非常規(guī)井技術

非常規(guī)水平井鉆井技術內容（一）非常規(guī)水平井鉆井技術特點（二）目前存在的主要技術問題（三）非常規(guī)水平井鉆井技術思路（四）非常規(guī)水平井鉆井提速技術1、水平井段：大多數(shù)致密儲層埋藏深、水平井段長、井徑小，與常規(guī)水平井相比施工難度更大。2、井徑：為滿足裸眼分段壓裂和保證水平井固井質量的需要，要求井徑更加規(guī)則（裸眼壓裂時要求井徑擴大率不超過5%）。3、井眼軌跡：為滿足多級分段壓裂管柱的下入，要求井眼軌跡更平滑，水平段狗腿度控制在1°/10m以內。4、鉆井液體系：水平井段的頁巖油氣層、砂泥巖交互油氣層，井壁穩(wěn)定性更差，需要特種鉆井液體系。（一）非常規(guī)水平井鉆井技術特點（一）非常規(guī)水平井鉆井技術特點5、固井質量：為滿足多級壓裂需要，水平井段固井質量要求高，固井施工難度大。6、壓力控制：盡管儲層滲透率低，但儲層裸露面積大，同時泥頁巖對液柱壓力敏感，在防噴、防塌方面如何準確調控鉆井液密度非常重要。7、故障復雜：鉆井施工過程中的各種故障和復雜情況發(fā)生的機率更高，處理難度大。二、目前存在的主要技術問題1、造斜段全部采用滑動鉆進方式，機械鉆速低；2、采用常規(guī)地質導向鉆井技術，軌跡控制難，鉆井效率低；3、水平段采用單彎動力鉆具滑動鉆進和復合鉆進方式，難以保證井眼軌跡平滑，不僅影響完井管柱順利下入、脹封，而且易發(fā)生水平井段卡鉆故障；4、深井、小井徑、長水平段井的摩阻、扭矩問題難以克服；5、水平井段的井壁穩(wěn)定、巖屑清除、橢圓井眼不僅影響施工質量，而且影響安全施工；6、研磨性極強地層破巖工具選擇使用受限制，機械鉆速、行程鉆速低等。（三）非常規(guī)水平井鉆井技術思路1、立足鉆井技術現(xiàn)狀，集成應用成熟技術，是經(jīng)濟有效實施非常規(guī)水平井工程的基礎。2、在鉆井主要裝備配套上，選用電動鉆機、半電動鉆機（電驅動轉盤、鉆井泵），有條件的可配備頂驅。3、在鉆機選型上，可以根據(jù)水平井段長度，鉆柱和套管實際受力，確定鉆機應滿足的負荷和作業(yè)條件，在確保安全的情況下使鉆機能力發(fā)揮的更好。

4、近鉆頭測量、旋轉導向等技術有條件可以應用，但不是非常規(guī)水平井施工所必需的。5、根據(jù)非常規(guī)油氣藏普遍通過大規(guī)模壓裂進行儲層改造的特點，優(yōu)化井眼軌道（減少水平井段控制點和方位變化），就能降低非常規(guī)水平井施工難度。6、油基鉆井液、合成基鉆井液對泥頁巖井壁穩(wěn)定至關重要,但水基混油鉆井液、優(yōu)質水基鉆井液在穩(wěn)定井壁方面也有其經(jīng)濟、適用、安全等優(yōu)勢。（三）非常規(guī)水平井鉆井技術思路1、優(yōu)化設計（1）優(yōu)化軌道設計在滿足開發(fā)要求的情況下優(yōu)化軌道設計，主要是加大旋轉定向鉆進井段，減少低效的滑動鉆進井段，這是提高鉆井速度的前提。（四）非常規(guī)水平井鉆井提速技術（2）優(yōu)化井身結構在確保施工安全的前提下優(yōu)化井身結構，體現(xiàn)確保打成，有利打快，投資合理的原則。（一般裸眼壓裂井，套管要封至A點。套管完井時可根據(jù)地層穩(wěn)定程度簡化或省略技術套管等）（3）優(yōu)選鉆井液類型根據(jù)所鉆地層穩(wěn)定性和鉆井液技術現(xiàn)狀，優(yōu)選鉆井液體系。（重點突出鉆井液的護壁能力、井眼清潔能力、有效發(fā)揮鉆頭水馬力的能力，同時兼顧環(huán)保和經(jīng)濟效益）。（四）非常規(guī)水平井鉆井提速技術（四）非常規(guī)水平井鉆井提速技術2、優(yōu)化井眼軌跡控制技術（1）直井段采用鐘擺或滿眼鉆具組合，即保證打直，又為下部旋轉增斜鉆具使用創(chuàng)造條件。（2）造斜井段采用帶穩(wěn)定器的單彎動力鉆具，滑動鉆進將井斜增至10°－15°后，采用雙穩(wěn)定器增斜鉆具旋轉增斜鉆進，一般造斜率可達到10°－14°/100m以上。（注意控制井眼方位漂移）（3）對于設計方位有變化的井，采用單彎動力鉆具組合，通過滑動和旋轉鉆進方式控制井眼軌跡。鐘擺鉆具滿眼鉆具增斜鉆具單彎動力鉆具（四）非常規(guī)水平井鉆井提速技術（4）水平井段采用雙穩(wěn)定器組合鉆具，通過調整兩穩(wěn)定器之間、鉆頭與穩(wěn)定器之間距離及鉆進參數(shù)實現(xiàn)旋轉控制井眼軌跡。（一般鉆頭與穩(wěn)定器之間距離控制在1m-1.5m、兩穩(wěn)定器之間控制在4.5m-6m為宜）1、調節(jié)穩(wěn)定器位置可實現(xiàn)穩(wěn)斜、微增或微降井斜；2、調節(jié)穩(wěn)定器直徑可實現(xiàn)微增或微降井斜；3、改變鉆壓可實現(xiàn)井斜微控；4、改變轉速和鉆進速度可實現(xiàn)方位微控。（四）非常規(guī)水平井鉆井提速技術（5）對于儲層較薄，造斜力受地層走向、應力較大、井眼軌跡難以控制的井采用單彎動力鉆具實施滑動鉆進和復合鉆進相結合方式。（這類井應在設計時充分考慮、優(yōu)化）（6）對于深井、長水平井段的井，因旋轉鉆進磨阻扭矩大，可采用直動力鉆具復合鉆進（可在動力鉆具兩端帶短穩(wěn)定器）。（7）不管采用哪種鉆具組合，及時分析判斷井眼軌跡變化趨勢，合理選擇、改變鉆具組合和鉆進參數(shù)至關重要。（8）認真分析施工中存在的“反常”現(xiàn)象（增斜鉆具不增反降、降斜鉆具不降反增等），認真總結區(qū)域地層因素對軌跡控制的影響規(guī)律等。（四）非常規(guī)水平井鉆井提速技術3、優(yōu)選破巖和輔助破巖方式、優(yōu)化鉆進參數(shù)（1）PDC鉆頭在大斜度井、水平井中具有破巖優(yōu)勢，施工風險相對較低，因此，盡可能選擇之。對于地層巖性復雜、研磨性較強不適宜PDC鉆頭的應選用三牙輪鉆頭。（2）要充分利用鉆頭水馬力對清潔井底的作用，合理選擇水力參數(shù)，尤其是注重高密度鉆井液條件下的水力參數(shù)優(yōu)選。（3）在采用動力鉆具時，為發(fā)揮動力鉆具的作用和延長使用壽命，根據(jù)動力鉆具特性合理選擇鉆頭壓降（多采用中空鉆具等）。（四）非常規(guī)水平井鉆井提速技術（4）由于非常規(guī)水平井較深，既要注重提高平均機械鉆速，也要注重提高行程鉆速，減少起下鉆頻次。（5）有條件的可采用空氣或泡沫鉆井技術，但要改進測量方式。（6）水平井段可采用震動工具但不宜采用水力加壓方式等。（7）小井徑可采用特制鉆具，以增加鉆柱剛度等。（例如：6吋井眼可采用特制4吋鉆桿）（四）非常規(guī)水平井鉆井提速技術4、預防和正確處理井下故障和復雜情況（1）預防井下故障和復雜情況發(fā)生至關重要，因為一旦發(fā)生即便能處理，引發(fā)的井身質量缺陷也很難彌補，往往造成井眼報廢，填井側鉆。（2）非常規(guī)水平井施工鉆具、工具結構復雜，尤其是深井小井徑鉆具更容易發(fā)生鉆具、井下工具故障。因此，加強鉆具、工具使用管理和施工過程中嚴格操作、準確判斷非常重要。（3）良好的鉆井液性能，對于防止故障和復雜情況尤為重要，若維護處理不當，無法保證順利施工。（四）非常規(guī)水平井鉆井提速技術（4）鉆井液密度應適當，過高或過低對井壁穩(wěn)定都會有影響，因為泥頁巖對鉆井液密度很敏感，即便是油基、合成基鉆井液在高密度情況下，其濾液進入頁巖中都會導致頁巖垮塌。（5）通井鉆具應帶近鉆頭穩(wěn)定器，這不僅是普通定向井施工行之有效的措施，對非常規(guī)水平井更重要。（6）非常規(guī)水平井井控技術較復雜，需要認真對待。（7）一旦發(fā)生井下故障和復雜情況，及時采取正確的處理方案是能夠有效解除的，盲目處理、貽誤時機就會復雜化。（8）謹慎選擇浸泡解卡方式處理水平井段卡鉆故障等。（四）非常規(guī)水平井鉆井提速技術6、提高非常規(guī)水平井固井質量（1）非常規(guī)水平井固井質量仍是鉆井難題，盡管國內外有不少專家學者進行一系列研究，各專業(yè)公司進行了大量實踐，但也很難保證百分之百優(yōu)質率。（2）保證有一個規(guī)則的、清潔的、壓力平衡穩(wěn)定的井筒環(huán)境