關(guān)于提高深井鉆井技術(shù)工藝分析

吳宏明

摘 要：石油作為重要的戰(zhàn)略資源，由于對其需求不斷增加，這也在一定程度上推動了鉆井技術(shù)的發(fā)展。鉆井工藝在進行過程中，會受到地層的影響，特別是一些深井，由于無法對井下的地質(zhì)狀況有個清楚的了解，所以在鉆井過程中會有許多狀況發(fā)生，使鉆井的速度和效率受到較大的影響。該文對深井鉆井所存在的問題進行了分析，并進一步對提升深井鉆井技術(shù)工藝的提出了具體的措施。

關(guān)鍵詞：深井 鉆井技術(shù) 工藝 措施

中圖分類號：TE245 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0023-01

1 深井鉆井所存在的問題分析

在進行深井鉆井過程中，由于深度較大，所以需要穿過多種不同的地層結(jié)構(gòu)，而且所跨越的地質(zhì)時代不僅多而且存在較大的變化，而且地層壓力體系和復(fù)雜程度也存在較大的差異，特別是在深部地層下，其存在高濕、高壓和高應(yīng)力的影響，所以其復(fù)雜程度難以相像是，處理起來難度較大。而且當前我國的鉆井技術(shù)水平還不是十分完善，還存在著較多的問題。如鉆井的主要裝備性能上較差，對于上部大尺寸井眼和深部井段在鉆井速度上難以提高，而且鉆井過程中存在技術(shù)套管磨損和破裂的問題，定向井和水平井在技術(shù)上還不完善，深井鉆井液體系中存在著較多的問題，同時還存都存在著鉆井液檢測系統(tǒng)陳舊和不配套的問題等。

2 提升深井鉆井技術(shù)工藝的幾點措施

2.1 提高深井大直徑井段的鉆井速度

深井大尺寸井眼要想提高鉆井的速度，則需要使其裝機功率進一步提升，而且在鉆進過程中所需要的能量和排量問題也要進行解決，在鉆桿和鉆鋌上要采用大尺寸，而且大尺寸的鉆頭結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)也要不斷完善，特別是鉆頭的移軸距和適應(yīng)高轉(zhuǎn)的性能要適當增加，使深進鉆進過程中井下動力鉆具和復(fù)合鉆進技術(shù)實現(xiàn)有力的結(jié)合，從而有效的提高鉆井的速度。

2.2 提高深部井段鉆井速度

由于深井在深部進行鉆進時，鉆進速度會受到較多因素的影響，特別是深部井段的泥頁巖和泥質(zhì)砂巖，由于其處于地層的深部，所以其其在地層履蓋壓力下密度和硬度都得到增加，盡管在常壓下其巖石具有較好的脆性，但由于其在履蓋地層壓力下致密性增強，所以深部的泥頁巖和泥質(zhì)砂巖具有塑脆性和硬塑性，這樣就增加了牙輪鉆頭牙齒破碎的難度。同時在深部井段內(nèi)，由于井深和鉆井液密度的增加，會使鉆井液樁具有較強的壓持作用，從而使井底破碎的巖屑在壓持作用下不易離開井底，這樣牙輪鉆頭破碎出來的巖屑則會在井底形成墊層，達不到破碎的效率。所以在深井較深井段的鉆井過程中，其機械鉆速在眾多因素的影響下很難提升，處于較低的速度，達不到應(yīng)用的破碎效果。所以如何在深井較深井段提升機械鉆速，使其具有高抗壓強度和高研磨性縮短鉆井周期這是當前鉆井技術(shù)人員面對的難點問題。近年來，隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展及實踐經(jīng)驗，在這種深井進段高抗壓強度和高研磨性的地層中，利用特殊設(shè)計的人造金剛石孕鑲鉆頭和高速渦輪動和鉆具組合在一起，提升鉆井的參數(shù)，從而來提升深井地段的鉆井速度，這種提升鉆井速度的技術(shù)在實際應(yīng)用中取得了非常好的效果，遠遠超出了牙輪鉆頭鉆井的速度。

2.3 提高深井下部小直徑井眼機械鉆速

在215.9 mm井眼中，下完139.7 mm套管或177 mm套管后使用117.48 mm或149.23 mm鉆頭鉆進。在這種井段中鉆進，小直徑牙輪鉆頭的軸承壽命較短，若用小直徑金剛石鉆頭，在有些地層的機械鉆速也很慢，這都是深井小井眼鉆井的難題。如果能提高小井眼井段的機械鉆速，對深井鉆井具有重要意義。由于許多小井眼鉆井的配套技術(shù)（如鉆頭、動力鉆具等）未完全過關(guān)，因此不僅鉆速慢，而且成本也很高。再加上深部小井眼鉆進，轉(zhuǎn)速、扭矩、排量、鉆壓等都受到很大的限制。所以，解決適應(yīng)深部小直徑井眼使用的小尺寸鉆頭和動力工具等，是提高小直徑井眼機械鉆速的關(guān)鍵，如單牙輪鉆頭目前使用的還不錯；小直徑螺桿使用的也不錯，但就是質(zhì)量不穩(wěn)定。

2.4 深井防斜打直技術(shù)

防斜打直技術(shù)，特別是山前高陡構(gòu)造的防斜技術(shù)。深井因為井段長，如果方位不變，即使井斜不大，到底位移也會超標。井打斜了，給鉆井工作本身也增加了不少困難，甚至造成嚴重事故。在斜井內(nèi)，鉆柱易靠在井壁的一側(cè)，旋轉(zhuǎn)時發(fā)生嚴重摩擦，在井斜突變井段鉆柱發(fā)生彎曲易使鉆柱磨損和折斷，也可能造成井壁坍塌及鍵槽卡鉆事故。對于采油工作來說，井斜過大會直接影響井下的分層開采，注水工作的正常進行，對抽油井也常引起油管和抽油桿的磨損和折斷，甚至造成嚴重的井下事故。在長期的鉆井工作中，通過對井斜事故的分析表明，在鉆井過程中地質(zhì)條件、鉆具結(jié)構(gòu)、鉆進技術(shù)、操作技術(shù)和設(shè)備安裝及質(zhì)量等都會導(dǎo)致井斜的發(fā)生，所以需要我們采取及時、有效的預(yù)防措施。目前對防止井斜的技術(shù)措施主要有滿眼鉆具、鐘擺鉆具、復(fù)合鉆進、吊打等，但這些技術(shù)并不十分成熟，都有其各自的局限性，所以其使用效果并不是十分明顯。總的說來，控制井斜的方法通常采用有力的防斜鉆具，以減小鉆頭上的增斜力，或增大減斜力，使井斜不超過一定允許范圍又同時允許加大鉆壓以提高鉆速。另外對于井斜的控制，還需要對井下地層的變化化規(guī)律進行有效的掌握，這樣可以在特定條件下通過采取科學(xué)合理的鉆進技術(shù)和措施來加強對井斜的控制，并確保取得良好的效果，所以應(yīng)加強對先進技術(shù)的研究力度，并加強其在鉆井過程中進行應(yīng)用。

2.5 減小技術(shù)套管的磨損技術(shù)

技術(shù)套管在鉆進過程中所起的作用十分明顯，不僅要承受井噴時的內(nèi)壓力，而且在禁得住鉆蛤的碰撞和磨損，所以其不僅要具有較高的抗壓強度，同時還要具有抗沖擊和磨損的能力。

套管磨損的主要形式為偏磨，偏磨后的套管橫截面呈月牙型。一方面套管圓周上呈月牙型部位壁厚最薄，導(dǎo)致抗擠強度大大降低。在高地層壓力作用下，如果設(shè)計的套管安全系數(shù)沒有足夠大，容易導(dǎo)致套管擠毀，造成鉆井報廢或局部井段報廢。另一方面，偏磨套管在抗擠強度降低的同時其抗內(nèi)壓強度也隨著降低。在井控及中途測試時，如果沒有充分考慮到套管磨損的影響，可能造成嚴重后果。

3 結(jié)語

深井鉆井速度和效率受到的影響的因素眾多，通過上文的分析我們已有大致的了解，對于鉆井效率的影響因素，大致可歸納如下幾個方面：首先由于地質(zhì)因素的影響，井身結(jié)構(gòu)設(shè)計存在不合理的情況；其次部分井隊由于設(shè)備及技術(shù)方面的問題使其對井深的變化無法適應(yīng)；再次，在深井深部鉆進過程中，由于缺乏機械能量或是地質(zhì)巖石過硬而對鉆井效率帶來一定的影響；為了控制井斜的發(fā)生，利用小鉆壓吊打時也會導(dǎo)致鉆井的效率受到影響；最后，井眼凈化及鉆井液性能等因素都會對鉆井的效率帶來一定的影響，所以在深井鉆井過程中，需要我們針對以上諸多的影響因素進行注意，努力的提升鉆井技術(shù)，提升鉆井的效率，確保利用較短的鉆井周期，打出高質(zhì)量的油井。

參考文獻

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