第6章水平井井眼清洁计算方法

第1节水平井井眼清洁重要性由于大斜度井段、水平井段，岩屑的重力效应及钻杆偏心严重（窄间隙处泥浆流速小甚至有可能为零，失去了悬屑、携屑的能力），岩屑极易在大斜度井段和水平井段形成岩屑沉积床，造成井壁不稳定，形成键槽、沉砂卡钻事故等。

钻速下降，起下钻抽吸压力升高，摩阻、扭矩急剧增加，这些都成为大位移井、水平井钻井的不利因素。

大位移井的井眼清洁不好还会造成以下问题：一是不能将钻压传至钻头；二是不能解释井的方位变化；三是泥浆漏入产层，降低了最终采收率等等。

后侧钻；z英国北海Arbroath油田22/17 T14井由于井眼清洁不好，致使套管提前下入，然后又由于有岩屑床的存在，导致在井深10328ft 处将钻具卡死，侧钻后由于仍然存在井眼清洁不好的问题，因此又在新井眼井深11225ft处再次将钻具卡死；z英国BP公司在Wytch Farm油田所钻4口大位移井都不同程度地出现了与井眼不清洁有关的问题。

井眼清洁影响因素井眼清洁情况现场经验判断方法，主要有：（1）岩屑形状评价（2）岩屑尺寸评价（3）井眼畅通评价（4）岩屑含量评价（1）岩屑形状评价钻井液携砂能力很强时，钻出的岩屑可能很快离开井底并随钻井液返出。

这时，岩屑棱角清晰或比较清晰，磨圆度差，表明井眼清洗良好。

反之，尽管岩屑离开了井底，但岩屑在整个循环过程中处于上升和下沉交替状态，直到将棱角磨掉尺寸磨小之后才逐渐被返出地面。

钻进过程中认真观察每米携出的砂样的磨圆程度。

根据钻井实践提出：磨圆砂样小于20%井眼清洗良好；小于30%井眼清洗中等；30%～50%井眼清洗较差；大于50%则在大斜度井段必定存在较为严重的岩屑床。

（2）岩屑尺寸评价岩屑尺寸随钻头类型、机械钻速和地层胶结程度及岩性而变化。

当钻头类型、机械钻速和地层岩性保持基本不变时，岩屑尺寸大小也可间接表示井眼清洁程度。

钻进过程中返出岩屑除棱角明显外，还能见到已钻过地层的较大岩块时，表明钻井液具有强的携带能力。

文章编号：1000 − 7393(2023)03 − 0259 − 10 DOI: 10.13639/j.odpt.202209008高温高压小井眼水平井环空ECD 综合计算模型李文拓1 罗鸣1 黄洪林1 李军2,3 肖平11. 中海石油(中国)有限公司海南分公司；2. 中国石油大学(北京)；3. 中国石油大学(北京)克拉玛依校区引用格式：李文拓，罗鸣，黄洪林，李军，肖平. 高温高压小井眼水平井环空ECD 综合计算模型［J ］. 石油钻采工艺，2023，45（3）：259-268.摘要：精确计算井筒环空ECD 是钻进参数设计及安全、高效钻进的基础。

为了提高其计算精度，基于高温高压下钻井液流变性测试数据，结合多元非线性回归获取钻井液密度和流变参数计算模型。

通过耦合钻井液密度和流变参数回归模型与井筒传热模型，建立高温高压小井眼水平井环空ECD 综合计算模型。

与实测PWD 数据相比，该模型平均相对误差为0.72%。

研究表明，在计算高温高压小井眼水平井环空ECD 时，温度和压力对钻井液密度和流变参数影响不可忽略。

在钻进过程中，随着钻井液循环时间的增加，下部井段环空温度不断降低，钻井液密度与稠度系数逐渐增加，环空压耗与ECD 不断增加。

温度梯度和钻井液排量通过影响环空温度分布，进而影响环空ECD 。

地温梯度越高，环空温度越高，环空ECD 越小；钻井液排量越大，环空温度越低，环空ECD 越大。

钻柱转速、环空尺寸和接头尺寸是影响环空ECD 的重要因素。

随着钻柱转速增加，环空压耗增大，进而导致环空ECD 增加，但增加幅度逐渐减小；接头尺寸越大，对应的环空尺寸越小，环空压耗越大，进而导致环空ECD 越大。

研究结果为高温高压地层小井眼水平井的安全、高效钻进提供理论基础。

关键词：高温高压；小井眼水平井；钻井液密度；流变参数；环空压耗；环空ECD 中图分类号：TE243.1 文献标识码： AComprehensive calculation model of annular ECD for high-temperature high-pressureslim-hole horizontal wellsLI Wentuo 1, LUO Ming 1, HUANG Honglin 1, LI Jun 2,3, XIAO Ping 11. Hainan Company , CNOOC (China ) Co., Ltd., Haikou 570100, Hainan , China ;2. China University of Petroleum (Beijing ), Beijing 102249, China ;3. Karamay Campus , China University of Petroleum (Beijing ), Karamay 834000, Xinjiang , ChinaCitation: LI Wentuo, LUO Ming, HUANG Honglin, LI Jun, XIAO Ping. Comprehensive calculation model of annular ECD for high-temperature high-pressure slim-hole horizontal wells ［J ］. Oil Drilling & Production Technology, 2023, 45(3): 259-268.Abstract: Accurately calculating the ECD of wellbore is the foundation for drilling parameter design and safe efficient drilling.To enhance calculation accuracy, a comprehensive model for ECD calculation in slim-hole horizontal wells under high-temperature and high-pressure conditions is developed. This model is based on rheological test data of drilling fluids under high-temperature and high-pressure conditions, and utilizes a multivariate nonlinear regression to get drilling fluid density and rheological parameters. By基金项目: 中海石油(中国)有限公司项目“南海西部油田上产2000万方钻完井关键技术研究”(编号：CNOOC-KJ135ZDXM38ZJ05ZJ)；中海油“十四五”重大科技项目2下属课题1“深水超深水复杂井安全高效钻完井关键技术”(编号：KJGG2022-0201)。

石油机械CHINA PETROLELM MACHINERY2021年第49卷第3期—9 —V 钻井技术与装备A页岩气水平井井眼清洁评价研究**基金项目：中国石油天然气集团公司项目“深层与复杂地层钻完井新技术新方法研究(二期)”课题二“钻井破岩、降阻、清屑智能建模与协同控制方法研究”(2019A-3909)；中国石油天然气股份有限公司项目“深层页岩气有效开采关键技术攻关与试验” (2019F- 31)任务三“深层页岩气水平井钻井复杂综合防治技术现场试验”。

范玉光1田中兰2马喜伟1邵长春1杨恒林2付利2舒惠龙乙3(1.中国石油塔里木油田公司 2.中国石油集团工程技术研究院有限公司 3.中国石油勘探开发研究院) 范玉光，田中兰，马喜伟，等.页岩气水平井井眼清洁评价研究.石油机械，2021, 49 (3) : 9-14.摘要：川渝地区页岩气水平井环空岩屑浓度增加和岩屑床的产生会使井眼清洁程度变差，导致卡钻等事故，需要加快井眼清洁评价方面的研究。

鉴于此，根据页岩气钻井现场所用油基钻井液数据，利用切应力误差法和相关系数法优选出适用于该地区的油基钻井液流变模式一一卡森模式，建立了环空岩屑颗粒启动临界流速模型和岩屑床厚度分布模型。

以CNH17-2井为例，采用本模型计算分析了起下钻和倒划眼工况下岩屑床厚度的变化规律。

研究结果表明，随着井斜角增加，环空岩屑床厚度先增大后减小，在井斜角10。

~20。

井段岩屑床厚度趋于0，在井斜角60°~70°井段岩屑床厚度出现最大值；倒划眼操作后，岩屑床厚度可减小50%以上。

优化井眼轨迹、适当进行 倒划眼操作能有效提高井眼清洁程度，降低沉砂卡钻等风险。

关键词：页岩气水平井；井眼清洁；岩屑启动；临界流速；岩屑床厚度；评价中图分类号：TE254 文献标识码：A DOI ： 10. 16082/j. cnki. issn. 1001-4578. 2021. 03. 002Study on Hole Cleaning Evaluation for Shale Gas Horizontal WellsFan Yuguang 1 Tian Zhonglan 2 Ma Xiwei 1 Shao Changchun 1 Yang Henglin 2 Fu Li 2 Shu Huilong 2,3(1. PetroChina Tarim Oilfield Company ； 2. CAPC Engineering Technology R&D Company Limited ； 3. Research /nstitute of Petro ­leum Exploration & Development ，CNPC )Abstract : The increase of the cuttings concentration and the generation of cuttings bed in the annulus of shalegas horizontal wells in the Sichuan-Chongqing lead to poor borehole cleaning and downhole accidents like stuck pipe , so it is necessary to speed up the research on the evaluation of borehole cleaning. According to the measured rheology data of oil-based drilling fluid used on the shale gas drilling site , the shear stress error method and the cor ­relation coefficient method are used to optimize the oil-based drilling fluid rheological model suitable for this area- the Casson model. The critical velocity model for annulus cuttings start moving and cuttings bed distribution model are established. Taking the Well CNH17-2 for case study , the established models are used to calculate and analyze the cuttings bed thickness changes under the conditions of tripping and back reaming. The research results showthat , with the increase of well inclination , the thickness of the annulus cuttings bed increases first and then decrea ­ses. The cuttings bed thickness tends to 0 at the well inclination of 10° ~ 20°, and has the maximum value at thewell inclination of 60° ~70°. After back reaming , the cuttings bed could reduce more than 50%. Therefore , opti ­mizing the well path and properly back reaming can effectively improve the cleanliness of the wellbore and reducethe risk of pipe stuck by cutting setting.Keywords : shale gas horizontal well ； hole cleaning ； cuttings start moving ； critical velocity ； cutting bedthickness ； evaluation—10 —石油机械2021 年 第 49 卷 第 3 期0引言2014至2019年，川渝地区页岩气水平井卡钻埋旋导井41 口，损失旋转导向45套，井眼清洁程度差是导致事故发生的主要原因之一。

有关水平井产能的公式一、理想裸眼井天然产能计算公式1．Joshi 公式应用条件：Joshi 公式，裸眼井、等厚、均质、无限大油藏、单相流动。

())]2/(ln[)/(2/2/ln )/(5428.022w o o h r h L h L L a a B P h K Q ββμ+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+∆⨯=其中,5.04])/2(25.05.0)[2/(L r L a e ++=。

2．当有偏心距和各向异性系数时，Joshi 修正公式应用条件:考虑偏心距和各向异性，裸眼井、等厚、无限大油藏、单相流动.()]2/)()2/(ln[)/(2/2/ln )/(5428.02222w o o h hr h L h L L a a B P h K Q ββδββμ++⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+∆⨯=3．Giger 公式应用条件:裸眼井、等厚、均质、无限大油藏、单相流动。

())]2/(ln[2/2/11ln )/()/(5428.02w eH eo o h r h r L r L h L B P L K Q πμ+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+∆⨯=4．Borisov 公式应用条件:裸眼井、等厚、均质、无限大油藏、单相流动。

)]2/(ln[)/()/4ln()/(5428.0w e o o h r h L h L r B P h K Q πμ+∆⨯=5．Renard & Dupuy 公式应用条件：裸眼井、等厚、均质、无限大油藏、单相流动。

)]2/(ln[)/()(cosh )/(5428.01wo o h r h L h x B P h K Q '+∆⨯=-πβμ式中 ；5.04])/2(25.05.0[/2L r L a x e ++==；]1ln[)(cosh 21-+±=-x x xw wr r )]2/()1[(ββ+='. 以上公式中各参数代表的物理意义及其单位如下：—Q 水平井产油速度，d m /3;—h K 水平向渗透率，2310um -； —v K 垂向渗透率，2310um -；—h 储层厚度，m;—o B 原油体积系数；—o μ原油粘度s mP a ⋅；—L 水平井水平段长度,m ；—e r 泄油半径，m; —w r 井眼半径，m ；—β储层各向异性系数,v h K K /=β; —δ水平井眼偏心距，m 。

水平井钻柱摩擦力的计算
赵洪激
【期刊名称】《石油钻采工艺》
【年(卷),期】1995(017)003
【摘要】本文介绍了不同工况下水平井钻柱摩擦力的计算方法。

计算结果表明，起钻和井底动力钻具钻进两种工况，钻柱与井壁间有较大的摩擦力。

并指出降低摩擦力的有效措施是将造斜率较大的井段放在井眼下部，采用油基钻井液及轻质材料钻杆。

【总页数】6页(P6-11)
【作者】赵洪激
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TE22
【相关文献】
1.水平井钻柱摩阻扭矩分段计算模型 [J], 闫铁;李庆明;王岩;李井辉;毕雪亮
2.吉林油田大位移水平井钻柱摩擦阻力计算的间隙元法 [J], 张凤民;闫铁;刘维凯;毕雪亮
3.水平井眼中受压钻柱的临界载荷计算 [J], 朱炳坤
4.短半径水平井钻柱强度和应力计算 [J], 马善洲;韩志勇
5.水平井钻柱动态摩阻扭矩计算与分析 [J], 祝效华;李柯;安家伟
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JMSR页岩油水平井优快钻井关键技术摘要:JMSP油田页岩油钻进过程中面临井眼轨迹控制难度大、易发井漏、井壁稳定性差、造斜至水平段存在托压、摩阻扭矩大等技术难题，影响了页岩油的勘探开发效益。

为提高长水平段钻井技术水平，首先对不同的技术难题进行原因分析，针对问题并结合现场实际情况提出了优化井深结构、旋转导向控制井眼轨迹、设计激进式水力参数、优化泥浆性能、优选钻井提速工具等技术措施，提高了钻进效率，形成了JMSP页岩油长水平段优快钻井技术，并在10口页岩油水平井进行了现场应用，水平段平均机械钻速提高17%，创造了JMSP油田多项记录。

研究与应用表明，JMSP页岩油长水平段优快钻井技术提高了钻井效率，也为国内页岩油长水平段高效钻进提供了借鉴和指导。

关键词：页岩油；水平井；长水平段；钻井；油基钻井液；JMSP凹陷概述JMSP油田位于ZGR盆地东部JMSP凹陷，属于典型的页岩油油藏，自上而下依次为第四系，新近系，古近系，白垩系吐谷鲁组，侏罗系齐古组、头屯河组、西山窑组、三工河组、八道湾组，三叠系克拉玛依组、烧房沟组、韭菜园组，二叠系梧桐沟组、芦草沟组等层位。

主要储层为二叠系芦草沟组，已落实共控储量超xx亿吨，已成为国内首个规模化开发的陆源碎屑沉积页岩油藏，已获批建立国家页岩油勘探开发示范区，旨在示范中国陆相页岩油资源的规模效益建产[1-3]。

JMSP页岩油是实现XJ油田持续上产规划目标的重点领域，按照十三五规划要求，XJ油田原油产量至2025年达到XXXX万吨。

其中JMSP页岩油产量达到XXX万吨以上，将有力支撑规划目标的实现[4-8]。

该区域在钻井过程中，存在井漏、井壁失稳、定向托压等难题，制约了钻井效率。

为此，优化了井深结构、井眼轨迹控制、钻井参数，优选了钻井设备和提速工具，制定了一系列技术措施，形成了JMSP页岩油水平井优快钻井关键技术，并进行了现场试验且效果良好，值得在该区域推广应用。

1、长水平段技术难点分析JMSP页岩油水平井垂深3500~3800m，水平井井深超过5500m、水平段长超过1500m、裸眼段长超过3000m，平均钻井周期77.85d，建井周期88.83d，平均机械钻速9.26m/h。

◄钻井完井►doi:10.11911/syztjs.2022083引用格式：舒惠龙，田中兰，付利，等. 水平井井眼清洁定量化监测评价技术[J]. 石油钻探技术，2023, 51（2）：68-73.SHU Huilong, TIAN Zhonglan, FU Li, et al. A quantitative monitoring and evaluation technology for hole cleaning of horizontal well [J].Petroleum Drilling Techniques ，2023, 51(2)：68-73.水平井井眼清洁定量化监测评价技术舒惠龙1,2， 田中兰2， 付 利2， 杨恒林2， 杨 磊3， 范玉光4（1. 中国石油勘探开发研究院, 北京 100083；2. 中国石油集团工程技术研究院有限公司, 北京 102206；3. 上荣（天津）科技有限公司, 天津300308；4. 中国石油塔里木油田分公司, 新疆库尔勒 841000）摘　要: 为了监测和评价水平井井眼清洁程度，研制了岩屑返出量监测装置，以准确监测岩屑返出情况。

基于岩屑返出量数据和工程录井实时采集的数据，建立了岩屑返出量监测装置在2种工作模式下，倾倒时段漏接岩屑补偿方法与实际返出岩屑体积计算方法；基于岩屑返出率与掉块监测结果，研究形成了水平井井眼清洁定量化监测评价技术。

该技术在川南泸州区块多口页岩气水平井进行了应用，实现了监测井段岩屑返出体积与返出率实时准确监测，并多次预警井眼清洁异常情况，保证了水平段的顺利钻进。

水平井井眼清洁定量化监测评价技术为水平井井眼清洁程度监测及卡钻复杂风险预防提供了一种新的技术手段。

关键词: 水平井；井眼清洁；岩屑返出率；监测；卡钻中图分类号: TE928 文献标志码: A 文章编号: 1001–0890（2023）02–0068–06A Quantitative Monitoring and Evaluation Technology for Hole Cleaning ofHorizontal WellSHU Huilong 1,2, TIAN Zhonglan 2, FU Li 2, YANG Henglin 2, YANG Lei 3, FAN Yuguang4(1. Research Institute of Petroleum Exploration & Development, Beijing, 100083, China ; 2. CNPC Engineering Technology R&D Company Limited, Beijing, 102206, China ; 3. Shangrong (Tianjin ) Technology Company Limited, Tianjin, 300308, China ; 4. PetroChina Tarim Oilfield Company, Korla, Xinjiang, 841000, China )Abstract: A high-accuracy cuttings return monitoring device was developed to monitor and evaluate the hole cleanliness of horizontal wells, and to monitor the cutting return accurately. The compensation method for missing cuttings during a dumping period and the calculation method of the actual cuttings return volume were established for the monitoring device in two operation modes with the cuttings return data and the real-time data of engineering logging. A quantitative monitoring and evaluation technology for the hole cleaning of horizontal wells was developed depending on the results of the cuttings return rate and sloughing monitoring. This technology was applied in multiple horizontal shale gas wells in the Luzhou Block, Southern Sichuan, which enabled the real-time accurate monitoring of cuttings return volume and return rate in monitored well sections. It gave many early warnings regarding abnormal hole cleanliness, ensuring smooth drilling in horizontal sections. The proposed quantitative monitoring and evaluation technology for hole cleaning of horizontal wells provided a new technical means for monitoring the hole cleanliness of horizontal wells and preventing sticking and other complex risks.Key words: horizontal well; hole cleaning; cuttings return rate; monitoring; pipe sticking页岩油气已成为非常规油气资源的重要组成部分，但页岩储层致密、渗透性低，规模开发主要依靠水平井钻井技术与多级压裂完井技术。

文章编号：1000 − 7393(2023)04 − 0410 − 08 DOI: 10.13639/j.odpt.202211042双6储气库大尺寸注采井钻井技术王博 赵春 陈显学中国石油辽河油田公司辽河油田(盘锦)储气库有限公司引用格式：王博，赵春，陈显学. 双6储气库大尺寸注采井钻井技术［J ］. 石油钻采工艺，2023，45（4）：410-417.摘要：为解决现有双6储气库注采井网无法满足高月调峰需求的问题，优化部署首批3口大尺寸注采井。

针对大尺寸井高强度注采交变载荷影响、大井眼钻井液携岩屑能力弱、固井顶替效率低等技术难题，优化设计盖层井身结构，技术套管封隔盖层顶部，生产套管封隔盖层中部，Ø177.8 mm 油层尾管半程固井封固盖层底部，提高了井筒完整性；采用连续岩屑称重技术实时监测岩屑返出量，降低井下事故风险；优选固井工具和施工参数，同时改善套管居中度提高固井质量，取得了良好的实践效果。

超声波成像测井结果显示，已完钻的双6-H431井Ø339.7 mm 技术套管的固井质量合格率为93.1%；Ø244.5 mm 生产套管的固井质量合格率达到99.9%，盖层连续优质井段长达221 m ，远高于储气库钻井行业标准。

研究成果可为辽河储气库及国内其他储气库后续的大尺寸井钻井工程提供实践经验。

关键词：双6储气库；大尺寸井；注采水平井；井身结构；固井配套技术；固井质量中图分类号：TE243 文献标识码： ADrilling technique for large-diameter injection-production wells ofthe Shuang-6 Underground Gas StorageWANG Bo, ZHAO Chun, CHEN XianxueLiaohe Oilfield (Panjin ) Gas Storage Co., Ltd., Liaohe Oilfield Company , PetroChina , Panjin 124010, Liaoning , ChinaCitation: WANG Bo, ZHAO Chun, CHEN Xianxue. Drilling technique for large-diameter injection-production wells of the Shuang-6 Underground Gas Storage ［J ］. Oil Drilling & Production Technology, 2023, 45(4): 410-417.Abstract: To deal with the incompetence of the current injection-production well pattern of the Shuang 6 Underground Gas Storage (UGS), the first three large-diameter injection-production wells were deployed. Given the intensive alternating load during injection and production, insufficient cutting-carrying of drilling fluids and low cement slurry displacement efficiency in large wells,optimize the design of the wellbore structure of the cover layer, seal the top of the cover layer with technical casing, seal the middle of the cover layer with production casing, and seal the bottom of the cover layer with a half way cementing of the Ø177.8 mm oil layer tail pipe, improving wellbore integrity; the continuous cutting weighting was performed to monitor cutting return in real time and reduce risks of downhole accidents; the cementing tools and parameters were optimized and the casing centering was enhanced for better cementing quality. These efforts resulted in excellent effects in practice. The cement bond logging showed the cementing qualification rates of the Ø339.7 mm intermediate casing and Ø244.5 mm production casing of the drilled well Shuang 6-H431 reach 93.1% and 99.9%, respectively, and the high-quality cemented section along the caprock is 221 m long. These indicators are far higher than those specified in the industrial standard of underground gas storage. This research provides practical experience for drilling engineering of large-diameter wells in the Liaohe UGS as well as other UGS in China.基金项目: 中国石油勘探与生产分公司重点科技项目“复杂断块储气库建库关键技术研究与现场试验”(编号：2022KT2301)。

81涪陵焦石坝构造页岩气完井200余口，平均水平段1500m左右，完钻水平段最长的焦页2-5HF水平段长为3065m；长宁页岩气田YS108井区和宁201井区平均水平段长度为1429m，昭通YS113H1-7井水平段长达到2512m。

北美Haynesville页岩气开发井，2012年之前水平段长1263m，2014—2015年水平段长2408m，增长94.6%，水平段每米成本降低73%，如图1所示。

利用长水平段水平井提高单井产量是页岩气开发的发展趋势，涪陵页岩气田开发调整阶段将超长水平井作为增产提效的主要措施之一[1-4]。

图1 1Haynesville区块水平井技术发展趋势随着水平段长度的增加，页岩气水平井井眼轨迹控制所面临的技术挑战进一步加剧，如长裸眼水平段延伸极限预测难度大、井筒净化困难、摩阻扭矩大。

为此，本文从极限延伸能力模型预测、井眼轨道优化设计、钻具组合优配、降摩减阻和井眼净化等方面开展了技术攻关，以期为我国页岩气长水平段水平井高效成井提供技术支撑[5-6]。

1 技术难点1.1 水平井延伸极限能力不明确精确预测长水平段水平井的延伸极限能力，对提高页岩气开发的经济效益和规避钻井风险具有重要意义。

但由于影响水平井延伸极限的因素众多，模型计算精度受限，主控因素不明确，目前未针对涪陵页岩气田长水平段水平井开展系统的评价分析。

1.2 井眼轨道剖面优化及轨迹控制难度大[5]常规的“直-增-稳-增-平”轨道剖面，井眼曲率高，难以满足长水平段水平井低造斜率的轨道剖面要求，轨迹控制难度高。

目前针对长水平段水平井三开造斜+水平段的技术方案为全程使用国外进口旋转导向，钻井成本昂贵，仪器供应保障难；而采用常规导向钻井轨迹控制难度大，钻具组合配置方案需进一步优化。

1.3 井筒净化困难、摩阻扭矩大井筒净化困难，易形成岩屑床，造成复杂。

如涪陵工区某井，水平段长1835m时，因岩屑造成卡钻，处理时间达17d。

随着水平段增加，摩阻扭矩呈类指数增加。

水平井修井技术难点与工艺技术应用分析一、引言随着石油行业的发展，水平井已经成为一种不可忽视的开采方法。

相比于传统的垂直井，水平井在储量、产量、采收率等方面都有很大的优势。

水平井的修井技术却是一个相对较为复杂的问题。

本文将对水平井修井技术的难点进行分析，并探讨现有的工艺技术在修井中的应用情况。

二、水平井修井技术的难点分析1. 井眼形态的复杂性水平井井眼的形态比传统垂直井更为复杂，其呈现出多种曲折、弯曲和不规则的形态。

在进行修井作业时，由于井眼形态的复杂性，常常导致钻头、麻花钻具等工具在井眼内受阻或嵌卡，使修井效率低下，甚至出现工具损坏的情况。

2. 井底作业环境的恶劣性水平井井底工作环境的恶劣性是水平井修井的另一大难点。

由于井眼长度长、细长曲折，井底温度高、压力大，使得修井现场作业条件极其恶劣。

作业人员往往需要面对高温、高压等极端环境，工作强度大，安全风险也相应增大。

3. 油气层介质的复杂性水平井井底油气层的介质通常比垂直井更为复杂，其中可能存在多种砂岩、泥岩、页岩、煤岩等岩石层，不同岩石层之间的物理性质和化学性质也有很大不同。

修井作业需要充分考虑这些介质的特性，精准掌握油气层地质情况，以便制定合理有效的修井工艺。

4. 井壁稳定性的控制难度水平井井壁稳定性控制是影响修井技术的另一个重要因素。

水平井井壁的稳定性较垂直井更为脆弱，易发生塌井、漏失泥浆等情况。

制定合理的井壁稳定性控制方案，对于提高修井效率和确保施工安全至关重要。

三、工艺技术应用分析1. 井眼清洁技术在修井作业中，井眼清洁技术是保障作业顺利进行的关键步骤。

目前，常用的井眼清洁技术包括液体清洗、泥浆液体清洗和机械清洗等。

液体清洗主要以液体冲刷和波音波能清洗技术为主，通过高压水射流冲刷，有效清除井眼内的泥沙、碎石等杂物。

泥浆液体清洗则是利用波音波能传导破碎井眼内的泥沙、碎石等杂物，清洗效果更加彻底。

机械清洗则是采用机械设备，对井眼内的杂物进行机械式的清除，作业效率高，适用范围广。

页岩气水平井分段压裂中井眼清洗技术研究随着能源需求的不断增长，页岩气作为一种新兴的能源形式受到了广泛关注。

然而，由于页岩气储层特殊的地质构造和特性，使得开采难度较大。

为了提高页岩气产能，目前广泛采用的技术是水平井分段压裂。

而井眼清洗作为分段压裂的重要环节之一，对于井壁的清理和孔隙压裂后的砂粒清除非常关键，对于提高产能和延长井间扩散时间具有重要意义。

本文将对页岩气水平井分段压裂中井眼清洗技术进行深入研究。

井眼清洗技术是指在分段压裂前后，通过注入高压酸液或清洁液体，将井眼内的杂质和残留物清除干净，以保证良好的压裂效果。

井眼内可能存在的问题包括钻井液残留、钻井污渍、泥浆滞留、地层溶解和井壁砂粒等。

这些问题会影响到压裂液体的流动性以及后续砂粒的清除情况，从而降低页岩气产能。

钻井液残留对井眼清洗的影响非常大。

一方面，残留的钻井液会与压裂液发生反应，产生沉淀物，影响砂粒的清除效果；另一方面，钻井液中的聚合物和胶体颗粒会黏附在井壁上，降低页岩气的渗透性。

因此，在进行压裂作业前，必须通过地层测试和井眼扫描等手段，对井眼内的钻井液残留情况进行准确评估，选择适当的清洗液体和清洗方法。

在井眼清洗过程中，选择合适的清洗液体也是非常重要的。

传统的清洗方法包括酸化清洗和机械清洗，分别通过注入酸液和清洗液体进行清洗。

然而，这些方法存在一些弊端，如对地层产生损害、清洗效果不理想等。

因此，针对页岩气水平井的特点，研究人员开发了一种新的井眼清洗技术--微波清洗技术。

微波清洗技术是一种利用微波能量进行清洗的方法。

在水平井分段压裂前，通过注入微波能量到井眼内，使井壁上的污渍和残留物受微波作用，从而达到清洗的效果。

相比于传统的酸化清洗和机械清洗，微波清洗技术具有以下优势：首先，微波清洗技术可以针对不同种类的杂质和残留物进行清洗。

由于微波能量具有很强的穿透力和选择性，可以对不同性质的污渍进行有效清除，包括钻井液残留、泥浆滞留等。

其次，微波清洗技术无需使用酸液等强腐蚀性液体，减少对地层的损害。

井眼轨迹计算方法综述
一、井眼轨迹概述
井眼轨迹是指钻井过程中井口周围岩石的运动轨迹。

井眼轨迹的确定对于钻井工程至关重要。

钻井过程中，井眼轨迹的控制非常重要，以确保钻井过程中不会对井口周围的岩石造成过度压力，避免井眼坍塌等问题。

二、井眼轨迹计算方法综述
目前，井眼轨迹计算方法主要包括以下几种:
1. 经验公式法
该方法主要是根据前人的经验，总结出一些适用于不同井型的公式，然后根据这些公式计算井眼轨迹。

该方法操作简单，但精度较低。

2. 有限元法
该方法主要是通过建立井眼周围的力学模型，并通过计算机模拟计算出井眼轨迹。

该方法适用于大型井眼轨迹计算，但需要较大的计算量和较长的计算时间。

3. 神经网络法
该方法主要是通过建立神经网络模型，模拟人脑神经元之间的连接关系，并通过训练神经网络，提高其预测精度。

该方法适用于复杂井眼轨迹计算，但需要大量的训练数据和较长的训练时间。

4. 遗传算法
该方法主要是通过遗传算法，在大量备选方案中快速找到最优解。

该方法适用于大型复杂井眼轨迹计算，但需要较长的计算时间。

三、井眼轨迹计算方法的应用
不同种类的井眼轨迹计算方法适用于不同的井眼情况。

目前，井眼轨迹计算方法主要应用于以下几个方面:
1. 定向井眼轨迹计算
定向井眼轨迹计算是井眼轨迹计算中最为重要的一种应用。

定向井眼轨迹计算需要准确预测井眼周围岩石的运动轨迹，以确保钻井过程中不会对井口周围的岩石造成过度压力，避免井眼坍塌等问题。

2. 水平井眼轨迹计算
水平井眼轨迹计算主要是为了实现水平井眼的钻井效果。

文章编号：1000 − 7393(2022)06 − 0671 − 07 DOI: 10.13639/j.odpt.2022.06.002长庆致密气田超长水平段钻井降摩减阻技术张勤 倪华峰 王清臣中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司引用格式：张勤，倪华峰，王清臣. 长庆致密气田超长水平段钻井降摩减阻技术［J ］. 石油钻采工艺，2022，44（6）：671-677.摘要：为了保护生态环境，提高单井产量，长庆气田部署了多口水平段超过3 000 m 的井。

针对超长水平段井裸眼段长，存在井下摩阻大、扭矩大的问题，选取了S135钢级钻柱和清砂钻杆减阻工具，采用旋转导向井眼轨迹控制技术，优化了钻进参数：最佳钻井液环空返速为1.20~1.30 m/s 、最低钻柱转速为60 r/min ，选用氯化钾、石灰石和高性能润滑剂提高钻井液及其所形成滤饼的润滑性，控制钻井液有害固相含量，其动塑比提高至0.5 Pa/(mPa · s)，最终形成了一套长庆致密气田超长水平段降摩减阻技术。

将该技术应用于水平段长度为5 256 m 的靖51-X 井，其水平段平均全角变化率为0.74 (°)/30 m ，钻井液固相含量最高为16%，完钻后最大起钻摩阻为380 kN ，下钻最大摩阻为280 kN 。

实践表明在超长水平段应用该技术具有良好的降摩减阻效果。

关键词：长庆致密气田；超长水平段；钻井；降摩减阻；钻柱强度；井眼轨迹控制；钻井液性能中图分类号：TE242 文献标识码： ADrag reduction technology for ultra-long horizontal drillingin the Changqing tight gas reservoirZHANG Qin, NI Huafeng, WANG QingchenChangqing Drilling Company , CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co., Ltd., Xi’an 710018, Shaanxi , ChinaCitation: ZHANG Qin, NI Huafeng, WANG Qingchen. Drag reduction technology for ultra-long horizontal drilling in the Changqing tight gas reservoir ［J ］. Oil Drilling & Production Technology, 2022, 44(6): 671-677.Abstract: For the purposes of protecting the ecological environment and increasing single-well production, the Changqing gas field deploys multiple wells with horizontal wells exceeding 3 000 m. Given the ultra-long horizontal openhole well and the excessive drag and torque, the S135-steel grade drill string and the cutting-removal drillpipe drag reduction tool were adopted; the rotary steerable system was used for trajectory control; the drilling parameters were optimized. Specifically, the optimal annular circulation rate of drilling fluids is 1.20–1.30 m/s; the minimum drill string rotation speed is 60 r/min; the potassium chlorite, limestone and high-performance lubricant are used to improve the lubricant performance of drilling fluids and formed mud cake, control the content of unwanted solids in drilling fluids, and raise the ratio of yield point to plastic viscosity to 0.5Pa/(mPa ·s). The above measures jointly form the drag reduction technology for ultra-long horizontal wells in the Changqing tight gas field. It has been applied to Well Jing 51-X with a 5 256 m long horizontal well. The average dogleg severity of the horizontal well was 0.74 (°)/30 m; the maximum solid content of drilling fluids was 16%; the maximum drag of tripping out after completion of drilling is 380 kN; the maximum drag of tripping in was 280 kN. Such an application to ultra-long horizontal drilling demonstrates the excellent drag reduction performance of the presented technology.Key words: Changqing tight gas field; ultra-long horizontal well; drilling; drag reduction; drill string strength; well trajectory control; drilling fluid performance基金项目: 中国石油天然气集团有限公司科研项目“恶性井漏防治技术与高性能水基钻井液现场试验”(编号：2020F-45)；川庆钻探工程有限公司顶层设计科研项目“长庆致密油气超长水平段水基钻井液技术研究与试验”(编号：CQ2021B-42-Z2-3)。