試論石油鉆井技術(shù)及固井技術(shù)的發(fā)展

代磊 周建國(guó) 鄧裕 薛太彬

摘要：在鉆井技術(shù)系統(tǒng)中，大位移鉆井、深井鉆井技術(shù)以及膨脹管解決了既有的鉆井問(wèn)題，鉆井技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展中，還會(huì)持續(xù)提升自動(dòng)化程度與智能化程度;固井技術(shù)的理論體系也形成了諸多新的研究成果，水泥材料的功能更加豐富，能夠滿足多種固井應(yīng)用需求。本文主要對(duì)石油開采中的關(guān)鍵技術(shù)展開研究，分析鉆井技術(shù)與固井技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與未來(lái)應(yīng)用趨勢(shì)，以此確定兩種技術(shù)的發(fā)展情況。

關(guān)鍵詞：石油;鉆井技術(shù);固井技術(shù);發(fā)展

引言

石油在我國(guó)的資源體系中處于關(guān)鍵位置，其具有不可再生的特點(diǎn)，屬于重要的稀缺資源，因此在開采階段，必須運(yùn)用先進(jìn)的開采技術(shù)，來(lái)減少石油資源的浪費(fèi)，提升開采量，以此滿足不斷上漲的石油需求量。本文針對(duì)石油開采中常用的固井技術(shù)與鉆井技術(shù)展開研究。

1石油鉆井技術(shù)的發(fā)展情況

1.1應(yīng)用現(xiàn)狀

鉆井技術(shù)體系中，有多種技術(shù)可供開采人員選用。無(wú)論實(shí)施超深井開采，還是深井開采工作，都要面對(duì)復(fù)雜且危險(xiǎn)的井下作業(yè)環(huán)境，我國(guó)的超深井鉆井技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到較為先進(jìn)的程度，僅需要較短的周期，可實(shí)現(xiàn)高效開采目標(biāo);面對(duì)大位移鉆井需求，通過(guò)加入自動(dòng)化導(dǎo)向器與變徑穩(wěn)定器，不僅可將井中廢渣清除，還能使鉆柱摩擦數(shù)值降低，此項(xiàng)技術(shù)在海上開采活動(dòng)中發(fā)揮突出作用;對(duì)鉆井情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，可使用視頻監(jiān)控技術(shù)，確保實(shí)時(shí)傳輸信號(hào)，同時(shí)提升現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管工作的精準(zhǔn)化程度，監(jiān)測(cè)人員可以對(duì)井下作業(yè)環(huán)境實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)安全鉆井的生產(chǎn)目標(biāo)。

鉆井工作中還需要運(yùn)用膨脹管，這種金屬管所用的原材料比較特殊，加工處理工藝復(fù)雜，能夠支持鉆井工作。鉆孔環(huán)節(jié)，啟動(dòng)液壓裝置，將膨脹管原本的直徑擴(kuò)大，可膨脹約20%，提升機(jī)械性能;補(bǔ)貼段的實(shí)際密封壓力超過(guò)150個(gè)大氣壓，最大化地發(fā)揮出套管的作用;在應(yīng)對(duì)鉆井滲水問(wèn)題時(shí)，可引進(jìn)波紋管技術(shù)，對(duì)出現(xiàn)開采事故的區(qū)域進(jìn)行封堵，避免其他區(qū)域受到影響;完成一階段的鉆井作業(yè)任務(wù)后，通過(guò)波紋管對(duì)油層以及泥漿進(jìn)行阻隔，使用時(shí)，應(yīng)先在石油井中進(jìn)行擴(kuò)孔，再引進(jìn)波紋管，并使其與井壁保持較短的距離，強(qiáng)化密封性。

1.2未來(lái)發(fā)展前景

鉆井設(shè)備在研發(fā)與應(yīng)用過(guò)程中，其自動(dòng)化程度將持續(xù)增加，同時(shí)外形也會(huì)形成大型化的趨勢(shì);鉆井實(shí)施過(guò)程中，信息化技術(shù)的作用也越來(lái)越突出;鉆井技術(shù)系統(tǒng)還呈現(xiàn)出明顯的智能化趨勢(shì)，以此實(shí)現(xiàn)構(gòu)建智能石油開采體系的目標(biāo);鉆井中運(yùn)用的新型變頻交流型鉆機(jī)，能夠適應(yīng)當(dāng)前的石油開采環(huán)境，使開采過(guò)程更加安全，操作方式也更加簡(jiǎn)單;智能化技術(shù)降低了石油開采項(xiàng)目的人力成本，提升開采質(zhì)量的同時(shí)，也對(duì)鉆井環(huán)節(jié)的安全性做出了必要保障。

2石油固井技術(shù)的發(fā)展情況

2.1應(yīng)用現(xiàn)狀

采用固井技術(shù)時(shí)，需要在預(yù)備套管中灌入一定量的水泥漿液，封堵油氣層，預(yù)防塌陷與泄露的問(wèn)題，油氣路徑將更加通暢，不同層級(jí)上的油氣層也不會(huì)產(chǎn)生相互泄露的情況，切實(shí)提升石油的采收率;固井技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程更加復(fù)雜，需要消耗的成本更高。下放套管時(shí)，需要著重控制速度，使用水泥漿必須按照標(biāo)準(zhǔn)配比要求配制;固井技術(shù)需要在井下發(fā)揮作用，因此具有隱蔽性，同時(shí)面對(duì)的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題也比較多。

固井技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用與理論研究中被不斷完善，由于石油市場(chǎng)需求量大，進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，重點(diǎn)對(duì)特殊井與水平井進(jìn)行了發(fā)展，很多油田項(xiàng)目利用有限元分析技術(shù)，使固井技術(shù)獲得了更高的技術(shù)含量，固井中使用的材料也具備更高的應(yīng)用質(zhì)量。固井技術(shù)體系中，主要材料為水泥，水泥的質(zhì)量直接決定著最終的固井效果，將外加劑添加到水泥材料中，強(qiáng)化其基本性能，水泥即使處于高壓高溫條件下，仍舊能夠保持穩(wěn)定，進(jìn)而在油氣層中發(fā)揮作用。在后續(xù)的水泥研發(fā)優(yōu)化活動(dòng)中，需繼續(xù)降低水泥密度，增加其強(qiáng)度，給高溫井提供專門的水泥材料，固井技術(shù)在材料的支持下還有較大的技術(shù)發(fā)展空間。

部分油田暴露出含水量過(guò)大的問(wèn)題，阻礙了正常的油田開采工作，采油量低于注水量，井中壓力并不穩(wěn)定，這些基礎(chǔ)條件提升了固井作業(yè)的難度，也給固井技術(shù)研發(fā)提供了動(dòng)力，將多次加密鉆井與界面膠結(jié)技術(shù)結(jié)合運(yùn)用，解決油田質(zhì)量問(wèn)題。為了滿足固井現(xiàn)場(chǎng)的水泥供應(yīng)需求，研發(fā)了全新的水泥車，支持固井作業(yè)活動(dòng)，通過(guò)高效安全的運(yùn)輸方式使固井工作能夠更加高效地進(jìn)行。

2.2發(fā)展前景與應(yīng)用事項(xiàng)

固井技術(shù)在石油開采領(lǐng)域中，具備極強(qiáng)的研發(fā)潛力，技術(shù)有明顯的多元化發(fā)展傾向，應(yīng)繼續(xù)降低固井成本，提升效益，同時(shí)要解決固井材料與工具應(yīng)用方面的問(wèn)題，將性能更加優(yōu)越的水泥應(yīng)用到固井施工中，在改進(jìn)固井技術(shù)方法的同時(shí)，還要針對(duì)固井活動(dòng)，完善管理體系，通過(guò)管理來(lái)保障技術(shù)應(yīng)用效果，在實(shí)施固井工作前，需全面考察井下情況與油田環(huán)境，確定地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，地層壓力系數(shù)，突出固井技術(shù)應(yīng)用方案的針對(duì)性，水泥漿是主要的固井材料，選擇水泥漿時(shí)也必須以現(xiàn)場(chǎng)的情況為準(zhǔn)，確保水泥漿能夠滿足密度要求，原來(lái)應(yīng)用水泥漿時(shí)，需要通過(guò)人工的方法進(jìn)行檢測(cè)，檢查效率低，檢查結(jié)果也可能存在精準(zhǔn)度不足的問(wèn)題，而在當(dāng)前，固井技術(shù)也形成了智能化的特點(diǎn)，借助智能水泥車，可精準(zhǔn)的顯示水泥漿液處于不同時(shí)間段時(shí)的密度大小;進(jìn)行固井工程時(shí)，必須要有完整的配套設(shè)施，如灰罐車、立式架構(gòu)體系與壓風(fēng)機(jī)等，確定所有設(shè)施都完整之后，才能開始固井施工，以此保障整個(gè)施工流程的順暢性。定期檢查管線系統(tǒng)，避免其出現(xiàn)破損的情況，水泥車以及閥門上的泵體都必須處于正常運(yùn)行狀態(tài)，查看顯示數(shù)據(jù)是否有偏差。不斷積累固井經(jīng)驗(yàn)，形成良好的固井作業(yè)效果。

3結(jié)論

固井與鉆井技術(shù)在當(dāng)前的石油開采體系中均是不能被替代的重要技術(shù)。本文主要從應(yīng)用現(xiàn)狀與應(yīng)用前景兩個(gè)角度對(duì)這兩項(xiàng)技術(shù)展開研究，除了結(jié)合石油開采條件，不斷更新固井與鉆井技術(shù)外，還要注重對(duì)鉆井與固井應(yīng)用過(guò)程的有效管理，可以引入智能化技術(shù)與信息技術(shù)來(lái)滿足管理要求，以此使這兩種技術(shù)更好地為石油開采工作提供服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]馬利臣.淺談石油鉆井技術(shù)及固井技術(shù)的發(fā)展[J].化工管理，2019（08）：99-100.

[2]艾尼瓦爾·巴吐西.石油鉆井工程定向井技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2019，39（06）：242-243.

[3]荊楠男.對(duì)石油鉆井技術(shù)及固井技術(shù)的分析[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2020，40（15）：250-251.

[4]李侃.試論鉆井技術(shù)及固井技術(shù)的發(fā)展[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2021（04）：170-172.