本篇工程師論文淺談小井眼水平井施工難點及相應(yīng)的措施，小井眼水平鉆井是很有吸引力的鉆井方法，不管是在占用場地，選用小馬力鉆機，還是鉆井液藥品及套管方面都極大的節(jié)約了成本。針對小井眼鉆井時鉆速高使得小尺寸的鉆桿抗扭矩能力降低，在加壓過大時極易導(dǎo)致扭斷鉆具的事故發(fā)生。因此在鉆具入井之前一定要檢查好鉆桿臺階是否平整，有刺漏，公母扣是否磨損，各種不常用的鉆具下井前做好探傷，操作人員在上扣時一定要上緊，優(yōu)化鉆井參數(shù)，尤其是選擇合理的鉆進參數(shù)。

　　《石油鉆探技術(shù)》(雙月刊)創(chuàng)刊于1973年，經(jīng)國家科委批準(zhǔn)，1979年在全國發(fā)行，1988年對國內(nèi)外公開發(fā)行。她是我國石油天然氣鉆井方面歷史悠久的綜合技術(shù)性刊物，歷年來所刊中文鉆井科技論文可謂最多、最全、信息密度最大且學(xué)術(shù)水平較高，深得國內(nèi)外讀者的厚愛和鉆井界的好評。

　　降低鉆井工程成本，已成為油氣田勘探開發(fā)的重要課題。小井眼是繼水平井之后，在80年代后期興起的又一熱點技術(shù)。小井眼鉆井可以減少消耗，降低成本，已得到公認，其發(fā)展?jié)摿Φ玫搅顺浞挚隙ā?/p>

　　一、小井眼概述

　　對于小井眼的提法有各種各樣，不盡相同，到目前為止沒有統(tǒng)一的定義。

　　1、美國Amoco公司90%以上的井眼用小于6″的鉆頭鉆成。

　　2、法國Elf公司完鉆井眼小于常規(guī)完鉆井眼(81/2″) 的井統(tǒng)稱為小井眼。

　　3.有的認為 70%以上的井眼小于6″。

　　4.還有的認為 環(huán)空間隙小于1″的井眼。

　　5. Bp 公司套管層數(shù)少于常規(guī)井的井眼。

　　小井眼鉆井早在50年代后期就發(fā)展起來。當(dāng)時美國的Carter公司在猶他州，阿肯色州，路易絲安那州等地鉆了108口小井眼井，得出的結(jié)論是鉆小井眼井在經(jīng)濟上是合算的。80年代中期以前，小井眼之所以沒有引起石油界足夠的重視，原因之一是當(dāng)時的油價較高。原因之二是小井眼鉆井技術(shù)還不完善。80年代中期以來，由于油氣價格的下跌，世界范圍內(nèi)石油工業(yè)不景氣，小井眼又引起廣泛重視。

　　二、施工難點

　　1、鉆具偏心彎曲變形大，滑動鉆進加壓困難

　　小眼水平井施工時，下部所用鉆具外徑只有60.3mm，剛度低、柔性大。在下部井段鉆進時，因鉆具偏心彎曲變形，導(dǎo)致滑動鉆進摩阻很大、轉(zhuǎn)動鉆進扭矩大，鉆壓傳遞非常困難，嚴(yán)重影響鉆井速度，這是小眼水平井施工的最大難點。

　　2、泥漿上返速度底，巖屑輸送困難

　　小眼水平井施工，由于鉆具和井壁的環(huán)空間隙較小，泥漿排量低、上返速度慢，進尺快，滿足不了大排量攜砂的需要，造成巖屑輸送困難，給安全施工帶來了隱患。

　　3、水平段長，中靶精度要求高

　　小眼水平井，水平段和常規(guī)中、小尺寸的水平井一樣，水平段長、水平位移大、靶點多，同時水平段上下0.6米、左右7.6米的靶點范圍，使得軌跡控制難度增加。

　　4、井下復(fù)雜情況多

　　在小井眼循環(huán)系統(tǒng)中其功率分配與常規(guī)井眼不同。在常規(guī)井眼中，環(huán)空壓耗只占10%左右，而在小井眼中則占到75%以上，國外一些資料甚至認為占到90%，環(huán)空壓耗的大幅度增加使鉆井液的當(dāng)量密度也大幅度增加。

　　井眼小，鉆具與井眼之間的環(huán)空間隙小，起下鉆具產(chǎn)生的壓力波動大。小井眼環(huán)空間隙小，環(huán)空返速高，泥漿剪切稀釋作用明顯，而在大肚子井段則返速很低，給攜沙洗井帶來很大的困難。環(huán)空壓耗高，壓持效應(yīng)明顯，而鉆頭水眼處的水功率又小，井底清洗困難，并容易留下隱患。小井眼環(huán)空間隙小，鉆具上提下放產(chǎn)生的壓力激動和抽吸作用較大，易導(dǎo)致井壁失穩(wěn)，產(chǎn)生掉塊，增加洗井時的難度，嚴(yán)重時造成坍塌卡鉆。在側(cè)鉆過程中，發(fā)生壓差卡鉆的幾率很高，在斜井段，鉆具與井壁接觸面積大，與泥餅相粘附，在壓差作用下造成卡鉆。相對于常規(guī)井眼而言，小井眼形成鍵槽的可能性更大一些。在水平井的的造斜段，扭方位段等狗腿度較大的井段，井壁一側(cè)出現(xiàn)凹槽，又因小井眼鉆進中鉆井參數(shù)和水力參數(shù)都受到限制，環(huán)空壓耗高，井底壓持效應(yīng)明顯，鉆速慢是普遍現(xiàn)象。因而鉆進其間起下鉆次數(shù)多，鉆井周期長，尤其是裸眼段較長(>300m)和井眼較深、地層可鉆性差的小井眼中，這一問題更加突出，極易造成鍵槽卡鉆。

　　5、軌跡測量

　　小眼水平井施工過程中，對測量儀器的要求比較高。施工過程中采用DWD超小尺寸測量儀器施工，由于施工條件的約束及其自身結(jié)構(gòu)的限制，測量施工存在如下難點：泥漿排量小、立管壓力低，發(fā)射的脈沖信號幅度低。泥漿中雜質(zhì)易阻塞井下儀器，導(dǎo)致施工不能繼續(xù)進行或儀器不工作。井下儀器對泥漿流量反應(yīng)靈敏，井下儀器的性能要求高因鉆具內(nèi)徑小、易彎曲，導(dǎo)致脈沖信號衰減厲害，需要采取措施增強井下儀器發(fā)射的信號強度。

　　三、小井眼水平井施工難點的措施

　　1、優(yōu)化井身軌跡

　　井身軌跡設(shè)計過程中，根據(jù)工具的造斜能力，合理確定各井段的長度，大幅度縮短靶前位移和造斜段長度，優(yōu)化井身軌跡，以改善井眼清洗效果、減少摩阻和扭矩、提高工作效率、縮短建井周期。

　　2、小井眼鉆井的鉆具要符合要求

　　小井眼鉆柱由于其直徑小重量輕，不僅施加鉆壓的范圍受到限制，而且由于鉆柱本身剛度小強度低，不能強化鉆井技術(shù)參數(shù)，從而導(dǎo)致小井眼鉆井效率降低。對于較小尺寸的鉆桿，由于其抗拉、抗扭強度的限制，使得小井眼鉆進過程中鉆頭加壓和抗扭矩能力降低。小井眼鉆井時轉(zhuǎn)速很高，鉆具在井底承受的反扭矩也更大，在加壓過大時極易導(dǎo)致扭斷鉆具的事故發(fā)生。

　　3、井控

　　通過與常規(guī)井眼間隙對比，小井眼的環(huán)空體積更小。在小井眼鉆井時，鉆具轉(zhuǎn)速很快，使環(huán)空中高速上返的泥漿也高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生很大的離心力撞擊井壁，進而破壞井壁，影響泥漿的攜巖效果;同時與泥漿的上返運動合并產(chǎn)生旋流，大大的增加其環(huán)空壓耗;加之鉆桿接頭處的凸起也進一步消耗了鉆井液能量，降低其攜巖能力。在常規(guī)井眼中由于環(huán)空間隙較大，其外徑對鉆進影響可以忽略，因此小井眼鉆井對井控提出了很高要求。

　　由于在小井眼環(huán)空壓力損失占整個系統(tǒng)約90%以上，而常規(guī)井大約90%損失在鉆柱和鉆頭。同時鉆柱偏心度在小環(huán)空壓力損失起重要作用，鉆桿轉(zhuǎn)動與不轉(zhuǎn)動環(huán)空壓力損失比為1.1-1.6。因此，對于以環(huán)空損失占主要地位的小井眼井，動態(tài)壓井成為有效的井控方法。動態(tài)壓井是用循環(huán)時環(huán)空摩擦損失來控制地層壓力，可以通過改變排量、轉(zhuǎn)速或泥漿性能來控制不平衡地層壓力。

　　4、小井眼鉆井液需符合要求

　　小井眼鉆井的特點一是環(huán)空間隙小(小井眼環(huán)隙只有常規(guī)井的20%)，環(huán)空壓力損失大，鉆井液中的固相在離心作用下易粘附于鉆桿內(nèi)壁，因而對鉆井液提出特殊的要求，小井眼鉆井或小井眼取芯鉆井方面對泥漿的要求比較嚴(yán)格，其特殊要求如下：

　　能夠在較低的排量下清洗井底，攜帶和懸浮巖屑;小井眼環(huán)隙小，即使在較低的排量下環(huán)空鉆井液大多呈紊流流態(tài).因此要求鉆井液具有最低的失水、低粘度，良好的造壁性、較強的防塌能力，以保證在紊流流態(tài)下井壁的穩(wěn)定性;由于小井眼的壓力損失主要在環(huán)空，因而增加了鉆井液的當(dāng)量密度，增大了起下鉆時的波動壓力，易造成井下復(fù)雜情況。因此通過調(diào)整鉆井液的流變參數(shù)，以達到降低環(huán)空壓力損失、優(yōu)化環(huán)空流型，將是小井眼鉆井液技術(shù)的關(guān)鍵之一;要求有很好的潤滑性能，較低的摩阻系數(shù).并能很好地保護油氣層;抑制穩(wěn)定頁巖并使井眼保持標(biāo)準(zhǔn)尺寸，特別是對具有沖蝕作用的高速轉(zhuǎn)動;適合于巖芯評價，這樣就不會由于巖芯受到污染而喪失有價值的資料

　　5、防外筒脫扣及斷鉆、卡鉆

　　井眼環(huán)空間隙小，泵排量不足，不利于攜砂，導(dǎo)致活動鉆具摩阻大。因此我們鉆井一線應(yīng)該培訓(xùn)新的打撈工藝，配備齊全的小井眼打撈工具，以提高打撈成功率，降低鉆井成本。小井眼鉆井對鉆井液的攜巖能力要求非常高，尤其在鉆遇巖屑體積大，不規(guī)則，比重大時一定要調(diào)整好泥漿性能，控制好粘度確保攜巖效果，同時對職工的崗位技能也提出了相當(dāng)?shù)奶魬?zhàn)，接單根速度一定要快，不要長時間靜置鉆具，

　　6、分段鉆進

　　使軌跡盡量向前延伸。在二開正常造漿后，井隊?wèi)?yīng)認真落實好儲備重泥漿，以防備鉆遇復(fù)雜地層，以備急用，小井眼鉆井遇特殊情況要求更高。改小循環(huán)后加大藥品投入，及時調(diào)整好泥漿流型，保證足夠的黏度，確保停泵后其有一定的懸浮能力，在泥漿未成型之前盡量不要長時間停泵車測斜。穿油層前一定去附近注水站落實注水井的停注情況，加強與甲方協(xié)調(diào)。快完井穿復(fù)雜地層，或油層時候一定注意鉆時變化情況，一旦鉆時突然變快，應(yīng)加強坐崗，觀察返漿及振動篩出砂情況，檢測鉆井液各項參數(shù)。