水平井钻柱延伸能力影响因素分析.pdfVIP

第 38卷 第 2期 钻 采 工 艺 V01．38 No．2 DRILLING＆PR0DUCT10NTECHNOL0GY ·9 · 水平井钻柱延伸能力影响因素分析 王 伟 ，管志川 ，张文哲 ，郭建军 ，刘永旺 ，赵 国山 (1中国石油大学石油工程学院 ·华东2胜利油田胜大集团石油工程技术开发中心 3陕西延长石油研究院4中石化胜利石油工程有限公司钻井工程技术公司) 王 伟等．水平井钻柱延伸能力影响因素分析．钻采工艺 ，2015，38(2)：9—13 摘 要：页岩气、煤层气等非常规油气开采技术近年来发展迅速 ，为了降低钻井成本和提高储层的开发力度， 水平井作为一种提高油气产量和采油效率的有效开采方法，在钻井工程设计中被广泛使用。水平井段延伸越长， 经济效益就越好。但水平井段的可钻长度不能无限延伸，还受地质条件、地面设备和工程设计等多因素的制约。 水平井段能延伸多远，能否根据现有条件准确预测，成为水平井钻井领域研究的一个重要课题。文章从工程设计、 地层 因素和工程技术三个方面详细分析了影响水平井水平段延伸能力的因素，通过对井深剖面、造斜率、摩擦系 数、钻具组合、钻柱屈曲变形、钻压、水力参数等影响因素的限制机理的研究，得出通过优化井身剖面设计，优选钻 井参数 ，提高钻井泵额定泵压等措施，达到有效提高水平井水平段延伸能力的目的。 关键词：水平井；水平段；钻柱；延伸能力；井深剖面；造斜率；钻柱屈曲；水力参数 DOI：10．3969／J．ISSN．1006—768X．2015．02．03 随着油气资源勘探开发的不断深入，水平井在 一 是工程技术方面的限制，如钻柱强度、钻进工况等 薄油藏、稠油藏、边际油藏、枯竭油藏等领域的应用 钻机设备能力等；二是地质因素的压制，如地层门限 呈现逐渐增加的趋势并且具有明显的优势。同时， 钻压、地层三压力剖面和井壁稳定等；三是工程设计 水平井技术在增加井眼可钻达性和提高油气产量方 计算方面的考虑，如井眼剖面、造斜率和屈曲摩阻预 面的优势得到越来越多的认可。在新兴领域页岩 测精度等。 气、煤层气的开发过程中，水平井技术也得到了广泛 所以，水平井极限延伸能力受多因素共同决定， 的应用，随着水平井钻井技术的提高，必然会成为未 实际考虑比较复杂，在考虑限制某些条件情况下，通 来钻井领域的重要组成部分之一。近年来，如何提 过改变某几个参数，对 比分析，以钻柱不发生螺旋屈 高水平井水平段延伸能力是其中新的难点。水平井 曲等失稳状态为前提来推测水平井最大的可钻长 水平段延伸极限是指在一定制约条件影响下，水平 度。下面对这些影响参数进行定性分析，选取比较 井所能达到的极限长度 。由于受到多种影响因素的 关键的因素进行水平延伸能力研究。 制约，水平井水平段不可能无限延伸，同时，根据相 1．井身剖面影响 关研究，从经济角度来讲 ，水平段长度也不是越长越 水平井井身剖面设计是水平井钻井施工的首要 好。水平井水平段延伸能力影响到钻探该类型井的 环节，其剖面优化能有效地调整井眼轨迹，降低钻进 施工效率以及全井成本，因此，对影响水平井水平段 过程中的摩阻扭矩、降低施工难度和提高中靶精度。 延伸能力因素的分析，在水平井钻井工程设计中是 水平井的井身剖面设计 ，以地质设计给定的人靶点、 十分重要的 卜 。 终止点垂深及大地测量坐标为依据 ，根据油气藏特 性及地质要求、区域地质资料和工程资料，结合造斜 一 、 水平井钻柱延伸能力影响因素 工具