于飞 霍维东
（中石化经纬公司录井分公司定向井技术服务中心 河南省 郑州市 450000）
摘要：随着社会经济的不断发展，当前对能源的需求越来越大，其中煤是重要的能源之一。为了满足产量的需求，煤层钻井技术不断的发展和完善，但是当前小井斜侧钻定向井过煤层技术仍然存在一定的难点，在钻井的过程中很容易发生塌方和井漏等问题。基于此，本文从小井斜侧钻定向井过煤层技术难点入手，重点探究小井斜侧钻定向井过煤层的对策先，希望可以借此给小井斜侧钻定向井过煤层技术的完善提供一定的参考。
关键词：钻井；过煤层；难点
小井斜过煤层侧钻井能够减少开采煤层的难度，而且有利于提高煤炭资源开采的效率。但是从实际情况来看，小井斜过煤层侧钻井很容易出现塌方和井漏等问题，不仅影响生产的正常进行和造成经济损失，而且还会因此安全问题。因此，必须要结合小井斜侧钻定向井过煤层技术的难点分析其控制对策，这样才能让小井斜过煤层侧钻井的过程更为科学和安全，保障煤炭开采的顺利进行。
1 小井斜侧钻定向井过煤层技术难点
1.1塌方
塌方是小井斜过煤层侧钻井最常见的问题，而且诱发塌方的原因也较多，所以在钻井时需要重点把控。具体而言，小井斜过煤层侧钻井过程中诱发塌方的原因主要如下：
井壁受力不均。在钻井的过程中会受到结构应力的影响，特别是在钻开煤层后，井壁原有的受力平衡被打破，钻井液的液柱压力并不能完全平衡地层的结构应力。这时井壁无法承受煤层的重力和上部的覆盖压力，由此而引发塌方。
煤层结构疏松。煤层的结构并不致密的，很可能存在裂隙。在钻井的过程中，钻井液由于压力而进入煤层的裂隙，这时煤层之间的结构就会比破坏，降低了其胶连强度，进而引发塌方。另外，小井斜过煤层侧钻井会破坏煤层原有的结构，这时其内部应力就会释放，也会引起塌方的问题。
煤层脆性大。钻井会伴随着钻具的振动，振动就会影响到煤层的结构，而且钻井液也会冲刷煤层，在这些外力的作用下煤层如果脆性较大就会因为外力而发生碎裂，由此而引发塌方。
1.2井漏
井漏在小井斜过煤层侧钻井中也十分常见，通常导致井漏的原因为地层扩张性裂缝，而地层中有较高的压力，当遇到地层扩张性裂缝时就会发生井漏的问题。另外，在固井的过程中，如果井底的最高压力超过了钻井时井漏的井底压力，也会引发井漏的问题。除此之外，在洗井的过程中，由于钻井液的冲刷也很可能造成裂缝的暴露，进而引发井漏的问题。总体而言，井漏的危害相对较小，但是会影响小井斜过煤层侧钻井的顺利开展，因此也需要采取合理的措施来进行控制。
2 小井斜侧钻定向井过煤层的对策分析
2.1防塌方技术
为了有效减少小井斜过煤层侧钻井过程中的塌方，需要从钻井液性能和施工参数两个方面进行控制。
首先，要选择密度合理的钻井液，避免煤层的岩石由于钻井液浸泡而出现强度降低的问题。通常小井斜过煤层侧钻井的钻井液密度会控制在1.04-1.1g/cm3，这样就不会破坏煤层结构，同时也不会造成煤层应力释放的问题。其次，钻井液还要具体良好的造壁性和封堵性，特别是在钻开煤层之后，可将钻井液更换为防塌钻井液，同时在其中加入充足的封堵材料，这样钻井液在进入煤层的裂隙后不会破坏其原有的结构，而是封堵煤层并且支撑井壁，以此来达到防治塌方的效果。除此之外，钻井液还需要具有良好的润滑性，这是为了降低钻具和井壁之间的摩擦力，进而减少震动，降低钻井对煤层结构的影响，起到预防塌方的效果。
在钻井施工的参数控制中首先要合理的合理的选择钻速，钻压一般不超过25KN，在这方面可根据施工的实际情况进行调整。在钻井的过程中如果出现扭矩异常等问题，应该立即停止钻井作业，上提钻头并且检查，明确异常问题不会引起塌方后再继续钻井作业。其次，在煤层钻井的过程中要逐段的划眼，没钻进一米就上提钻头并倒划眼，借此来观察泵压是否正常，避免出现非正常的钻井扭矩，进而引起塌方。除此之外，在钻井的过程中还要充分造壁，借助钻井液的充分循环来稳定煤层，以此来减少各外部作用力对井壁的影响。
2.2防井漏技术
为了避免小井斜过煤层侧钻井中出现井漏的问题，当前最常用的方法为仿生绒囊钻井液技术。仿生绒囊钻井液最主要的优势在与它能根据裂缝的宽度自动调节其形状和性能，进而利用钻井液的黏度封堵地层。具体而言，仿生绒囊钻井液技术的原理如下：
漏失尺寸大于气囊尺寸。当漏失尺寸大于气囊尺寸时，仿生绒囊钻井液的气囊就会膨胀，进而起到封堵的作用。如果膨胀后仍无法封堵，气囊则会在漏失处堆积，形成圆锥状，这使钻井液液柱的压力就会被气囊分散到更大的作用力面，进而减少地层流体的压力作用。从本质上来看，这种漏失封堵是采用了等压封堵的理论，成功率较高，而且操作难度较小。
漏失尺寸与气囊尺寸接近。当漏失尺寸与气囊尺寸接近时，由于地层的负压，气囊会被吸入到漏失层，这是气囊由于外力的作用而拉长，增加了液体流动的阻力。这种漏失封堵采用的是耗压封堵理论，其操作的难度较大，刚性堵漏粒子的级配选择很难确定。
漏失尺寸大于气囊尺寸。当漏失尺寸大于气囊尺寸时，聚合物中的表面活性剂就会吸附在地层表面，进而起到封堵的作用。这种漏失丰富采用的是承压封堵理论，其难点在于刚性粒子很难封堵过小尺寸的微裂缝。
2.3随套钻井技术
除上述的两种措施外，当前井斜过煤层侧钻井还可采用随套钻井技术来防止塌方和井漏。随套钻井技术是指在钻井的过程中利用管套来传递能量和提供循环通道，边钻井边铺设套管，钻井完成后套管留在井内。借助这种方式，套管就可承受煤层的应力，进而减少塌方的产生。另外，套管还能抑制煤层的膨胀，有效封堵地层扩张性裂缝，进而实现减少井漏的目的。
随套钻井技术的优势较为明显，但是该技术对井眼轨迹有着较高的要求。首先，在随套钻井前就要确定前期轨迹的设计能够命中确定的方位，这是因为随套钻井开始后就不能有效的调整轨迹。因此，随套钻井技术多用于增稳型定向井眼。另外，随套钻井技术的成本也相对较高，所以在当前的井斜过煤层侧钻井中并不常用。
3 结语
井斜过煤层侧钻井的难度较大，而且很容易引起塌方和井漏等问题，不仅影响钻井作业的顺利开展，而且还会带来经济损失。基于此，本文首先分析了井斜过煤层侧钻井中塌方和井漏的产生原因，之后针对性的分析了防止塌方和井漏的技术，从钻井液选择、施工参数控制、仿生绒囊钻井液技术和随套钻井技术几个方面展开了探究，希望可以借此给井斜过煤层侧钻井的技术完善提供一定的参考。
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