旋沖鉆井技術在石油鉆井中的應用

李曉波(大慶鉆探工程公司鉆井三公司，黑龍江 大慶 163000)

旋沖鉆井技術在石油鉆井中的應用

李曉波(大慶鉆探工程公司鉆井三公司，黑龍江 大慶 163000)

隨著市場經濟的發展，我國對石油資源的需求量日益增多。面對這樣的現象，有效利用旋沖鉆井技術，提高石油鉆井效率，強化石油開采質量與水平，有著十分重要的意義。本篇論文中，筆者主要對旋沖鉆井技術進行了分析，并探討了其在石油鉆井中的應用情況，以供參考。

旋沖鉆井技術；石油鉆井；石油開發

0 引言

經過多年來的不斷發展，我國在石油開發領域中取得了一定的成果，尤其是在深井開采方面取得了很大的進步，但就現階段來說，深井硬地層鉆進難度較大的問題依然嚴重阻礙著深井開采的進一步發展。為解決這一問題，必須采取科學合理、切實有效的石油鉆井技術，旋沖鉆井技術便是目前較為理想的一種石油鉆井技術。

1 旋沖鉆井技術的主要特征

旋沖鉆井技術是一種基于普通旋轉鉆井工藝而興起的新型石油鉆井技術，也就是通過加裝沖擊器，從而進行旋沖鉆井的一種技術。沖擊器通常情況下會被安裝在巖心管上端或者是井底鉆頭上端，其實質上是一種井底動力機械，主要依賴于高壓氣體、鉆井液的推動作用，從而帶動活塞沖錘進行上下方向上的運動，這就為鉆頭帶來了撞擊，導致鉆頭受到了沖擊動載、靜壓旋轉的雙重作用，進而擊碎巖石[1]。與此同時，沖擊動載也能對巖石中的裂隙進行擴張，最終使巖石逐漸形成大面積、大體積的破碎，從而在很大程度上加快了巖石的破碎速度。

通過分析旋沖鉆井技術的上述工作原理發現，對于旋沖鉆井技術來說，主要特征包括：首先，主要是利用鉆頭沖擊壓入、回轉刮削的雙重作用，從而實現巖石破碎；其次，通常情況下會對硬度高的巖石進行體積破碎，而不是研磨破碎，因此，旋沖鉆井技術的鉆井效率相對來說較高；再次，旋沖鉆井技術實現了高頻沖擊破碎，這也就代表著其碎巖時間相對來說較短，因此即使是硬地層硬巖發生了巖性變化，也不會嚴重影響巖石破碎效果，同時，鉆頭通常情況下不會產生偏斜力矩，因此旋沖鉆井而產生的井眼，質量相對來說較好；然后，通過采取旋沖鉆井，進行高頻沖擊破碎巖石，這就在很大程度上減少了巖石對鉆頭的研磨作用，從而大大延長了鉆頭的使用期限，也降低了鉆頭的維修費用。

2 旋沖鉆井技術在石油鉆井中的應用

2.1 旋沖鉆井技術的應用情況

石油鉆井工程實施過程中，旋沖鉆井技術得到了較為廣泛的應用，通過對其應用情況進行細致地劃分，發現主要分為3個方面的內容。第一，沖擊器在石油鉆井中的應用。主要是從以往的小直徑沖擊器改變成了現在的大直徑沖擊器，也就是沖擊器逐漸走向系列化、多工藝的發展道路。沖擊器在石油鉆井中進行應用的時候，通常情況下需要擊碎硬地層中的硬巖，基于這樣的原因，必須確保沖擊器的壽命，同時對3000米以上的井段進行鉆進的時候，還要注重研究沖擊器的使用方式，延長沖擊器的使用期限，提高其使用可靠性與穩定性，以推動石油深井開采持續發展與進步[2]。第二，加強對鉆頭等相關配套技術的重視，為了提高鉆進效率，應盡可能地選擇更適合的、技術含量更高的鉆頭。第三，應盡可能地擴大沖擊器的應用范圍。也就是應致力于使沖擊器從適用于直井鉆進朝著適用于定向井鉆進的方向發展，此外，也可以利用計算機，來實施參數計算，以便于全面掌握沖擊器的相關操作規律，并在此基礎上合理調整沖擊器的各項參數，確保沖擊器可以得到最高效率的利用。

2.2 旋沖鉆井技術的具體應用

首先，氣動旋沖鉆井。這種技術主要是利用高壓氣體的推動而進行旋沖鉆井，氣動旋沖鉆井技術在石油鉆井中有著十分廣泛的應用。按照配氣方式的不同，可以將氣動旋沖鉆井技術分為兩類，第一種是有閥式氣動旋沖鉆井，其主要通過利用高壓氣體的上下推動作用，而進行調節與控制[3]；第二種是無閥式氣動旋沖鉆井，其主要通過利用缸體側壁或者是上活塞的往復運動，而進行調節與控制。高壓氣體的密度較低，所以氣柱壓力通常較小，極易導致巖石破碎，同時，在井底干凈條件下，如果風速較高，一般就會使巖石碎屑重復破碎。氣動旋沖鉆井的鉆井效率相對較高，但其也具有操作繁瑣、成本較高等不足，除此之外，我國在氣動旋沖鉆井的研究、氣動旋沖鉆井的應用上，依然處于起步階段、尚未發展成熟，因此，氣動旋沖鉆井目前無法在實際石油鉆井中得到廣泛應用。

其次，液動旋沖鉆井。這種技術主要是利用高壓水、牙輪噴射鉆井液的推動而進行旋沖鉆井，其驅動介質主要包括水、油兩種。就現階段來說，在液動旋沖鉆井過程中，主要驅動介質是鉆井液，在巖石沖擊下能夠產生較大的力量，且設備運行消耗的燃料也比較低，因此，液動旋沖鉆井在石油鉆井領域有著較為理想的應用效果與良好的應用前景。

3 結語

綜上所述，在石油鉆井中有效應用旋沖鉆井技術，有利于實現鉆井效率與鉆井質量的提高，也有利于實現鉆井成本的降低，基于此，未來仍應注重加強旋沖鉆井技術方面的研究。

[1]劉春元,焦海潮,陳鎮.旋沖鉆井技術在石油鉆井中的應用研究[J].化工管理,2016，(33)：123.

[2]鄧元洲.旋沖鉆進技術在石油鉆井中應用的可行性研究與探索[J].化工管理,2016，(17)：171.

[3]劉源德.旋沖鉆進技術在石油鉆井中應用的可行性研究與探索[J].石化技術,2015，(11)：163-164.

李曉波(1983- )，男，鉆井工程師，本科，主要從事鉆井技術井控管理工作。