探討石油工程鉆井技術(shù)的發(fā)展

姚旭洋

摘要：石油鉆井技術(shù)的全面發(fā)展是當(dāng)前技術(shù)運(yùn)用中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，要從多方面深入分析造成各種機(jī)械性能失效的重要原因。完善管理措施，加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)與管理措施，走上科學(xué)化、規(guī)范化、現(xiàn)代化的發(fā)展模式，推動(dòng)石油開采技術(shù)的全面進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：石油鉆井;現(xiàn)狀;技術(shù);發(fā)展研究

1石油鉆井工程技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1水平井鉆井技術(shù)

水平井鉆井技術(shù)是在上世紀(jì)八十年代迅速發(fā)展起來的一種鉆井技術(shù)，同目前各類鉆井技術(shù)相比較，水平井鉆井技術(shù)具有很多優(yōu)勢(shì)，發(fā)展到現(xiàn)在，其逐漸成為比較核心鉆井技術(shù)。隨著一些大型油田的開采已經(jīng)接近尾聲，現(xiàn)需要尋找新的油氣資源，然而目前發(fā)現(xiàn)油田相對(duì)比較分散，針對(duì)這一情況，采用水平井鉆井技術(shù)恰好能夠滿足鉆井工程的需求。作為一種定向鉆井技術(shù)，水平井鉆井技術(shù)的鉆井傾斜角度需要大于86度，且最大為90度左右。并且利用水平井鉆井技術(shù)更適用于特別薄的油氣層鉆井，利用該技術(shù)可以明顯的提高薄油層的裸露程度，能夠很大程度上的提高油氣的產(chǎn)量。此外，針對(duì)縱向薄油層，水平鉆井具有明顯的貫穿效果，由于這方面技術(shù)的突破，可以保證一些薄油層能夠被開采利用。

1.2欠平衡鉆井技術(shù)

欠平衡鉆井技術(shù)是在19世紀(jì)末被人們提出來的，其理論發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)?shù)耐晟啤５乔菲胶忏@井技術(shù)具有較高的要求，需要對(duì)油氣資源地層壓力比較了解，壓力控制比較精確，這樣才可以發(fā)揮欠平衡鉆井技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使得鉆井速度加快，鉆井成本降低。不過利用欠平衡鉆井技術(shù)進(jìn)行鉆井施工時(shí)，還是具有很大的風(fēng)險(xiǎn)，由于需要相對(duì)精確的壓力控制，所以鉆井的難度也是相當(dāng)?shù)拇?，尤其是在水平鉆井以及超深鉆井方面，近幾十年來，我國(guó)在欠平衡鉆井技術(shù)上投入很大，因此快速地促進(jìn)了欠平衡鉆井技術(shù)的發(fā)展。

1.3大位移鉆井技術(shù)

作為一種新型鉆井技術(shù)，大位移鉆井技術(shù)結(jié)合了深井鉆井技術(shù)與水平井鉆井技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。因此大位移鉆井技術(shù)所具備的技術(shù)含量比較高，具有比較復(fù)雜，比較特殊的性質(zhì)。大位移井指的是水平位移與垂直深度的比值不小于2.0，并且水平位移大于3000米，αmax大于63度。大位移井能夠擴(kuò)大控油面積，提高石油開采效率，此外大位移鉆井技術(shù)還具有以下三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一，能夠節(jié)省鉆井平臺(tái)，較少鉆井井?dāng)?shù);第二，可以用于開發(fā)主油田附近的小油田;第三，對(duì)于海底油田可以采取陸地開采的方法，避免搭建人工島或者海上鉆井平臺(tái)，有利于保護(hù)環(huán)境。

1.4分支鉆井技術(shù)

分支井指的是在一口主井的底部再鉆出兩口或者兩口以上的分支井眼，也稱二級(jí)分支井眼，以進(jìn)入地底油氣藏，甚至還可以再?gòu)亩?jí)分支井眼的底部鉆出多個(gè)分支井眼（三級(jí)分支井眼）。其中主井眼可以是直井、定向斜井以及水平井;分支井眼可以是水平井、定向斜井以及波浪式分支井眼。同普通定向井、水平井相比較，分支鉆井技術(shù)有著很大優(yōu)點(diǎn)，在油藏工程上，能夠增大油藏的裸露面積，提高泄油效率，可以采取縱向調(diào)整油藏的開采策略;在鉆井方面，可以減少無效井段，減少鉆井設(shè)備的搬遷運(yùn)輸，節(jié)約套管以及泥漿等的費(fèi)用，此外對(duì)于海底油田，能夠確保海上平臺(tái)井口槽得到充分利用，并且還使得平臺(tái)的建造費(fèi)用降低了。

2概述石油鉆井機(jī)械性能失效的主要原因

2.1射孔作業(yè)不當(dāng)

射孔作業(yè)是當(dāng)前石油鉆井技術(shù)運(yùn)用中的一個(gè)方面，但是由于受到套管質(zhì)量不高、破損嚴(yán)重等影響，就會(huì)帶來不同程度的沖擊，形成一種突然膨脹的現(xiàn)象，導(dǎo)致套管在射孔作業(yè)情況下與非深孔井段之間的劇烈變形，造成力量的集中擠壓，降低套管強(qiáng)度降低，形成套管的變形，不利于鉆機(jī)整體效能的全面發(fā)揮，其中，射孔槍型號(hào)與套管壁厚強(qiáng)度的配合不當(dāng)，造成套管材質(zhì)的屈服強(qiáng)度與張力強(qiáng)度很高，不利于穿透力的整體效能使用，因此，要充分考慮射孔作業(yè)下的鉆機(jī)技術(shù)與運(yùn)用功能。

2.2注入水引起套管變形

在鉆機(jī)技術(shù)的運(yùn)用中，由于注水過程中壓力過大，也會(huì)造成套管的嚴(yán)重破壞。注水過程中，油層空隙壓力發(fā)生普遍的提升，膨脹系數(shù)就會(huì)高漲，從而造成巖體移動(dòng)以及套管的破壞，影響鉆機(jī)使用的整體效能。注水的壓力增大，就會(huì)減少巖石的抗剪切強(qiáng)度，從而增加注采壓差，造成巖石的破裂等一些后果。注水壓力減小巖石的摩擦角，使傾斜的地層易滑動(dòng)致使套管發(fā)生變形，在具體的使用過程中，要注意注水的力量，從套管的實(shí)用程度進(jìn)行計(jì)算分析，形成良好的技術(shù)運(yùn)用模式，減少注水給套管質(zhì)量帶來的影響。

3探討石油鉆井技術(shù)的運(yùn)用情況

3.1新型技術(shù)的運(yùn)用

從當(dāng)前鉆機(jī)技術(shù)的使用來看，尤其是在海上油田的開采中，多地采用FPSO裝置，該裝置主要面向大型化、深水及極區(qū)發(fā)展。FPSO在甲板上密布了各種生產(chǎn)設(shè)備和管路，并與井口平臺(tái)的管線連接，設(shè)有特殊的系泊系統(tǒng)、火炬塔等復(fù)雜設(shè)備，整船技術(shù)復(fù)雜，價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出同噸位油船。它除了具有很強(qiáng)的抗風(fēng)浪能力、投資低、見效快、可以轉(zhuǎn)移重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)外，還具有儲(chǔ)油能力大，并可以將采集的油氣進(jìn)行油水氣分離，處理含油污水、發(fā)電、供熱、原油產(chǎn)品的儲(chǔ)存和外輸?shù)裙δ堋?/p>

3.2自升式平臺(tái)載荷不斷增大

自升式平臺(tái)發(fā)展特點(diǎn)和趨勢(shì)是：采用高強(qiáng)度鋼以提高平臺(tái)可變載荷與平臺(tái)自重比，提高平臺(tái)排水量與平臺(tái)自重比和提高平臺(tái)工作水深與平臺(tái)自重比率;增大甲板的可變載荷，甲板空間和作業(yè)的安全可靠性，全天候工作能力和較長(zhǎng)的自持能力;采用懸臂式鉆井和先進(jìn)的樁腿升降設(shè)備、鉆井設(shè)備和發(fā)電設(shè)備。

3.3綜合技術(shù)的全面提升

油藏開采技術(shù)不是單一的技術(shù)能解決的，而是要建立全方位的技術(shù)提升系統(tǒng)。從注水、酸化壓裂、固井質(zhì)量、套管材質(zhì)、套管伸縮等是引發(fā)地質(zhì)因素產(chǎn)生破壞性地應(yīng)力的各種因素著手，盡量減低斜點(diǎn)低滲透油藏的低壓型特點(diǎn)，降低承平井的造斜點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)接近油層，采用保護(hù)油層的鉆井完并液，側(cè)重于考慮低滲透油藏套管開窗到鉆水平井的技術(shù)問題，采用多管外封隔器滑套完并管柱，采用多管外封隔器滑套完井有利于水平井解堵和采取增產(chǎn)措施。壓裂方法，層狀油層水平井只宜采用解堵性壓裂，防止壓裂裂縫穿透隔層進(jìn)入永層。

4結(jié)語

石油鉆井在當(dāng)前的技術(shù)運(yùn)用中，是一種更加全面的發(fā)展技術(shù)，在具體實(shí)施中，圍繞地質(zhì)層的巖石活動(dòng)、油層傾角等多方面的因素，分析石油鉆井機(jī)械性能的客觀條件，并結(jié)合在開采過程中出現(xiàn)的注水、酸化壓裂、套管材質(zhì)等多方面的影響，推動(dòng)石油鉆井技術(shù)的不斷改進(jìn)，延長(zhǎng)整體的使用壽命。

參考文獻(xiàn)：

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