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长水平段水平井钻井技术困难和解决办法
长水平段水平井钻井技术是指井筒在地下水平段（水平井段）长度超过3000米，以及井斜角度小于1度的井筒钻进的钻井技术。
这种钻井技术已经被广泛应用于石油、天然气等能源勘探与开采过程中，但是与传统的钻井技术相比，其存在许多技术困难和问题，因此需要采用适当的解决办法来解决这些问题。
1. 钻杆弯曲问题
由于长水平段的钻井过程中井筒长度过长，因此钻杆在钻进过程中会出现弯曲现象，直接影响到井斜角度和井筒的正常进程。
为了避免这种现象，需要使用较高的强度钻杆，并控制钻进速度，避免过快或过慢导致钻杆发生弯曲。
2. 钻头失效问题
长水平段井筒的钻井过程中，钻头容易失效，导致钻速降低和增加钻井成本。
为了解决这个问题，需要采用合适的钻头和摩擦系数，同时使用合适的冷却系统，保证钻头正常发挥作用。
3. 井壁稳定性问题
在长水平段井筒钻井过程中，井壁稳定性容易受到井深增加和钻进速度增加的影响，导致井壁崩塌和钻头卡住。
为了解决这个问题，需要采用合适的钻进速度和泥浆系统，并采取措施加强井壁的支撑力。
4. 地质储层特殊性质问题
长水平段井筒钻井过程中，地质储层具有较强的特殊性质，如岩性硬、储层渗透率低等，这些都会影响井筒的钻进和储层的开采。
为了解决这个问题，需要采用合适的钻头和钻具，同时加强地质勘探和预测工作，确保井筒的正常工作和储层的有效开采。
总之，长水平段水平井钻井技术虽然存在一些问题和困难，但只要采用合适的解决办法和技术手段，就能够有效地解决这些问题，提高采掘效率和经济效益。
长水平段水平井钻井技术分析长水平段水平井钻井技术是指将井身小半径段横贯在油层厚度内，以增加油层接触面积，提高油井生产能力的一种钻井技术。
下面就长水平段水平井钻井技术的分析进行叙述。
长水平段水平井钻井技术是目前油井开发的一种重要方式之一，它可以有效地提高油层的开采效果。
与传统的直井开采方式相比，长水平段水平井钻井技术有以下优点：1. 增加油层接触面积：长水平段水平井钻井技术可以将井身小半径段横贯在油层中，将井迹延伸到更广阔的面积内，从而可以增加油层与井管的接触面积，提高开采效果。
2. 提高油井生产能力：长水平段水平井钻井技术可以使油井与油层的接触更加紧密，有效地增加了油井的储量和产量。
由于水平井的井壁曲率较小，井眼直径较大，流体阻力小，流体能够更流畅地从地层流入井内，从而提高了油井的产能。
3. 提高油层的开采效率：长水平段水平井钻井技术可以使井筒横贯在整个油层厚度内，使得储量更加均匀地开采，减小了剩余油饱和度，从而提高了油层的开采效率。
4. 减少地面占地面积：由于长水平段水平井钻井技术可以实现一个井眼下多个井筒的复合开采，从而减少了单井的开采数量，降低了地面的基础建设成本，减少了开采对地面的占地面积。
5. 降低成本：长水平段水平井钻井技术可以减少钻井的井眼数量，降低了钻井的成本。
由于长水平段水平井钻井技术可以提高油井的产能和开采效果，使得单位投资下的油井产量更高，从而降低了油田的勘探开发成本。
长水平段水平井钻井技术在油田开发中有着广泛的应用，但也面临着一些挑战。
长水平段水平井的钻井技术复杂度较高，需要具备高水平技术人才，增加了钻井的技术要求和难度。
长水平段水平井的井眼质量对油井的开采效果影响较大，井眼质量的提高需要投入更多的人力、物力和财力。
长水平段水平井钻井技术是目前油井开发中的一种重要技术，它可以增加油层接触面积，提高油井的生产能力和开采效率，从而降低了勘探开发成本。
但同时也需要面对一些技术难题和挑战。
元坝272-1H井长水平段超深水平井钻井技术董志辉，孙连坡，汪海波，仇恒彬（中石化石油工程公司钻井工艺研究院山东东营257000）摘要：元坝272-1H井是位于元坝区块的一口超深长水平段水平井，存在地质情况复杂、多套压力体系并存、气藏埋深超过6500m、井底温度高达156°C等技术难题。
施工中通过钻井提速技术、井眼轨迹控制技术、高温定向工具使用技术、井眼清洁技术、摩阻扭矩监测控制技术、高温钻井液技术、安全钻井技术等先进技术，克服了裸眼段长、摩阻扭矩大、岩屑清洁效率低、井眼轨迹控制困难、工具仪器耐高温高压挑战性高等难点，创造了元坝区块水平井水平位移最长、水平段最长、钻遇含气储层最长三项纪录，为同类超深水平井的施工积累了丰富经验。
关键词：元坝272-1H井；超深水平井；钻井技术；长水平段；1元坝272-1H井概况元坝272-1H井是中石化西南油气分公司部署在四川盆地川东北巴中低缓构造上的一口超深水平井，以长兴组顶部礁盖（顶）储层为主要目的层，该井位于元坝区块长兴组4号礁带。
完钻井深，完钻垂深，造斜点位于，水平位移，水平段长，钻穿气层长度，创造了元坝区块水平井水平位移最长、水平段最长、钻遇含气储层最长三项纪录。
井身结构釆用五开制，实钻井身结构与设计井身结构对比如下。
（1）直井段优快钻井、防斜打直困难⑷。
直井段长6050m,钻遇地层多，地层复杂。
上沙溪庙组有小水层，底部存在区域垮塌层；千佛崖组压力较高；自流井组底砾岩蹩跳严重；须家河组区域高压，石英砂岩可钻性极差；嘉陵江组顶部盐膏层发育，嘉五-四段、嘉二段局部层段见高压盐水层；极易发生井喷、井漏、井塌等复杂情况。
（2）摩阻扭矩大、深井定向困难。
使用PDC钻头定向钻进，由于井眼深度大, 摆放工具面困难，很难摆放到位且容易偏移，裸眼段长，摩阻大，通过钻压控制工具面难度大，工具面不稳，滑动钻进常有托压现象，易憋泵。
（3）储层调整频繁，轨迹控制难度大。
胜利油田首口小井眼长水平段水平井钻井技术一、引言介绍论文的背景和意义，阐述该技术的研究意义和应用前景。
二、首口小井眼长水平段水平井概述1.首口小井眼长水平段水平井的定义和特点2.首口小井眼长水平段水平井的分类与应用三、首口小井眼长水平段水平井钻井技术1.首口小井眼长水平段水平井成钻技术概述2.首口小井眼长水平段水平井钻井工艺及钻具组合设计3.首口小井眼长水平段水平井液压学行为研究四、钻井过程中的难点及解决方案1.首口小井眼长水平段水平井钻井过程中的难点2.针对钻井难点的解决方案五、结论与展望1.结论总结2.展望未来首口小井眼长水平段水平井钻井技术的发展前景。
第一章：引言胜利油田地处中国东北地区，是国内最大的陆上油田之一。
胜利油田钻井技术一直处于国内领先地位，但随着油藏逐渐开采深入，储量耗散，提高采收率的技术需求越来越迫切，对新型钻井技术的开发研究也日益重要。
胜利油田通过不断探索和研究，发现首口小井眼长水平段水平井钻井技术可以有效提高油藏储量，改善采油效率。
本文就围绕该技术展开介绍研究。
第二章：首口小井眼长水平段水平井概述1. 首口小井眼长水平段水平井的定义和特点首口小井眼长水平段水平井是一种将井眼钻至油层水平方向并延伸一定长度的油井，这种井型具有井壁面积大、水力阻力小、产出能力强、高效节能等特点。
首口小井眼长水平段水平井经测算，能够提高采收率30%以上，同时减少钻井机械尺寸或水平段的数量、缩短钻井时间，具有明显的经济效益。
2. 首口小井眼长水平段水平井的分类与应用首口小井眼长水平段水平井按照区域分布可分为水平井与斜井，按照水平段长度可分为500m以下和500m以上的水平井。
针对不同的地质条件和勘探对象，可以灵活选择首口小井眼长水平段水平井的类型和长度。
应用于油气储层勘探生产中，该技术可以有效改善油气储量，降低钻井成本，提高效率，提高采收率。
第三章：首口小井眼长水平段水平井钻井技术1. 首口小井眼长水平段水平井成钻技术概述首口小井眼的钻井是一项复杂的工序，包括成钻前的井眼加固和井口整平，完成井眼预加固后，需要在小径段井壁挖掘一定长度，进而将钻头从水平状态转换到扶斜钻进状态，开始钻进水平段。
如果说普通水平井是“L”型，纵长横短，那么苏5-15-17AH 井则是“ㄴ”型，纵横距离几乎相等。
失之毫厘谬以千里，水平段一寸长一寸难、一寸险。
川庆钻探长庆钻井总公司凭着多年来的技术积累，完成了深6706米，水平段3056米的气井施工，创造了当时国内陆上水平井最长水平段纪录，成为川庆钻井史上的一座丰碑。
从“L”型到“ㄴ”型3056米水平段的艰难奇迹！7月12日午时，鄂尔多斯天空骄阳似火，热浪袭人，金黄的沙地被郁郁葱葱的沙柳掩盖的严严实实，远处的羊群与瓦蓝的天际接壤，让这块神气的土地显得水草丰美。
顺着鄂托克旗一直向东，驱车行驶在平整的石子路上，不免让人心旷神怡。
眼看快到苏5-15-17AH井场，承担该井施工任务的70165钻井队队长马小月不时将头探出窗外：“这里变化真大，刚开始打井的时候环境没有这么好。
”看着马小月兴奋的样子，司机师傅也有意识的放慢了车速。
苏5-15-17AH井被铁丝的防护栏隔开，金黄的采气树傲然挺立于50平米见方土地上当中，上面大大小小装满了红色闸门，表面看上去，这和普通气井没啥两样。
“这口井的意义主要在于开辟了长庆区域超长水平段施工的一个先河，拿到了今后承钻同类井的‘准入证’”。
长庆钻井总公司定向井技术办副主任石崇东介绍说。
睹物视景，一桩桩、一件件、一幕幕，钻机的隆隆声响犹在耳畔！钻井汉子与天斗、与地斗的壮志豪情历历在目。
马小月感慨万千：“我们完成了不可能完成的任务，一辈子难忘！”“压力面前需要信心、需要斗志，既然咱干的是钻井，总要干出点名堂”鄂尔多斯盆地自古有“半盆油，满盆气”之誉，而这满盆气主要集中在苏里格气田。
苏里格气田横跨内蒙古自治区鄂尔多斯市乌审旗、鄂托克旗和鄂托克前旗。
在蒙古语里，苏里格便是“半生不熟的肉”的意思。
在油气勘探开发史上，这“半生不熟的牛肉”如同鸡肋，曾长期折腾着长庆人。
面对这个典型的低压力、低渗透气田，气田勘探开发不断深入，完井工艺不断完善，水平井的井身结构不断的调整，施工难度不断的增加。
长水平段水平井对于低孔低渗油气藏来说，能够增加了泄流面积，有效改善油气藏的开发效果和提高单井产量，这一目标的追求成为石油人苦苦追寻的目标。
井位最终锁定在内蒙古自治区鄂托克旗苏米图苏木巴音布拉格嘎查巴嘎希里小队。
“之所以选择这里，正是因为该区域油气储层相对较为成熟、稳定，且气层连续性好，只有在这里，长水平段才能最大限度的提高单井产量很有帮助。
”定向井技术办副主任石崇东说。
按照设计，苏5-15-17AH井井深6700米，而水平段则长达3000米。
这样的井身结构让人咋舌。
如果说普通水平井是“L”型，纵长横短，那么苏5-15-17AH井则是“ㄴ”型，纵横距离几乎相等。
失之毫厘谬以千里，熟悉水平井钻井技术的人都知道，水平段一寸长一寸难一寸险。
在此之前，长庆钻井最长水平段的记录为2600米，一下子增长700米的水平段，难度不言而喻，稍有不慎，钻具断裂，填井埋井是大概率的事情。
而长达3000米的水平段，在中国陆上油气开发上还不曾有过。
为拿出一套科学合理、操作可行的施工方案，长庆钻井总公司技术发展部、定向井公司、项目部技术办，以及川庆苏里格项目部经理部、技术研究院等多个技术部门，先后三次组织召开专题会议进行会诊，进行地质分析，研究保障措施，就施工的可行性进行全面分析，每一道关键环节都出台了应急措施。
由哪个钻井队操刀？谁有这个能力和实力？一时成为人们瞩目的焦点。
当担子落在70165钻井队身上时，队上顿时炸开了锅，许多员工头摇得像拨浪鼓：“这块肉好看难消化，工作量增加不说，风险也太大了，搞不好我们的效益可就泡了汤。
”“压力面前需要信心、需要斗志，既然咱干的是钻井，总要干出点名堂，要不咱这钻工就是白干了”。
在全队的职工大会上，70165钻井队队长马小月斩钉截铁、掷地有声。
70165钻井队历来都是敢啃硬骨头、敢于涉险滩的“硬八连”，这个队曾被长庆钻井总公司派遣，与世界著名的大型跨国石油公司荷兰皇家壳牌公司合作打井，成为壳牌信赖的合作伙伴，同时也承担过中石油在苏里格储气库井的施工项目，在超深井、高难度井施工中有着丰富的经验。
而马小月本人更是全国劳动模范周荣生的得意弟子，生就一股不服输的劲头。
比马小月心情激荡的还有工程技术员李星：“接到这个任务当天晚上，我一夜未眠，又惊又喜，作为技术人员，就喜欢挑战，可也担心施工难度大，我们经验不足，工程搞砸了就太难堪了。
”李星的担忧不是没有道理，必定，这么长的水平段前无古人，作为第一个吃螃蟹的人，要有胆量、更要有智慧。
“阻力困难接二连三，穿针引线一波三折。
开弓没有回头箭，再难，我们也要向目标挺进”2012年9月20日，鄂托克旗清风习习，这一天永远铭刻在70165钻井队员工的记忆里。
伴随着噼噼啪啪的鞭炮声、欢呼声，一颗直径346MM的硕大表层钻头徐徐钻入地层，我国历史上最长水平段苏5-15-17AH井正式开钻。
为保证钻井施工正常运行，长庆钻井总公司根据工程设计，确立各井段施工技术方案和措施，从项目部抽调技术骨干驻井支持，严格生产组织，做到“每日一汇总，一层一分析，一周一总结”，对各项资料和钻井参数收集与对比。
相关领导不定期到现场指导帮促，队干部大班24小时跟班作业，让每一项措施和要求落实到位。
“刚开始是直径段，技术难度并不大，最早遭遇的要算鄂托克旗恶略的环境。
”技术员李星说：“鄂托克旗常年风季，从公路进入苏5-15-17AH井场有10公里路，过两天沙子就覆盖了路面，如果不及时清理，进出车辆根本无法通行。
”也是，鄂托克旗位于内蒙古自治区鄂尔多斯市西部，海拔1374米，气压86KPa，典型的沙漠干旱气候。
石油人形象的称这里为“四流”气候，即春天流血，干燥皮肤开裂；夏天流汗，高温难耐；秋天流涕，昼夜温差很大，忽冷忽热，容易感冒；冬天流泪，气温可以达到零下40摄氏度，出了门，寒风更是吹得人睁不开眼，眼泪顺着脸颊往下流。
“常年在野外征战，这样恶略的天气已经习以为常，扛一扛忍一忍也能过，关键是技术难关不好过。
”石崇东说：“对水平井的施工，我们的经验主要来自于水平段从300米到2600米的积累，但这次钻具结构、井身结构有着太多的改变，加上水平段超长，地层压力平衡不好控制，井塌、漏、卡随时都有可能。
”为便于后期施工，苏5-15-17AH井大胆采用三开结构，在井筒直径、套管选择上均较普通水平井有所增大，由于这样的井深结构是新的尝试，所以施工方案、钻进参数及钻井液性能的选择等需要调整，相当于摸着石头过河，增加了施工的难度。
为摸透地层特点，技术人员收集邻井地址资料，分析斜井段穿越每个层位的岩性。
根据钻具组合在不同岩性中的增斜率，提前设计剖面，合理调整滑动钻进与复合钻进比例。
待钻井眼设计尽量降低井眼曲率，特别是避免局部造斜率偏高，确保井眼轨迹平滑，降低钻进时的摩阻和扭矩。
为作好直井与水平段的过渡，在斜井段井眼轨迹控制技术上，采用PDC钻头+1.5度螺杆，组合直接定向造斜，坚持“少滑动、多旋转、微调勤调”的原则，复合钻进与滑动钻进交替进行，保证井眼规则、井壁稳定。
阻力困难接二连三，穿针引线一波三折，意想不到的事情还是发生了。
2012年10月20日，二开下套管时由于漂浮节箍突然损坏，失去了降低下套管摩阻的作用，造成固井下力很高，压力比正常情况高出6兆帕，留下1000多米的水泥塞，而正常水泥塞也就30米左右。
再次打钻水泥塞，不仅增加了工序、造成了时间和效益的损失。
“开弓没有回头箭，再难，也要向目标挺进，水泥塞问题仅仅影响的是时间和花费，那么水平段的事故可是致命的。
”石崇东说：“进入水平段后的施工技术难点重重，首先是靶前距的不同，决定着斜井段井眼曲率的不同。
优选靶前距，实现摩阻扭矩最小化，成为施工长水平段水平井的前提条件。
”进入水平段后，钻井液技术员杨伟杰心情变得异常敏感，常常在振动筛前一蹲就是几个小时，看着潮热的砂岩在筛布上欢快的跳跃，他的脸颊流露出一丝喜悦，而当筛布上岩屑寥寥无几时，他的眉头便凝成一个结。
每天夜晚，他总是和衣而睡，对讲机里的一点小杂音就能轻易把他惊醒。
四季度，苏里格气温骤降，最低温度接近—30℃，钻井生产寸步难行。
为以防万一，2012年10月23日，苏5-15-17AH井在钻至4900米处，果断停钻。
2013年3月4日，随着气温转暖，苏5-15-17AH 井再次起航。
此时，钻井作业进入三开阶段，距离完井还有1800米的水平段。
“越是钻井后期，越是提心吊胆，完井的那一刻，我们整个人都疯了”“越是钻井后期，越是提心吊胆，特别是起钻遇阻严重时，一趟钻就得10个小时左右，钻工一身红工衣被油机泥浆糊的黑乎乎一身，看着都让人心疼。
”马小月说：“那时候我和工程技术员李星、钻井液技术员杨伟杰都守在钻台上，一边分析遇阻原因拿出处理方案，一边把好人员操作安全关，避免节外生枝。
”超深水平井、超长水平段、超大工作量。
70165钻井队队干部、大班、普通员工，都承担大量的辅助工作，比如清砂、卸化工材料、加重泥浆等，有时一干就是十几个小时，特别是当地层钻到水平段时，遇到异常，劳动量密集的时候，一个班要卸上百吨的化工材料成了家常便饭，但大家始终没怯阵过。
面对这样的特殊井，井控意识、防火意识尤为重要，队上的管理规定、劳动纪律特别严格。
一班司钻郭文斌说：“为保证绝对安全，我们上班期间，不准携带烟火、手机，几乎和外界隔绝，当时就有一名员工抱着侥幸拿手机，不但被驻井干部没收警告，还按照规定给予处理。
”看似硬度十足的钻杆，在千米地下其实就像摇摆的软面条。
随着水平段长度增加，钻具刚性变弱，工具面调整困难，井眼轨迹控制难度增大，水平段达到2000米后，摩阻较大，滑动钻进过程中，钻头上无法有效加压，每前进一步都变得异常困难。
为有效加压，现场技术人员超常规组合钻具，采取PDC钻头、螺杆、扶正器、回压阀、MWD接头、无磁钻铤、转换接头、加重钻杆9重组合，和普通水平井相比，不仅采用倒装钻具，而且在各项钻具组合直径尺寸、钻井参数上有着较大的出入。
“水平裸眼段长，长时间的钻井液浸泡容易造成井壁坍塌，钻井液需要具有良好的防塌性能，给钻井作业带来很大难度。
为解决这个问题，我们从增斜段就开始采用无土相复合盐钻井液体系，通过加入无机盐和有机盐提高泥浆体系抑制性，并通过调整泥浆密度，提高封堵性来降低地层坍塌压力。
”钻井液技术员杨伟杰说。
十月怀胎，一朝分娩，越到后期，生产变得越发困难。
由于水平段长度的增加，环空压耗升高，钻井液排量选择受到限制，排量小满足不了岩屑的要求，形成岩屑床，滑动钻进过程摩阻大，加上该井钻井至5637米时发生井漏，通过采用强封堵油基钻井液强行封堵，同时为平衡地层压力，不得不限制排量，钻井速度漫长而艰辛。
为确保钻井生产的连续性，在整个苏5-15-17AH井施工中，许多员工放弃了休假，没有一名员工喊苦叫累，大家咬紧牙关，只有一个信念：坚决拿下3056米水平段施工，成为这一历史的见证者。
