鉆井工程技術及提高效率措施分析

董中磊

（大慶鉆探工程公司鉆井四公司，吉林 松原 138000）

隨著經濟的不斷發展，社會對能源的需求越來越高，這就要求我國石油工業必須開采更多的石油資源來滿足社會經濟發展的需求。鉆井工程作為油氣資源開采的前提尤為重要，必須采取多種手段提升鉆井工程的效率，保證鉆井的質量。在鉆井工程中應用前沿高新技術是一個提升鉆井效率的方向。

1 石油鉆井工程的概述

在石油勘探開發的過程中，石油鉆井工程是非常重要的部分。這也就需要相關的工人要通過井筒進行鉆探，在這個過程中也應該實施合理有效的技術方法，將油層和油井進行連通，從而實現油氣的開采，為下一步的油田開發奠定基礎。隨著我國油田勘探的不斷開發，石油鉆井工程也得到了很大的發展。不僅將鉆具進行優化和改良，同時也改進了相關的施工措施，極大地提高了施工的效率。但是，在進行鉆井和工程管理的過程中，仍然存在著一些問題。這也就需要相關的人員進行不斷的科學研究，不斷完善相關的技術。

2 我國鉆井技術現狀

2.1 發展現狀

近年來，我國石油鉆井技術不斷提高，鉆井所需要的設備基本上不再依賴于從國外進口，已經實現國產化。已經廣泛應用了國產的機械式和電動式變頻鉆機，同時在國際上也屬于技術領先水平的大功率鉆井泵如F-1600 型800KW 鉆井泵也已經成功應用。大型的成套鉆機和配套設備也已經不再進口，我國已經完全獲得了自主知識產權，液相欠平衡和氣體鉆井設備也都已經在國內的大港、塔里木油田應用成功。并且我國已經大力開發全自動化人工智能鉆井系統，在投入眾多精力的基礎上，已經取得了初步的成功，井下隨鉆測量儀（MWD/LWD）、旋轉導向系統等眾多具有高技術含量的最新系統已經廣泛應用于鉆井工程中，在世界上處于比較先進的水平，充分體現了我國鉆井技術的不斷成熟完善。

2.2 影響因素

雖然我國鉆井技術已經取得了一定的成績，但我們也深刻認識到與國際上先進技術還有不小的差距，我們仍然任重道遠。鉆井工程雖然是一項比較龐大復雜的工程，需要眾多的人員、設備、技術參與，但是在具體實施過程中，卻要考慮到許多細節，這些細節決定著整個鉆井工程是否能夠成功。誠然，影響鉆井速度的主要因素是地層因素，在客觀的地質條件下提高鉆井效率主要取決于：鉆井生產組織管理和操作人員的技術素質、鉆井技術裝備及工具及配伍的鉆井液體系。在工程中，工作人員和工程的管理都影響著整個工程的質量。比如說操作人員業務素質差，安全意識淡薄，會對整個鉆井工程產生嚴重的影響，降低施工效率，影響施工安全。如果管理不到位，勢必影響鉆井效率的提高。

3 鉆井技術和工程管理中存在的問題

3.1 細節管控問題

鉆井工程雖然是一項龐大而復雜的工程，但在細節上卻有著苛刻的要求，不允許任何一個細節出現絲毫的差錯。這對鉆井工程的工作人員、工程的管理、技術應用都提出了非常嚴苛的要求。然而，在這些方面存在著一定問題，因為工程人員的不細心以及對鉆井設備及工具的管理不到位導致的卡鉆現象時有發生。同時在工程進展過程中，如果對地層及巖性調研掌握不準確，也會導致發生卡鉆。

3.2 工程管理問題

鉆井工程的管控不力也是影響鉆井效率的一大因素。工程管理人員對操作人員工作意識培訓不到位，不能充分提高和加強操作人員對工程的重視程度和執行力，導致操作人員在工作中不夠細心，從而產生了安全隱患。管理人員對班組操作人員的作息和班次安排不合理，不能使員工的清楚地認識到本崗職責所在，并且對工程質量要求不高，進而嚴重影響了鉆井工程的工作效率。

3.3 技術缺陷

由于在鉆井施工過程中，涉及高壓噴射、井眼清潔、井眼軌跡等諸多措施，這就對相關的技術有了很高的要求。但是目前我國部分鉆井技術仍然存在著許多的漏洞。首先，一些作業團隊在鉆井設備方面仍然比較落后，并且鉆頭質量無法得到保障。在施工的時候，鉆頭選型隨意性大、經驗主義情況也時有發生。此外，在施工過程中，有可能會出現鉆井液性能不達標，也會給整個嚴重影響整個工程。

4 提升鉆井技術的具體措施

4.1 建立問題預防解決機制

在鉆井工程準備階段，工程管理人員要讓專業的技術人員向操作人員傳授工程建設中所需要的技術，技術人員需要對所需的技術進行詳細交底，并提醒操作人員需要的注意事項，使操作人員對于技術有一個全面清晰的認知。在施工過程中，要明確需要嚴格控制質量的環節和對象，使操作人員有深刻的認識，確保工程質量達標。同時對整個鉆井工程中可能遇到的問題要提前分析，建立問題預防解決機制，對鉆井工程來講，就是要加強井控管理的預防預警，增設井口防噴器組合，遠程控制系統、早期井涌檢測系統，減少事故出現。工程技術人員是鉆井工程施工的重中之重，他們的技術素質和工作態度直接決定了整個工程的質量。

4.2 提升鉆井技術裝備及工具

在鉆井工程中應用新裝備新技術可以有效提高鉆井工程的工作效率，使整個工作過程更為直觀地展現在技術人員眼前，有助于隨時發現問題并解決問題，有效提高對石油資源的保護。先進的鉆井設備很大程度上決定了鉆井的效率和質量，更提高了施工的安全性。因此，在進行施工前一定要做好鉆機設備和零件的檢查，避免出現錯扣、倒扣的問題。目前鉆遇沙巖層段前優選穿透力更強的高強度復合鉆頭，減少鉆井材料的消耗，提升鉆井鉆速。水平井鉆井技術通過使用Power Drive 旋轉導向系統及隨鉆測量儀，可以在保證在井下鉆具在動態鉆進過程中完成下發指令實現對井眼軌跡的精準控制，平均提速50%。另外，裝配頂驅的鉆機鉆大位移井可節省鉆井時間20%以上，并能有效地減少或避免井下復雜情況。有些頂驅配有“柔性扭矩”裝置，可有效避免大位移井鉆具的振動損壞，使用非旋轉鉆桿護箍，在大位移井中減輕95%的套管磨損；尤其在大位移水平段后期能顯著降低摩阻和鉆具扭矩的，（如ARNCO100XT 減少套管磨損85%～95%；降低扭矩30%）效果相較于傳統的鉆井技術，這些新技術使得鉆井速度更快，工程質量更穩定。

4.3 優選適合復雜地質條件下的鉆井液體系

在鉆井工程中優選配伍鉆井液體系，也可以有效提高鉆井效率，要提前對地質構造進行預判分析，選擇符合地層巖性特征的鉆井液，比如，在低滲透砂巖油氣藏，低滲透危裂縫、裂縫及空隙、過壓硬地層宜采用低密度欠平衡鉆井液體系，優點是降低底層傷害，提高產能，提高鉆井效率，降低鉆井成本，可及時發現地質異常情況和識別產層。在鉆井施工過程中按照需求保證鉆井液的密度、黏度及指標，防止因鉆井液性能突變引發井漏事故。在鉆井工程進展施工過程中，要盡量防止多個鉆井井位同時施工，避免一個井位發生事故引發鏈式連鎖反應殃及其他井位造成事故。總而言之，在進行施工前應該對地層的滲透性進行分析，根據臨井資料結合施工設計來選擇合適的鉆井液。

4.4 確保鉆井設施的質量

要想更好地使重大鉆井技術能夠順利應用，就應該提高鉆井設備的質量。尤其是鉆井設備的質量也影響著鉆井作業人員的安全。再好的技術如果沒有設備的支持，那么也很難達到預期的實踐效果。

4.5 鉆井井控技術的完善和優化

在鉆井的過程中可能會發生溢漏事故，這都是由多方面的因素影響的。當井底壓力小于地層壓力的時候，就會出現溢流現象。在下鉆過程中如果鉆具的體積小于鉆井液返出的體積，就說明井口發生溢流。如果發生溢流，輕則影響生產、延遲工期、增加成本，重則造成失控破壞環境，機毀人亡。要想避免悲劇發生，就應該建立全面的井控管理制度，約束鉆井作業人員的行為。尤其是在高壓地層、高含硫、易噴易漏等非常規油氣藏的鉆探施工過程中更要嚴格控制監控，加強井控設備的維護和保養，改進、提升、完善井控技術、井控標準以及設備的操作規程，及時發現問題確保井控安全處于可控、在控、受控狀態。

5 結語

當前我國對能源需求越來越高，石油仍是不可替代的戰略能源，這就要求石油開采規模也要相應地擴大，作為其重要組成部分的鉆井工程也必須提高鉆井效率。只要保證在鉆井工程中及時采用新技術，提高鉆井智能化程度，同時建立問題解決預案，提高工程管理質量，就能夠有效提高鉆井工程的效率和質量，促進石油資源的快速開采。