石油鉆井工程問題分析與射孔技術(shù)的應(yīng)用淺析

季紅奎 李樂 于露露

摘要：新時期石油開采水平不斷提高，石油鉆井工程面臨較大的安全風(fēng)險，采用正確的管理措施與射孔技術(shù)能夠提高石油開采效率與工作質(zhì)量。下面文章就對石油鉆井進(jìn)行分析，并結(jié)合工程問題，探討工程管理措施與射孔技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：石油鉆井;鉆機工程;鉆井問題;射孔技術(shù)

引言

我國石油資源豐富，在石油鉆井作業(yè)中，人員因素、環(huán)境因素和機械設(shè)備因素，都是形成石油鉆安全危險的重要因素，導(dǎo)致工程坍塌、油氣泄露、井噴等安全事故，對石油鉆井工程作業(yè)及工人安全形成了較大影響。石油鉆井工程專業(yè)性，工程體量大、設(shè)備使用多，建立規(guī)范化、安全化的石油鉆井環(huán)境，是保障石油安全生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)。

1石油鉆井概述

石油鉆井是石油開發(fā)過程中所不可或缺的一項工作環(huán)節(jié)，直接影響著石油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及新型能源的開發(fā)。石油鉆井更多的都是在井下進(jìn)行作業(yè)，并且工作程度相對比較復(fù)雜，對于開發(fā)技術(shù)的要求也十分嚴(yán)苛，存在大量高難度的施工技術(shù)要求與標(biāo)準(zhǔn)。另一方面，石油鉆井工程大部分都是在野外施工以及在夜間施工等，不僅加劇了施工環(huán)境的惡劣程度，也為施工人員帶來了很大的施工挑戰(zhàn)。當(dāng)前階段，結(jié)合大量的石油鉆井施工現(xiàn)場的安全調(diào)查結(jié)果，我們不難發(fā)現(xiàn)在石油鉆井施工過程中依然存在大量的安全隱患，因此，強化石油鉆井安全管理已經(jīng)迫在眉睫[1]。

2石油鉆井工程問題分析

實質(zhì)上，石油鉆井作業(yè)的環(huán)境條件比較復(fù)雜，在惡劣的特殊氣候環(huán)境中，施工作業(yè)難度加大，并且易出現(xiàn)安全事故。一是石油鉆井自然條件比較復(fù)雜，施工作業(yè)過程中可能遇到惡劣天氣、特殊地質(zhì)等情況，增加了石油鉆井的風(fēng)險性;二是石油鉆井作業(yè)流程繁雜，在多工種作業(yè)之下，易形成不可預(yù)測風(fēng)險;三是石油鉆井易受到自然氣候等因素影響，一些非人為可控的影響因素，是石油鉆井安全事故的重要原因。因此，在石油鉆井中，應(yīng)做到科學(xué)預(yù)測、有效防范，是降低環(huán)境條件影響，保障石油鉆井安全的內(nèi)在需求。另外，在石油鉆井的施工過程中，很多工作人員都嚴(yán)重缺乏安全意識，對于石油鉆井工作的危險性缺乏客觀的認(rèn)知，從而導(dǎo)致部分工作人員在技術(shù)操作過程中很容易出現(xiàn)不專業(yè)與不規(guī)范的現(xiàn)象。這一點已經(jīng)變成了石油鉆井安全生產(chǎn)中的一個很大的問題。

3石油鉆井工程施工管理措施

3.1建立健全安全管理制度，提高安全管理效能

首先，建立安全責(zé)任制度，明確安全管理責(zé)任。在石油鉆井作業(yè)中，應(yīng)明確各工程、各崗位的安全責(zé)任，在安全管理建設(shè)中保障安全管理工作的有效落實;其次，建立安全管理制度細(xì)則，對石油鉆井的各工程要素進(jìn)行制度化安全管理，從制度管理效能出發(fā)，保障石油鉆井安全管理工作全面開展;再次，建立完善的激勵考核制度，對崗位工作質(zhì)量進(jìn)行考核，并將考核結(jié)果作為薪酬待遇等的重要依據(jù)，并在嚴(yán)格的獎懲制度中，形成規(guī)范化的作業(yè)環(huán)境;最后，完善安全管理監(jiān)督制度，強化安全監(jiān)督管理工作水平，將安全監(jiān)督管理貫穿于石油鉆井的全過程，為石油鉆井安全管理工作創(chuàng)設(shè)良好環(huán)境條件。

3.2強化對工作人員的安全培訓(xùn)

首先，相關(guān)施工人員在工作過程中必須具有較強的責(zé)任感和職業(yè)道德感，從而確保工作人員能夠在實際的工程操作過程中盡職盡責(zé)，避免由于職工懶怠而出現(xiàn)安全隱患。其次，石油鉆井工程由于在施工操作過程中涉及到很多專業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)知識，對于工作人員的業(yè)務(wù)素養(yǎng)以及專業(yè)技術(shù)都有著相對較高的要求，為了更好地確保工程的順利開展也為了能夠降低施工過程中出現(xiàn)的安全風(fēng)險，相關(guān)管理層更需要加強對工作人員的技術(shù)培訓(xùn)，涉及到比較前沿的施工技術(shù)以及施工經(jīng)驗，可以通過定期的技術(shù)交流會談等方式，促進(jìn)不同施工團(tuán)隊之間的互相學(xué)習(xí)與互相進(jìn)步[2]。

4石油鉆井工程射孔技術(shù)的應(yīng)用

4.1連續(xù)油管輸送射孔技術(shù)

近年來，連續(xù)油管已不僅僅被應(yīng)用于對工具的清洗領(lǐng)域，鉆井及采油工業(yè)的各個領(lǐng)域均有應(yīng)用。連續(xù)油管輸送射孔技術(shù)在各發(fā)達(dá)國家已經(jīng)成為相當(dāng)成熟的技術(shù)，它的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在兩方面，一方面是在作業(yè)前不需要起管柱也不需要壓井，這就能減少工作量，提高效率;另一方面還可以減少對油層的損害，起到保護(hù)油層的作用。由于地質(zhì)條件差異，在連續(xù)油管輸送射孔作業(yè)時，需根據(jù)不同情況，優(yōu)化設(shè)計射孔方案和工具結(jié)構(gòu)，才能有效的保證施工安全和成功率。

4.2動態(tài)負(fù)壓射孔技術(shù)

為了獲得更好的采油效果，需要設(shè)計負(fù)壓射孔和動態(tài)負(fù)壓射孔。利用井筒和油層壓力之間的壓力差。產(chǎn)生快速的沖擊流，瞬間沖刷孔道和堵塞孔道的殘留物，改善近井地帶的地層條件。在負(fù)壓射孔作業(yè)過程中，可以安裝井下壓力計等配套裝置，用來記錄整個施工過程的壓力和溫度，以及地層系數(shù)、原始地層壓力和預(yù)測產(chǎn)液量等生產(chǎn)資料。動態(tài)負(fù)壓射孔技術(shù)是一種瞬間清潔射孔孔眼的技術(shù)。其主要通過在射孔槍上連接一套負(fù)壓裝置，射孔時產(chǎn)生的巨大能量瞬間打開負(fù)壓裝置，使射孔層段套管環(huán)空液體瞬間進(jìn)人負(fù)壓裝置，使井筒壓力瞬間下降，從而在套管環(huán)空區(qū)間形成負(fù)壓，產(chǎn)生動態(tài)負(fù)壓效果，使地層流體反向沖洗射孔孔道中的殘渣，有效疏松射孔壓實帶，減小射孔傷害，提高產(chǎn)能。動態(tài)負(fù)壓射孔技術(shù)對于壓實較緊密、滲透率較低、地層內(nèi)雜質(zhì)和碎屑堵塞油層炮眼的井具有很好的效果，適用于低滲透及油層受到傷害井。

4.3多級復(fù)合射孔技術(shù)

多級復(fù)合射孔技術(shù)是在傳統(tǒng)復(fù)合射孔技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)的一項新技術(shù)，采用前倉式結(jié)構(gòu)，實驗證明該結(jié)構(gòu)設(shè)計不影響射孔彈的穿深性能。既能夠滿足第一次高能氣體作用效果要求，又能實現(xiàn)對含能激勵材料進(jìn)入孔道攜帶作用。SDPR二次爆炸釋能射孔彈已經(jīng)研制成功，隨著射流進(jìn)入孔道的含能材料在數(shù)毫秒內(nèi)產(chǎn)生強烈的放熱反應(yīng)，釋放的能量使孔道的壓力增加，產(chǎn)生向井筒內(nèi)的涌流，對孔道的壓實帶進(jìn)行沖洗;含能材料反應(yīng)產(chǎn)生的大量氣體和熱量改善壓實帶滲流特性，并將孔道內(nèi)脫落的巖石碎屑和金屬粉末從整個孔道清除，并且在孔道末端產(chǎn)生裂縫：使油流通道得到優(yōu)化，最終實現(xiàn)清潔孔道、提高導(dǎo)流能力的目標(biāo)。因此進(jìn)入孔道的含能材料可以實現(xiàn)射孔器的第二次復(fù)合作用。從而實現(xiàn)多次對地層造縫做工[3]。

4.4超正壓射孔技術(shù)

現(xiàn)階段，我國油氣井工程普遍采用的是負(fù)載射孔技術(shù)。但是，這種技術(shù)對于大部分油氣井來說是適用的，因為負(fù)載射孔技術(shù)利用負(fù)載射孔就可以開啟油層，利用產(chǎn)生的壓強差沖刷射孔眼，進(jìn)而洗刷掉石頭表面的金屬碎片。若是面對油藏壓力較小或縫隙較小的油氣井，負(fù)載射孔技術(shù)就不是一種適合的技術(shù)。除此之外，油藏和其所處地理環(huán)境也有著密切聯(lián)系，這些影響因素都會對射孔技術(shù)產(chǎn)生影響。而超正壓射孔技術(shù)就是利用對地面施加足夠大的壓力，使地層產(chǎn)生裂紋的同時將石油壓裂支撐劑注入地層當(dāng)中，以此來讓最終的射孔達(dá)到最優(yōu)效果。目前，超正壓射孔技術(shù)不僅應(yīng)用在了常規(guī)油氣井的開發(fā)工程當(dāng)中，在高硫氫油井的開發(fā)工程當(dāng)中也開始被應(yīng)用起來。

結(jié)語

石油鉆井作業(yè)憑借其繁瑣的工序以及惡劣的工作環(huán)境已經(jīng)被列為高風(fēng)險行業(yè)，為了最大限度地降低作業(yè)風(fēng)險，工作團(tuán)隊?wèi)?yīng)當(dāng)從建立完善的安全管理制度入手，將安全責(zé)任落實到每一個工作人員的身上，并通過定期培訓(xùn)等手段切實提高施工人員的安全意識與專業(yè)素養(yǎng)，從而保障石油鉆井作業(yè)的安全性與專業(yè)性。

參考文獻(xiàn)

[1]徐潘.石油鉆井安全影響因素及管理措施[J].安全，2016（11）：39-41.

[2]韓鵬飛.HSE管理在石油鉆井安全管理方面的應(yīng)用[J].當(dāng)代化工研究，2016（3）：33-34.

[3]曹振斌，現(xiàn)代油氣井射孔技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J]，化學(xué)工程與裝備，2020（01）：171+183.