下载文档原格式
248近年来，随着全球经济的快速发展，各个国家争先发展石油、天然气等资源，石油企业在国家经济发展中占据着重要地位。
在油气的勘探过程中，钻井是油气勘探的重要环节，但钻井工程危险系数高、难度大，而且机械钻速直接影响着钻井工程的进度。
为了获得很多的经济效益，减少在钻井过程中出现问题，必须对影响机械钻速的因素进行研究、分析，找出合理的解决措施，才能促进经济的增长，才能加快钻井工程的进度，按时完成任务。
因此，本文对分析钻井工程中影响机械钻速的因素是很有必要的。
1 影响机械钻速的因素1.1 地层构造的影响目前，在石油资源的勘探过程中，地质条件对钻井工程机械钻速的影响是非常大的，石油资源是一种不可再生资源，是在漫长的历史进程中形成的，是在地层的岩石底下形成的。
所以，岩石的坚硬程度对机械钻速有很大影响。
一方面，如果油田是深层油田的话，地层岩石较厚而且坚硬，开采难度相对较大，影响机械钻速，影响整个钻井工程的进度。
例如，塔里木油田的地质层较厚，油田埋藏较深，多为山地环境，给钻井工程造成很大的困难，严重影响了机械钻速的进程，而且在钻井的过程中井漏、卡钻的现象时常发展。
另一方面，对于埋藏较浅的油田，经过长时间的开采，油田容易出现亏空现象，也容易造成卡钻、井漏现象，影响机械钻速的发展，给钻井工程造成很大难度。
所以，地层构造对钻井工程机械钻速的影响是非常大的，在油气勘探的过程中必须引起相关人员的重视，以致发生不必要的后果，造成人员的伤亡，影响企业的发展。
1.2 钻井液的影响众所周知，大功率的机械在做功的时候会有润滑油，起到保护机器，减少摩擦，帮助冷却的作用，在油气勘探钻井过程中也不例外。
目前，在钻井过程中用到的钻井液主要有润滑性、流变性等因素，旨在提高钻井过程中机械钻速，提高效率，增加产量。
钻井液中所含的因素对机械钻速的影响非常大，例如，钻井液中固相含量越高，机械钻速就会越低，反之亦然。
所以，在钻井的时候，一定要掌握好钻井液中各成分的含量，以免对机械钻速产生影响。
煤层气钻井水平井施工的难题及对策作者简介：张鹏展（１９８４－），男，河南滑县人，本科，钻探工程师，研究方向：勘查技术与施工㊂张鹏展（河南省煤田地质局四队，河南郑州４５０００３）摘㊀要：作者根据自己在生产实践中摸索出来的经验，从三个方面对煤层气钻井水平井施工中的难题及对策提出了自己的看法：在造斜阶段，要特别注意托压问题，煤层着陆点问题；在煤层水平段钻进时，要严防触底触顶问题，在薄煤层中钻进轨迹应尽量处在煤层中下部，要管理好钻井液，注意控制钻时；在脆性煤层中钻进时，要确保钻进时钻井液性能合理；要一丝不苟地照章操作，以免因操作过猛引起煤层井壁失稳和压裂煤层；要控制好钻压，采取复合钻进和定向钻进相结合的方式循序钻进㊂关键词：煤层气钻井；水平井；难题及对策中图分类号：ＴＥ２５文献标识码：Ａ文章编号：２０９６－２３３９（２０１９）０２－００９３－０２１㊀引言水平井系指井斜角达到或接近９０ʎ，井身沿着水平方向钻进一定长度的钻井㊂一般来讲，水平井可以增加目的层长度，增大泄油㊁泄气面积，数倍地提高油㊁气产量㊂由于煤层气水平井单井产量高，成本回收快，有直井不能替代的优势和潜力，我国各涉足煤层气的企业都在积极筹划采用水平井开发煤层气，水平井技术必将成为开发煤层气的主要技术手段之一㊂近几年来，我单位先后在山西沁水及陕西延安等几个区块施工数十口煤层气水平井，对于水平井施工中的一些难点和应对措施具有比较成熟的经验㊂２㊀造斜阶段的难题及对策造斜，顾名思义是指从设计好的造斜点开始，使钻头按照预定的轨迹偏离井口铅垂线而进行倾斜钻进的过程㊂在水平井钻井中，造斜段钻进是关键的一环㊂而在这一环节，极易出现以下问题，若不加以预防，将使施工困难：（１）托压现象㊂由于井眼轨迹以及各种阻力的原因使钻具加压后，压力很难传递到钻头；综合录井仪器及指重表显示，在钻压不断增加时，钻头的位置不变，没有进尺，泵压不升高㊁不憋泵，在钻压继续增加时可能会突然憋泵㊂托压一方面影响正常的定向施工，另一方面如操作不当易产生卡钻㊂为预防和解决这一问题，需采取以下措施：一是加强井眼轨迹的控制，最有效的措施是简化钻具结构，减少钻铤的数量，增加加重钻杆的数量，降低钻具的刚性，减少钻具与泥饼的接触面积防止托压和黏卡㊂二是加强净化包含加强泥浆的携砂性能和固控设备的使用，并加强短起下作业破坏井壁岩屑床㊂三是钻井液要具有良好的润滑性能㊂为此，必须减小钻井液的失水及含砂量㊂实钻中，及时加入降失水剂㊁防塌剂㊁润滑剂以提高钻井液的润滑和防卡性能㊂同时，还根据孔内情况，及时跟进ＣＭＣ，加入多元共聚物，以提高钻井液的黏度和携岩性能㊂通过这些措施，以达到钻井施工中 造斜后全面实施减阻防卡措施 的要求，保证造斜段的顺利施工㊂（２）严格按照设计规程施工㊂钻达造斜点时，司钻必须严格按照定向设计的要求操作，操作要平稳，不要提前加压，以免导致造斜失败㊂要选用合适的螺杆钻进，不发生因造斜率不够而起钻换螺杆情况㊂同时，在造斜过程中要认真检查定向仪器及动力钻具性能，以保证达到定向段的机械转速㊁井斜和方位的要求㊂（３）找准煤层着陆点㊂着陆点是造斜段的关键工序，钻遇标志层时与录井队沟通好，观察岩屑㊁钻时㊁气测等变化，做好地层对比，修正着陆轨迹㊂造斜钻进过程中，定向段使用ＭＷＤ仪器（井斜㊁方位㊁随钻伽玛等项目），水平段使用ＬＷＤ（方位伽玛㊁电阻率／类电阻信号值㊁井斜㊁方位㊁立管压力㊁钻速等），来完成导向要求㊂钻进时，地质导向人员加强地层对比分析优化井眼轨迹使用，提前作出地质预告并通知造斜人员，以便造斜人员及时微调轨迹㊂遇到井下情况异常，现场造斜人员可及时与甲方现场监督人员沟通，调整技术措施㊂３㊀水平钻进阶段的难题及对策煤层水平钻进是整个钻井施工的关键环节，能否顺利钻达目的点位并下入筛管，直接决定了钻井施工的成败㊂此阶段应注意以下几个方面：（１）触顶与触底现象㊂在煤层进行水平钻进中，有时煤层会突然不见了，而按照所掌握的地质资料是不应３９该出现这种情况的，这就是触底或触顶现象㊂一旦遇到这种情况，就要及时退回，侧钻重新定向（亦即新孔Ｍ２）㊂此刻，操作人员必须按监督人员㊁定向人员的指令，平稳操作，不能出现溜钻㊂在开始划眼时，一定要控制在１００ｍｉｎ／ｍ的速度钻进㊂同时要严格控制泵压（以８ １０ＭＰａ为宜）㊂从第２ｍ开始时（此时仪器显示微弱钻压），控制在５０ ６０ｍｉｎ／ｍ的速度，钻进３ ５ｍ时，一般就会出现钻压㊂从１０ｍ左右之后，控制在１０ １５ｍｉｎ／ｍ；钻进２０ ３０ｍ，则证明Ｍ２已经得到巩固，重新定向成功，方可正常钻进（３ ４ｍｉｎ／ｍ）㊂（２）遇到煤层厚度较薄㊁倾角急变时，则容易进入顶板灰岩和底板泥岩层位，导致进尺变慢，影响钻进速度㊂遇到此种情况，钻进轨迹应尽量处在煤层中下部，同时要勤调㊁微调井斜，保证轨迹平滑和煤层钻遇率，尽量少出煤或者不出煤，避免进入顶㊁底板，造成后期施工相对的复杂㊂（３）使用好钻井液㊂水平井钻进中，钻井液中使用瓜胶㊁黏土稳定剂和杀菌剂，泥浆密度１．０２ １．０４ｇ／ｃｍ３，黏度４５ ５３ｓ㊂此环节中的关键在于控制钻井液失水，确保岩屑能及时带出地面，保证煤层不会由于泥浆的渗透而造成垮塌，为快速钻进提供安全保障㊂钻进施工人员应坚守岗位，加强坐岗，认真观察记录井口钻井液返出情况和振动筛煤屑返出情况，认真观察记录钻井液总量㊂后期扭矩增大（５ ６ｋＮ㊃ｍ），完钻起钻前及时跟进润滑剂，减小井壁摩阻，保证筛管顺利下入㊂（４）在煤层段水平钻进过程中，钻进时间过长时应活动钻具，防止黏卡钻具㊂同时，在煤层中钻进，由于地层易跨塌㊂所以，在煤层钻进时，钻至８００ｍ左右及时控制钻时，以利于带砂㊂４㊀脆性煤层中钻进的难题及对策由于断层的作用，使得一些煤层比较脆，而且存在互相垂直的天然裂缝，而这种脆性地层中钻进极易引起井下垮塌㊁卡钻等复杂事故，甚至井眼报废㊂因此，在这种煤层中的水平钻进，特别要抓好以下几点：（１）确保钻进时钻井液性能合理，其黏度保持在４０ｓ以上，并在钻井液内加入防塌材料，要求固控设备（除泥器㊁除砂器㊁振动筛㊁离心机）使用率达１００％㊂控制好泥浆的固相含量，勤探锥形灌的沉砂，一旦沉砂较多，及时清灌㊂泥浆工要坚持坐岗，确保钻进的正常运行㊂（２）一丝不苟地照章操作㊂起下钻时，严禁操作人员速度过快，杜绝野蛮操作㊂每次起下钻时，监督人员都要在钻台盯守㊂遇到起钻困难的点㊁井段，都要处理顺畅后再继续起钻㊂每次开泵须缓慢，先将柴油机转速调至最低，再逐步达到正常值，避免压力激动造成煤层井壁失稳和压裂煤层㊂在下筛管时若有遇阻情况，要及时汇报并采取合理的措施使之顺畅后方可继续进行㊂（３）控制好钻压，在煤层中水平钻进时，钻压控制在２ ３ｔ㊂同时要防止托压，采取复合钻进和定向钻进相结合的方式循序进行，每加一根９ｍ的钻杆前４ｍ定向钻进，后５ｍ复合钻进，如此反复依次进行㊂５㊀结语对于煤层气钻井水平井施工的难题，主要从以下３个方面解决：（１）造斜阶段，一是要预防托压很关键，发现问题，及时解决；二是随时关注着陆轨迹，找准煤层着陆点㊂三是要精心操作，保证斜率复合要求㊂（２）在煤层中水平钻进时，一是要严防触底触顶问题；二是在薄煤层中钻进轨迹应尽量处在煤层中下部；三是要管理好钻井液；四是注意控制钻时㊂（３）在脆性煤层中钻进时，一是要确保钻进时钻井液性能合理；二是要一丝不苟地照章操作，以免操作过猛引起煤层井壁失稳和压裂煤层；三是控制好钻压，采取复合钻进和定向钻进相结合的方式循序钻进㊂参考文献：［１］㊀郭元恒，何世明，刘忠飞，等．长水平段水平井钻井技术难点分析及对策［Ｊ］．石油钻采工艺，２０１３（１）：１４－１８．［２］㊀魏殿举．川西地区中浅水平井钻井难点与对策［Ｊ］．钻采工艺，２０１５（２）：１０５－１０７．［３］㊀邓增库，左洪国，夏景刚，等．冀东油田水平井钻井液技术［Ｊ］．钻井液与完井液，２００５（４）：７２－７３．４９。
长水平段水平井钻井技术难点及解决对策随着油气田勘探深入和储量的需求，钻井深度越来越深，对于长水平段水平井的钻井技术难点也随之增加。
本文将从钻井过程中的井身稳定、井眼质量、动力装备和安全环保等方面探讨长水平段水平井钻井技术难点，并提出解决对策。
一、井身稳定在长水平段钻井的过程中，井身稳定一直是关注的重点。
因为井段长度增加，井筒的强度、稳定性和渗透性等特性会发生变化。
因此，如何保持井身稳定是长水平段水平井的一个重大难点。
以下是一些可能遇到的稳定性问题，以及如何解决这些问题的对策：1. 钻井井眼光滑在钻井过程中，井眼光滑可能会导致井壁垮塌，钻头损坏、断层开裂等问题。
此时，可以使用选用合适的作业流程和技术来解决问题。
比如利用钻具纵向和横向振动技术促进岩石和泥浆之间的楔形压力，改善井眼条件等。
2. 井筒折损在钻井过程中，井筒的弯曲程度可能会超过其极限，导致井筒折损。
如果发现井筒出现折损，要立即停工排查故障并做出调整。
调整的方案可能涉及到加装强度更高的井筒套等。
3. 对井筒中的岩石、土壤以及井筒壁的压结性质的未知许多长水平段井筒是在岩石中打的，而岩石的稳定性和结构特点可能很难预测。
这也是一个技术难点。
一个解决方案是先对井筒区域进行彻底的地质和地球物理学研究，然后再制定合适的钻井计划。
此外，还可以使用井眼监测技术监控井壁的情况，有可能抢救出现的危险。
二、井眼质量井眼质量是影响钻井效率和效果的重要因素。
常见的井眼质量问题包括：垃圾井眼、过度富含砂石的井眼、粉状钻屑膨胀井眼等。
砂石含量高、粉状钻屑膨胀局部出现，对于钻头磨损，提高钻头失效时间。
如何应对这些问题呢？1. 深井眼和粉状钻屑为防止深井眼和粉状钻屑产生，可以采用高效的井眼清理技术以及正确的润滑剂和泥浆体系。
其中，泥浆体系还可能需要进行特殊的处理。
另外，复合钻头是能够降低钻井中井眼掉塌的技术手段之一。
2. 砂石井眼砂石井眼会导致钻头过早磨损，同时制造沉积物可能会使钻具卷进某些位置。
钻井完井化 工 设 计 通 讯Drilling CompletionChemical Engineering Design Communications·245·第45卷第4期2019年4月1 空气钻井技术措施空气钻井施工是将常规的液体钻井液的循环，应用空气代替，通过空气的作用，达到钻探施工的目标。
利用空气压缩机的作用，将空气的压力升高，携带井底的岩屑，保证钻井施工的顺利进行，达到预期的钻井进尺。
空气钻井技术措施是目前为止钻速最快的钻井施工技术措施，属于欠平衡钻井的范畴。
选择最小的注气量，才能保持井筒的欠平衡的条件，为提高机械钻速提供最佳的技术支持。
只有合理解决空气钻井的技术难点问题，才能提高设计的钻井施工的效率。
空气钻井施工实施负压钻进，避免钻井液对储层的伤害，为后续的油井生产提供依据。
机械钻速快，很容易钻穿油层，需要空气压缩机，即可达到对空气的加压作用效果，具有较高的安全性，降低发生事故的安全风险的等级，进而提高钻井施工的经济效益。
2 空气钻井技术难点及其技术措施空气钻井过程中极易发生卡钻事故，也会出现水侵的现象，给石油钻探带来安全隐患，影响到钻井施工的顺利进行。
分析地层的出水程度，降低水侵对钻井施工的影响，才能保证安全钻探，达到设计的钻井施工的效果。
2.1 空气钻井的技术难点问题分析当地层小流量出水后，地层水与泥饼结合，在钻杆上形成泥包，导致井眼缩小，循环的阻力增大，极易发生卡钻的事故，给钻井施工增加工作量。
利用硅胶或者硬脂酸钙对油层的出水进行吸收处理，才能避免发生卡钻事故，保证安全钻探。
地层中等出水后，需要加注泡沫剂，变成雾化钻井，保持继续钻探施工，达到预期的钻井施工的效果。
岩石的硬度影响到空气钻井施工的效率。
如果岩石的硬度大，气体钻井的效果好，反之，岩石的硬度低，钻井施工的效果不理想。
在选择钻井施工技术措施的时候，必须明确预钻探地层的岩石的硬度状况，才能发挥空气钻井的优势，提高机械钻速。
2018年08月深井钻井提速技术难点分析及对策崔强（中石化江汉工程公司，湖北潜江433121）摘要:深井钻井由于井深度较高，使得其在钻井提速时存在这样或那样的技术难点，为加强对其的分析和处理，本文从深井钻井提速的技术难点分析入手，就提出了如何破解难点的几点对策。
关键词:深井；钻井提速；技术难点；对策深井钻井提速的实施，对于促进开采效率的提升有着不可或缺的作用，所以必须在钻井提速上加大对其的投入力度。
但是就目前来看，深井钻井提速的技术难点较多，需要我们一一破解，才能适应未来发展的需要。
1深井钻井提速技术难点分析1.1地质环境复杂与井身结构的合理性不足由于深井钻井时的地层深，且在地质结构上十分复杂，地质条件也存在诸多变化，即便是在同一井段中，在深部地层中，钻井时也会遇到压力相差大的多层压力体系与复杂多变的地质条件的影响。
与此同时，由于深井在井身结构上存在一定的不足，合理性较差，加上在套封和割封时忽视，导致深井钻井提速的困难较大，若忽视这些因素而将钻井速度提升，又将面临着发生井喷井漏和卡钻井斜等意外事故的风险。
1.2岩石可钻性与机械钻速较低在深井钻井过程中，随着井深不断的加深，使得深井段内的砂质泥岩和泥页岩的细砂岩覆盖在地层上，使得地层压力也在不断加大，并变得较为致密，岩石孔隙与骨架结构都发生巨变，不管是硬度还是密度也在加大，甚至本来是脆性的岩石变为硬质塑性岩，导致其可钻性较差，而且破碎较为困难，普通的钻头往往无济于事，使得深井钻井提速的困难较大。
一般而言，由于井深不断加大，地层岩石性质发生的变化也在加大，尤其是地层岩石的硬度和抗剪抗压强度与耐磨性均会不断增加，岩石性质变化之后，可钻性也会下降，破碎难度都大，无法有效提升深井钻井速度。
1.3钻头加压难度大在深部地层钻井过程中，由于深度不断增加，使得钻柱经常发生扭曲的情况，进而遇到井斜问题，所以为了加强对其的处理，往往会对钻头进行加压，但是由于钻头加压难度大，导致钻井时的岩石破碎效率与机械钻井速度都会影响，加上有的时候的地层存在较大的倾角，为预防出现井斜的情况，就需要清压吊打，而这就会导致钻速无法提升，同时还要将钻速降低，这主要是因为钻头和钻具的组合不到位所导致。
浅析定向钻井技术常见问题与解决措施
定向钻井技术是一种在钻井过程中利用导向工具实现钻杆或钻头方向控制，实现井眼弯曲或改变方向的钻井方法。
在这种钻井技术中，常常会遇到一些问题，本文将分析常见问题并提出解决措施。
1. 行程控制不准确
在定向钻井中，常常会遇到行程控制不准确的情况。
这可能是导向工具损坏或者出现故障导致的。
解决措施可以是更换导向工具并重新设置钻井参数，或采用更加准确的可视化技术来监测和控制钻井的进程。
2. 钻头偏转或失控
在定向钻井过程中，钻头可能会发生偏转或失控的情况。
这可能是由于地层特征发生了改变，也可能是由于钻井参数设置不当。
解决措施可以是重新调整钻井参数，或者更换更适合当前地质情况的导向工具。
3. 钻井操作误差
在定向钻井过程中，操作误差是一个常见的问题。
这可能是由于操作员缺乏经验，或者由于设备老化或损坏导致的。
解决措施可以是提供更好的培训和教育，或更换新的设备以确保精准的钻井。
4. 地层样品回收不满意
5. 钻井速度慢
定向钻井技术的不断发展和改进，使得目前这种钻井方法变得愈加高效和可靠。
但即便如此，钻井过程中依旧会遇到一些问题。
因此，必须采取科学的方法对这些问题进行分析和解决，以确保钻井过程的准确性和安全性。
石油钻井常见的卡钻原因及处理对策石油钻井过程中常常会遇到卡钻的问题，其原因可以分为机械原因、地质原因和操作原因等多种因素。
为了解决卡钻问题，需要采取相应的对策。
一、机械原因1.钻具的弯曲和损坏：在钻井过程中，钻具可能会因为弯曲过大或者损坏而无法正常工作，导致卡钻。
解决办法是使用强度更高的钻具和增加钻具更换的频率。
2.钻铤的结构不合理：钻铤如果设计不合理，容易堵塞或卡住。
解决办法是优化设计，增加排污能力，减少堵塞的可能性。
3.钻具的柔性不足：如果钻具的柔性不足，容易在弯曲的地层中卡住。
解决办法是使用具有足够柔性的钻具，以便更好地应对地层的变化。
二、地质原因1.钻井液失控：地层中的高压井水可能会导致钻井液失控，使钻井液无法正常循环，导致卡钻。
解决办法是加强钻井液的监控，确保钻井液循环的稳定。
2.地层塌陷：地层存在结构松散或井眼稳定性差的情况下，容易发生地层塌陷，导致卡钻。
解决办法是通过叠加合适的套管来增强井身稳定性，保持井眼的完整性。
3.地层裂缝和断层：地层裂缝和断层可能会造成钻具卡钻。
解决办法是综合地震资料和地层分析，提前预判地层的裂缝和断层分布，做好设计，防范卡钻的发生。
三、操作原因1.钻探过程中的操作失误：操作人员的错误操作可能会导致卡钻，例如钻时速度过快，导致钻铤卡入地层中。
解决办法是加强培训，提高操作人员的技术水平，确保操作的规范性和准确性。
2.钻井液性能不佳：钻井液的性能不佳，如固相含量过高或粘度过大，容易导致卡钻。
解决办法是优化钻井液的配方和性能，确保钻井液的流动性和润滑性。
3.钻具和井筒之间的间隙过小：钻具和井筒之间的间隙过小，容易导致固体颗粒堆积或者钻具卡住。
解决办法是通过选择合适的套管和井眼直径，确保钻具和井筒之间有足够的间隙，减少卡钻的风险。
综上所述，石油钻井过程中卡钻问题的解决需要采取综合的对策。
在钻具的选择和设计上，应提高钻具的强度和柔性，优化钻铤的结构；在地质方面，应通过地震资料和地层分析提前预判地层情况，设计合理的井身结构；在操作上，加强培训，提高操作人员的技术水平，确保操作的规范性和准确性；在钻井液的使用上，要优化钻井液的配方和性能，确保其流动性和润滑性。
