試論石油鉆井施工應(yīng)注意的幾個(gè)技術(shù)問(wèn)題

李江

摘 要：文中從鉆頭的選擇、鉆井液技術(shù)的使用以及石油鉆井作業(yè)事故的監(jiān)管這幾個(gè)方面進(jìn)行著手，探討了石油鉆井施工作業(yè)中需要注意的技術(shù)問(wèn)題，旨在提升我國(guó)石油鉆井技術(shù)，以供相關(guān)從業(yè)人員參考、借鑒。

關(guān)鍵詞：石油鉆井;施工;技術(shù)問(wèn)題

石油鉆井施工所處的地理環(huán)境復(fù)雜，在施工作業(yè)過(guò)程中存在較多的不確定因素，只有對(duì)石油鉆井的技術(shù)問(wèn)題予以重視，為石油企業(yè)的創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。有了科學(xué)、安全的石油鉆井施工技術(shù)，才可以加快石油行業(yè)的發(fā)展腳步，為全體石油鉆井工作人員的生命和財(cái)產(chǎn)安全提供有力保障。

1 鉆頭選型

眾所周知，石油鉆井作業(yè)通常情況下是以地下環(huán)境為主，但地下環(huán)境存在明顯的復(fù)雜性（地質(zhì)、地形、地勢(shì)等等），而且石油鉆井作業(yè)還涉及了區(qū)域氣候、作業(yè)人員的職業(yè)素養(yǎng)、技術(shù)水平的高低、鉆井設(shè)備的性能等等。此外，石油鉆井作業(yè)的周期長(zhǎng)、專業(yè)交叉性強(qiáng)，需要投入大量的人力資源和物力資源，施工難度較大。在這些要素中，最為重要的就是施工技術(shù)水平的高低，它既是石油鉆井施工作業(yè)的保障，也是深受業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的問(wèn)題之一。

鉆頭的選型是整個(gè)石油鉆井作業(yè)工程重要的組成部分，它不僅和整個(gè)工程項(xiàng)目的施工成本有著密切的關(guān)系，同時(shí)也會(huì)給石油鉆井作業(yè)工程的安全性與效率性造成影響。所以在具體的鉆井作業(yè)過(guò)程中，就要依據(jù)實(shí)際的作業(yè)內(nèi)容和施工環(huán)境，選擇出正規(guī)的、性價(jià)比高的鉆頭。在鉆頭的選型方面還要嚴(yán)格按照所在位置的地質(zhì)特點(diǎn)，用科學(xué)的方式選擇。文中以我國(guó)XX省XX油田的石油鉆井情況進(jìn)行分析。

在進(jìn)行石油鉆井作業(yè)時(shí)可先準(zhǔn)備好兩個(gè)不同的鉆頭，并針對(duì)鉆頭的性價(jià)比與鉆速進(jìn)行比較。第一種鉆頭是我國(guó)XX廠生產(chǎn)的三牙鉆頭。該種鉆頭的實(shí)際鉆速可以達(dá)到565m/h;第二種是國(guó)內(nèi)XX省XX廠生的三牙鉆頭，鉆速可以達(dá)到1200m/h。這兩種鉆頭的類型是一致的，在進(jìn)行實(shí)際測(cè)試的過(guò)程中，后者除了鉆速高于前者之外，后者的價(jià)格也較為便宜，所以確定購(gòu)買XX省生產(chǎn)的三牙輪鉆頭，這樣既能夠強(qiáng)化鉆井作業(yè)的效率，還可以降低工程項(xiàng)目的成本投入。在進(jìn)行定向井施工作業(yè)的過(guò)程中，最為關(guān)鍵的就是造斜段。在造斜段的時(shí)候必須使用到螺桿鉆。與其他類型的鉆頭相比，該種鉆頭的鉆速快，但凡事有利有弊，螺桿鉆容易磨損，導(dǎo)致他使用的時(shí)間不長(zhǎng)。基于此，在進(jìn)行定向井鉆井作業(yè)時(shí)可以運(yùn)用POC鉆頭來(lái)提高性價(jià)比。但值得注意的是，在運(yùn)用POC鉆頭時(shí)要考慮到以下幾個(gè)技術(shù)方面的問(wèn)題：首先，按照碎巖方式的不同選擇最為合適的鉆頭;其次，確保作業(yè)的安全性要使用耐久度高的鉆頭;第三，要考慮到鉆頭的各項(xiàng)參數(shù)是否科學(xué)合理;最后，在減少成本投入的同時(shí)按照相應(yīng)的流程和規(guī)章制定進(jìn)行操作。

2 鉆井液技術(shù)

由于石油鉆井作業(yè)的環(huán)境處于地表以下，作業(yè)環(huán)境復(fù)雜多變且具有一定的危險(xiǎn)性，為了提高鉆井作業(yè)的安全性和可靠性，除了要做好鉆頭選型之外，還要選擇最為合適的鉆井液。

在國(guó)內(nèi)XX省XX油田的鉆井作業(yè)過(guò)程中，因?yàn)橛吞锼幍奈恢糜写罅康纳顚訋r石，導(dǎo)致鉆井工作無(wú)法順利進(jìn)行，除了硬度高之外還頻繁發(fā)生井塌、井縮等情況，給整個(gè)鉆井作業(yè)造成了嚴(yán)重威脅。引起井塌的原因是地層下方的粉砂質(zhì)泥巖或者油頁(yè)巖等等和該區(qū)域內(nèi)的地下水接觸，吸水膨脹引起巖層斷裂，礦井就會(huì)因?yàn)閹r層斷裂造成塌陷事故。所以在進(jìn)行鉆井作業(yè)的時(shí)候，對(duì)于地表下方的巖層要予以重視并確認(rèn)該巖層的性質(zhì)（是否為粉砂巖、油頁(yè)巖等等）。這些巖層的存在極大提高了石油鉆井工作的難度和危險(xiǎn)性。在鉆井作業(yè)過(guò)程中出現(xiàn)的井漏問(wèn)題，則是由于在鉆井作業(yè)的過(guò)程中與井下的粉砂巖層接角度，由于砂巖層本身有著大量的孔洞和間隙，所以巖層且有滲透性。如果在鉆井作業(yè)時(shí)巖層和地下水接觸就會(huì)造成不同程度的井漏。針對(duì)上述的問(wèn)題，最為科學(xué)、合理的方解決辦法就是提升鉆井液技。通過(guò)分析和了解該油田所在的地質(zhì)情況，研發(fā)出一種能夠抵抗200℃以上高溫的可循環(huán)性泡沫鉆井液。把這種新型的鉆井液運(yùn)用到鉆井作業(yè)中，可以在地層出水而又無(wú)法鉆進(jìn)時(shí)實(shí)現(xiàn)氣體鉆井，在提高鉆井作業(yè)安全性和效率性的同時(shí)，不會(huì)造成環(huán)境污染。值得注意的是，在運(yùn)用此種鉆井液的時(shí)候要了解注氣壓力和注氣排量等參數(shù)的了解，這樣才能夠保障氣鉆井技術(shù)的穩(wěn)定性與安全性。

3 井內(nèi)事故處理

3.1 井漏

石油鉆井過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)固井或者鉆井而造成井漏事故。除此之外，鉆井液以及水泥漿等也會(huì)引起井漏問(wèn)題。雖然造成井漏事故的原因復(fù)雜，但主要原因就是由于石油鉆井作業(yè)的環(huán)境問(wèn)題。如果在鉆井作業(yè)時(shí)發(fā)生了井漏事故，不僅會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重的還會(huì)引起人員傷亡。而XX油田在鉆井作業(yè)發(fā)生的井漏事故，主要原因是地表下方方的巖層存在大面積的孔洞，在鉆井作業(yè)時(shí)容易造成巖層破裂引起井漏問(wèn)題[1]。此外，還有一些人為的因素引起井漏事故。例如在鉆井作業(yè)時(shí)施工作業(yè)人員的專業(yè)技術(shù)不足，或者機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)異常也會(huì)造成井漏事故。

3.2 卡鉆

卡鉆顧名思義，就是在進(jìn)行油田鉆井作業(yè)時(shí)鉆具卡在鉆井內(nèi)，無(wú)法正常作業(yè)或者移動(dòng)。在通常情況下，卡鉆形成的原因是鉆井液和鉆井防護(hù)工作沒(méi)有落到實(shí)處所引起的?？ㄣ@的表現(xiàn)形式有井塌、沉砂以井縮等等。為了能夠避免在鉆井作業(yè)中發(fā)生卡鉆問(wèn)題，那么就要結(jié)合實(shí)際情況做好相應(yīng)的預(yù)防工作，確立完善、科學(xué)的操作標(biāo)準(zhǔn)：首先，在進(jìn)行鉆井作業(yè)時(shí)發(fā)現(xiàn)阻力>120kN不得進(jìn)行硬拉，而是要進(jìn)行左右或者上下移動(dòng)，小范圍地調(diào)整鉆具的運(yùn)動(dòng)軌跡，在保障鉆具有一定活動(dòng)空間的基礎(chǔ)上把鉆具迅速拔出;其次，鉆具處在裸眼階段的時(shí)間長(zhǎng)度盡量不要超過(guò)5min時(shí)間，對(duì)于斜井段停留的時(shí)長(zhǎng)也不得大于3min[2]。除此之外，還要依據(jù)鉆井作業(yè)的實(shí)際需要購(gòu)買適合的鉆頭與鉆井液，這樣才能夠保障油田鉆井作業(yè)的安全性和效率性;第三，安排專業(yè)人員采取定期檢查或者不定期抽檢的方式，了解鉆具和鉆井設(shè)備的運(yùn)行情況，在對(duì)設(shè)備進(jìn)行故障排查的過(guò)程中，對(duì)于那些使用年限較長(zhǎng)的設(shè)備要進(jìn)行及時(shí)地保養(yǎng);第四，在提鉆結(jié)束后要進(jìn)行迅速回灌，即完成鉆孔作業(yè)后把泥漿注入鉆孔內(nèi)，通過(guò)這種方式就可以確保地層內(nèi)部壓力維持在一個(gè)平衡的狀態(tài)，避免發(fā)生安全事故。此外，在鉆井作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)還需要成立一支專業(yè)的監(jiān)督管理隊(duì)伍，保障現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)能夠有序、安全地進(jìn)行。

3.3 處理方式

石油鉆井作業(yè)存在著各種的不確定性，因此在進(jìn)行石油鉆井作業(yè)時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生各種各樣的安全事故。安全事故一旦發(fā)生后果嚴(yán)重，除了帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重的還會(huì)造成人員傷亡。為了能夠?qū)崿F(xiàn)油田安全生產(chǎn)的目標(biāo)，油田企業(yè)在進(jìn)行鉆井作業(yè)的過(guò)程中，既要做好相應(yīng)的保障措施，還需要制定出一系列標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、系統(tǒng)的安全生產(chǎn)流程，同時(shí)還要加大安全施工技術(shù)的推廣和研究力度。如果出現(xiàn)突發(fā)性事故，就要按照以下三個(gè)步驟進(jìn)行解決：首先，對(duì)于事故形成的原因進(jìn)行分析、了解，到事故的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查，確認(rèn)事故發(fā)生地層的情況，判斷事故是人為因素還是外界因素引起的;其次，事故發(fā)生的之后快啟動(dòng)應(yīng)急辦法，并及時(shí)向上級(jí)部門進(jìn)行匯報(bào);第三，全面落實(shí)解決辦法，在減少損失的同時(shí)保障施工作業(yè)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全[3]。值得注意的是，制定解決方案的過(guò)程中必須由資歷深厚、技術(shù)過(guò)硬的專業(yè)人員對(duì)事故進(jìn)行全程負(fù)責(zé)、跟進(jìn)，這樣才能夠在最短的時(shí)間內(nèi)制定出最為科學(xué)、高效的解決方案。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，要想徹底解決石油鉆井作業(yè)中的事故是不現(xiàn)實(shí)的，為了實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的目標(biāo)，石油企業(yè)首先提高石油鉆井施工技術(shù)水平，其次要依據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)情況，制定出一系列完整、系統(tǒng)、科學(xué)的操作標(biāo)準(zhǔn)與管理流程，最后，在油田生產(chǎn)作業(yè)中還要做好應(yīng)對(duì)各種突發(fā)事件的預(yù)防措施，這樣才能實(shí)現(xiàn)油田企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]呂建波.石油鉆井工程技術(shù)現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及發(fā)展趨勢(shì)研究[J].中國(guó)石油石化，2017（08）：156-157.