页岩气水平井钻完井关键技术分析.docx

页岩气水平井钻完井关键技术分析
随着全球对能源需求的日益增长，页岩气逐渐成为各国能源战略中的热门话题。页岩气资源的开发需要钻完井，而钻完井关键技术是实现页岩气开发的重要环节。本文将就页岩气水平井钻完井关键技术进行分析。
一、水平井的定义和构造
页岩气是一种以海相页岩为主要储层的天然气。由于页岩气储层的储存条件和分布方式十分复杂，传统的垂直钻井已经不能满足其勘探开发的需要。因此，水平井穿越储层，能够使开采效率显著提高。水平井简单来说，就是将井深度固定后、将钻探方向转换成水平方向的井。水平井的构造分为两部分，即井筒和井眼。
井筒，也就是钻进井的壁面，通常由三部分组成：管壁，固体保护壳和水泥，其主要功能是支撑钻孔壁，同时防止岩层遇水或泥浆浸泡导致坍塌，并保障井筒稳定运输。
井眼，是采取水平钻井方式横向穿越地层后、天然气流经物质强度增大区域的管道，其主要作用是允许天然气沿井深方向逃脱。
二、钻完井水平井的主要工艺和流程
钻完井的主要目标是在保证井深、井眼尺寸等各项要求下，尽可能拓宽井眼直径，以增强水平井的产气能力。水平井的钻完井包括土工、防涌、井壁稳定、井眼尺寸控制、水泥套管、防漏、完井和试验等工艺流程，其中井眼尺寸、井眼排列、封隔段选择、水泥套管芯子选择等都是影响水平井产气的关键技术。
1、井眼尺寸控制
井眼尺寸控制是水平井钻完井的首要目标。井眼直径的大小对产气能力和经济效益有着直接的影响。在水平井钻进时，井筒、钻头和钻柱必须迅速移动，以防止岩层向井眼内塌方造成井眼塞住或者严重影响井壁稳定性。控制好井眼的直径可以在钻井过程中避免这种风险。
2、基岩防涌
在钻探水平井时，为了防止基岩的涌动，需要采用一些特殊的工具并遵循一定的钻井工艺。在水平钻井中，涌动现象很容易出现，而且集中在横向裂缝处，这对井眼质量和地层覆盖层有很大的影响。
3、防漏封隔
页岩气藏属于“低渗透、微生物显著”类储层，往往呈现出储层压力高、产量低的特点。实际应用中，水平井的构造较长，遭遇在储层层位上很可能出现压裂、溢流和污水回流等情况，可能对储层产气造成极大压力，因此，需要采取一些可靠的防漏封隔方法以保障稳定的产气。
4、水泥套管
为了防止井壁塌方，需要通过水泥套管的方法来加固井筒。在页岩气藏的钻井工程中，必须采取较为专业的水泥安装方案，确保水泥套管达到预期效果。钻进完井属于一项较为危险的工作，必须保证安全，并能够实现对钻井、固化、井套管等方面的要求。
三、钻完井水平井的主要难点
水平井钻完井是页岩气开发的关键环节之一，但其复杂度较高。采用水平钻探技术，在钻井过程中，往往涉及到多个问题，需要采取各种技术手段和工艺方法来解决。以下是钻完井水平井的主要难点：
1、井眼突击
在水平井钻探中，井眼突击是一个常见的问题。由于井深相对较浅，井身高度较低，在钻进过程中，将遇到多种不良工况。如果不加以处理，井眼突击将导致钻头卡住，磨损程度大，严重影响钻井作业进度和成本。
2、控制井眼直径
井眼直径控制是水平井钻完井的关键技术之一。目前，依靠钢管和普通膨胀式套管的组合来控制井眼直径存在一定的制约，因此需要寻求更为高效、多元化的技术方案。
3、地下水流
在页岩气储层中，地下水流一直是一个比较大的问题。如果不及时处理，地下水流会直接影响到储层压力和气体产量，严重影响钻井作业进度和成本。
4、钻进效率
钻进效率是水平井钻完井的另一个重要问题。在页岩气开采过程中，越快速、越高效的钻进速度，可以降低页岩气的生产成本和提高页岩气的开采率。但是，越高的驱动速度等价于更多的处理次数，同时考虑到钻杆件的使用寿命等要素，需要在高效和耗材寿命之间找到平衡点。
四、总结
随着页岩气产业的高速发展，水平井钻完井已经成为实现页岩气开采的重要技术环节。然而，在钻探过程中，需面对许多难题，需要通过不同的工艺，采取综合措施，才能最终实现井眼质量、井壁稳定性、防泄露封隔等各项要求，从而进一步提高页岩气资源的产出效率，实现经济和环保的平衡。