定向井氣體鉆井新技術(shù)分析

馬長棟(中國石油冀東油田勘探開發(fā)建設項目部, 河北 唐山 063200)

定向井技術(shù)是目前我國以至世界范圍內(nèi)較為先進的鉆井技術(shù)，由于能源地的地理條件以及能源儲備含量不同，定向井技術(shù)的具體施工方式也存在差異。定向井技術(shù)可以克服許多能源開采過程中常見的問題，使石油或氣體資源得到最大程度的開發(fā)，從而實現(xiàn)巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。因此，對定向井氣體鉆井技術(shù)進行研究具有非常重要的意義。

1 定向井氣體鉆井技術(shù)優(yōu)缺點

氣體鉆井中常用的鉆井介質(zhì)為空氣，目前，國外許多定向井都使用空氣成功鉆成，并在多個油氣區(qū)塊取得重大發(fā)現(xiàn)。使用空氣鉆定向井可以大大提高機械鉆速,降低鉆時；解決低壓儲層的井漏問題；并能有效降低鉆井液侵入造成的地層損害，從很大程度上節(jié)省了生產(chǎn)成本。但也存在一些問題:MWD系統(tǒng)不能在多種氣體鉆井條件下連續(xù)工作；井眼軌跡控制、井斜大于50°后井眼清潔將成為問題；由于鉆柱和井筒間的摩阻增大,水平井段的長度將減??；巖性和目標層類型的選擇范圍變小。

2 定向井氣體鉆井技術(shù)分析

氣體鉆井與傳統(tǒng)鉆井最本質(zhì)的區(qū)別表現(xiàn)為開采介質(zhì)的不同。由于空氣的可壓縮性，運用常規(guī)的脈沖技術(shù)，氣體鉆井無法產(chǎn)生足夠的脈沖，因此，氣體鉆井的脈沖技術(shù)與傳統(tǒng)鉆井應該區(qū)別開來。目前，在氣體鉆井中使用較為普遍的是NWD隨鉆測量技術(shù)，該技術(shù)以電磁波作為媒介，可以有效實現(xiàn)定向井施工過程中的數(shù)據(jù)傳輸以及井眼軌跡控制。這項技術(shù)主要包括兩個方面，首先是水平井段測量工藝技術(shù)。在測量水平井段的過程中最為重要的環(huán)節(jié)就是下鉆，下鉆的深度和角度也都有非常嚴格的規(guī)定，通常情況下為井斜處70°氣體鉆井將空氣作為介質(zhì)，在此過程中如果受到其它物質(zhì)的干預，就可能為能源開采造成困難，因此，測量工具和導向工具不可以與井筒中的氣體發(fā)生直接的接觸。水平井段測量有兩種方法，考慮到電纜與帶鎖定總成側(cè)向進入短節(jié)的方式在成本和時間方面花費較大，工作人員在后期對該技術(shù)進行了調(diào)整，取消了側(cè)向進入短節(jié)和電纜的方式，該測量方法在很大程度上簡化了工作步驟，達到了提升效率節(jié)省成本的作用。第二方面是MED技術(shù)的使用設備。氣體鉆井技術(shù)與該技術(shù)的融合，可以更加直接的將信號傳輸給地面的工作人員，方便對開采的情況進行一定的監(jiān)督。

井眼軌跡監(jiān)控技術(shù)也是氣體鉆井工作過程中一項非常重要的技術(shù)。在該項技術(shù)中，可導向空氣沖擊鉆井系統(tǒng)的使用較為普遍，該系統(tǒng)可以對氣體鉆井的軌跡進行更加全面的監(jiān)控。但是，該系統(tǒng)需要與其它工具配套使用，否則就無法發(fā)揮其真正作用。扭矩短節(jié)和井下定壓接頭的應用最為廣泛。其中，為了實現(xiàn)活塞的持續(xù)沖擊，扭矩短節(jié)一定要始終保持其最低值。此外，多功能井下馬達也是影響井眼監(jiān)控技術(shù)的一項重要因素。配套鉆井技術(shù)是定向井氣體鉆井技術(shù)的重要內(nèi)容。其中應該注意的問題包括對氣體鉆水井的井眼清潔、對井眼的潤滑以及對氣體鉆井相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化。

3 針對定向井氣體鉆井技術(shù)的建議

定向井氣體鉆井技術(shù)在能源開采方面具有一定的優(yōu)勢，但是，經(jīng)過研究分析，不難發(fā)現(xiàn)其中還存在著一定的問題。首先，氣體鉆井技術(shù)具有很強的針對性，它并不適用于所有的巖性類型。通常情況下，只有一些年頭較長，密度較高的巖石才能進行氣體鉆井作業(yè)。這在很大程度上，壓縮了氣體定向井技術(shù)的使用范圍。因此，相關(guān)研究人員一定要對氣體鉆井技術(shù)進行不斷的功能調(diào)整，比如針對一些不能直接與氣體接觸的巖石層，氣體鉆井應該適當對其中的介質(zhì)進行調(diào)整和轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)階段，為了保證施工的安全性，工作人員在進行施工前，一定要對當?shù)氐牡刭|(zhì)條件進行全面的分析，并確定最合理的開采方式。

其次，目前的氣體鉆井技術(shù)，在技術(shù)層面還存在著很多方面的不足。如氣體鉆井技術(shù)與目前發(fā)展快速的智能技術(shù)沒有結(jié)合起來，氣體鉆井在工作過程中，不能及時發(fā)現(xiàn)巖層的變化，如果表面巖層與地層存在差異，就極有可能造成安全事故，或者可能造成開采進度的拖延，對社會效益和經(jīng)濟效益產(chǎn)生非常嚴重的負面影響。為此，工作人員應該注意將氣體鉆井技術(shù)與計算機技術(shù)或計算機系統(tǒng)相融合。利用其強大的監(jiān)測功能對開采情況進行實時的觀察，這樣可以快速發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，并進行及時的改進與調(diào)整。

4 結(jié)語

綜上所述，目前我國氣體鉆井開發(fā)技術(shù)，在很多方面還存在著不同程度的問題。雖然定向井鉆井技術(shù)較先進，但普及程度還有待提升。筆者認為，能源資源的開發(fā)利用固然重要，人類不能以犧牲生態(tài)環(huán)境作為代價，所以，相關(guān)技術(shù)研究人員在提高開采能力的同時，也要注意減小其對環(huán)境的破壞。與此同時，國家一定要加大對新型節(jié)能環(huán)保能源的開發(fā)和使用，這才是實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展的根本途徑。

[1]邵長明,嚴新新.氣體鉆井技術(shù)的改進[J].國外油田工程，2007，(07).

[2]任毅.空氣鉆井技術(shù)難點及其技術(shù)措施探析[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2013，(22).