淺談鉆井工程設(shè)計(jì)的優(yōu)化與應(yīng)用

劉萬(wàn)江(長(zhǎng)城鉆探鉆井三公司,遼寧 盤(pán)錦 124010)

隨著工業(yè)化水平不斷提高，社會(huì)生產(chǎn)方式發(fā)生徹底轉(zhuǎn)型，國(guó)家發(fā)展更加依賴于天然氣、石油這些傳統(tǒng)能源。而對(duì)于這些不可再生能源，目前找不到大范圍使用并且可以完全替代的能源類型。鉆井技術(shù)的引入，成為開(kāi)采能源、發(fā)展國(guó)家綜合實(shí)力的唯一途徑。在鉆井工程設(shè)計(jì)的不斷優(yōu)化面前，技術(shù)革新、應(yīng)用與實(shí)際漸漸變成各國(guó)相關(guān)研究工作者的實(shí)驗(yàn)室“重頭戲”。例如開(kāi)發(fā)能源時(shí)，采用的鉆井技術(shù)水平高低將直接決定開(kāi)采效率的高低，以及開(kāi)采時(shí)人工、時(shí)間等開(kāi)采成本是否能夠被節(jié)約。歸根到底，能源的競(jìng)爭(zhēng)其實(shí)是鉆井工程設(shè)計(jì)技術(shù)硬實(shí)力的比拼和更新速度、應(yīng)用水平的較量。自從20實(shí)際80年代以來(lái)，運(yùn)用常規(guī)技術(shù)仍然是開(kāi)采業(yè)內(nèi)的主要慣性，但是實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，開(kāi)采速度逐漸減弱，發(fā)掘新能源更加困難，環(huán)境法對(duì)開(kāi)采也有所限制，社會(huì)各界對(duì)于新工藝和技術(shù)的設(shè)計(jì)研發(fā)與更新應(yīng)用變成非常炙手可熱的一個(gè)大項(xiàng)目。

在大工業(yè)發(fā)展環(huán)境的背景下，鉆井工程技術(shù)已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)營(yíng)的、模式化的操作工程，針對(duì)鉆井工程的設(shè)計(jì)優(yōu)化與應(yīng)用主要集中與一下幾個(gè)方面，其中分別是“鉆井儀器儀表”“井下故障處理”“鉆井工具”“井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”以及“鉆井液工藝”。

1 鉆井工具

“工欲善其事，必先利其器”，這是亙古不變的真理，鉆井工程設(shè)計(jì)的技術(shù)優(yōu)化與應(yīng)用必然離不開(kāi)的問(wèn)題就是“鉆井工具”技術(shù)的革新。目前技術(shù)發(fā)展迅速，在鉆井工具選材、實(shí)體工具鍛造、工藝設(shè)計(jì)等方面越來(lái)越嚴(yán)格。傳統(tǒng)的技術(shù)造就了很多非常成熟的“鉆具”——諸如“直連型鉆桿”“式尾管懸掛器”、“高效磨洗工具”、“特殊螺紋及接頭”、“小井眼特殊打撈工具”等，對(duì)于現(xiàn)代化工程設(shè)計(jì)仍然具有很高的參考價(jià)值，仍然可以直接投入到生產(chǎn)當(dāng)中。需要注意和改進(jìn)的部分是：目前這些技術(shù)“專利性”有余，“標(biāo)準(zhǔn)化”不足。工業(yè)技術(shù)如果只能掌握在少數(shù)人手中，不能夠大量投入到生產(chǎn)車(chē)間，不能夠變成“凡夫俗子可及”的簡(jiǎn)易、高效的“工具”，勢(shì)必不會(huì)成為經(jīng)典。社會(huì)對(duì)于技術(shù)革新帶來(lái)的“標(biāo)準(zhǔn)化”量產(chǎn)有較高呼聲，如何更好的適應(yīng)工業(yè)化大背景并能夠大面積投放使用這些工具，成為鉆井工程設(shè)計(jì)的優(yōu)化的重頭戲。

2 鉆井液工藝

過(guò)去的二十年里，鉆井液一直以單純的應(yīng)用研究為主，最近幾年已經(jīng)發(fā)展成為鉆井液應(yīng)用、機(jī)理和處理劑綜合性的研究。鉆井液工藝作為鉆井工具的配套產(chǎn)品出現(xiàn)，如何能夠綜合鉆井工具的具體特點(diǎn)并發(fā)揮其輔助配合作用，這成為研究的重中之重。例如目前優(yōu)選KCI鉆井液，這是大部分研究項(xiàng)目會(huì)參考的重要選項(xiàng)，因?yàn)檫@種鉆井液往往具有良好抑制性能和流變性能，可控性最佳，而且發(fā)揮其基本的潤(rùn)滑作用效果尤其明顯，較比同類產(chǎn)品更加事倍功半，最為難能可貴的就是，這種液體的抗污染能力。我們知道在施工測(cè)查現(xiàn)場(chǎng)往往塵土飛揚(yáng)，環(huán)境非常糟糕，工程隊(duì)選擇一般的鉆井液，由于工藝粗糙爛制，經(jīng)常導(dǎo)致鉆井液“二次污染”，造成浪費(fèi)，增加公司成本負(fù)擔(dān)，最后得不償失。

此外，由于現(xiàn)在生產(chǎn)鉆井液的公司眾多，精準(zhǔn)掌握生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)工藝的公司門(mén)可羅雀，因此相關(guān)監(jiān)管部門(mén)如何制定出符合企業(yè)行業(yè)通用的標(biāo)準(zhǔn)，限制和約束大眾企業(yè)制造生產(chǎn)工藝的嚴(yán)格要求，勢(shì)必會(huì)反哺鉆井技術(shù)的提升。

3 鉆井儀器儀表

鉆井儀器儀表作為整個(gè)鉆井工程設(shè)計(jì)的“度量師”，往往成為相對(duì)比較關(guān)鍵的技術(shù)。特殊鉆井儀器儀表的研制對(duì)油田的開(kāi)發(fā)具有重要作用，在第一時(shí)間有效的向工程師和一線工作人員反饋開(kāi)采數(shù)據(jù)和機(jī)器承受能力等等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并能夠做首次分析，其結(jié)果更是整個(gè)工程參考的“第一線”。

4 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

井身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)是優(yōu)化鉆井技術(shù)的核心，井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅關(guān)系到安全鉆井，關(guān)系到一線工人生命財(cái)產(chǎn)的最有力保障，而且對(duì)鉆井效益的提高、開(kāi)采成功率的增加、開(kāi)采實(shí)際有效率的回報(bào)等等都有著特別重要的意義。鉆井工程面對(duì)的就是“地下”，這是工程中最大的“未知”，也正是由于這種“未知”導(dǎo)致工程人員只能在掌握有限信息的基礎(chǔ)之上，利用井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)，不斷提升鉆井位置選擇的成功率，降低失敗成本。安全始終是第一位，如何在保障開(kāi)采項(xiàng)目安全的基礎(chǔ)上，降低工程成本，順利完成鉆井項(xiàng)目建設(shè)，可以綜合眾多因素，這便是井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最佳指出。目前已經(jīng)有比較成熟的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，現(xiàn)在遇到的技術(shù)桎梏便是如何大面積普及成本最小的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，并能夠真正投放到現(xiàn)實(shí)生活中去使用。

5 井下故障處理

作為整個(gè)鉆井工程設(shè)計(jì)的“保險(xiǎn)”，井下故障處理的及時(shí)性和有效性一直是技術(shù)完善的關(guān)注焦點(diǎn)。雖然伴隨現(xiàn)在技術(shù)發(fā)展的大幅度提升，井下故障仍有發(fā)生的幾率。由于開(kāi)采地形的變化莫測(cè)、地表下沉下陷現(xiàn)象的普及、開(kāi)采一線工人技術(shù)不夠到位操作不夠嫻熟等特殊因素和不可控因素，都會(huì)增加井下作業(yè)的復(fù)雜性和多變性。油田公司應(yīng)對(duì)原有的井下故障處理和復(fù)雜預(yù)防規(guī)程進(jìn)行不斷更改與完善工作重點(diǎn)應(yīng)該注意多像工人普及安全知識(shí)，并不斷提升遇險(xiǎn)技術(shù)人員的處理問(wèn)題的技能，這是未來(lái)發(fā)展與研究的大方向。

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