國內(nèi)外小井眼鉆井設(shè)備的發(fā)展

于淼

摘要：在油田領(lǐng)域鉆探開采作業(yè)過程中小心眼鉆井由于其實(shí)際的施工作業(yè)成本相對較低，而且在這個(gè)過程中排出的巖屑體積更小，鉆井過程對環(huán)境污染更小，在當(dāng)前世界石油勘探開采領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，而在這種情況下小井眼鉆井設(shè)備也實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，本文主要針對國內(nèi)外小井眼鉆井設(shè)備特點(diǎn)進(jìn)行分析，并對我國小井眼鉆井設(shè)備的發(fā)展提出了合理建議。

關(guān)鍵詞：小井眼;鉆井設(shè)備;發(fā)展

引言

在世界石油勘探開采不斷發(fā)展過程中，小井眼鉆井技術(shù)的出現(xiàn)對油氣勘探開采起到極大推動(dòng)作用，該技術(shù)在上世紀(jì)90年代實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性比較好。小井眼鉆井技術(shù)的快速發(fā)展時(shí)代小井眼鉆井裝備以及相關(guān)配套工具技術(shù)水平也得到了進(jìn)一步提升。

1 小井眼鉆井設(shè)備特點(diǎn)

（1）小井眼井本身的井眼體積非常小，如果實(shí)際井深不超過1500m，小井眼井的井眼體積僅僅為31L/m[1];在鉆井過程中破碎巖石的體積也非常小，而且排出巖屑的體積非常小，因此整個(gè)鉆井作業(yè)過程中對環(huán)境產(chǎn)生的污染非常小。

（2）在目前世界石油勘探領(lǐng)域的實(shí)踐應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)鉆井技術(shù)相比較，充分利用小井眼鉆井技術(shù)能夠節(jié)約50%左右的成本，而且在國外一些石油公司使用專用的小井眼鉆機(jī)后，整個(gè)鉆井作業(yè)過程中鉆井成本能夠節(jié)約60%～75%。

（3）在對目前國際上利用較好的小井眼鉆井設(shè)備進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)可以發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)的鉆機(jī)設(shè)備相比較，小井眼鉆井設(shè)備質(zhì)量僅僅達(dá)到常規(guī)鉆井設(shè)備達(dá)到1/5左右，因此其實(shí)際在經(jīng)常作業(yè)過程中占地面積非常小，而且各種設(shè)備公里僅僅達(dá)到常規(guī)設(shè)備的1/3～1/5左右。在此情形下，充分利用模塊化設(shè)計(jì)，能夠讓鉆機(jī)設(shè)備搬遷更加便捷，對環(huán)境污染更小，而且作業(yè)過程中產(chǎn)生的噪音也更小。

2 國外小井眼鉆井設(shè)備發(fā)展分析

2.1 小井眼鉆機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀分析

目前國際上很多知名的石油企業(yè)用常規(guī)鉆機(jī)改造小井眼鉆機(jī)已經(jīng)成為一種趨勢，而且這種改造鉆機(jī)在長期的鉆井作業(yè)過程中為石油企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但是通過改造而形成的小井眼鉆機(jī)本身的工作穩(wěn)定性較差，尤其是升降系統(tǒng)在進(jìn)行下放的作業(yè)過程中經(jīng)常會產(chǎn)生故障;另外，鉆機(jī)改造之后，由于其平臺并不標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致鉆井配套設(shè)備以及相關(guān)的鉆井工具在平臺上的布置出現(xiàn)不協(xié)調(diào)現(xiàn)象，這樣就會對實(shí)際的鉆井作業(yè)速率產(chǎn)生極大影響，而且鉆機(jī)的自動(dòng)化改造會消耗大量成本，實(shí)際的應(yīng)用效果并不明顯。

在此基礎(chǔ)上很多大型石油鉆探企業(yè)研發(fā)出了專門的小井眼鉆機(jī)，多配套相應(yīng)的監(jiān)控專家系統(tǒng)以及自動(dòng)化數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)，使得鉆井作業(yè)過程中產(chǎn)生的各項(xiàng)作業(yè)參數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)采集、處理、存儲，而通過專家系統(tǒng)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對鉆井作業(yè)過程中井涌風(fēng)險(xiǎn)的及時(shí)判斷，在司鉆獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息后沒有及時(shí)作出反應(yīng)的情況下，系統(tǒng)能夠在10秒鐘內(nèi)自動(dòng)采取控制措施，而且利用模塊化設(shè)計(jì)讓鉆機(jī)搬遷能夠?qū)崿F(xiàn)直升機(jī)吊運(yùn)[2]。

2.2 小井眼鉆具發(fā)展現(xiàn)狀

由于小井眼鉆井技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中轉(zhuǎn)速非?？?，因此常規(guī)的牙輪鉆頭在應(yīng)用過程中軸承磨損非?？?，實(shí)際進(jìn)尺非常小，對鉆井速率的影響非常大。針對這種情況，研發(fā)出了抗偏轉(zhuǎn)PDC鉆頭以及天然金剛石鉆頭，使得在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下能夠?qū)崿F(xiàn)與泥漿馬達(dá)的良好配合，而且實(shí)際的使用壽命也相對比較高。另外，為了進(jìn)一步促進(jìn)小井眼鉆井效果的有效提升，國外的目前已經(jīng)研制出了能夠與小井眼鉆頭相匹配的高強(qiáng)度杠桿以及優(yōu)質(zhì)接頭。

3 國內(nèi)小井眼鉆井設(shè)備現(xiàn)狀分析

目前我國石油行業(yè)小井眼鉆井設(shè)備主要是集中在小井眼規(guī)鉆機(jī)、修井機(jī)等一些方面部分油田還應(yīng)用了中型鉆機(jī)，從而使得在實(shí)際的鉆井作業(yè)過程中出現(xiàn)了小馬拉大車的現(xiàn)象。目前我國油田領(lǐng)域的小井眼井狀態(tài)過程中已經(jīng)形成了多個(gè)系列小井眼鉆機(jī)以及修井機(jī)。

從油田實(shí)際小井眼井的鉆井作業(yè)現(xiàn)狀來看，鉆機(jī)選擇不合理現(xiàn)象非常普遍，而且鉆機(jī)、測井工具不配套現(xiàn)象非常常見，另外在進(jìn)行小井眼井鉆井作業(yè)過程中井控設(shè)備不配套現(xiàn)象也比較普遍，導(dǎo)致在實(shí)際鉆井作業(yè)過程中，面對各種鉆井故障不能夠進(jìn)行及時(shí)處理，導(dǎo)致鉆機(jī)長期處在待機(jī)狀態(tài)，這樣就使得實(shí)際應(yīng)用小井眼鉆井工藝的費(fèi)用節(jié)約被抵消，而且，小井眼鉆井技術(shù)實(shí)際的成本費(fèi)用目前已經(jīng)超過了常規(guī)鉆井作業(yè)。

4我國小井眼鉆井設(shè)備研發(fā)建議

4.1 鉆機(jī)研發(fā)

目前在小井眼井鉆井過程中常規(guī)鉆機(jī)改造小井眼鉆機(jī)以及小井眼旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)是應(yīng)用最為廣泛的兩種鉆機(jī)設(shè)備，在針對小井眼井進(jìn)行鉆井作業(yè)的過程中，針對下儀器設(shè)備以及泥漿系統(tǒng)初期開發(fā)階段常規(guī)改造鉆機(jī)的應(yīng)用比較廣泛，最主要是因?yàn)?，目前常?guī)鉆機(jī)出現(xiàn)了生產(chǎn)力過?，F(xiàn)象，但是鉆機(jī)并不能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)價(jià)格銷售，整體市場價(jià)格非常低迷，導(dǎo)致其在實(shí)際的使用過程中實(shí)際作業(yè)成本被掩蓋。另外通過常規(guī)鉆機(jī)進(jìn)行改造，對小型以及新型鉆機(jī)設(shè)備的長期發(fā)展形成了一定的阻礙;此外，由于連續(xù)取芯鉆機(jī)以及連軟管鉆機(jī)設(shè)備實(shí)際的研發(fā)成本、制造材料要求都非常高，以我國目前的實(shí)際狀況研發(fā)價(jià)值不高。

為了能夠適應(yīng)邊遠(yuǎn)地區(qū)鉆井作業(yè)的發(fā)展，我國應(yīng)該將研發(fā)重點(diǎn)集中在鉆機(jī)模塊化設(shè)計(jì)方面，通過將鉆機(jī)控制室、泥漿泵、發(fā)動(dòng)機(jī)等通過國際通用標(biāo)準(zhǔn)形成模塊化，能夠進(jìn)一步提升鉆井效率[3]。

4.2 鉆井井下工具

為了能夠與小井眼鉆機(jī)開發(fā)形成協(xié)調(diào)配合，并充分發(fā)揮出小井眼鉆機(jī)的實(shí)際潛能，針對井下鉆井工具進(jìn)行深入開發(fā)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，我國一些油田在小井眼鉆井施工過程中開發(fā)出了一些匹配的井下作業(yè)工具，但是大多數(shù)井下作業(yè)工具僅僅能夠適用在特定的油田領(lǐng)域，適應(yīng)性相對較差。因此還必須要針對我國小井眼鉆井工具進(jìn)行系統(tǒng)性的開發(fā)，重點(diǎn)針對鉆機(jī)進(jìn)行大力研究。

5 結(jié)束語

綜上所述，小井眼鉆井技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中具有非常明顯的優(yōu)勢，目前國外小井眼鉆井設(shè)備及井下工具的開發(fā)已經(jīng)逐漸趨于成熟，而我國在上述幾個(gè)方面與國外相比較還存在較大差距，因此應(yīng)該充分結(jié)合我國小井眼鉆井技術(shù)實(shí)際狀況，來制定出系統(tǒng)性的開發(fā)計(jì)劃，這樣才能全面促進(jìn)小井眼鉆井設(shè)備的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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