石油鉆井技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

劉平江

摘要：為了提高石油鉆井施工的效率，研究鉆井技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，解決影響鉆井施工進(jìn)度的問(wèn)題。加強(qiáng)對(duì)鉆井技術(shù)的研究管理，提高鉆井技術(shù)進(jìn)步，最大限度地發(fā)揮石油鉆井的優(yōu)勢(shì)，提高鉆井施工的效率，滿(mǎn)足油田生產(chǎn)的技術(shù)要求。

關(guān)鍵詞：石油鉆井;應(yīng)用現(xiàn)狀;常見(jiàn)技術(shù);發(fā)展方向

引言

水平鉆井技術(shù)是當(dāng)前油氣開(kāi)采中比較先進(jìn)的技術(shù)，影響水平井鉆進(jìn)的因素有很多，其中最重要的一個(gè)因素是水平井的軌跡控制。在進(jìn)行水平井軌跡控制時(shí)，需要對(duì)鉆具進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證套管、鉆具以及井眼之間組合配合科學(xué)合理。在水平井鉆進(jìn)過(guò)程中鉆井液的選擇也是一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容，鉆井液除了能夠降低鉆井過(guò)程中的摩擦阻力之外，還應(yīng)該具有一定的完井液功能。

1石油鉆井技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1沒(méi)有注重對(duì)鉆井設(shè)備的有效維護(hù)和保養(yǎng)

選擇合適的鉆井設(shè)備是非常有必要的，除此之外，日常的維護(hù)保養(yǎng)也是工作的關(guān)鍵。如果這些鉆井設(shè)備不能發(fā)揮自己的工作效率，整體的工程進(jìn)度就會(huì)受到影響。如果選擇的鉆具不符合實(shí)際的鉆井要求在工作的過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)很多狀況，工程的整體成本也會(huì)提高，甚至?xí)绊懙焦こ痰倪M(jìn)度。

1.2缺乏對(duì)技術(shù)實(shí)施的有效管理

鉆井工程在開(kāi)展的過(guò)程中，如果沒(méi)有進(jìn)行完善的管理，就會(huì)出現(xiàn)各部門(mén)溝通不協(xié)調(diào)的情況，從而影響到整體的施工進(jìn)度。在施工之前沒(méi)有做好準(zhǔn)備工作，一旦發(fā)生突發(fā)事故，就不能做好應(yīng)急處理，進(jìn)而降低整個(gè)工程效率。

2鉆井工程中的常見(jiàn)技術(shù)

2.1鉆具優(yōu)化組合設(shè)計(jì)

水平井鉆井工藝的難點(diǎn)主要在于控制好水平井橫向的軌跡，而鉆具對(duì)水平井水平軌跡有著很大的影響，在選擇鉆具過(guò)程中需要注意以下幾個(gè)方面內(nèi)容：（1）鉆具在水平井水平段旋轉(zhuǎn)鉆井是要具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性。這里要求鉆具要有較強(qiáng)的水平穩(wěn)協(xié)能力，保證在旋轉(zhuǎn)鉆井時(shí)能夠很快的將鉆壓向下傳遞到進(jìn)底，這樣的鉆具有助于幫助水平井水平前進(jìn)的速度和延伸度。所以，我們?cè)谶x擇鉆具時(shí)要對(duì)其進(jìn)行精確的設(shè)計(jì)選擇合理的鉆井參數(shù)，從而提升鉆具的穩(wěn)定性。在進(jìn)行鉆井的時(shí)候能夠組合鉆井方式，降低使用滑動(dòng)鉆井的頻率。（2）選擇的鉆具組合要有一定的造斜能力。水平井鉆井時(shí)最突出的問(wèn)題就是水平段的摩擦問(wèn)題，如果鉆井時(shí)采用的是滑動(dòng)鉆進(jìn)將會(huì)導(dǎo)致很難控制好水平軌跡，所以要求組合鉆具具有一定的造斜率。但是，如果造斜率太大，將會(huì)導(dǎo)致摩擦扭矩明顯增加;如果組合鉆具的造斜率太小，那么會(huì)導(dǎo)致軌跡調(diào)整速度放慢，如果水平鉆井水平段較長(zhǎng)，鉆進(jìn)過(guò)程中很容易發(fā)生脫靶的情況。

2.2井身優(yōu)化設(shè)計(jì)

在水平井鉆進(jìn)中，最為重要的內(nèi)容就是水平軌跡的控制，我們?cè)谶M(jìn)行水平井鉆進(jìn)是要從以下內(nèi)容來(lái)控制水平井的水平軌跡。（1）井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)。水平井鉆井的發(fā)井順序?yàn)椋簭纳现料拢瑥膬?nèi)向外，以此順序來(lái)確定各層套管與井眼之間的間隙。設(shè)計(jì)人員在確定套管與井眼之間的間隙時(shí)，必須要保證套管能夠順路的下入到井中，同時(shí)還要保證能夠滿(mǎn)足固井的相關(guān)要求，下次開(kāi)始掘進(jìn)的鉆頭要保證尺寸小于上層套管的直徑，這樣才鉆頭才能夠順路掘進(jìn)。（2）井身的設(shè)計(jì)原則。一是，井身對(duì)地層的尤其能夠起到有效的保護(hù)作用。二是，井身的設(shè)計(jì)要能夠保證掘進(jìn)的安全性，避免出現(xiàn)漏、噴、塌、卡情況，從而保證鉆進(jìn)的進(jìn)度。三是，在鉆進(jìn)至下部地層時(shí)一般會(huì)采用重鉆井液，此時(shí)所產(chǎn)生內(nèi)部壓力不會(huì)促使上層管套最薄弱處發(fā)生開(kāi)裂的情況。四是，一旦出現(xiàn)了實(shí)際地層壓力值大于我們所預(yù)測(cè)的壓力值從而發(fā)生了井涌時(shí)，那么在能夠控制的壓力范圍內(nèi)具有處理溢流的能力。在水平井的鉆進(jìn)過(guò)程中需要注意的是，管套尺寸、鉆頭尺寸以及井眼尺寸的確定和三者之前的組合配合對(duì)未來(lái)采油、勘井等都會(huì)產(chǎn)生很大的影響，一旦他們之間的組合配合不合理將會(huì)提高水平井鉆井的成本。管套尺寸、鉆頭尺寸以及井眼尺寸通常是從內(nèi)向外來(lái)確定，通常情況下我們要根據(jù)實(shí)際的鉆井工程相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)油層管套的尺寸，確定好管套之后根據(jù)管套的尺寸來(lái)確定鉆頭的尺寸。管套與井眼之間的間隔確定要從以下幾個(gè)方面因素進(jìn)行考慮：水平井自身的質(zhì)量、管套下井時(shí)井內(nèi)的壓力變化情況、固井質(zhì)量要求以水泥環(huán)的強(qiáng)度、管套直徑大小。一般比較常見(jiàn)的管套與井眼之間的間隙值最大為76mm，最小值為9.5mm。

2.3鉆井液的選擇

鉆井液在整個(gè)水平井鉆進(jìn)的過(guò)程中占據(jù)非常重要的角色，它是保證水平鉆井以及完井工藝能夠順利進(jìn)行的基礎(chǔ)。所以，我們進(jìn)行鉆井液的選擇時(shí)要非常謹(jǐn)慎。一般情況下，水平井的鉆井液還應(yīng)該具備完井液的作用，也就是說(shuō)在保證鉆井能夠順利進(jìn)行、降低摩擦的同時(shí)還要能夠做好井眼的清潔、保證井眼的穩(wěn)定性、防漏技術(shù)以及對(duì)油氣層的保護(hù)作用。在鉆井過(guò)程中選擇的鉆井液應(yīng)該具備以下及幾個(gè)方面：（1）具備良好的化學(xué)凝聚力，粘度高，懸浮性能良好，剪切稀釋性。（2）固相含量低能夠減低水平鉆進(jìn)過(guò)程中的微米顆粒，防治對(duì)鉆速產(chǎn)生影響。（3）鉆井液必須要具備較高的防塌陷性能和抑制性能，當(dāng)鉆進(jìn)到不同種類(lèi)的地層是能夠很好的適應(yīng)該地層的特性，同時(shí)能夠保持較高的穩(wěn)定性。（4）對(duì)油氣層的能夠起到很到的保護(hù)作用。（5）具有良好的潤(rùn)滑效果，能夠很好的降低水平井鉆進(jìn)過(guò)程中所產(chǎn)生摩擦力，同時(shí)可以能夠極大的避免卡鉆的情況，降低扭矩。（6）具有一定的流動(dòng)調(diào)節(jié)性，可以很好的應(yīng)對(duì)異常情況。（7）在保證經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，要對(duì)環(huán)境盡可能的產(chǎn)生較小的影響。

3石油鉆井工程技術(shù)的發(fā)展方向

3.1智能化鉆井供電的應(yīng)用

在進(jìn)行地下石油智能化開(kāi)采時(shí)，如果使用測(cè)量?jī)x，將會(huì)消耗大量的電能，為了有效的解決這一問(wèn)題，我國(guó)相關(guān)部門(mén)采取了相關(guān)措施，例如使用導(dǎo)線(xiàn)傳輸、高性能的電池等等。另外，電力系統(tǒng)由多方面構(gòu)成，諸如應(yīng)急發(fā)電機(jī)和低壓配電盤(pán)，采用智能化的鉆井供電技術(shù)，能夠保證每個(gè)環(huán)節(jié)的用電，保障整個(gè)鉆井施工的正常運(yùn)作。石油鉆井技術(shù)在保證高效率的同時(shí)，還要向微型化發(fā)展，對(duì)于當(dāng)前我國(guó)的石油鉆井技術(shù)的智能化應(yīng)用主要有修井、檢測(cè)以及打撈等等，為此，在井下作業(yè)時(shí)，可以運(yùn)用傳感器進(jìn)行傳輸，對(duì)井下工作情況進(jìn)行大致的了解，才能保證鉆井工作的正常運(yùn)行。

3.2智能化通訊體系的應(yīng)用

智能化網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)結(jié)合了通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)在石油鉆井中起著非常重要的作用。該技術(shù)具體表現(xiàn)為可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)智能化平臺(tái)和控制中心的雙方面?zhèn)鲗?dǎo)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息資源共享，智能化通訊體系具有非常突出的優(yōu)點(diǎn)，比如：儲(chǔ)存的容量大、傳播的速度較快、具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性以及交流功能便利等等。與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具備決策和輔助的功能，該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展使得地面和井下的交流十分方便。

3.3智能化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用

在智能化鉆井技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是最為重要的組成部分，該系統(tǒng)主要功能是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整理，然后及時(shí)的為井下提供數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)可以結(jié)合不同的鉆井?dāng)?shù)據(jù)，采取不同的解決措施，一般而言，鉆井?dāng)?shù)據(jù)都是在數(shù)據(jù)庫(kù)范圍內(nèi)的，通過(guò)計(jì)算機(jī)的反映，高效的實(shí)現(xiàn)鉆井工作。當(dāng)然，如果鉆井?dāng)?shù)據(jù)沒(méi)有在數(shù)據(jù)庫(kù)范圍中，相關(guān)技術(shù)人員也可通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行推算，然后將超過(guò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，整理好后傳給井下工作者。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行補(bǔ)充，保證石油鉆井工作的正常運(yùn)行，促進(jìn)鉆井工作的可靠性和安全性。結(jié)合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，能夠規(guī)范石油鉆井操作，對(duì)石油鉆井技術(shù)的發(fā)展起著指導(dǎo)性作用。

結(jié)束語(yǔ)

總之，針對(duì)當(dāng)前石油鉆探技術(shù)進(jìn)行研究分析之后發(fā)現(xiàn)，要想提高工作效率，降低施工成本，就要根據(jù)具體工程情況選擇合適的設(shè)備，并優(yōu)化施工工藝。不同的施工技術(shù)可以應(yīng)用在不同的石油開(kāi)采中，能夠有效地縮短整個(gè)工程的進(jìn)度。我們?cè)趯?shí)踐過(guò)程中，根據(jù)不同的地質(zhì)特征，以及當(dāng)前鉆具的組合形式，提出了一定的建議。

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