超低滲淺層油藏水平井鉆井技術難點分析

摘 要：針對超低滲淺層油藏水平井鉆井技術問題，本次研究結合我國超低滲淺層油藏水平井鉆井技術現狀，首先對該種水平井鉆井技術中的難點問題進行全面的分析，在此基礎上，提出這些難點問題的解決措施，為保障超低滲淺層油藏水平井鉆井作業的順利進行奠定基礎。研究表明：受到油層埋深相對較淺、地面限制因素相對較多以及上部井段距離相對較短等因素的影響，使得超低滲淺層油藏水平井鉆井作業的難度相對較大，因此，相關企業需要從壓裂一體化設計、井身結構優化、井眼軌道優化、鉆井液優化設計以及鉆井加壓技術等角度入手，分別采取多項有效措施，保障超低滲淺層油藏水平井鉆井作業的順利進行。

關鍵詞：超低滲淺層油藏;水平井;鉆井技術;難點問題;對策研究

我國的部分油藏屬于超低滲淺層油藏，對該種類型油藏進行水平井鉆井作業的過程中，受到各種因素的影響，鉆井作業的難度相對較大，同時，在進行實際鉆井作業的過程中還容易出現各種類型的問題，這些問題的出現對于超低滲淺層油藏的開發十分不利[1]。在另一方面，傳統的水平井作業技術在超低滲淺層油藏之中無法得到成功的使用。針對此問題，本次研究主要是對超低滲淺層油藏水平井鉆井作業過程中的難點問題進行全面的分析，并提出有效的解決措施，為保障超低滲淺層油藏水平井鉆井作業的順利開展奠定基礎。

1 超低滲淺層油藏水平井鉆井技術難點分析

在對超低滲淺層油藏進行水平井鉆井作業的過程中，所面臨的難點問題主要可以分為三種類型，首先，該種類型的油藏具有低滲以及超低滲的基本特征，如果不對油層進行壓裂作業，則油藏基本不會有產能，油藏的埋深相對較淺，在進行鉆井作業的過程中，覆蓋層位置處的垂直壓力相對較低，垂直的壓力基本都會小于最小的主應力，在進行壓裂作業以后，會產生大量的縫隙，如果使用傳統的水平井鉆井技術進行作業，縫隙之間會產生嚴重的干擾，此時將無法從立體空間中對油層進行充分的利用，由此可見，使用傳統的鉆井技術可能會導致油藏的生產效率嚴重下降[2]。其次，在進行鉆井作業的過程中，地面上的限制性因素相對較多，由于地面上存在大量的村莊以及道路，所以大量的資源將無法得到高效的應用，在進行水平井鉆井作業的過程中，對水平段位移的要求相對較高，如果水平段的位移小于850m，此時的井網布置以及油藏的動用都會出現很大的問題，進行水平井鉆井作業的過程中，對于位垂比的要求相對較高，同時，在進行鉆井作業施工的過程中，相關設備必須具有很高的壓力傳統效率，由此可見，對于超低滲淺層油藏進行水平井鉆井作業的過程中，受到地面上限制性因素的影響，鉆井作業的難度提升，對設備的要求也相對較高。最后，對于常規的水平井鉆井作業而言，其鉆井作業的主要動力來源于鉆具的自重，對于超低滲淺層油藏而言，由于埋深相對較淺，所以可以利用的上部井段相對較小，鉆井作業的試壓過程相對較為困難，所以鉆井作業的效率相對較低[3]。通過以上分析可以發現，在對超低滲淺層油藏進行鉆井作業的過程中，如果克服縫隙之間的干擾問題以及鉆井作業的施壓問題是面臨的重大困難。

2 超低滲淺層油藏水平井鉆井技術難點對策研究

2.1 壓裂一體化設計

對超低滲淺層油藏進行全面的分析可以發現，油藏的垂直壓力相對較小，地層中的裂縫主要以水平裂縫為主，在使用常規水平井鉆井技術的過程中，會產生嚴重的縫隙干擾問題，進行單段壓裂的難度也會增加，針對這一系列的問題，相關單位首先需要遵循壓裂一體化的基本理念，采用弓型的水平井設計方法，在進行鉆井作業的過程中，將鉆井技術與縫隙的壓裂技術相互結合，全面增強油藏的動用水平。

2.2 井身結構優化

井身結構設計對于水平井鉆井作業而言也十分重要，不但會影響鉆井作業的效率，還會影響鉆井作業的安全，如果井身結構設計合理，可以很好的避免出現漏、噴以及塌等問題，進而使得鉆井作業所需要的費用大幅降低，鉆井作業的周期縮短。在對超低滲淺層油藏進行水平井鉆井作業的過程中，由于地層相對較為簡單，巖性相對較為穩定，所以可以引入二開結構的基本方法，以此防止在鉆井作業過程中出現安全問題，同時，該種井身設計方法的成本相對較低。在使用二開結構設計方法的過程中，需要使用不同直徑的鉆頭，以此保證井眼位置處的直徑大于直井段位置處的直徑，通過該種方式可以降低鉆井作業過程中的摩阻。

2.3 井眼軌道優化

在上文分析中已經指出，在對淺層的水平井進行鉆井作業的過程中，施壓困哪是其面臨的重大問題，在試壓困難的前提下，下套管作業的風險也會大幅提升，在另一方面，受到井身結構的影響，會使得鉆井作業過程中的摩阻不斷的提升，因此，在對井眼軌跡進行設計的過程中，需要降低造斜點的位置，以此保障在直井段位置處的加重效果得到提升。在井眼軌道設計的過程中，如果水平井垂直深度相對較大，靶前的距離相對較為充足，則工作人員可以使用雙增剖面的設計方法，進而可以使得穩斜角增加，穩斜段的距離也可以得到增加，此時斜井段位置處的位移就可以得到一定程度的增大。如果靶前距離相對較為充足，但是垂直深度相對較小，則可以采用單圓弧擴大探頂的設計方法，進而降低鉆井作業過程中的摩阻，通過該種方法還可以給鉆井軌跡的調整留出一定的余地，提高鉆井作業的效率，防止出現鉆井作業風險問題。如果靶前的距離相對較小，垂直深度也相對較小，則工作人員可以直接使用單圓弧的設計方法，此時可以確保直井段的有效長度，同時還可以增加鉆井的加壓效果。

2.4 鉆井液優化設計

對于超低滲淺層油藏而言，其油藏的埋深相對較淺，地層的結構相對較為簡單，對鉆井液性能的要求相對較低，對鉆井液進行優化設計的主要目的在于提高鉆井液的性能，降低鉆井液的使用成本。對于直井段而言，由于地層的結構相對較為簡單，所以需要盡可能的提高鉆井速度，鉆井液的性能并不需要進行較大的改進，一般情況下，直井段使用鈉膨脹土類型的鉆井液即可;對于斜井段而言，在提高鉆井液的流動性能的同時，還需要盡可能的提高鉆井液攜帶泥沙的能力，同時還需要保障井壁的穩定性，因此，在鉆井液中需要加入一定量的濾失劑以及防塌劑，以此確保鉆井液可以滿足使用的基本要求;對于水平段而言，在提高鉆井液自身潤滑性能的同時，還需要具備油氣資源保護的功能，為了提高原油的開采效率，可以在鉆井液中加入一定量的減阻劑。通過對鉆井液體系進行全面的優化，不但可以提高鉆井作業的速度，還可以防止出現風險問題。

2.5 鉆井加壓技術

對于超低滲淺層油藏而言，如果使用常規的鉆具進行鉆井作業，在水平段位置處非常容易出現無法鉆進的問題，如果使用倒裝鉆具的方式，即使使用的是加重的鉆桿，鉆井作業的效率仍然相對較低，針對此問題，在使用倒裝鉆具的前提下，相關企業需要引入加強型的倒裝鉆具，在進行直井段鉆井作業的過程中，對鉆鋌進行加壓，在直井段與造斜段的交叉位置處，對鉆桿進行加壓，通過該種方式可以使得鉆具的加重效果得到明顯的提升，有效的提高鉆井作業的效率。

3 結論

通過本次研究可以發現，我國的部分油藏屬于超低滲淺層油藏，在對該種類型油藏進行水平井鉆井作業的技術難度相對較大，這主要是油藏深度較小、地面限制性因素相對較多等原因引起，因此，相關企業需要采用壓裂一體化設計、井身結構優化、井眼軌道優化、鉆井液優化設計以及鉆井加壓技術等方法，解決該種類型油藏的水平井鉆井作業問題。

參考文獻：

[1]李偉峰，于小龍.延長東部超淺層大位移水平井鉆井技術難點與對策[J].非常規油氣，2017，04（01）：100-103.

[2]高立軍.大慶葡萄花油田超淺層水平井鉆井技術[J].西部探礦工程，2016，28（12）：5-7.

[3]鄧紅琳，王錦昌.超淺層大位移水平井鉆完井技術[J].特種油氣藏，2014，21（03）：142-144.

作者簡介：

王克偉（1977- ），男，河南禹州人，工程師，主要負責鉆井隊項目管理及運行工作。