小井眼鉆井新設(shè)備及新工藝技術(shù)的發(fā)展探析

覃德彪

（中石化華北石油工程有限公司西部分公司，河南鄭州 450000）

小井眼鉆井新設(shè)備及新工藝技術(shù)的發(fā)展探析

覃德彪

（中石化華北石油工程有限公司西部分公司，河南鄭州 450000）

小井眼鉆井技術(shù)對(duì)石油設(shè)備和相關(guān)工藝技術(shù)有著非常高的要求。雖然我國(guó)石油開(kāi)采已經(jīng)對(duì)小井眼技術(shù)給予了足夠的重視，但是由于發(fā)展較晚，還沒(méi)有取得令人滿意的發(fā)展成果。主要對(duì)小井眼鉆井新設(shè)備及新工藝技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，希望能夠?qū)π【坫@井的發(fā)展做出一定的貢獻(xiàn)。

小井眼井；鉆井技術(shù)；新設(shè)備；發(fā)展探析

隨著石油工程發(fā)展不斷加深，其正向著邊緣地區(qū)方向發(fā)展，再加上國(guó)際油價(jià)受到了金融危機(jī)的影響出現(xiàn)了大幅度的下滑，并且油氣開(kāi)采費(fèi)用和生產(chǎn)費(fèi)用也在不斷提升，在這樣的背景下，石油企業(yè)就必須采取有效措施來(lái)降低生產(chǎn)成本。當(dāng)前，我國(guó)油氣開(kāi)發(fā)的主要場(chǎng)所已經(jīng)成為了低滲透油田，石油開(kāi)采企業(yè)已經(jīng)對(duì)小井眼開(kāi)采給予了足夠的重視，希望通過(guò)使用小井眼來(lái)達(dá)到降低開(kāi)采成本的目的。小井眼有著鉆井成本低、對(duì)外界環(huán)境造成污染小的特點(diǎn)，而且其巖屑排出體積也是極小的，這就說(shuō)明對(duì)小井眼鉆井新設(shè)備及新工藝技術(shù)發(fā)展進(jìn)行研究有著非常重要的意義。

1 對(duì)小井眼鉆井具有施工特點(diǎn)的簡(jiǎn)要分析

什么是小井眼鉆井技術(shù)呢？其主要是通過(guò)小尺寸的鉆頭對(duì)小井眼的鉆井相適應(yīng)的前期井涌預(yù)警以及技術(shù)液檢測(cè)等技術(shù)流程，小井眼鉆井技術(shù)的主要原理就是對(duì)具有較小規(guī)模的油井進(jìn)行鉆采作業(yè)的新手段。小井眼鉆井主要包含以下幾個(gè)方面的施工流程：第一，工作人員首先要進(jìn)行井眼軌跡的設(shè)計(jì)工作，好的設(shè)計(jì)工作能夠有效保證鉆井施工工作順利進(jìn)行，其中設(shè)計(jì)人員必須對(duì)小井眼具有的開(kāi)窗和井段短等特征給予足夠的重視；第二，工作人員在保證地面儀器和鉆井定向工具能夠順利運(yùn)行之后，還要進(jìn)行開(kāi)窗工作和試鉆等工作，通過(guò)強(qiáng)磁鐵將出口處殘留的鐵屑清除，這樣就能防止鐵屑對(duì)鉆井工作造成影響；第三，工作人員要選擇合適的鉆井液，鉆井液的潤(rùn)滑性對(duì)鉆井工作有著極為重要的影響，而且小井眼井具有較大的井斜，這就導(dǎo)致其對(duì)鉆井液的黏度等級(jí)也有著較高的要求。因此，工作人員必須選擇具有較高穩(wěn)定性的潤(rùn)滑液，這樣就能對(duì)油氣層做出充分的保護(hù)作用。

2 對(duì)小井眼鉆井新設(shè)備發(fā)展?fàn)顩r的簡(jiǎn)要分析

2.1 對(duì)小井眼鉆頭的簡(jiǎn)要分析

如果使用傳統(tǒng)的小尺寸牙輪鉆頭是不能滿足小井眼高轉(zhuǎn)數(shù)的需求的，而且其對(duì)軸承存在著非常大的磨損，這就會(huì)導(dǎo)致工作效率得不到提升。因此，小井眼鉆井必須使用專業(yè)的鉆頭，即具有抗偏轉(zhuǎn)作用的PDC鉆頭、具有良好穩(wěn)定性的聚晶金剛石鉆頭以及天然金剛石鉆頭，這些新研發(fā)出來(lái)的鉆頭能夠很好的滿足小井眼的高轉(zhuǎn)速要求，還能達(dá)到連續(xù)取芯的目的，同泥漿馬達(dá)能夠良好的配合，而且新研發(fā)出來(lái)的鉆頭的使用壽命是傳統(tǒng)的牙輪鉆頭使用壽命的四倍。當(dāng)前，存在一種最新研發(fā)出來(lái)的三牙輪鉆頭，這種鉆頭使用的是ATJ-330型環(huán)密封形式，有著非常高的穩(wěn)定性和安全性。

2.2 對(duì)小井眼鉆柱的簡(jiǎn)要分析

通常情況下，小井眼鉆井工程中使用的鉆桿的規(guī)格是φ89mm，當(dāng)使用的鉆頭尺寸為φ120.5mm或者小于φ120.5mm時(shí)，要使用相適應(yīng)的φ73.25mm的鉆桿或者φ60.25mm的鉆桿。這里還要注意的是，小尺寸鉆桿的抗拉強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度較低，存在著一定的限制，這就導(dǎo)致在進(jìn)行小井眼鉆井的過(guò)程中鉆頭加壓和扭矩能力得不到提升。因此，工作人員必須選擇同小井眼鉆柱相匹配的具有較高強(qiáng)度的鉆桿和高質(zhì)量的接頭，其中組合直徑依次為φ89mm、φ95mm以及φ120mm規(guī)格的鉆頭加壓器、震擊器以及可變徑扶正器都已經(jīng)被開(kāi)發(fā)出來(lái)了。

3 對(duì)小井眼鉆井新工藝技術(shù)發(fā)展概況的簡(jiǎn)要分析

3.1 對(duì)井控技術(shù)的簡(jiǎn)要分析

石油開(kāi)采企業(yè)在進(jìn)行小井眼鉆井的時(shí)候，必須對(duì)地層溢流給予足夠的重視，要采取措施對(duì)地層溢流做出有效的監(jiān)督和控制，只有這樣才能保證小井眼鉆井作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性。小井眼同常規(guī)井相比，相同的溢流量在環(huán)空中的上升速度和高度都是極高的，因此，工作人員要對(duì)小井眼控防噴裝置以及除氣裝置進(jìn)行合理的優(yōu)化。當(dāng)前，使用最廣泛的優(yōu)化方式為地層溢流檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要以探測(cè)進(jìn)井和出井的鉆井液流量為運(yùn)作基礎(chǔ)，以聲波反射原理為理論基礎(chǔ)。

3.2 對(duì)降低鉆柱振動(dòng)以及疲勞破壞技術(shù)的簡(jiǎn)要分析

在進(jìn)行小井眼鉆井作業(yè)的過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)問(wèn)題和軸向振動(dòng)問(wèn)題，這些都會(huì)對(duì)鉆壓傳遞和鉆頭的使用壽命造成非常嚴(yán)重的影響，石油開(kāi)采企業(yè)必須對(duì)這些問(wèn)題給予足夠的重視。通常使用具有抗偏轉(zhuǎn)能力的PDC鉆頭就能很好地解決上述問(wèn)題。除此之外，使用柔性轉(zhuǎn)盤和頂驅(qū)鉆機(jī)也能很好地緩解扭轉(zhuǎn)振動(dòng)問(wèn)題；使用鉆井液馬達(dá)能夠有效降低鉆柱軸向振動(dòng)幅度，這些設(shè)備對(duì)小井眼鉆井作業(yè)的正常進(jìn)行起到了關(guān)鍵的作用，顯著提升了鉆井過(guò)程的穩(wěn)定性和安全性。

3.3 對(duì)鉆井液和井眼穩(wěn)定技術(shù)的簡(jiǎn)要分析

在進(jìn)行小井眼鉆井作業(yè)的時(shí)候，最好在較小的環(huán)形空間中進(jìn)行，這種空間能夠保證井眼的穩(wěn)定性。但是在使用具有固相的鉆井液的過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)同循環(huán)密度相關(guān)的井眼穩(wěn)定故障，這些故障就會(huì)造成一些井下復(fù)雜問(wèn)題。當(dāng)前國(guó)際上已經(jīng)研制出了甲酸鹽無(wú)固相剪切稀釋鉆井液，其能很好地解決上述問(wèn)題。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，石油化工企業(yè)必須對(duì)小井眼鉆井新設(shè)備及新工藝技術(shù)給予足夠的重視，加大對(duì)小井眼鉆井新設(shè)備及新工藝技術(shù)的研究力度。

[1] 蓋靖安.小井眼鉆井液的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].石油科技論壇，2015，（6）：112-113.

Discussion on the Development of New Equipment and New Technology for Borehole Drilling

Qin De-biao

Small borehole drilling technology has a very high requirement for petroleum equipment and related technology.Although China’s oil extraction has given sufficient attention to the technology of small borehole，but because of the late development，has not yet achieved satisfactory results.In this paper，the development of new equipment and new technology of small borehole drilling is briefly analyzed，hoping to make some contribution to the development of small borehole drilling.

small well hole；drilling technology；new equipment；development analysis

TE246

A

1003–6490（2017）10–0097–01

2017–07–10

覃德彪（1986—），男，河南鄭州人，助理工程師，主要從事石油鉆探工作。