淺談石油鉆井技術(shù)及固井技術(shù)的發(fā)展

孫功華（中海油田服務(wù)股份有限公司油田化學(xué)事業(yè)部深圳作業(yè)公司，廣東 深圳 518000）

目前我國(guó)的石油貯備量位居世界前列，開采技術(shù)卻與發(fā)達(dá)國(guó)家有著一定的差距，還需要相關(guān)的工作人員共同努力，不斷通過努力探索與學(xué)習(xí)，提高我國(guó)石油開采的效率，增強(qiáng)我國(guó)石油開采技術(shù)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。相關(guān)政府部門及企業(yè)應(yīng)當(dāng)高度重視，不斷改進(jìn)我國(guó)現(xiàn)在在石油開采技術(shù)上的薄弱環(huán)節(jié)，加大對(duì)相應(yīng)的技術(shù)及所需設(shè)備在人力、物力上的投入，保障我國(guó)鉆井、固井在油田中的技術(shù)含量。不斷推進(jìn)我國(guó)石油鉆井、固井技術(shù)的信息化，不斷提高施工工程的精確度，助力我國(guó)石油開采蓬勃發(fā)展。

1 石油開采技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

根據(jù)我國(guó)石油工程的實(shí)地勘察，不難看出，盡管我國(guó)在石油開采工程上已經(jīng)具備了一定的成效，但是在進(jìn)行采油的過程中，仍有部分問題存在。我國(guó)油田又大多分布在灘海、高原等地面條件較為復(fù)雜的邊際地區(qū)，這樣的油田環(huán)境大大提高了采油難度，目前我國(guó)具備的技術(shù)還無法實(shí)現(xiàn)完全的開采。在鉆井、固井工程所需設(shè)備上，也有著較大的欠缺。缺乏良好的應(yīng)用綜合設(shè)備的能力，就無法成功進(jìn)行采油，甚至?xí)斐芍車h(huán)境的破壞。西方先進(jìn)的國(guó)家，基于其自身發(fā)達(dá)的工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)，已經(jīng)形成了較為成熟的石油鉆井、固井技術(shù)，已經(jīng)具備地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)、新型鉆井液體系等較為先進(jìn)的鉆井設(shè)備，高新技術(shù)已經(jīng)得到了較大程度的推廣應(yīng)用。首先我們應(yīng)當(dāng)承認(rèn)我們的技術(shù)與國(guó)際上先進(jìn)國(guó)家存在的差距，并做到虛心學(xué)習(xí)與借鑒，更重要的是不斷地創(chuàng)新發(fā)展，兼收并蓄，縮短我國(guó)與國(guó)際上的技術(shù)水平差距。除了相關(guān)的工作人員，社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的群眾，都應(yīng)當(dāng)給予關(guān)注，為我國(guó)的石油事業(yè)貢獻(xiàn)一份力量，不斷增強(qiáng)我國(guó)石油開采能力。

2 石油鉆井技術(shù)的發(fā)展

2.1 水平井鉆井技術(shù)發(fā)展

水平井指的是通過在油氣儲(chǔ)層內(nèi)使油氣井形成的85°以上的井斜角。水平井具有較強(qiáng)適應(yīng)性，已經(jīng)逐漸成為石油鉆井工藝技術(shù)中的常規(guī)應(yīng)用技術(shù)。在具體的應(yīng)用中水平井又根據(jù)具體應(yīng)用類型和具體的用途細(xì)分為多種類型，常見的有常規(guī)水平井、套管側(cè)鉆水平井、分支水平井、生產(chǎn)水平井、注入類型水平井及橫向勘探水平井。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，水平井段鉆井施工的工具包括水平井測(cè)量?jī)x、可控彎接頭、水力加壓器、高頻率PDC 鉆頭等，普遍具有較大的扭矩。保證轉(zhuǎn)矩的穩(wěn)定性是水平井鉆井技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，轉(zhuǎn)矩的選擇也要根據(jù)井況的實(shí)際需要，通過考慮轉(zhuǎn)矩的類型及不同的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)科學(xué)、有效地組合設(shè)計(jì)，達(dá)到鉆具的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。該技術(shù)還需要注重對(duì)井斜角和鉛錘位置的上下調(diào)整，這一步驟是為了保障實(shí)現(xiàn)短程起下鉆，保障井壁的質(zhì)量?？茖W(xué)利用水平井鉆完井技術(shù)，可以提高油井開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益，可以通過擴(kuò)大油層卸油面積，實(shí)現(xiàn)油井的提效增產(chǎn)。

2.2 連續(xù)管和套管鉆井技術(shù)

目前我國(guó)石油鉆井工程建設(shè)中，連續(xù)管和套管鉆井技術(shù)已經(jīng)得到了一定程度的應(yīng)用。連續(xù)管鉆井技術(shù)在發(fā)展過程中得到了一定的改進(jìn)，通過在防噴器上設(shè)置合理的環(huán)形橡膠，一定程度的提升了連續(xù)管的密封性，解決了以往該技術(shù)施工過程中的缺乏平衡壓力的問題，減少了施工過程對(duì)地層的傷害，更好的保護(hù)了油氣層。應(yīng)用連續(xù)管鉆井技術(shù)不需要停泵，可以確保實(shí)現(xiàn)井液的連續(xù)循環(huán)，降低了發(fā)生井噴事故的概率。一般情況下，連續(xù)管鉆井技術(shù)不需要太多的設(shè)備，且占地面積較小，能夠在地面環(huán)境復(fù)雜局限性較大的地區(qū)例如海上或者海拔較高的地區(qū)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。套管鉆井技術(shù)，指的是將鉆井與下套管有效進(jìn)行結(jié)合，有效減少下鉆作業(yè)的頻率，改善井筒的清洗及水力參數(shù)，進(jìn)一步提升上返的速度。

2.3 大位移井鉆井技術(shù)發(fā)展

在我國(guó)眾多的石油鉆井技術(shù)當(dāng)中，大位移井鉆井技術(shù)是繼傳統(tǒng)的定向井、水平井技術(shù)發(fā)展后，出現(xiàn)的一項(xiàng)特別的工藝井，它可以對(duì)定位井技術(shù)和水平井技術(shù)進(jìn)行靈活的應(yīng)用，具有較強(qiáng)的綜合性。大位移鉆井技術(shù)以其獨(dú)特的適應(yīng)各種惡劣地面條件的能力，被多個(gè)國(guó)家廣泛應(yīng)用于勘探開發(fā)海上、檳海、島嶼和地面條件復(fù)雜的油田，為海上鉆井及陸上灘海邊際油田鉆井提供了一條新的路徑。通過大位移井技術(shù)，在海上以及靠近海岸的邊際油田進(jìn)行勘探、開發(fā)，同時(shí)可以對(duì)環(huán)境較復(fù)雜的海底井口油田進(jìn)行開發(fā)，能夠很大程度上的節(jié)省設(shè)備投入，大大地減少開采成本。通過大位移井技術(shù)，也可以對(duì)原有的老油氣田鉆大位移井，不僅可以加速油田探邊和開發(fā)，縮短產(chǎn)油周期，擴(kuò)大泄油半徑，而且可以有效單井經(jīng)濟(jì)壽命的延長(zhǎng)與產(chǎn)量增加。對(duì)于小斷塊或者幾個(gè)不相連的小斷塊油氣田，可以鉆多口不同類型的油氣田鉆大位移井；對(duì)于深度不同、方位不同的小斷塊油氣田，可鉆多目標(biāo)三維大位移井開發(fā)，不僅能有效節(jié)省成本，也能方便管理。雖然現(xiàn)在大位移井鉆井技術(shù)仍處在不斷地發(fā)展與完善當(dāng)中，但是已經(jīng)在世界各地發(fā)揮了其較大價(jià)值，達(dá)到了難以忽視的經(jīng)濟(jì)效益。

3 石油固井技術(shù)的發(fā)展

3.1 簡(jiǎn)述固井作業(yè)施工

通常所見的石油固井施工，指的是將一定比例的水泥漿液灌進(jìn)預(yù)備套管，實(shí)現(xiàn)對(duì)易泄露、易塌陷、偏復(fù)雜油氣層的封堵。通過固井施工，有效避免各層級(jí)油氣層之間泄露，形成更為順暢的油氣路徑。使得各個(gè)時(shí)段的油氣管控變得更加便利，使得采收率在原有的基礎(chǔ)上有所提高。相對(duì)鉆井工程，固井對(duì)于時(shí)段及金額的消耗都更大，因?yàn)槠渲泄ば騼?nèi)容復(fù)雜，技術(shù)含量高。具體的固井施工步驟，包括一開始的下套管、水泥漿液的注入。這些步驟中，又包含許多細(xì)節(jié)，下套管作業(yè)是保障水平井順利運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)難度較大，下放套管的速度需要極嚴(yán)格的控制，水泥漿的比例也要根據(jù)實(shí)際井況嚴(yán)格控制。固井工程是一次性的，也就是說，在固井施工后沒能保證質(zhì)量，便難有彌補(bǔ)的機(jī)會(huì)，即使有所補(bǔ)救，通常也需要耗費(fèi)大量的人力物力。固井的流程具有偏大的隱蔽特性，這一特性是指固井工程通常被安排在井下，潛藏的風(fēng)險(xiǎn)較大。固井質(zhì)量與井身的采掘時(shí)間、油田年限有著密不可分的關(guān)系，固井質(zhì)量的提升對(duì)于延長(zhǎng)油井服役時(shí)間有著很大助益。

3.2 石油固井技術(shù)的注意事項(xiàng)

3.2.1 備好相應(yīng)的安全規(guī)程

首先在開展固井工程之前，應(yīng)當(dāng)綜合考察整體的油田環(huán)境與井況，精確地掌握油井各方面的信息，包括地層壓力系數(shù)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等，從而設(shè)計(jì)具有針對(duì)性的，更加科學(xué)的固井方案，明確各方責(zé)任，將必備的用品比如安裝需要的各種配件等準(zhǔn)備齊全。慎重地審查各個(gè)部位的配件，保證固井設(shè)備常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)的維持。事先要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況擬定規(guī)程，并根據(jù)規(guī)程來對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行查驗(yàn)。

3.2.2 識(shí)別漿液密度

鉆井固井過程中，水泥漿的選擇都非常重要，需要針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，選擇適宜密度的水泥漿?，F(xiàn)在已經(jīng)具備有成套的水泥車管控裝置，能夠自動(dòng)進(jìn)行漿液混合。傳統(tǒng)對(duì)于水泥漿的比例都是人工查驗(yàn)，難以保證精確性，而現(xiàn)代的水泥車大部分已經(jīng)智能化，可以通過智能顯示屏反饋各個(gè)時(shí)段漿液的密度，大大提高了固井工作的精確性。

3.2.3 保證各個(gè)部分的運(yùn)轉(zhuǎn)

在固井工程開展過程中，務(wù)必要保證水體的充足，以滿足離心泵的供應(yīng)。要保證壓風(fēng)機(jī)、立式架構(gòu)的裝置、其他灰罐車等配套設(shè)施的完整性。用于銜接的管線要定期檢查，避免因施工現(xiàn)場(chǎng)的尖銳物體遭到刺破。閥門、水泥車搭配的泵體要保證靈活并準(zhǔn)確顯示數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語

目前我國(guó)的鉆井及固井技術(shù)在工程建設(shè)中，水平井技術(shù)、大位移井鉆井技術(shù)、連續(xù)管和套管鉆井技術(shù)等鉆井技術(shù)都已經(jīng)在相應(yīng)環(huán)境的油田得到了一定程度的應(yīng)用，石油固井施工的質(zhì)量也在不斷提升，促進(jìn)了我國(guó)石油開采技術(shù)的發(fā)展。隨著現(xiàn)代社會(huì)信息化的發(fā)展，我國(guó)石油開采行業(yè)也應(yīng)當(dāng)通過與現(xiàn)代科技的結(jié)合，逐步實(shí)現(xiàn)我國(guó)鉆井、固井技術(shù)的深層化、自動(dòng)化、人工智能、信息化和智能化，有效延長(zhǎng)油井的使用壽命，達(dá)到油田開發(fā)目標(biāo)，促進(jìn)我國(guó)石油開采的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，大大提高油氣田開采的經(jīng)濟(jì)效益。