鉆井工程技術(shù)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(jīng)濟的不斷發(fā)展，社會對能源的需求越來越高，這就要求我國石油工業(yè)必須開采更多的石油資源來滿足社會經(jīng)濟發(fā)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(zhì)量。在鉆井工程中應(yīng)用前沿高新技術(shù)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(fā)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(guān)的工人要通過井筒進行鉆探，在這個過程中也應(yīng)該實施合理有效的技術(shù)方法，將油層和油井進行連通，從而實現(xiàn)油氣的開采，為下一步的油田開發(fā)奠定基礎(chǔ)。隨著我國油田勘探的不斷開發(fā)，石油鉆井工程也得到了很大的發(fā)展。不僅將鉆具進行優(yōu)化和改良，同時也改進了相關(guān)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(guān)的人員進行不斷的科學(xué)研究，不斷完善相關(guān)的技術(shù)。

2 我國鉆井技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 發(fā)展現(xiàn)狀

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

2.2 影響因素

雖然我國鉆井技術(shù)已經(jīng)取得了一定的成績，但我們也深刻認(rèn)識到與國際上先進技術(shù)還有不小的差距，我們?nèi)匀蝗沃氐肋h(yuǎn)。鉆井工程雖然是一項比較龐大復(fù)雜的工程，需要眾多的人員、設(shè)備、技術(shù)參與，但是在具體實施過程中，卻要考慮到許多細(xì)節(jié)，這些細(xì)節(jié)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(zhì)條件下提高鉆井效率主要取決于：鉆井生產(chǎn)組織管理和操作人員的技術(shù)素質(zhì)、鉆井技術(shù)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(zhì)量。比如說操作人員業(yè)務(wù)素質(zhì)差，安全意識淡薄，會對整個鉆井工程產(chǎn)生嚴(yán)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(shù)和工程管理中存在的問題

3.1 細(xì)節(jié)管控問題

鉆井工程雖然是一項龐大而復(fù)雜的工程，但在細(xì)節(jié)上卻有著苛刻的要求，不允許任何一個細(xì)節(jié)出現(xiàn)絲毫的差錯。這對鉆井工程的工作人員、工程的管理、技術(shù)應(yīng)用都提出了非常嚴(yán)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(xì)心以及對鉆井設(shè)備及工具的管理不到位導(dǎo)致的卡鉆現(xiàn)象時有發(fā)生。同時在工程進展過程中，如果對地層及巖性調(diào)研掌握不準(zhǔn)確，也會導(dǎo)致發(fā)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(xùn)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(zhí)行力，導(dǎo)致操作人員在工作中不夠細(xì)心，從而產(chǎn)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(rèn)識到本崗職責(zé)所在，并且對工程質(zhì)量要求不高，進而嚴(yán)重影響了鉆井工程的工作效率。

3.3 技術(shù)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(guān)的技術(shù)有了很高的要求。但是目前我國部分鉆井技術(shù)仍然存在著許多的漏洞。首先，一些作業(yè)團隊在鉆井設(shè)備方面仍然比較落后，并且鉆頭質(zhì)量無法得到保障。在施工的時候，鉆頭選型隨意性大、經(jīng)驗主義情況也時有發(fā)生。此外，在施工過程中，有可能會出現(xiàn)鉆井液性能不達標(biāo)，也會給整個嚴(yán)重影響整個工程。

4 提升鉆井技術(shù)的具體措施

4.1 建立問題預(yù)防解決機制

在鉆井工程準(zhǔn)備階段，工程管理人員要讓專業(yè)的技術(shù)人員向操作人員傳授工程建設(shè)中所需要的技術(shù)，技術(shù)人員需要對所需的技術(shù)進行詳細(xì)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(shù)有一個全面清晰的認(rèn)知。在施工過程中，要明確需要嚴(yán)格控制質(zhì)量的環(huán)節(jié)和對象，使操作人員有深刻的認(rèn)識，確保工程質(zhì)量達標(biāo)。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(yù)防解決機制，對鉆井工程來講，就是要加強井控管理的預(yù)防預(yù)警，增設(shè)井口防噴器組合，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、早期井涌檢測系統(tǒng)，減少事故出現(xiàn)。工程技術(shù)人員是鉆井工程施工的重中之重，他們的技術(shù)素質(zhì)和工作態(tài)度直接決定了整個工程的質(zhì)量。

4.2 提升鉆井技術(shù)裝備及工具

在鉆井工程中應(yīng)用新裝備新技術(shù)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(xiàn)在技術(shù)人員眼前，有助于隨時發(fā)現(xiàn)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(shè)備很大程度上決定了鉆井的效率和質(zhì)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(shè)備和零件的檢查，避免出現(xiàn)錯扣、倒扣的問題。目前鉆遇沙巖層段前優(yōu)選穿透力更強的高強度復(fù)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(shù)通過使用Power Drive 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)及隨鉆測量儀，可以在保證在井下鉆具在動態(tài)鉆進過程中完成下發(fā)指令實現(xiàn)對井眼軌跡的精準(zhǔn)控制，平均提速50%。另外，裝配頂驅(qū)的鉆機鉆大位移井可節(jié)省鉆井時間20%以上，并能有效地減少或避免井下復(fù)雜情況。有些頂驅(qū)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(zhuǎn)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(tǒng)的鉆井技術(shù)，這些新技術(shù)使得鉆井速度更快，工程質(zhì)量更穩(wěn)定。

4.3 優(yōu)選適合復(fù)雜地質(zhì)條件下的鉆井液體系

在鉆井工程中優(yōu)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(zhì)構(gòu)造進行預(yù)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(yōu)點是降低底層傷害，提高產(chǎn)能，提高鉆井效率，降低鉆井成本，可及時發(fā)現(xiàn)地質(zhì)異常情況和識別產(chǎn)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(biāo)，防止因鉆井液性能突變引發(fā)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(fā)生事故引發(fā)鏈?zhǔn)竭B鎖反應(yīng)殃及其他井位造成事故。總而言之，在進行施工前應(yīng)該對地層的滲透性進行分析，根據(jù)臨井資料結(jié)合施工設(shè)計來選擇合適的鉆井液。

4.4 確保鉆井設(shè)施的質(zhì)量

要想更好地使重大鉆井技術(shù)能夠順利應(yīng)用，就應(yīng)該提高鉆井設(shè)備的質(zhì)量。尤其是鉆井設(shè)備的質(zhì)量也影響著鉆井作業(yè)人員的安全。再好的技術(shù)如果沒有設(shè)備的支持，那么也很難達到預(yù)期的實踐效果。

4.5 鉆井井控技術(shù)的完善和優(yōu)化

在鉆井的過程中可能會發(fā)生溢漏事故，這都是由多方面的因素影響的。當(dāng)井底壓力小于地層壓力的時候，就會出現(xiàn)溢流現(xiàn)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(fā)生溢流。如果發(fā)生溢流，輕則影響生產(chǎn)、延遲工期、增加成本，重則造成失控破壞環(huán)境，機毀人亡。要想避免悲劇發(fā)生，就應(yīng)該建立全面的井控管理制度，約束鉆井作業(yè)人員的行為。尤其是在高壓地層、高含硫、易噴易漏等非常規(guī)油氣藏的鉆探施工過程中更要嚴(yán)格控制監(jiān)控，加強井控設(shè)備的維護和保養(yǎng)，改進、提升、完善井控技術(shù)、井控標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)備的操作規(guī)程，及時發(fā)現(xiàn)問題確保井控安全處于可控、在控、受控狀態(tài)。

5 結(jié)語

當(dāng)前我國對能源需求越來越高，石油仍是不可替代的戰(zhàn)略能源，這就要求石油開采規(guī)模也要相應(yīng)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(shù)，提高鉆井智能化程度，同時建立問題解決預(yù)案，提高工程管理質(zhì)量，就能夠有效提高鉆井工程的效率和質(zhì)量，促進石油資源的快速開采。