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[摘 要]近年来随着油田勘探开发的进一步深入，一些相对成熟的钻井新技术新工艺已成功运用到钻探施工中，其中侧钻水平井因其经济效益高，投入相对低等因素被广泛应用到油田的开采和勘探开发中。结合实际施工过程，从技术方面就侧钻水平井遇到的难点问题进行了简单的阐述与分析。
[关键词]油藏；孔道；开窗；摩阻
中图分类号：TH38 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）28-0248-01
1.侧钻水平井技术的应用
1.1开窗
在选择开窗的位置时要尽量避开不稳定地层以及套管接箍，尽可能选择井斜率较小，且固井质量高的泥岩井段，不要以砾岩井段开窗。开窗工艺分为三步：第一步为初始铣，即铣锥接触到导斜器的顶部，该阶段要尽可能降低导斜面的振动幅度，从而保证窗顶的规则度；第二步为骑套铣，即铣锥底圆与套管内壁相接触，直至接触到套管外壁，此时要保证套管和导斜面的磨损要均衡，以提高窗口的圆滑度；第三步为出窗铣，即铣锥底圆出套管外壁并整个铣锥最大直径均出套管，此时钻压要适当降低，以提高窗口底部的圆滑度和规则度。
1.2裸眼钻进和轨迹控制
（1）钻头的选型。现阶段常用于侧钻水平井的钻头类型包括：单牙轮、三牙轮、三角聚晶以及PDC等多种，而经过长期的实践与摸索，总体认为在侧钻井的上部增斜以及稳斜阶段，单牙轮钻头的效果比较好；而在水平段则适用PDC钻头。
（2）钻井液技术。钻井液技术是影响到工程顺利实施的关键因素之一，钻井液的品质优良，则可以稳定井壁、清洁井眼、防卡降阻、保护油气层等。
（3）轨道控制。水平井钻井过程中，其井眼轨道的控制技术是比较重要的一个环节，而其主要的控制设备则包括MWD以及LWD无线随钻测量设备。对于定向仪器的具体要求包括控制精度要高、应变能力要强以及预测的准确度要高。
1.3完井方式
（1）外管组合。即留井部分，该组合的送入顺序如下：钻杆-套管悬挂器-一根套管-一组裸眼膨胀封隔器-一根套管-一组裸眼膨胀封隔器-筛管-一组裸眼膨胀封隔器-一根套管-浮鞋。（2）内管组合。即实现工艺部人，其送入顺序如下：钻柱-套管-悬挂器-旋转器-内管-内管封隔器-孔节箍-内管封隔器-内管-球座。（3）完井。完井方式为筛管和封隔器顶部注水泥相结合，其可以保证环空水泥与产层互不接触，因此不会向产层传递压力，可以有效的保护产层及套管。
2.侧钻水平井技术困难与发展趋势
2.1井身轨迹难以控制对钻具组合要求很高
侧钻水平井井身结构中主要有4种制式的结合，即直、增、稳、平，我们一般可按下部地层情况和储层靶点设计要求，设计其结构类型，如直-增-稳-增-平，直-增-平等等。因造斜段处造斜率大，井眼轨迹不易控制，可能导致脱靶。另外，侧鉆水平井的井眼曲率比普通定向井要高得多，造斜的难度要大得多，需要水平井特殊的造斜工具。这一方面要求精心设计其水平轨道，一方面要求具有较高的轨迹控制能力。综上，侧钻水平井对钻具要求很高。
2.2钻头选型较难掌握要合理使用以提高机械钻速
钻头选型的正确与否将对钻井队提高机械钻速，缩短钻井周期并节约成本和增创效益起着至关重要的作用。争对不同地层选择适合的钻头选型和水眼，并配以合理的钻井参数将能最大限度的提高钻头水力参数效能，充分发挥钻头的使用功用，以此提高机械钻速。
在施工中我们主要是靠两方面来进行考虑如何选择怎样的钻头类型。一是靠工程设计和地质设计中的相关要求和地层情况进行分析选判。二是主要靠常年侧钻施工中不断积累的经验进行选择，它以钻头使用数据进行参照对比，因此具有一定的科学理论依据。
2.3钻井液体系要实时维护确保施工顺利进行
（1）携岩洗井。钻井工程上应保证足够的排量、一定的旋转钻具洗井和短程起下钻次数；钻井液应保证具有优良的流变性，以便于自如地进行调整，满足不同井斜角区域的携岩要求，确保不形成岩屑床，保持井眼清洁。
（2）减阻防卡。一般侧钻施工中侧钻点较深，侧钻后增斜、水平段钻进等作业项目多，起下钻次数多，停钻时间长，易发生卡钻事故，故提高钻井液的润滑能力是保证侧钻井井下安全的关键问题。因此，要保证钻井液含油量在8%以上，钻井液在混油乳化的基础上，可与液体润滑剂配合使用，综合实施润滑防卡技术，尽可能降低泥饼摩擦系数，防止压差卡钻的发生，同时降低钻具的摩阻与扭矩。
（3）油层保护。1）钻开主要油气层前调整好钻井液性能，严格控制失水量，减少滤液和固相颗粒对油气层的损害。2）控制好钻井液密度，掌握控制的尺度，做到压而不死，活而不喷。3）控制起下钻速度，避免压力激动，减少油气层内部粘土颗粒运移导致通道堵塞。
（4）固相控制。固相控制是确保钻井液各项性能优化的前提。钻井队配备了振动筛等固控设备，并按设计要求充分利用机械固控设备，以最大限度地除去钻井液中的有害固相。
（5）流变性控制。侧钻施工井段，动塑比控制在0.3～0.5Pa/mPa？s，动切力控制在5-15Pa，配合钻具旋转、短程提下钻、提高排量洗井等措施，提高岩屑输送能力和防止形成岩屑床，从而保证井眼清洁。
2.4固井难度较大应合理采取措施提高固井质量
侧钻水平井底边易大量沉积岩屑，如果不把这些清除掉难以封固好目的层井段。在大斜度段和水平段，套管后居中度难以保证，因此在施工中主要做好以下工艺措施：应控制好井眼轨迹，其全角变化率要小于套管柱允许的最大值；尽量使用井下动力钻具钻进，防止多次起下钻造成键槽；下套管前宜用于套管尺寸近似的钻铤通井，减少摩阻力；泥浆润滑性要好，触变性要小，应易于到达紊流，有利于携砂；下套管前提高钻井液的粘切，分段循环，清除岩硝，岩床。
2.5完井作业工序多且复杂要做好各工序衔接确保施工质量
（1）扫塞作业。当完钻、固井、测完声幅后就进入到关键的完井阶段。扫塞是第一步，其目的是处理掉套管和裸眼段内的水泥，为后期完井作业做好准备。
（2）刮管作业。刮管施工作业其目的是为清除掉粘附在套管壁的水泥块，为最终射孔完井做好充分准备。如果刮管器因质量问题或是前期扫塞作业没有达到施工目的，将严重影响刮管的质量或阻碍刮管施工。因此，这两方面的因素对刮管作业非常重要，一定要确保正确无误。
（3）通洗井作业。通洗井作业主要是清除刮管后套管内的水泥碎屑，同时替除井筒内原钻井液，确保井筒内干净无污染浆，为后期油层射孔后保护油层做好充分准备。
（4）拆换井口、试压、全井筒试压作业。此项作业主要是拆钻井防喷器、钻井大四通等井口装置，安装升高短节、采油大四通、试油防喷器组合，节流压井管汇并试压达到规定要求，检查套管及卡瓦密封，对相应法兰密封注脂，试压合格，全井筒试压20MPa。
（5）校深、射孔作业。此项作业是进行套管配校深，然后下射孔管柱进行最终打压射孔，完成整个完井施工任务。难点是注重要确保套管校深数据必须正确无误，射孔管柱组配必须合理到位，按设计要求在达到规定压力值时，应一次射孔完成。
3.结束语
侧钻水平井的应用使一些老井又焕发生机，为油田增产创效和可持续、稳步的开发奠定了坚实基础。本文只是通过作者对侧钻水平井的简单认识，就其功用和技术方面的问题进行了下简要浅析，希望给他人提供参考。
参考文献
[1]高文革；侧钻水平井施工与实践[J]；内蒙古石油化工；2010年03期
[2]王心；浅析齐40块稠油侧钻水平井技术的应用[J]；化工管理；2013年08期
第一作者简介：刘超，2014年毕业于东北石油大学华瑞学院石油工程专业，2014年参加工作，中石油渤海钻探塔里木钻井分公司70565钻井队，2016年任学习副司钻，2017年12月任钻井工程师。
[关键词]油藏；孔道；开窗；摩阻
中图分类号：TH38 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）28-0248-01
1.侧钻水平井技术的应用
1.1开窗
在选择开窗的位置时要尽量避开不稳定地层以及套管接箍，尽可能选择井斜率较小，且固井质量高的泥岩井段，不要以砾岩井段开窗。开窗工艺分为三步：第一步为初始铣，即铣锥接触到导斜器的顶部，该阶段要尽可能降低导斜面的振动幅度，从而保证窗顶的规则度；第二步为骑套铣，即铣锥底圆与套管内壁相接触，直至接触到套管外壁，此时要保证套管和导斜面的磨损要均衡，以提高窗口的圆滑度；第三步为出窗铣，即铣锥底圆出套管外壁并整个铣锥最大直径均出套管，此时钻压要适当降低，以提高窗口底部的圆滑度和规则度。
1.2裸眼钻进和轨迹控制
（1）钻头的选型。现阶段常用于侧钻水平井的钻头类型包括：单牙轮、三牙轮、三角聚晶以及PDC等多种，而经过长期的实践与摸索，总体认为在侧钻井的上部增斜以及稳斜阶段，单牙轮钻头的效果比较好；而在水平段则适用PDC钻头。
（2）钻井液技术。钻井液技术是影响到工程顺利实施的关键因素之一，钻井液的品质优良，则可以稳定井壁、清洁井眼、防卡降阻、保护油气层等。
（3）轨道控制。水平井钻井过程中，其井眼轨道的控制技术是比较重要的一个环节，而其主要的控制设备则包括MWD以及LWD无线随钻测量设备。对于定向仪器的具体要求包括控制精度要高、应变能力要强以及预测的准确度要高。
1.3完井方式
（1）外管组合。即留井部分，该组合的送入顺序如下：钻杆-套管悬挂器-一根套管-一组裸眼膨胀封隔器-一根套管-一组裸眼膨胀封隔器-筛管-一组裸眼膨胀封隔器-一根套管-浮鞋。（2）内管组合。即实现工艺部人，其送入顺序如下：钻柱-套管-悬挂器-旋转器-内管-内管封隔器-孔节箍-内管封隔器-内管-球座。（3）完井。完井方式为筛管和封隔器顶部注水泥相结合，其可以保证环空水泥与产层互不接触，因此不会向产层传递压力，可以有效的保护产层及套管。
2.侧钻水平井技术困难与发展趋势
2.1井身轨迹难以控制对钻具组合要求很高
侧钻水平井井身结构中主要有4种制式的结合，即直、增、稳、平，我们一般可按下部地层情况和储层靶点设计要求，设计其结构类型，如直-增-稳-增-平，直-增-平等等。因造斜段处造斜率大，井眼轨迹不易控制，可能导致脱靶。另外，侧鉆水平井的井眼曲率比普通定向井要高得多，造斜的难度要大得多，需要水平井特殊的造斜工具。这一方面要求精心设计其水平轨道，一方面要求具有较高的轨迹控制能力。综上，侧钻水平井对钻具要求很高。
2.2钻头选型较难掌握要合理使用以提高机械钻速
钻头选型的正确与否将对钻井队提高机械钻速，缩短钻井周期并节约成本和增创效益起着至关重要的作用。争对不同地层选择适合的钻头选型和水眼，并配以合理的钻井参数将能最大限度的提高钻头水力参数效能，充分发挥钻头的使用功用，以此提高机械钻速。
在施工中我们主要是靠两方面来进行考虑如何选择怎样的钻头类型。一是靠工程设计和地质设计中的相关要求和地层情况进行分析选判。二是主要靠常年侧钻施工中不断积累的经验进行选择，它以钻头使用数据进行参照对比，因此具有一定的科学理论依据。
2.3钻井液体系要实时维护确保施工顺利进行
（1）携岩洗井。钻井工程上应保证足够的排量、一定的旋转钻具洗井和短程起下钻次数；钻井液应保证具有优良的流变性，以便于自如地进行调整，满足不同井斜角区域的携岩要求，确保不形成岩屑床，保持井眼清洁。
（2）减阻防卡。一般侧钻施工中侧钻点较深，侧钻后增斜、水平段钻进等作业项目多，起下钻次数多，停钻时间长，易发生卡钻事故，故提高钻井液的润滑能力是保证侧钻井井下安全的关键问题。因此，要保证钻井液含油量在8%以上，钻井液在混油乳化的基础上，可与液体润滑剂配合使用，综合实施润滑防卡技术，尽可能降低泥饼摩擦系数，防止压差卡钻的发生，同时降低钻具的摩阻与扭矩。
（3）油层保护。1）钻开主要油气层前调整好钻井液性能，严格控制失水量，减少滤液和固相颗粒对油气层的损害。2）控制好钻井液密度，掌握控制的尺度，做到压而不死，活而不喷。3）控制起下钻速度，避免压力激动，减少油气层内部粘土颗粒运移导致通道堵塞。
（4）固相控制。固相控制是确保钻井液各项性能优化的前提。钻井队配备了振动筛等固控设备，并按设计要求充分利用机械固控设备，以最大限度地除去钻井液中的有害固相。
（5）流变性控制。侧钻施工井段，动塑比控制在0.3～0.5Pa/mPa？s，动切力控制在5-15Pa，配合钻具旋转、短程提下钻、提高排量洗井等措施，提高岩屑输送能力和防止形成岩屑床，从而保证井眼清洁。
2.4固井难度较大应合理采取措施提高固井质量
侧钻水平井底边易大量沉积岩屑，如果不把这些清除掉难以封固好目的层井段。在大斜度段和水平段，套管后居中度难以保证，因此在施工中主要做好以下工艺措施：应控制好井眼轨迹，其全角变化率要小于套管柱允许的最大值；尽量使用井下动力钻具钻进，防止多次起下钻造成键槽；下套管前宜用于套管尺寸近似的钻铤通井，减少摩阻力；泥浆润滑性要好，触变性要小，应易于到达紊流，有利于携砂；下套管前提高钻井液的粘切，分段循环，清除岩硝，岩床。
2.5完井作业工序多且复杂要做好各工序衔接确保施工质量
（1）扫塞作业。当完钻、固井、测完声幅后就进入到关键的完井阶段。扫塞是第一步，其目的是处理掉套管和裸眼段内的水泥，为后期完井作业做好准备。
（2）刮管作业。刮管施工作业其目的是为清除掉粘附在套管壁的水泥块，为最终射孔完井做好充分准备。如果刮管器因质量问题或是前期扫塞作业没有达到施工目的，将严重影响刮管的质量或阻碍刮管施工。因此，这两方面的因素对刮管作业非常重要，一定要确保正确无误。
（3）通洗井作业。通洗井作业主要是清除刮管后套管内的水泥碎屑，同时替除井筒内原钻井液，确保井筒内干净无污染浆，为后期油层射孔后保护油层做好充分准备。
（4）拆换井口、试压、全井筒试压作业。此项作业主要是拆钻井防喷器、钻井大四通等井口装置，安装升高短节、采油大四通、试油防喷器组合，节流压井管汇并试压达到规定要求，检查套管及卡瓦密封，对相应法兰密封注脂，试压合格，全井筒试压20MPa。
（5）校深、射孔作业。此项作业是进行套管配校深，然后下射孔管柱进行最终打压射孔，完成整个完井施工任务。难点是注重要确保套管校深数据必须正确无误，射孔管柱组配必须合理到位，按设计要求在达到规定压力值时，应一次射孔完成。
3.结束语
侧钻水平井的应用使一些老井又焕发生机，为油田增产创效和可持续、稳步的开发奠定了坚实基础。本文只是通过作者对侧钻水平井的简单认识，就其功用和技术方面的问题进行了下简要浅析，希望给他人提供参考。
参考文献
[1]高文革；侧钻水平井施工与实践[J]；内蒙古石油化工；2010年03期
[2]王心；浅析齐40块稠油侧钻水平井技术的应用[J]；化工管理；2013年08期
第一作者简介：刘超，2014年毕业于东北石油大学华瑞学院石油工程专业，2014年参加工作，中石油渤海钻探塔里木钻井分公司70565钻井队，2016年任学习副司钻，2017年12月任钻井工程师。