（11）
[3] 莒拉提. 新疆克拉玛依油田水平井钻井技术应用探究[J]. 工程技术，2007（6）
[4] 刘匡晓. 中原油田水平井钻井技术应用[J]. 石油钻采工艺，2005（11）
[关键词]钻井技术；难点；创新
中图分类号：tg282 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0069-01
随着油藏开发要求的不断提高，单靠增加水平段长度难以有效地提高油藏动用程度和单井产量。水平井作为有效进尺最大化的技术手段，在国内外的油田开采中得到了广泛的认同，已经成为低渗透油藏开采中必不可少的关键技术。完善水平分支井前进式施工方式、分支井眼重入主井眼等重要技术更是提高了水平井钻井技术的地位，大幅度提高油井产量，为采收率提供了新的途径。
一、 油田外围油藏储层特点
高含蜡、非均质、多层、储层渗透率低、裂缝发育等特性是油田外围油藏普遍的特点。从储层特点看，稳定性好，具备单层开发条件。 许多油层单层砂岩厚度小，单井钻遇含油层一般3～5层，单层厚度1～3 m，有效厚度1 m左右；油气水分布受构造、岩性、断层等因素控制，油水分布复杂；而且厚层砂岩多为河道沉积，横向厚度变化很大。并且油层具有储量丰度低、单井控制储量少、储层厚度薄且薄互层发育等特点。另外，葡萄花油层具有储层物性好、垂向上含油富集段相对集中、平面上砂体具有一定的稳定性，具备一定的采用水平井开发的地质基础。
二、 水平井技术施工难点
在生产的过程中影响水平井油气产能的因素很多很多，其中包括很多方面的原因，例如：①分支井眼施工顺序是由近到远，管柱重入主井眼的难度大；②水平分支井段窗体设计较窄，轨迹控制精度不高；③分支侧钻点处于含石英混合花岗岩或白云岩的潜山地层水平段内.其岩性可钻性差.研磨性强，悬空侧钻难度大；④在含石英混合花岗岩或白云岩潜山地层内的造斜和水平段实施滑动钻进时，机械钻速低，不易提高钻井速度；⑤在钻具长期频繁旋转和起下的情况下，需实现有效的套管保护；⑥水平段长、分支井眼多，大部分进尺依靠井下动力钻具滑动钻进方式完成.在大斜度井段易形成岩屑床，影响钻井；⑦该油层孔隙度小、裂缝不发育、压力系数低、钻井施工周期长，需有效保護油气层；封固段长，潜山易漏。技术套管顺利下人和保证固井质量难度大。
三、 创新技术
1、 复合井眼悬空侧钻技术
水平段内悬空侧钻实现侧钻井眼逐步偏离原井眼，达到侧钻成新井眼的目的主要方法是：在钻头前无任何阻挡的情况下，使用比正常钻进慢几倍的钻速，依靠单弯螺杆钻具侧向力，由钻头反复定向切削井壁逐渐形成新的井底。
另外，技术人员提出，复合井眼悬空侧钻技术要按照分支自然顺序施工。并且在不影响开发效果的前提下，成功解决悬空侧钻的难题。首先要选用设计尺寸钻头钻至分支点，然后选用小于设计尺寸钻头钻分支井眼，待分支井眼完成后，再选用设计尺寸钻头进行分支侧钻主井眼。这样，在分支侧钻点处形成大小井眼交界台阶，可以实现加压侧钻，解决了悬空侧钻难题。
2、 井眼轨迹控制技术
井斜角、方位角以及垂深是多分支水平井定向控制的主要参数。施工过程中要确保工具的造斜率能够达到设计的要求，主井眼定向段重点控制井斜，使井眼轨迹在油层上部顺利着陆水平主井眼的地质导向钻具组合钻进，通过滑动钻进的方式实现增斜，降斜，复合钻进实现稳斜，保证井眼轨迹始终处于油层的中上部，有效地提高了钻井速度和轨迹控制精度。
3、 斜井段轨迹控制技术
用单弯单稳柔性钻具组合配MWD或LWD 实现井眼轨迹的连续控制是导向钻井技术的关键，复合钻进与滑动钻进交替使用，这样才能保证井眼轨迹的控制精度，从而达到提高钻井时效、缩短钻井周期目的。主要技术措施：（1）为了保证井眼轨迹圆滑，要根据优选的钻具组合合理控制造斜率，以减小钻柱的摩阻和扭矩，同时消除由于起下钻而形成键槽的可能性；（2）采取短起下钻和逐步钻具倒装，确保钻压的有效传递。钻进过程中，每钻进一段距离短程起下钻1次，清理岩屑床，保证井眼的畅通，防止长井段造斜发生钻具黏卡或下钻通井划出新井眼。
4、 水平段轨迹控制技术
水平段的轨迹控制主要采用地质导向技术，根据随钻地质参数解释控制井眼轨迹的位置和走向。水平段井眼轨迹圆滑状况对井眼的延伸和摩阻扭矩影响较大，因此水平段井眼轨迹控制的关键是保证井眼的圆滑，避免大幅度调整轨迹，钻具组合优选为单弯双稳，其优点是可以减少滑动钻进的进尺，减少滑动时的安全隐患，提高钻井效率。
主要技术措施：（1）采用倒装钻具组合，钻具组合尽量简化；（2）加强摩阻扭矩理论计算与实际起下钻、钻进的摩阻扭矩对比分析，反推出摩阻因数、钻头扭矩等参数，再修正理论计算值，使理论计算与实际相符合，并反复进行修正，为水平段安全施工提供依据；（3）为保证水平段有效延伸，从钻井液方面入手，及时调整钻井液性能参数，确保钻井液具有良好的稳定性和润滑性，通过在钻井液中加入润滑剂以降低摩阻因数，达到减摩降扭的效果，为安全顺利钻进提供保障。
四、 现场应用
1、水平井钻成一个主支井眼，4个分支井眼，主井眼完钻井深为3875m，储层内进尺1070m（主井眼进尺360m，四分支井眼进尺 710 m）， 总进尺4585m，创造了吐哈油田多分支水平井水平段最长记录。
2、水平钻井钻穿油层千米以上，油层钻遇率100%，油层裸露面积相当于10口百米油层的直井。
五、结束语
水平井钻井技术开发低丰度薄油藏有明显的经济效益，应进一步推广。另外对于薄油层，井眼轨迹控制尤为重要，应最大限度的开发近钻头测量参数的地质导向系统，以提高井眼轨迹控制精度。目前，国内水平井钻井关键技术发展迅速，但仍需加大研究攻关力度，建立较为完善的基础理论体系。
参考文献
[1] 唐志军. 水平井钻井技术在大牛地气田的应用[J]. 石油钻采工艺，2009（12）
[2] 刘润波. 大庆油田薄油层水平井钻井技术[J]. 石油钻探技术，2010（11）
[3] 莒拉提. 新疆克拉玛依油田水平井钻井技术应用探究[J]. 工程技术，2007（6）
[4] 刘匡晓. 中原油田水平井钻井技术应用[J]. 石油钻采工艺，2005（11）