中联煤层气有限责任公司晋西分公司 山西省吕梁市临县 033200
摘要：由于致密气藏钻井内部的压力较大，在通过钻机对其展开挖掘操作时，钻头部位很容易在高压条件下出现损坏，长期如此，必然会导致相关企业的经济效益有所下降，限制致密气藏钻井的实际价值，还可能在钻井过程面临诸多风险。基于此，本文直接提出致密气藏钻井的特性与难点，继而分析优化致密气藏钻井的相关方式，最后表明致密气藏钻井的优化设计策略。
关键词：致密气藏钻井；具体设计；优化分析
引言：经多年勘查，有关部门明确提出我国具有大量的致密气藏资源，而且这种资源在我国各地区的分布情况十分广泛，由此可知，致密气藏自身具有一定潜力，完全可以作为资源开采的主要环节。但由于这种资源周围的岩石对于各种压力具备较强的抗性与耐磨性，即便使用高强度钻机，也无法促使钻井速度得到显著提升。为了避免致密气藏钻井效率大幅下降，在开始钻井之前最好及时做好优化准备，这样才能快速完成致密气藏开采工作。
一、致密气藏钻井特性与难点
1.特性
致密砂岩气储层特征决定了储层位于易渗漏地层，因此开发过程采用分段封堵方式。分段封堵方式必然采用多段套管封堵方式，随着不同尺寸套管的放置，下一段的钻进尺寸会越来越小，在钻进过程中很容易出现小尺寸的底部钻具组合，缩短了单趟钻头的使用寿命，沉降砂不能顺利回收出地面，轨迹不受控制且变化多端。致密气藏在不同地层的发展，会导致开发区域的岩性无法稳定，这样在钻头部位进入地层后，就会在岩性的变化之中受到限制，一旦钻井过程出现夹层，就会导致夹头部位在夹层出现卡钻状况，容易出现卡钻等状况，为了避免事故现场的发生，通常采用多次下扩和短期内扩的方法，从而大大增加了钻井周期。
2.难点
致密砂岩岩石密度大，结构紧凑的特点，传统的底部钻具组合造斜速度非常缓慢，牙轮钻头在钻井的过程中损伤率高和PDC钻头不能满足稳定性的要求在钻井工具的表面，特别是在水平的结束部分，降低钻斜倚在墙上，产生更高的低摩擦。传统的自重压力钻井方法无法将压力传递到钻头上，大大降低了钻井效率和定向效果，甚至无法命中目标。此外，在初始设计阶段，许多井在上部设计了更大的井眼尺寸，导致ROP更低，井筒不稳定，非钻井时间增加。
二、致密气藏钻井以往的优化方式
根据油藏勘探开发的节奏，以往的钻井完井程序都是在确定井位后进行，完井后进行试油。根据试油结果，确定了采取改造措施的必要性。但随着非常规的深化勘探和开发领域，因为密集的石油和天然气资源的传统的石油和天然气资源，单井没有自然能力或自然能力低于截止工业产能，只能在一定的经济条件下，为工业生产技术措施，通常需要有效储层主要是对经济发展，所以在设计过程中，受限于钻完井带来的体积改造后效果不佳。同一块储层在不同钻井设计和完成方法改造后裂缝监测结果表明，效果上存在较大差异，因此，同一储层条件下，不同体积重建的完井方法和限制，需要非常规储集层体积重建模式最大的使用效果提供新方案优化研究。
三、致密气藏钻井的优化设计策略
1.优化剖面技术
对于不同开发层，不再采用传统的直接增稳设计，而是采用多层分段设计。为了充分利用地层自身特性引起的偏差方位角变化，将不同地层之间的偏差要求与单层中间的偏差要求分开设计。阶梯式水平井设计避免了钻井周期增加的问题，也避免了在难斜度地层中因强制定向而导致的事故。
2.优化泥浆技术
对于钻井摩擦较大的问题，提出了有针对性的措施，改善泥浆性质，准备各种复合润滑剂来调整，为了提高承载能力和坚持的泄漏是不可避免的，但是传统方式把泥浆降低动态塑料浆的比例造成摩擦对钻井钻探大大增加，现在修改为使用无荧光反应，缩短复合和塑料球，同时增加材料的胶工具与井壁之间的润滑，减少滑动摩擦引起的状况。此外，固控设备的多级使用，特别是离心机分离，可以更好地将地层砂从泥浆中分离出来，防止再循环入井造成泥浆的二次污染。
3.优化控制技术
对于钻井轨迹控制困难的问题，建议使用不同的钻井工具组合，上部偏转部分的斜率是困难的，因为可钻性旋转导向钻井工具，可用于旋转导向工具调查距离短，快频率和可调大，维护形成多变的状况调整提高钻井速度。进入水平段后，只有微调井向才能满足钻井要求，因此，便可在以往控制基础的基础上增加电子控制技术，这样在开始钻井时，就能实时确定钻井情况是否正常，一旦出现任何异常状况，相关人员便可立即了解状况，不仅提高了整个井的机械钻速要求，而且避免了整个井中使用旋转导向系统带来的钻井成本增加。
4.优化钻头部位
钻头优化的主要思路是减少钻头的冲击振动损伤，避免能量损失，延长钻头寿命，提高机械钻速，从而降低钻井成本。三牙轮钻头的切削齿由于地层致密、坚硬、钻头压大，往往过早失效。PDC钻头在该地层中也面临同样的问题，以及钻进软泥页岩地层时的钻头泥包和井眼收缩等复杂问题。完全为了解决这个问题，优化过程的所有钻井岩芯样本收集室内岩石参数测定、分析，进一步计算钻头切削齿之间在某些钻速和地层岩石应力大小，提高PDC钻头切削齿的结构，如刚体设计和底部死内径，外径设置角度，唇面形状，增加测量部分钢筋，增加胎体侧高和侧铣量规及合理的设计方法。钻头、底部钻具组合和钻井参数的优化设计大大提高了钻进速度。
5.优化钻具结构
一般在致密气藏钻井过程中井壁安全经常使用加扶正器的措施，为了修复上洞修补墙增加柱头上钻机现象结合短节等等，这些组合确保钻井安全大大限制了承载能力和循环能力，流动性的情况下提升粘在面对高粘度高剪切泥这种组合使地面泵压将增加，也是利弊同时存在，在实际施工过程中钻井措施这种情况修改坐标旋转导向钻井模式减少修复墙单元，也修改扶正器位置的钻井困难，防止脱压带来的回转导向钻井作业完成后，更换常规阶段的钻柱增加单井措施，在作业过程中进行修墙作业前，这样就提高了钻井风险的分离，提高了纯钻井速度，提高了钻井安全系数。此外还可以配合螺旋钻铤和身体改造的钻杆，钻杆连接结构应力槽加工和特殊的技术来提高承载能力，因为复合钻井旋转导向钻井模式，所以通过查看返回的砾石层及时调整复合钻井速度可以溶解形成的大小变化与承载能力的变化。
结束语：综上所述，致密气藏的特性会限制钻井操作的实际效率，还可能增加钻井成本、延缓钻井时间、面临各种风险等等，但只要在开始致密气藏钻井之前，针对各种技术与钻具做好优化设计，便可有效限制致密气藏对于钻井操作的实际干扰。因此，可以采取以上策略对致密气藏钻井展开优化设计，经过相关人员的尝试，发现经过以上优化设计的致密气藏钻井速度，远比未进行优化设计之前的钻井速度更快，钻井进度就能如期完成。而且在整个钻井过程均未发生任何风险事故，钻进过程也没有出现卡钻等状况，从根本上避免致密气藏钻孔在卡钻状态产生的其他成本，并以此显著提高致密气藏的经济效益。
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