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

        2019-10-19 12:46:36劉平江
        石油研究 2019年11期
        關(guān)鍵詞:應(yīng)用現(xiàn)狀發(fā)展方向

        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,提高鉆井施工的效率,滿足油田生產(chǎn)的技術(shù)要求。

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

        引言

        水平鉆井技術(shù)是當(dāng)前油氣開采中比較先進(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

        鉆井工程在開展的過程中,如果沒有進(jìn)行完善的管理,就會(huì)出現(xiàn)各部門溝通不協(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)最突出的問題就是水平段的摩擦問題,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,鉆進(jìn)過程中很容易發(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?,從?nèi)向外,以此順序來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)還要保證能夠滿足固井的相關(guān)要求,下次開始掘進(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)具有良好的潤滑效果,能夠很好的降低水平井鉆進(jìn)過程中所產(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采時(shí),如果使用測量儀,將會(huì)消耗大量的電能,為了有效的解決這一問題,我國相關(guān)部門采取了相關(guān)措施,例如使用導(dǎo)線傳輸、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,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)前我國的石油鉆井技術(shù)的智能化應(yīng)用主要有修井、檢測以及打撈等等,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)庫范圍內(nèi)的,通過計(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)沒有在數(shù)據(jù)庫范圍中,相關(guān)技術(shù)人員也可通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行推算,然后將超過的數(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

        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。

        參考文獻(xiàn):

        [1]王靜,郭峰.石油鉆井工程技術(shù)措施優(yōu)化研究[J].石化技術(shù),2018,25(12):56.

        [2]李鵬.淺析石油鉆井固井技術(shù)應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2018,(24):57-58.

        [3]劉侃,周沙沙.石油鉆井自動(dòng)化技術(shù)研究與分析[J].中國化工貿(mào)易,2018,10(33):83.

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