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摘要:深井水平井的操作难度较高,而且所投入的成本较大。因此在实际施工过程中钻井液的要求非常重要,高质量的钻井液是实现深井水平井安全的重要基础,优良的钻井也不仅能够有效稳定油井井壁,而且还能够起到润滑作用,减少管柱之间的扭转阻力,增强油层的保护作用。
关键词:水平井;钻井液;工艺措施
石油资源在社会经济发展中有着非常重要的地位,并且石油资源是一种不可再生资源,所以对石油资源的开采技术要给予高度重视。我国对油气勘探方面已经取得了非常显著的成绩,在油气勘探中钻井液是非常重要的环节,由于石油资源的匮乏,钻井工作会面临的越来越复杂的地理环境,从而引起一系列的安全事故,不仅会严重影响生产设备的发挥,还会影响企业的生产效益。因此在石油勘探工作中需要加强深井水平井钻井液性能,增强其相应的工艺措施,为油田的发展提供方向。
1深井水平井的特殊性与不利因素
1.1携带岩屑降低
随着深井水平井的不断延伸,井斜角会逐渐增大,岩屑在环空中的下滑速度也会不断增加,由于岩屑到井沿底边的距离较短,当达到一定临界值后,岩屑会在环空中形成沉淀,一旦岩屑形成沉淀以后就会越积越厚,携带验血的能力就会有所降低,一般情况下会增加摩阻,造成下钻困难,严重时可能会发生卡钻现象,导致整个钻井液的流变性能变得更加复杂化。
1.2井眼稳定性下降
井斜眼逐渐增加时,容易坍塌的地层很有可能暴露于裸眼井中。根据力学角度分析,随着经斜角的增加。地层压力的径向分力就会变大,井眼坍塌压力提高,增加了井壁坍塌的可能性。从化学角度分析,由于深井水平井的建设周期较长,水平段暴露于钻井液中的面积会逐渐增大,浸泡时间较长,井眼稳定较为困难。
1.3增加了漏失的可能性
随着水平井水平段的不断增长,流动阻力就会越大,尤其是在岩屑沉积的状态下,钻井液的循环密度会增加,地层的压力也会不断提高,同时,地层孔隙压力的压耗显著增加,因此就会导致井漏的可能性变大。另外,一般情况下水平段是在渗透性较强的储层内进行,不允许进行封堵,以免损害油层,一旦发生漏失,处理非常麻烦。
1.4摩阻扭矩增大
从造斜段开始,钻柱在环空中的旋转运动会向偏心方向发生转移,钻柱下部井壁整体会发生下沉偏心,导致钻柱与井壁的接触面积增大,在进行下钻过程中专注也有可能偏心,因此摩阻随井斜角的增加而增大。另外,由于钻具结构的特殊性,导致摩阻、扭矩逐渐增大,容易形成拉井壁的现象,这些问题的发生可能会导致卡钻现象。
1.5储层损害程度大
在利用水平井开发过程中,由于经验会长距离横穿整个储层,水平井钻井液与储存之间的接触时间和接触面积会逐渐增大,导致水平井钻井液对储层的伤害程度增加,同时由于深井水平井井底的温度较高,会导致各种化学反应的产生,从而增加了对储层的损害。
1.6井下情况复杂,技术难度高
一般情况下深井水平井的目的层埋藏较深,在进行钻井过程中所遇到的地层较多、岩性复杂、井眼轨迹不容易控制等问题。在这些问题的影响下,在处理井下事故过程中更加困难,对防喷、防漏、保护油气层等技术的要求较高,由于深水井的建设周期较长,井底温度较高,钻井液在高温作用下,会影响到处理剂的作用,导致钻井液性能出现变化,不容易进行维护。
2深井水平井钻井工艺技术措施
2.1井眼净化技术
水平井携岩洗井技术能够有效保障安全钻井,其影响因素较多,但是在机泵组给定的条件下,其主要的可控因素,只有钻井液流变形和环空返速。现场施工主要包括以下几种措施:
(1)可以提高环空反速,钻井液的流速越高,环空净化速度就会越高,不会形成岩屑沉积现象。
(2)针对0°到45°之间的井段,可以调整流变参数实现流体流动速度改变。
(3)45°到55°之间的井段,岩屑沉积现象处于不稳定状态,定时开动转盘能够破坏岩屑沉积。
(4)通常情况下,钻井液一般为塑性流体,并且屈服值和黏结度較高,受到井下动力钻具排量的限制,紊流现象无法实现,因此需要提高钻井液的屈服值,才能提高携岩能力。
2.2防塌技术
(1)选择适应性较高的钻井液体系,能够达到地层的物理性质和化学性质要求。
(2)合理配置钻井液密度,确保压持作用保持在核定范围之内,维护井壁力学平衡,使钻井液密度要高于地层压力,不仅能够稳定井眼,而且又能够有效防止漏失现象的发生。
(3)针对高温高压的滤失量,要降低失水量,需要提高油井内泥饼的质量。
(4)在钻解液中加入较高的抑制剂和防塌封堵剂,可以有效提高抑制涂敷能力,改善泥饼质量,从而有效增加了井壁的稳定效果。
(5)合理控制钻井液环空返速以及流型,减少钻井对井壁地冲蚀作用。
2.3摩阻控制技术
深井水平井在施工过程中,产生摩阻和扭矩过大的主要原因是钻井液的润滑性较差、钻具与井壁之间的接触面积大,井眼清洁度不够以及井眼不规则,为此需要采取以下措施:
(1)选择合理的钻井液体系以及对润滑性影响较小的处理剂。
(2)合理选择润滑剂和尼米饼质量改进剂,从而有效提高钻井液的润滑性能,减少摩阻系数,从而有效预防卡钻事故的发生。
(3)应当合理控制钻井液密度,提高固控效率,可以有效降低液柱与底层之间的压差。
2.4防漏技术
(1)结合地层情况选择合适的钻井液密度。
(2)在每次下钻之前需要调整钻井液,降低循环摩阻,当钻具达到目的层以后,应当减小排量循环,防止底层流失。
(3)结合地层情况,加入适量的单封剂和防漏堵漏剂,能够有效提高地层的承压能力。
3结束语
综上所述,在分析深井水平井钻井工作中,钻井液对于储层损害情况,以便于在实际工作中将这一损害将至最低,分析动静失水规律,并且分析对储层的损害程度,研究结果表明,选择的钻井液完井液动静失水效果较好,对于储层的损害程度较低,其中加入油气层保护剂之后,对油气层的保护效果更好,配合使用不破胶钻井液完井液方案,提高了储层保护效果,也解决了深井水平井钻井液技术难点。
参考文献
[1]李中伟.水平井钻井工艺技术措施[J].化工设计通讯,2018
[2]罗杰.大位移水平井钻井技术难点与施工工艺[J].中国化工贸易,2017
[3]孙龙波;.探索水平井钻井工艺技术措施[J].化工管理,2019:192-193.
关键词:水平井;钻井液;工艺措施
石油资源在社会经济发展中有着非常重要的地位,并且石油资源是一种不可再生资源,所以对石油资源的开采技术要给予高度重视。我国对油气勘探方面已经取得了非常显著的成绩,在油气勘探中钻井液是非常重要的环节,由于石油资源的匮乏,钻井工作会面临的越来越复杂的地理环境,从而引起一系列的安全事故,不仅会严重影响生产设备的发挥,还会影响企业的生产效益。因此在石油勘探工作中需要加强深井水平井钻井液性能,增强其相应的工艺措施,为油田的发展提供方向。
1深井水平井的特殊性与不利因素
1.1携带岩屑降低
随着深井水平井的不断延伸,井斜角会逐渐增大,岩屑在环空中的下滑速度也会不断增加,由于岩屑到井沿底边的距离较短,当达到一定临界值后,岩屑会在环空中形成沉淀,一旦岩屑形成沉淀以后就会越积越厚,携带验血的能力就会有所降低,一般情况下会增加摩阻,造成下钻困难,严重时可能会发生卡钻现象,导致整个钻井液的流变性能变得更加复杂化。
1.2井眼稳定性下降
井斜眼逐渐增加时,容易坍塌的地层很有可能暴露于裸眼井中。根据力学角度分析,随着经斜角的增加。地层压力的径向分力就会变大,井眼坍塌压力提高,增加了井壁坍塌的可能性。从化学角度分析,由于深井水平井的建设周期较长,水平段暴露于钻井液中的面积会逐渐增大,浸泡时间较长,井眼稳定较为困难。
1.3增加了漏失的可能性
随着水平井水平段的不断增长,流动阻力就会越大,尤其是在岩屑沉积的状态下,钻井液的循环密度会增加,地层的压力也会不断提高,同时,地层孔隙压力的压耗显著增加,因此就会导致井漏的可能性变大。另外,一般情况下水平段是在渗透性较强的储层内进行,不允许进行封堵,以免损害油层,一旦发生漏失,处理非常麻烦。
1.4摩阻扭矩增大
从造斜段开始,钻柱在环空中的旋转运动会向偏心方向发生转移,钻柱下部井壁整体会发生下沉偏心,导致钻柱与井壁的接触面积增大,在进行下钻过程中专注也有可能偏心,因此摩阻随井斜角的增加而增大。另外,由于钻具结构的特殊性,导致摩阻、扭矩逐渐增大,容易形成拉井壁的现象,这些问题的发生可能会导致卡钻现象。
1.5储层损害程度大
在利用水平井开发过程中,由于经验会长距离横穿整个储层,水平井钻井液与储存之间的接触时间和接触面积会逐渐增大,导致水平井钻井液对储层的伤害程度增加,同时由于深井水平井井底的温度较高,会导致各种化学反应的产生,从而增加了对储层的损害。
1.6井下情况复杂,技术难度高
一般情况下深井水平井的目的层埋藏较深,在进行钻井过程中所遇到的地层较多、岩性复杂、井眼轨迹不容易控制等问题。在这些问题的影响下,在处理井下事故过程中更加困难,对防喷、防漏、保护油气层等技术的要求较高,由于深水井的建设周期较长,井底温度较高,钻井液在高温作用下,会影响到处理剂的作用,导致钻井液性能出现变化,不容易进行维护。
2深井水平井钻井工艺技术措施
2.1井眼净化技术
水平井携岩洗井技术能够有效保障安全钻井,其影响因素较多,但是在机泵组给定的条件下,其主要的可控因素,只有钻井液流变形和环空返速。现场施工主要包括以下几种措施:
(1)可以提高环空反速,钻井液的流速越高,环空净化速度就会越高,不会形成岩屑沉积现象。
(2)针对0°到45°之间的井段,可以调整流变参数实现流体流动速度改变。
(3)45°到55°之间的井段,岩屑沉积现象处于不稳定状态,定时开动转盘能够破坏岩屑沉积。
(4)通常情况下,钻井液一般为塑性流体,并且屈服值和黏结度較高,受到井下动力钻具排量的限制,紊流现象无法实现,因此需要提高钻井液的屈服值,才能提高携岩能力。
2.2防塌技术
(1)选择适应性较高的钻井液体系,能够达到地层的物理性质和化学性质要求。
(2)合理配置钻井液密度,确保压持作用保持在核定范围之内,维护井壁力学平衡,使钻井液密度要高于地层压力,不仅能够稳定井眼,而且又能够有效防止漏失现象的发生。
(3)针对高温高压的滤失量,要降低失水量,需要提高油井内泥饼的质量。
(4)在钻解液中加入较高的抑制剂和防塌封堵剂,可以有效提高抑制涂敷能力,改善泥饼质量,从而有效增加了井壁的稳定效果。
(5)合理控制钻井液环空返速以及流型,减少钻井对井壁地冲蚀作用。
2.3摩阻控制技术
深井水平井在施工过程中,产生摩阻和扭矩过大的主要原因是钻井液的润滑性较差、钻具与井壁之间的接触面积大,井眼清洁度不够以及井眼不规则,为此需要采取以下措施:
(1)选择合理的钻井液体系以及对润滑性影响较小的处理剂。
(2)合理选择润滑剂和尼米饼质量改进剂,从而有效提高钻井液的润滑性能,减少摩阻系数,从而有效预防卡钻事故的发生。
(3)应当合理控制钻井液密度,提高固控效率,可以有效降低液柱与底层之间的压差。
2.4防漏技术
(1)结合地层情况选择合适的钻井液密度。
(2)在每次下钻之前需要调整钻井液,降低循环摩阻,当钻具达到目的层以后,应当减小排量循环,防止底层流失。
(3)结合地层情况,加入适量的单封剂和防漏堵漏剂,能够有效提高地层的承压能力。
3结束语
综上所述,在分析深井水平井钻井工作中,钻井液对于储层损害情况,以便于在实际工作中将这一损害将至最低,分析动静失水规律,并且分析对储层的损害程度,研究结果表明,选择的钻井液完井液动静失水效果较好,对于储层的损害程度较低,其中加入油气层保护剂之后,对油气层的保护效果更好,配合使用不破胶钻井液完井液方案,提高了储层保护效果,也解决了深井水平井钻井液技术难点。
参考文献
[1]李中伟.水平井钻井工艺技术措施[J].化工设计通讯,2018
[2]罗杰.大位移水平井钻井技术难点与施工工艺[J].中国化工贸易,2017
[3]孙龙波;.探索水平井钻井工艺技术措施[J].化工管理,2019:192-193.