鄭 林

（中石化華北石油工程有限公司河南南陽技術(shù)服務(wù)項目部，河南南陽 473132）

對定向井空氣鉆井和測量技術(shù)的分析

鄭 林

（中石化華北石油工程有限公司河南南陽技術(shù)服務(wù)項目部，河南南陽 473132）

空氣鉆井技術(shù)在定向井鉆井作業(yè)中發(fā)揮著非常重要的作用，空氣鉆井技術(shù)同傳統(tǒng)技術(shù)相比有著非常多的優(yōu)點，因此，在定向井鉆井作業(yè)中引入了空氣鉆井技術(shù)，并且該技術(shù)已經(jīng)在石油開采行業(yè)中得到了廣泛的認(rèn)可。主要是對定向井空氣鉆井技術(shù)進(jìn)行分析，并且還闡述了相關(guān)測量技術(shù)，希望為石油開采工作做出貢獻(xiàn)。

定向井；石油鉆井技術(shù)；測量技術(shù)；石油開采

由于空氣鉆井技術(shù)同傳統(tǒng)技術(shù)相比有著非常多的優(yōu)點，因此，空氣鉆井技術(shù)在我國石油開采作業(yè)中已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。我國油氣藏有著分布范圍較廣、巖性復(fù)雜的特點，給鉆井工作帶來了非常多的困難，并且增加了鉆井作業(yè)的資金投入，減少了石油開采企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。人們已經(jīng)無法忍受傳統(tǒng)的定向井鉆井技術(shù)各種缺點，因此，必須對定向井鉆井技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新。將空氣鉆井技術(shù)引入定向井鉆井工作中，大大提高了鉆井工作的效率，提高了石油開采企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)然，在使用先進(jìn)鉆井技術(shù)的同時，還要做好測量工作，才能保證鉆井工作的順利進(jìn)行。

1 對定向井中空氣鉆井技術(shù)的簡要分析

1.1 空氣動力馬達(dá)的簡要分析

在進(jìn)行定向井鉆井工作中，使用最多的裝備就是空氣動力馬達(dá)?？諝鈩恿︸R達(dá)設(shè)備的運(yùn)行原理是使用空氣壓縮機(jī)將空氣壓縮，壓縮的空氣就成為了空氣動力馬達(dá)的運(yùn)行動力，空氣動力馬達(dá)就能帶動鉆井鉆頭將地層的巖石進(jìn)行切削，并且在鉆頭鉆井的同時，還能使用高壓氣流將切削地層巖石工作中產(chǎn)生的粉末帶到地面上，以防止產(chǎn)生的粉末對鉆井工作造成破壞。

當(dāng)前，在選擇空氣動力馬達(dá)型號的時候，有很多類型的空氣動力馬達(dá)可供選擇，其中Navi-Drill型是最早開發(fā)的空氣動力馬達(dá)，該型號已經(jīng)在非常多的定向井鉆井工作中都得到了應(yīng)用。經(jīng)過很多次的鉆井實踐顯示，Navi-Drill型號的空氣動力馬達(dá)在霧化、泡沫和空氣作為介質(zhì)的定向井中都能有效運(yùn)行，并且使用該型號空氣動力馬達(dá)能夠降低鉆井成本，同時還能保障鉆井工作的安全性。

1.2 空氣泡沫鉆井的簡要分析

空氣泡沫鉆井在裂縫較多、地層破壞嚴(yán)重和容易產(chǎn)生漏失的地段的鉆井作業(yè)過程中應(yīng)用較多。使用該種方式進(jìn)行鉆井工作，首先使用空氣壓縮機(jī)把外界中的空氣進(jìn)行高壓壓縮，從而形成高壓氣流，然后再使用鉆柱上的水眼就能進(jìn)到定向井下面的馬達(dá)中，這樣就能給鉆頭帶來動力，進(jìn)行切削巖層的工作，并且還能保證巖屑能夠從井下被帶離。最后再在空氣流中混入泡沫，這樣就能對馬達(dá)和鉆頭起到潤滑的作用，保證鉆井設(shè)備運(yùn)行的高效性和安全性。

使用空氣泡沫鉆井方式中的空氣泡沫流體中沒有固體顆粒，這就避免在鉆井過程中會對油氣層造成破壞，影響開采效果。同時，空氣泡沫的密度非常低，也不會造成地層的漏壓從而對定向井造成破壞。使用空氣泡沫方法鉆井還能保證鉆井平衡，在使用傳統(tǒng)方法進(jìn)行鉆井的過程中，非常容易產(chǎn)生泥漿，但是使用空氣泡沫方法進(jìn)行鉆井工作就避免了泥漿的產(chǎn)生，對外界環(huán)境的污染減小。

1.3 空氣鉆井技術(shù)要點

使用空氣泡沫方法進(jìn)行鉆井工作還必須注意以下的技術(shù)要點才能保證鉆井工作的順利進(jìn)行：

（1）在進(jìn)行鉆井工作之前，要進(jìn)行空氣排量換算工作。通常都是將鉆井工作中正常使用的液體通過一定的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行換算，換算成空氣流量，使用的關(guān)系系數(shù)為1L/min（泥漿）=（30～33）L/min（空氣），使用這種關(guān)系系數(shù)就能把泥漿的使用量換算成為空氣的流量。除了上述換算工作，還要將泡沫的混入量也要進(jìn)行計算，計算過程只需按照相關(guān)的經(jīng)驗關(guān)系即可。一般情況下，當(dāng)空氣的流量在100～126L/min時，泡沫的混入量一般在38～385L/min，范圍中存在的浮動值要按照定向井中的實際情況進(jìn)行選擇；

（2）對壓力進(jìn)行計算。在使用空氣泡沫鉆井方式進(jìn)行鉆井作業(yè)的過程中，對穩(wěn)定性的要求是非常高的，因此，必須使用連續(xù)的高壓氣流作為鉆井的動力，并且在鉆井作業(yè)進(jìn)行的過程中，還要采取措施對壓縮空氣的壓力進(jìn)行實時監(jiān)測，一旦出現(xiàn)問題，就必須立即采取措施，維持空氣壓力穩(wěn)定。在使用量上，通常都是液體泥漿的兩倍壓力。還要注意的是潤滑劑的使用，潤滑劑能夠保證鉆井作業(yè)使用設(shè)備的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，如果井下的空氣非常干燥，在鉆機(jī)轉(zhuǎn)子和釘子之間就會出現(xiàn)非常大的摩擦力，這種摩擦?xí)p少鉆井設(shè)備的壽命和性能。在鉆井作業(yè)進(jìn)行的過程中，要根據(jù)實際情況，選擇合適的潤滑劑，潤滑劑的配方一般為液體皂使用1.8～3.8L，石墨鉛粉要使用1.5～2.2kg，膠結(jié)劑要使用0.2～0.4kg，油要保證每小時0.4～0.6L/h。要選擇軸承密封較好，并且對空氣機(jī)壓力需求也不高的鉆頭。還有一點必須要得到重視，就是在下井鉆頭中最好不設(shè)置噴嘴。

2 定向井測量技術(shù)分析

使用定向井測量技術(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測量，能保證鉆井工作符合要求?？諝馀菽夹g(shù)中，由于不再使用泥漿，因此，就無法再利用泥漿數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行測量了。只有使用MWD隨鉆測量系統(tǒng)進(jìn)行測量工作，這種方法能夠保證定向井鉆井過程中的隨鉆測量、實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙ぷ黜樌M(jìn)行。

MWD隨鉆測量系統(tǒng)是基于電磁波技術(shù)的，能夠保證井下各種數(shù)據(jù)的測量，并且該系統(tǒng)的測量技術(shù)是傳統(tǒng)泥漿脈沖測量系統(tǒng)測量速度的好幾倍。MWD隨鉆測量系統(tǒng)的基本參數(shù)：外徑為44.45mm，能夠同79.63～241.31mm的鉆頭相配合。在MWD隨鉆測量系統(tǒng)中，具有非常多的傳感器，包括測斜儀、工具面、震動頻譜、伽馬儀和方位儀等，這些傳感儀保證了測量工作的準(zhǔn)確性。

[1] 楊海平.泡沫定向鉆井技術(shù)在涪陵焦石壩地區(qū)頁巖氣井的實驗[J].石油天然氣學(xué)報，2015，（12）.

[2] 付小營.大斜度近水平井井定向技術(shù)分析[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2015，（4）.

Analysis of Air Drilling and Measuring Technology in Directional Wells

Zheng Lin

Air drilling technology plays a very important role in directional well drilling.Air drilling technology has a lot of advantages compared with traditional technology.Therefore，air drilling technology is introduced in directional well drilling operation，and this technology Has been in the oil industry has been widely recognized.This paper mainly analyzes the air drilling technology of directional wells，and also describes the relevant measurement technology，hoping to contribute to the oil exploration work.

directional well；oil drilling technology；measurement technology；oil exploitation

TE243

A

1003-6490（2017）01-0026-02

2017-01-06

鄭林（1972—），男，河南南陽人，助理工程師，主要從事定向隨鉆工作。