浅谈小井眼水平井施工难点及相应的措施.doc

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1、浅谈小井眼水平井施工难点及相应的措施摘要：小井眼水平井有着施工难点，需采取相应的措施，来保钻进的质量，提高采收率，实现稳产增产。关键词：小井眼水平井；施工难点；措施降低钻井工程成本，已成为油气田勘探开发的重要课题。小井眼是继水平井之后，在80年代后期兴起的又一热点技术。小井眼钻井可以减少消耗，降低成本，已得到公认，其发展潜力得到了充分肯定。一、小井眼概述对于小井眼的提法有各种各样，不尽相同，到目前为止没有统一的定义。1、美国Amoco公司90%以上的井眼用小于6的钻头钻成。2、法国Elf公司完钻井眼小于常规完钻井眼（81/2） 的井统称为小井眼。3有的认为 70%以上的井眼小于6。4还有的认为

2、 环空间隙小于1的井眼。5. Bp 公司套管层数少于常规井的井眼。小井眼钻井早在50年代后期就发展起来。当时美国的Carter公司在犹他州，阿肯色州，路易丝安那州等地钻了108口小井眼井，得出的结论是钻小井眼井在经济上是合算的。80年代中期以前，小井眼之所以没有引起石油界足够的重视，原因之一是当时的油价较高。原因之二是小井眼钻井技术还不完善。80年代中期以来，由于油气价格的下跌，世界范围内石油工业不景气，小井眼又引起广泛重视。二、施工难点1、钻具偏心弯曲变形大，滑动钻进加压困难小眼水平井施工时，下部所用钻具外径只有60.3mm，刚度低、柔性大。在下部井段钻进时，因钻具偏心弯曲变形，导致滑动钻进

3、摩阻很大、转动钻进扭矩大，钻压传递非常困难，严重影响钻井速度，这是小眼水平井施工的最大难点。2、泥浆上返速度底，岩屑输送困难小眼水平井施工，由于钻具和井壁的环空间隙较小，泥浆排量低、上返速度慢，进尺快，满足不了大排量携砂的需要，造成岩屑输送困难，给安全施工带来了隐患。3、水平段长，中靶精度要求高小眼水平井，水平段和常规中、小尺寸的水平井一样，水平段长、水平位移大、靶点多，同时水平段上下0.6米、左右7.6米的靶点范围，使得轨迹控制难度增加。4、井下复杂情况多在小井眼循环系统中其功率分配与常规井眼不同。在常规井眼中，环空压耗只占10%左右，而在小井眼中则占到75%以上，国外一些资料甚至认为占到9

4、0%，环空压耗的大幅度增加使钻井液的当量密度也大幅度增加。井眼小，钻具与井眼之间的环空间隙小，起下钻具产生的压力波动大。小井眼环空间隙小，环空返速高，泥浆剪切稀释作用明显，而在大肚子井段则返速很低，给携沙洗井带来很大的困难。环空压耗高，压持效应明显，而钻头水眼处的水功率又小，井底清洗困难，并容易留下隐患。小井眼环空间隙小，钻具上提下放产生的压力激动和抽吸作用较大，易导致井壁失稳，产生掉块，增加洗井时的难度，严重时造成坍塌卡钻。在侧钻过程中，发生压差卡钻的几率很高，在斜井段，钻具与井壁接触面积大，与泥饼相粘附，在压差作用下造成卡钻。相对于常规井眼而言，小井眼形成键槽的可能性更大一些。在水平井的的

5、造斜段，扭方位段等狗腿度较大的井段，井壁一侧出现凹槽，又因小井眼钻进中钻井参数和水力参数都受到限制，环空压耗高，井底压持效应明显，钻速慢是普遍现象。因而钻进其间起下钻次数多，钻井周期长，尤其是裸眼段较长（300m）和井眼较深、地层可钻性差的小井眼中，这一问题更加突出，极易造成键槽卡钻。5、轨迹测量小眼水平井施工过程中，对测量仪器的要求比较高。施工过程中采用DWD超小尺寸测量仪器施工，由于施工条件的约束及其自身结构的限制，测量施工存在如下难点：泥浆排量小、立管压力低，发射的脉冲信号幅度低。泥浆中杂质易阻塞井下仪器，导致施工不能继续进行或仪器不工作。井下仪器对泥浆流量反应灵敏，井下仪器的性能要求高

6、因钻具内径小、易弯曲，导致脉冲信号衰减厉害，需要采取措施增强井下仪器发射的信号强度。三、小井眼水平井施工难点的措施1、优化井身轨迹井身轨迹设计过程中，根据工具的造斜能力，合理确定各井段的长度，大幅度缩短靶前位移和造斜段长度，优化井身轨迹，以改善井眼清洗效果、减少摩阻和扭矩、提高工作效率、缩短建井周期。2、小井眼钻井的钻具要符合要求小井眼钻柱由于其直径小重量轻，不仅施加钻压的范围受到限制，而且由于钻柱本身刚度小强度低，不能强化钻井技术参数，从而导致小井眼钻井效率降低。对于较小尺寸的钻杆，由于其抗拉、抗扭强度的限制，使得小井眼钻进过程中钻头加压和抗扭矩能力降低。小井眼钻井时转速很高，钻具在井底承受

7、的反扭矩也更大，在加压过大时极易导致扭断钻具的事故发生。针对小井眼钻井时钻速高使得小尺寸的钻杆抗扭矩能力降低，在加压过大时极易导致扭断钻具的事故发生。因此在钻具入井之前一定要检查好钻杆台阶是否平整，有刺漏，公母扣是否磨损，各种不常用的钻具下井前做好探伤，操作人员在上扣时一定要上紧，优化钻井参数，尤其是选择合理的钻进参数。3、井控通过与常规井眼间隙对比，小井眼的环空体积更小。在小井眼钻井时，钻具转速很快，使环空中高速上返的泥浆也高速旋转产生很大的离心力撞击井壁，进而破坏井壁，影响泥浆的携岩效果；同时与泥浆的上返运动合并产生旋流，大大的增加其环空压耗；加之钻杆接头处的凸起也进一步消耗了钻井液能量，

8、降低其携岩能力。在常规井眼中由于环空间隙较大，其外径对钻进影响可以忽略，因此小井眼钻井对井控提出了很高要求。由于在小井眼环空压力损失占整个系统约90%以上，而常规井大约90%损失在钻柱和钻头。同时钻柱偏心度在小环空压力损失起重要作用，钻杆转动与不转动环空压力损失比为1.1-1.6。因此，对于以环空损失占主要地位的小井眼井，动态压井成为有效的井控方法。动态压井是用循环时环空摩擦损失来控制地层压力，可以通过改变排量、转速或泥浆性能来控制不平衡地层压力。4、小井眼钻井液需符合要求小井眼钻井的特点一是环空间隙小(小井眼环隙只有常规井的20%)，环空压力损失大，钻井液中的固相在离心作用下易粘附于钻杆内壁

9、，因而对钻井液提出特殊的要求，小井眼钻井或小井眼取芯钻井方面对泥浆的要求比较严格，其特殊要求如下：能够在较低的排量下清洗井底，携带和悬浮岩屑；小井眼环隙小，即使在较低的排量下环空钻井液大多呈紊流流态因此要求钻井液具有最低的失水、低粘度，良好的造壁性、较强的防塌能力，以保证在紊流流态下井壁的稳定性；由于小井眼的压力损失主要在环空，因而增加了钻井液的当量密度，增大了起下钻时的波动压力，易造成井下复杂情况。因此通过调整钻井液的流变参数，以达到降低环空压力损失、优化环空流型，将是小井眼钻井液技术的关键之一；要求有很好的润滑性能，较低的摩阻系数并能很好地保护油气层；抑制稳定页岩并使井眼保持标准尺寸，特别

10、是对具有冲蚀作用的高速转动；适合于岩芯评价，这样就不会由于岩芯受到污染而丧失有价值的资料5、防外筒脱扣及断钻、卡钻井眼环空间隙小，泵排量不足，不利于携砂，导致活动钻具摩阻大。因此我们钻井一线应该培训新的打捞工艺，配备齐全的小井眼打捞工具，以提高打捞成功率，降低钻井成本。小井眼钻井对钻井液的携岩能力要求非常高，尤其在钻遇岩屑体积大，不规则，比重大时一定要调整好泥浆性能，控制好粘度确保携岩效果，同时对职工的岗位技能也提出了相当的挑战，接单根速度一定要快，不要长时间静置钻具，6、分段钻进小井眼水平钻井是很有吸引力的钻井方法，不管是在占用场地，选用小马力钻机，还是钻井液药品及套管方面都极大的节约了成本

11、。小井眼水平钻井是很有吸引力的钻井方法，不管是在占用场地，选用小马力钻机，还是钻井液药品及套管方面都极大的节约了成本。使轨迹尽量向前延伸。在二开正常造浆后，井队应认真落实好储备重泥浆，以防备钻遇复杂地层，以备急用，小井眼钻井遇特殊情况要求更高。改小循环后加大药品投入，及时调整好泥浆流型，保证足够的黏度，确保停泵后其有一定的悬浮能力，在泥浆未成型之前尽量不要长时间停泵车测斜。穿油层前一定去附近注水站落实注水井的停注情况，加强与甲方协调。快完井穿复杂地层，或油层时候一定注意钻时变化情况，一旦钻时突然变快，应加强坐岗，观察返浆及振动筛出砂情况，检测钻井液各项参数。结束语小井眼水平钻井是很有吸引力的钻井方法，不管是在占用场地，选用小马力钻机，还是钻井液药品及套管方面都极大的节约了成本。参考文献1张淑芹.李培佳，特殊工艺井钻井技术，北京：石油工业出版社，2008.2鄢捷年，钻井液工艺学，东营：中国石油大学出版社，2006.3盛子堂.中原油田小井眼钻井技术实践J.中外源,2008,13(06):43-467