关于水平井钻井减阻防卡的研究

肖绪军

（西部钻探克拉玛依钻井公司，新疆克拉玛依 834009）

关于水平井钻井减阻防卡的研究

肖绪军

（西部钻探克拉玛依钻井公司，新疆克拉玛依 834009）

水平井在我国得到了广泛应用，钻井技术也已成熟，但在实际钻井过程中，常发生遇阻遇卡的现象，严重影响了水平井钻井进度，减阻防卡已成为水平井钻井工作的重要部分。

水平井；钻井；减阻防卡

1 减阻防卡的影响因素

水平井的减阻防卡的影响因素不仅涉及钻井液质量，而且还包括地质情况、工程设计以及井眼状况等，具体内容如下所示：

首先，钻井液质量。钻井液质量与其优良的润滑性具有密切关系。由实践得知，薄且致密低渗透泥饼形成的关键在于低固相、合理固相颗粒级配，在泥饼优质的情况下，降低钻井液摩阻，能够使减阻防卡的效果事半功倍。

其次，地质情况。井眼稳定是水平井钻井的重要条件[1]。若地层不稳定，易漏易喷，将会影响井眼的稳定性，从而致使井眼增大、携岩困难与井径不规则，则进一步增大管柱和井筒的滑动摩阻与转动扭矩，极易出现卡钻事件。

然后，钻井工程设计。在进行钻井工程设计时应该结合井身结构，充分考虑减阻防卡，钻具设计、轨迹设计以及完井管柱设计等都应该能实现减阻防卡。此外，平滑过渡的井眼是减阻防卡的基础，因此，在实际钻井眼轨迹控制过程中，需给予足够的重视，精心施工，对井斜、方位等的变化应进行严格控制，以此建造良好的井眼条件。

最后，井眼状况。在钻井过程中，应该确保井眼清洁，若井眼不清洁，一旦形成岩屑床后，则在起下钻柱时，将常在一些井段中出现遇阻遇卡。

2 减阻防卡的技术措施与控制原则

2.1 技术措施

减阻防卡的技术措施主要包括以下几个方面：

首先，固相控制。若钻井液存在一定密度值，则调节密度时，不仅应加入必须的处理剂、膨润土等固相材料，而且还应加入加重剂，且不可以由钻屑提供，因为钻屑具有较低的密度，其提供所需密度的总固相会超出标准要求。总固相的浓度直接影响了泥饼的厚度，总固相浓度越高，泥饼的厚度越大，同时，用以控制润滑性处理剂的剂量也将越大；随着总固相浓度的增高，流动阻力也随之增大，导致泥饼质量降低，极易发生井漏、井塌以及黏附卡纸等。因此，减阻防卡工作中必须对固相控制给予高度重视，首先，尽可能地将有害固相含量降至最低，然后对钻井液中固相的粒度分布进行合理控制，将各粒度分布间量的关系调节好，从而保证泥饼的质量，确保泥饼薄而致密。

然后，控制泥饼质量。薄而致密、高质量的泥饼是控制钻井液润滑性的重要基础，因此，应对泥饼的质量及其变化进行监测，可以从渗透性、强度以及厚度三个方面来衡量泥饼的质量，运用现有的方法及专用的仪器对泥饼的质量加以评价，为减阻防卡工作奠定基础。

最后，选择润滑剂。润滑性是所有油类的特性，其中润滑性最好就是油基钻井液。在水基钻井液中乳化的油也具备润滑性，此种油的润滑性有一定的极限，而并不是随着加量的增加持续降低的，此外，若油乳化不好或者含量太高，则将形成虚厚的泥饼。水平井钻井时，需选择高效的极压润滑剂，同时配合醇类、醚类表面活性剂，润滑效果将更佳。除此之外，完井过程中，在水平段与大斜度段添加塑料小球，能够使井眼摩阻与扭矩明显降低，从而有助于下入完井管柱。

2.2 控制原则

首先，控制钻井液的上返速度。控制钻井液的排量、保持上返速度，是最首要、最直接的控制原则。井眼直径为215.9mm时，钻井液的排量应大于27L/s，上返速度应不小于1m/s；而井眼直径为311.2mm时，钻井液的排量应大于36l/s，上返速度应不小于0.7m/s。

然后，保持较高的动塑比值与较低的塑性粘度。随着井深度增加，密度将随之增大，塑性粘度应增加，而动塑比值应该降低。水平井的钻井液密度低于1.25g/cm3时，应将塑性黏度控制在15～25mPa·s范围内，而动塑比值应控制在0.4～0.5。低的塑性黏度有助于形成絮流，而动塑比值较高时，钻井液的剪切稀释性则会较强，从而使流变性更易调节，特别是层流过程，有助于平板化带砂。

最后，保持井眼清洁。保持井眼清洁的关键就是及时清除钻屑，在水平井钻井时，应该及时将钻屑带到地面，然后及时清除，而不能完全依赖钻井液静止之后，将钻屑完全悬浮，并且还应对井眼的清洁状况进行实时验证。在每次打完一单根循环后，坚持划眼一次；每钻井100m或24h短提一次，通过钻具在井下提拉，反复修整井壁，减小阻卡，并保证在起下钻前，预留出足够的循环洗井时间，洗井同时，要连续活动钻具不能定点洗井，防止冲洗出大肚子。此外，若形成了岩屑床，应该旋转钻具，对于不同流型钻井液应采用交替使用的方法，改变流态洗井，以此对岩屑床进行清洗。

3 结束语

在水平井钻井工作中出现遇阻遇卡事故时，不仅要考虑钻井液的润滑性，应充分认识减阻防卡一词，综合分析遇阻遇卡的影响因素，从而采取合理的技术措施，同时要遵循一定的控制原则，只有这样才能确保水平井钻井工作顺利展开。

[1] 信石玉，高文金，类歆，等.水平井钻井用连续压力脉动减阻防卡工具研究[J].石油矿场机械，2014，（8）：98-102.

R e s e a r c h o n D r i l l i n g R e d u c t i o n a n d A n t i-l o c k o f H o r i z o n t a l We l l

Xiao Xu-jun

Horizontal wells have been widely used in China，drilling technology has matured，but in the actual drilling process，often encountered in case of encounter card phenomenon，seriously affected the horizontal well drilling progress，drag reduction has become a horizontal well drilling An important part of the work.

horizontal well；drilling；drag reduction card

TE921.9

A

1003-6490（2017）08-0245-01

2017-06-06

肖绪军（1981—），男，新疆克拉玛依人，助理工程师，主要从事石油钻井工作。