非常规井技术

非常规水平井钻井技术内容（一）非常规水平井钻井技术特点（二）目前存在的主要技术问题（三）非常规水平井钻井技术思路（四）非常规水平井钻井提速技术1、水平井段：大多数致密储层埋藏深、水平井段长、井径小，与常规水平井相比施工难度更大。2、井径：为满足裸眼分段压裂和保证水平井固井质量的需要，要求井径更加规则（裸眼压裂时要求井径扩大率不超过5%）。3、井眼轨迹：为满足多级分段压裂管柱的下入，要求井眼轨迹更平滑，水平段狗腿度控制在1°/10m以内。4、钻井液体系：水平井段的页岩油气层、砂泥岩交互油气层，井壁稳定性更差，需要特种钻井液体系。（一）非常规水平井钻井技术特点（一）非常规水平井钻井技术特点5、固井质量：为满足多级压裂需要，水平井段固井质量要求高，固井施工难度大。6、压力控制：尽管储层渗透率低，但储层裸露面积大，同时泥页岩对液柱压力敏感，在防喷、防塌方面如何准确调控钻井液密度非常重要。7、故障复杂：钻井施工过程中的各种故障和复杂情况发生的机率更高，处理难度大。二、目前存在的主要技术问题1、造斜段全部采用滑动钻进方式，机械钻速低；2、采用常规地质导向钻井技术，轨迹控制难，钻井效率低；3、水平段采用单弯动力钻具滑动钻进和复合钻进方式，难以保证井眼轨迹平滑，不仅影响完井管柱顺利下入、胀封，而且易发生水平井段卡钻故障；4、深井、小井径、长水平段井的摩阻、扭矩问题难以克服；5、水平井段的井壁稳定、岩屑清除、椭圆井眼不仅影响施工质量，而且影响安全施工；6、研磨性极强地层破岩工具选择使用受限制，机械钻速、行程钻速低等。（三）非常规水平井钻井技术思路1、立足钻井技术现状，集成应用成熟技术，是经济有效实施非常规水平井工程的基础。2、在钻井主要装备配套上，选用电动钻机、半电动钻机（电驱动转盘、钻井泵），有条件的可配备顶驱。3、在钻机选型上，可以根据水平井段长度，钻柱和套管实际受力，确定钻机应满足的负荷和作业条件，在确保安全的情况下使钻机能力发挥的更好。

4、近钻头测量、旋转导向等技术有条件可以应用，但不是非常规水平井施工所必需的。5、根据非常规油气藏普遍通过大规模压裂进行储层改造的特点，优化井眼轨道（减少水平井段控制点和方位变化），就能降低非常规水平井施工难度。6、油基钻井液、合成基钻井液对泥页岩井壁稳定至关重要,但水基混油钻井液、优质水基钻井液在稳定井壁方面也有其经济、适用、安全等优势。（三）非常规水平井钻井技术思路1、优化设计（1）优化轨道设计在满足开发要求的情况下优化轨道设计，主要是加大旋转定向钻进井段，减少低效的滑动钻进井段，这是提高钻井速度的前提。（四）非常规水平井钻井提速技术（2）优化井身结构在确保施工安全的前提下优化井身结构，体现确保打成，有利打快，投资合理的原则。（一般裸眼压裂井，套管要封至A点。套管完井时可根据地层稳定程度简化或省略技术套管等）（3）优选钻井液类型根据所钻地层稳定性和钻井液技术现状，优选钻井液体系。（重点突出钻井液的护壁能力、井眼清洁能力、有效发挥钻头水马力的能力，同时兼顾环保和经济效益）。（四）非常规水平井钻井提速技术（四）非常规水平井钻井提速技术2、优化井眼轨迹控制技术（1）直井段采用钟摆或满眼钻具组合，即保证打直，又为下部旋转增斜钻具使用创造条件。（2）造斜井段采用带稳定器的单弯动力钻具，滑动钻进将井斜增至10°－15°后，采用双稳定器增斜钻具旋转增斜钻进，一般造斜率可达到10°－14°/100m以上。（注意控制井眼方位漂移）（3）对于设计方位有变化的井，采用单弯动力钻具组合，通过滑动和旋转钻进方式控制井眼轨迹。钟摆钻具满眼钻具增斜钻具单弯动力钻具（四）非常规水平井钻井提速技术（4）水平井段采用双稳定器组合钻具，通过调整两稳定器之间、钻头与稳定器之间距离及钻进参数实现旋转控制井眼轨迹。（一般钻头与稳定器之间距离控制在1m-1.5m、两稳定器之间控制在4.5m-6m为宜）1、调节稳定器位置可实现稳斜、微增或微降井斜；2、调节稳定器直径可实现微增或微降井斜；3、改变钻压可实现井斜微控；4、改变转速和钻进速度可实现方位微控。（四）非常规水平井钻井提速技术（5）对于储层较薄，造斜力受地层走向、应力较大、井眼轨迹难以控制的井采用单弯动力钻具实施滑动钻进和复合钻进相结合方式。（这类井应在设计时充分考虑、优化）（6）对于深井、长水平井段的井，因旋转钻进磨阻扭矩大，可采用直动力钻具复合钻进（可在动力钻具两端带短稳定器）。（7）不管采用哪种钻具组合，及时分析判断井眼轨迹变化趋势，合理选择、改变钻具组合和钻进参数至关重要。（8）认真分析施工中存在的“反常”现象（增斜钻具不增反降、降斜钻具不降反增等），认真总结区域地层因素对轨迹控制的影响规律等。（四）非常规水平井钻井提速技术3、优选破岩和辅助破岩方式、优化钻进参数（1）PDC钻头在大斜度井、水平井中具有破岩优势，施工风险相对较低，因此，尽可能选择之。对于地层岩性复杂、研磨性较强不适宜PDC钻头的应选用三牙轮钻头。（2）要充分利用钻头水马力对清洁井底的作用，合理选择水力参数，尤其是注重高密度钻井液条件下的水力参数优选。（3）在采用动力钻具时，为发挥动力钻具的作用和延长使用寿命，根据动力钻具特性合理选择钻头压降（多采用中空钻具等）。（四）非常规水平井钻井提速技术（4）由于非常规水平井较深，既要注重提高平均机械钻速，也要注重提高行程钻速，减少起下钻频次。（5）有条件的可采用空气或泡沫钻井技术，但要改进测量方式。（6）水平井段可采用震动工具但不宜采用水力加压方式等。（7）小井径可采用特制钻具，以增加钻柱刚度等。（例如：6吋井眼可采用特制4吋钻杆）（四）非常规水平井钻井提速技术4、预防和正确处理井下故障和复杂情况（1）预防井下故障和复杂情况发生至关重要，因为一旦发生即便能处理，引发的井身质量缺陷也很难弥补，往往造成井眼报废，填井侧钻。（2）非常规水平井施工钻具、工具结构复杂，尤其是深井小井径钻具更容易发生钻具、井下工具故障。因此，加强钻具、工具使用管理和施工过程中严格操作、准确判断非常重要。（3）良好的钻井液性能，对于防止故障和复杂情况尤为重要，若维护处理不当，无法保证顺利施工。（四）非常规水平井钻井提速技术（4）钻井液密度应适当，过高或过低对井壁稳定都会有影响，因为泥页岩对钻井液密度很敏感，即便是油基、合成基钻井液在高密度情况下，其滤液进入页岩中都会导致页岩垮塌。（5）通井钻具应带近钻头稳定器，这不仅是普通定向井施工行之有效的措施，对非常规水平井更重要。（6）非常规水平井井控技术较复杂，需要认真对待。（7）一旦发生井下故障和复杂情况，及时采取正确的处理方案是能够有效解除的，盲目处理、贻误时机就会复杂化。（8）谨慎选择浸泡解卡方式处理水平井段卡钻故障等。（四）非常规水平井钻井提速技术6、提高非常规水平井固井质量（1）非常规水平井固井质量仍是钻井难题，尽管国内外有不少专家学者进行一系列研究，各专业公司进行了大量实践，但也很难保证百分之百优质率。（2）保证有一个规则的、清洁的、压力平衡稳定的井筒环境