长水平段水平井钻井技术存在的困难分析

摘 要：近年来，我国的经济发展显著增强，其中石油资源作为经济核心部分，对推进我国的现代化进程扮演着关键角色。石油开采已成为了国家发展中的必要组成部分。随着石油开采的深入，长水平段水平井钻井技术逐渐在石油行业中得到采纳。这种技术专门针对特定类型的油井，其特点是水平段长，钻井周期长，因此在实际操作中易受到多种因素影响，可能产生技术难题，从而阻碍油田开发的进度。为此，本文将详细探讨长水平段水平井钻井技术所面临的挑战及相应的解决方案。

关键词：长水平段；钻井技术；困难分析

随着我国石油开采技术的不断精进，长水平段水平井钻探技术在业界得到了广泛应用。该技术以其出色的稳定性著称，能够有效管理石油开采中的不确性因素，稳固特殊的油气储藏，从而最大限度地提升石油采收率。然而，由于该技术的操作流程繁复，加之其工艺特性独特，这使得长水平段水平井钻井技术的运用面临诸多技术挑战，并存在一定的适用性限制。因此，我们需要寻找适宜的对策来提升技术应用的效能。

一、长水平段水平井钻井技术存在的困难分析

（一）井眼轨迹不易控制

水平井的长水平段特性带来了显著的摩擦力和扭矩，这在很大程度上提升了施加钻压和校正工具面的复杂性，使得井眼轨迹控制变得尤为困难。相较于其他钻井技术，长水平段水平钻井的独特之处在于，它要求穿过多个目标点，这一因素加剧了井眼轨迹控制的挑战。在实际操作和设计阶段，相关人员必须对井眼设计给予充分的考虑和重视。基于具体条件，他们需精细管理各个阶段，如水平井段和直井段，通过探究这些井段间的相互作用，以进行更深入的分析。

（二）摩阻扭矩偏大

在运用长水平段水平井钻井技术进行作业时，由于钻具与下井壁之间的接触面积较大，且钻具本身长度较长，因此会产生显著的扭矩摩擦阻力。这种阻力进而导致轴向摩擦扭矩的增加。当水平段延伸较长时，岩屑在返回过程中容易被磨碎，使得钻井液无法被彻底清除，从而降低了其润滑性能。此外，钻井过程中有时会出现偏心环控的现象。这是因为井眼底与钻井之间的接触面积过大，容易导致岩屑的进一步产生和积聚，形成岩屑床。岩屑床的存在不仅加大了施工难度，还增加了作业风险。

（三）下套难度较大

长水平断面的倾斜度比较大，在下套管的过程中，极易造成井壁上的压力梯度增大；这就导致了摩擦阻力逐渐增大，这就增加了生产的难度，同时也导致了套管的不准确。这个问题常常发生在太矮的长平油井。由于套管自身重量的作用，在水平区段的上部和下部环部将产生很大的差别，从而产生层流置换问题。但如果在这个时候，如果出现了大量的虚泥、岩屑，则会使其产生更大的流动阻力，从而对水泥浆的顶替作用产生一定的影响。

二、长水平段水平井钻井技术问题解决对策分析

（一）井眼轨迹控制

要合理控制井眼轨迹，在特殊岩性条件下确保施工的顺利进行，重点在于精心设计井眼轨迹，并进行相应的优化调整。在设计初期，首要任务是进行详细的勘察，同时谨慎选择造斜点。选择的标准主要基于岩层的稳定性和岩性的优良，以确保达到预期的施工效果。此外，为了降低摩擦阻力和减轻套管的磨损，造斜段的设计最好采用圆弧形。在钻具的选择上，也要经过仔细考量，以确保能够有效控制井眼轨迹。完成轨迹控制后，应遵循“多转动、少定位”的原则，这样不仅可以减少摩擦阻力的影响，还有助于提高井眼的光滑程度。

（二）降低摩阻扭矩

为了确保钻井作业的高效进行和减少摩擦扭矩的干扰，施工前选择适合的专业软件是至关重要的。该软件能够对摩擦矩阵进行准确预测，进而保证钻井作业的顺畅进行。在水平井钻井技术的支持下，钻井的精确性和合理性得以显著提升。此外，优化钻具组合也是关键一环。根据具体的施工环境，选择恰当的钻杆至关重要。在倾斜角度较小的情况下，普通无磁钻杆即可满足需求；而在倾斜角度较大的情况下，则需选用无磁承压钻杆。通常情况下，18*斜坡钻杆表现出色，是优选之一。为了减少井壁与工具之间的磨损，可以采用加重钻杆替代钻铤的策略。这种替代能够减小井壁与工具之间的接触面积，从而降低摩擦扭矩。在钻井液性能方面，也需要进行细致调整。根据实际情况，适量增加石墨、白油等润滑剂，以增强润滑效果。对于岩屑床问题，可以通过适当增加钻井液排量来有效处理。同时，选用性能优良的钻井液，能够提高其携带岩屑的能力，从而确保钻井作业的顺利进行。

（三）合理进行下套管处理

对钻孔施工、设计等各个方面进行高效的改进与控制，进一步强化管理，提升质量等级。在下套管这一环节前，有关人员必须彻底地检查已通井。为进一步减小套管自身重量对套管重量的影响，也可采用浮动下套管技术，将气体和轻质液体封闭在套管上部区域内。在进行下套管作业时，要正确使用专用下套管工具，从而减小套管的摩擦阻力。为防止套管问题、增强管柱性能，也可采用边下管边循环的方法，再利用高效的循环钻井液，减小摩擦效应。另外，为改善套管下入度，也要注意采用转管式套管。而在我国已经步入了信息化的社会，各类现代科技设备层出不穷，因此在建筑操作中也可以利用现代科技手段；从而实现精确、高效的计算与监控，从而保证钻探的实际功能与效果。

（四）提高井壁稳定性

钻井液的选择应基于地层压力的实际状况，并注重提升其性能，以增强井壁的稳定性。在施工操作期间，为防止井壁泥饼厚度不均匀，关键在于控制钻井液的滤失量。同时，在下井操作时，需妥善管理抽吸压力并适当地控制下钻速率，以增强井壁的稳定性和效果。为了保证顶替效率，大排量的洗井操作是必要的，同时要及时清除岩屑。此外，提高顶替效率的一个重要步骤是及时实施套管作业，并灵活调整顶替排量。

结语

综上，长水平段水平井钻井技术现已在全球范围内获得广泛认同，尤其在油气资源开发中，其技术优势显著。对我国而言，有效利用和深入研究此技术，是缩小与国际先进水平差距、确保国家能源安全的关键。此外，长水平段水平井钻井技术涵盖多学科知识，且在实际应用中需多部门协同合作。因此，完善协调机制、优化工作流程，对于实现该技术的一体化应用至关重要。

参考文献

[1]杨影，曹达纯，廖静茹.长水平段水平井钻井技术难点分析和对策分析[J].化工管理，2018（35）：94- 102.

[2]刘馨泽，吕如坤，张永民.长水平段水平井钻井技术难点分析和对策分析[J].中国石油化工标准与质量，2018（15）：41 -42.

[3]李学明，高辉虎.长水平段水平井钻井技术难点分析及对策[J].石化技术，2018，25（10）：312.