魏斯壯
(中海油田服務股份有限公司,天津300450)
由于石油資源的特殊性,我國不僅擴大了石油資源的進口規(guī)模,同時也通過不斷地提升鉆井技術應用水平,加快我國石油資源的開采力度,確保石油資源可以滿足我國經濟發(fā)展的要求。對于石油定向鉆井技術而言,盡管其在鉆井領域有著多年的應用經驗,但是仍然在應用過程中存在許多問題,如果問題解決不當,將會直接影響石油定向鉆井技術的應用質量,更是會危及我國石油產業(yè)發(fā)展。因此,積極解決石油定向鉆井技術在應用過程中存在的問題,對推動我國石油資源產業(yè)發(fā)展有著積極意義。
我國對于石油資源的需求逐年增加,所以為了滿足國內經濟發(fā)展要求,需要勘測人員利用先進的技術,對我國石油資源進行勘測,從而實現提升我國石油產量的目的。當前,石油鉆井完井技術按照鉆井形式劃分,可以分為多種形式,例如:定向井、水平井以及超深井等。隨著我國鉆井完井技術的不斷發(fā)展,我國定向鉆井技術在石油勘測領域得到了廣泛應用。與西方國家相比,我國石油鉆井技術的研究起步時間比較晚,但是隨著改革開放的不斷深入,我國加大了對石油鉆井技術的研發(fā)投入,并且不斷對傳統石油鉆井技術進行改革創(chuàng)新,同時積極汲取國外現代化的鉆井技術應用經驗,從而使我國石油鉆井技術得到了迅猛發(fā)展。
由于石油勘測工作越來越重要,所以定向鉆井技術在石油勘測領域獲得了廣泛應用。在應用定向鉆井技術過程中,由于科研人員的不斷努力以及大量應用經驗的支持下,使得我國定向鉆井技術得到了不斷完善,并且收獲了喜人的應用效果?,F階段,定向鉆井技術可以分為三種類型,即:低中斜度定向井技術,斜度定向井技術與大斜度定向井技術。與其他鉆井技術相比,定向鉆井技術不僅具有效率高、靈活性好等特點,而且操作更加便捷,同時可對復雜區(qū)域實施鉆井作業(yè),技術適用范圍廣,從而拓展了定向鉆井技術的應用范圍。
通常來說,為了對地下油氣資源進行勘探與開發(fā),需要在被勘測區(qū)域附近實施定向鉆井技術。如要在海洋中勘探開發(fā)石油,需要在勘探前完成海上平臺的搭建,或者使用可移動式鉆井平臺,再或者從陸地邊緣打定向井。如果地層復雜,并且難以穿過時,為了繞開復雜地層,可通過定向井技術來予以實現,此種方式可稱之為繞障定向井。如果突發(fā)安全事故,例如:火災、卡鉆以及鉆具斷裂等情況時,需要采用側鉆井、救援井等方式解決突發(fā)事故。隨著近年來各類水平井、多分支井的出現,加快了定向井技術的發(fā)展速度,并且也使油藏開發(fā)方案得到進一步優(yōu)化,從而實現提高原油開采量與開采效率的目的??傊S著定向鉆井技術的不斷發(fā)展,未來定向鉆井技術的應用領域還將進一步擴大。
在應用定向鉆井技術時,儀器設備的精度高低以及是否存在故障問題,均會影響定向鉆井技術的應用質量。其中,如果儀器測量精度低,或者存在故障,將會使測量結果存在比較大的誤差,從而會對施工指導產生影響。另外,測量是前期準備工作的核心內容,如果定向儀的測量偏差過大,不僅會延誤施工工期,而且也會對鉆井質量產生直接影響,有損鉆井單位的經濟效益。
在鉆井作業(yè)中,軌跡控制的重要性不言而喻。在整個鉆井過程中,需要嚴格地對鉆井軌跡進行控制,確保按照事先設計的路徑完成鉆井任務。一般來說,為了與地下油氣資源儲藏地進行連接,往往會對鉆井精度有著嚴格要求。但是,在部分鉆井工程中,由于鉆井軌跡控制不嚴格,導致實際井眼與目的地存在比較大的偏差,不僅會增加鉆井支出,甚至會因此引發(fā)安全問題。
長期以來,井斜問題是影響石油定向井鉆井技術發(fā)展的關鍵因素。在定向鉆井直井段施工階段,如果出現井斜問題,將會不可避免的影響后期施工計劃,除了會影響鉆井效率,而且也會引發(fā)安全問題。所以,在實施石油定向鉆井技術過程中,務必要針對井斜問題的發(fā)生原因進行分析,采取措施降低井斜問題的發(fā)生幾率。
在清潔大斜度定向井井眼時,時常會出現巖屑堵塞井眼的問題,影響接下來鉆井工作的開展。在鉆井過程中,井壁下側的巖屑床會在鉆井過程中出現明顯下滑,導致大量巖屑在井眼位置聚集,引發(fā)井眼堵塞問題。此外,與鉆井液的密度相比,如果巖屑密度大于鉆井液密度,同樣也會引發(fā)巖屑聚集,導致巖屑床在井眼區(qū)域形成。隨著時間的不斷推移,巖屑床會因為大量巖屑堆積而導致厚度不斷增加,在應用石油定向鉆井技術時,鉆具的扭矩會快速增加,從而增加施工難度,影響鉆井效率。
在石油定向鉆井技術中,定向儀是影響鉆井質量的重要儀器設備。在操作定向儀過程中,操作人員要按照規(guī)范要求完成定向儀的操作,并且對操作人員的專業(yè)性有嚴格要求。在鉆井階段,定向儀的操作要由多人來完成,并且要對定向儀的使用過程進行相互監(jiān)督,以免因操作失誤而影響鉆井質量。此外,在鉆井前,定向儀的維修保養(yǎng)要予以關注,使用校準螺絲對定向儀的精度進行調整,保證定向儀的測量精度符合鉆井要求,避免出現失準問題。在勘察階段,定向儀不得在彎曲地段中使用,并嚴格控制鉆井速度,如果鉆井速度過快或者過慢,均會影響定向儀的測量精度,所以鉆井速度要保持在合理區(qū)間。總之,為了提升定向儀的操作精度,除了要提升操作人員的專業(yè)技能水平外,還應做好定向儀的維護工作,保證定向儀的操作精度可以滿足鉆井工作要求。
軌跡控制是提升鉆井質量的關鍵,通過嚴格的軌跡控制,可以使井深的整體走向符合要求,降低后期石油開采難度,提升使用開采效率。在應用石油定向鉆井技術前,需要通過計算的方式確定鉆井軌跡,在計算過程中要將目標點納入在運算公式當中,并作為計算依據,同時結合物理與數學公式完成鉆井軌跡的計算,使鉆井軌跡更加科學。另外,在計算鉆井軌跡時,需要對泛函極值問題進行合理運用,并可通過設立極值曲線的方法提升運算的科學性,在保證鉆井定位準確的前提下,嚴格對鉆井軌跡進行控制??傊瑸榱颂嵘壽E控制的精度,合理計算是最基本的要求。
井眼傾斜是定向鉆井工作中最常出現的問題,一旦出現井眼傾斜,將會嚴重影響鉆井質量。因此,為了解決井眼傾斜問題,需要在鉆井前做好充分的準備工作,并對鉆井流程進行控制,降低鉆井傾斜力對井壁的作用,使井壁得到最大限度的保護,同時對鉆井直徑進行擴大,有助于降低井眼傾斜問題發(fā)生的概率。另外,為了降低地層斜向作用力的鉆井的影響,需要在鉆井時對其他方向的作用力進行嚴格控制,降低地層斜向作用力的影響,并且鉆井環(huán)節(jié)的每一步都要高質量完成,方可從根本上解決井眼傾斜問題。
為了解決井眼堵塞問題,在定向鉆井過程中,需要提前做好計劃,定期對井眼中的鉆屑進行清理。在清理鉆屑時,需要使用專業(yè)的清理液,并對鉆井流程進行合理規(guī)劃,避免返砂問題出現,提升定向鉆井技術的應用質量。在清潔井眼過程中,做好安全保護措施,以免發(fā)生安全問題。另外,鉆井工作人員要通過不斷學習,提升自身專業(yè)素質水平,并注重能力訓練,有助于提升鉆井工作的質量,并可有效地監(jiān)督鉆井全過程。如果在鉆井時發(fā)現異常情況,則要及時對問題進行上報,并根據問題處理預案要求完成故障問題的處理。最后,做好崗前培訓工作,幫助鉆井人員了解基本儀器的操作常識,不斷將先進的定向鉆井技術與經驗傳授給鉆井人員,為快速解決石油定向鉆井技術中的常見問題打下堅實基礎。
總之,隨著我國石油資源需求的不斷提升,未來還將加大石油資源的勘測規(guī)模,從而滿足我國經濟發(fā)展的要求。鉆井技術是石油勘測、開采工作中最為關鍵的技術形式,所以下大力氣加快石油定向鉆井技術的研發(fā),積極解決定向鉆井技術中存在的問題,對推動我國石油事業(yè)發(fā)展有著重要意義。