石油工程鉆井技術(shù)的發(fā)展探究

郭宇

摘要：我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及社會(huì)建設(shè)均離不開(kāi)對(duì)石油資源的使用，而石油工程鉆井技術(shù)的應(yīng)用，一方面直接影響到石油資源的開(kāi)采效率與質(zhì)量，另一方面則是與我國(guó)石油行業(yè)發(fā)展存在直接關(guān)聯(lián)。本文從當(dāng)前石油工程鉆井技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀的分析入手，在此基礎(chǔ)上具體闡明石油工程鉆井技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：鉆井技術(shù);發(fā)展;石油工程;開(kāi)采

隨著我國(guó)對(duì)石油資源的需求量逐年提升，石油工程開(kāi)展愈發(fā)受到人們的關(guān)注。作為石油工程項(xiàng)目開(kāi)展所需的基礎(chǔ)性技術(shù)之一，鉆井技術(shù)應(yīng)用是否合理與石油開(kāi)采量、開(kāi)采效率存在直接關(guān)聯(lián)。正因此，探討鉆井技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)石油勘探、開(kāi)采事業(yè)的發(fā)展有著重要影響。

一、石油工程鉆井技術(shù)應(yīng)用

（一）水平鉆井技術(shù)

該技術(shù)在我國(guó)石油工程開(kāi)采中應(yīng)用已有多個(gè)年頭，借助隨鉆測(cè)量?jī)x、動(dòng)力工具等實(shí)現(xiàn)對(duì)石油工程的定向鉆井[1]。通常情況下，借助水平鉆井技術(shù)進(jìn)行石油勘探開(kāi)采，需將鉆井斜角控制在≮86°。以大慶油田為例，在多年前就將水平鉆井技術(shù)應(yīng)用于石油工程中，并結(jié)合對(duì)石油工程開(kāi)展要求的分析，通過(guò)強(qiáng)化上下方位調(diào)整、多開(kāi)轉(zhuǎn)盤、動(dòng)態(tài)監(jiān)控、鉆具平穩(wěn)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水平鉆井技術(shù)的有效應(yīng)用。其中上下調(diào)整的實(shí)現(xiàn)主要是要求工作人員能夠依據(jù)石油工程實(shí)際情況，進(jìn)行鉛錘、井斜角位置的合理調(diào)整，動(dòng)態(tài)監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)則是借助傳感器、通信等技術(shù)進(jìn)行鉆具組合情況、已鉆井段情況的實(shí)時(shí)化監(jiān)控，通過(guò)合理調(diào)整、控制來(lái)保證鉆井作業(yè)過(guò)程的順利進(jìn)行。鉆具平穩(wěn)強(qiáng)化是通過(guò)優(yōu)化鉆具組合設(shè)計(jì)、鉆具選型來(lái)提升作業(yè)穩(wěn)定性。多開(kāi)轉(zhuǎn)盤則是在保證鉆具穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，通過(guò)降低摩擦力來(lái)達(dá)到鉆速提升的目的[2]。

（二）地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)

該技術(shù)應(yīng)用強(qiáng)調(diào)在作業(yè)期間進(jìn)行鉆井儀器與導(dǎo)向工具的結(jié)合應(yīng)用，在保證測(cè)井、鉆井協(xié)同作業(yè)的前提下，促使石油工程鉆井作業(yè)的順利進(jìn)行。得益于電阻率地質(zhì)參數(shù)的具備，促使該技術(shù)可做到在作業(yè)期間進(jìn)行地質(zhì)的精準(zhǔn)測(cè)量，以便于工作人員進(jìn)行鉆頭軌跡的實(shí)時(shí)把控，在充分掌握儲(chǔ)層特性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升石油鉆井作業(yè)效率。

（三）深層鉆井提速技術(shù)

縱觀現(xiàn)階段我國(guó)石油工程事業(yè)發(fā)展，其中涉及到深層地質(zhì)層勘探作業(yè)開(kāi)展，而受到地質(zhì)復(fù)雜、深度較大等因素的影響，使得勘探作業(yè)開(kāi)展易受到較大限制，且鉆頭鉆井作業(yè)期間容易受到高硬度巖石的影響而出現(xiàn)磨損，進(jìn)而限制鉆井效率的提升。同時(shí)，鉆井作業(yè)期間相關(guān)設(shè)備易受到地下高溫的影響而出現(xiàn)故障。為保證深層鉆井作業(yè)的順利進(jìn)行，需結(jié)合實(shí)際鉆井需求強(qiáng)化對(duì)深層鉆井提速技術(shù)的應(yīng)用[3]。以大慶油田為例，在充分考慮井深、地層壓力、巖性等因素的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)鉆井設(shè)計(jì)優(yōu)化、配套技術(shù)與提速工具合理應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)借助提速技術(shù)來(lái)促進(jìn)深層鉆井作業(yè)的高效率開(kāi)展。如古深3井優(yōu)化，依據(jù)其深度、巖性等采用三開(kāi)井身結(jié)構(gòu)，將表層套管下深控制在352m左右，將二開(kāi)井段下深控制在3180m，并在鉆井作業(yè)期間采取氣體鉆井技術(shù);三開(kāi)井段下深控制在4920m，鉆井作業(yè)期間采用渦輪與氣體鉆井技術(shù)。相較于常規(guī)鉆井技術(shù)應(yīng)用，提速優(yōu)化后鉆井時(shí)間縮短19d左右。

此外，為進(jìn)一步提升鉆井提速效果，大慶油田針對(duì)提速工具進(jìn)行深度研究[4]。如利用液動(dòng)旋沖提速工具來(lái)取代以往常規(guī)鉆井工具，依托于鉆井液流體能量與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化來(lái)達(dá)到磨損減輕的目的，通過(guò)提高鉆速來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆井作業(yè)效率的提升。再如將渦輪鉆具有效應(yīng)用于石油鉆井作業(yè)中，以鉆井液的沖擊為動(dòng)力源形成機(jī)械能，此時(shí)鉆頭在機(jī)械能的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，確保在極硬、高硬段鉆具能夠保持較高的鉆井速度。

二、石油鉆井技術(shù)發(fā)展與展望

依據(jù)對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)石油鉆井技術(shù)應(yīng)用不足、缺陷的分析，總結(jié)其未來(lái)鉆井技術(shù)發(fā)展方向體現(xiàn)為：（1）高壓高溫鉆井技術(shù)。分析當(dāng)前鉆井技術(shù)應(yīng)用存在的限制與不足，未來(lái)需對(duì)高溫高壓鉆井技術(shù)的研究加大力度。所謂高溫高壓，是指地溫不低于150℃，地層壓力不低于1.8g/m3，同時(shí)兼具兩種條件的井即為高溫高壓井[5]。為確保高溫高壓井鉆井作業(yè)的順利開(kāi)展，需在綜合分析地質(zhì)條件、參數(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)創(chuàng)新、改善高溫高壓鉆井技術(shù)來(lái)達(dá)到高效開(kāi)采的目的。（2）特殊工藝鉆井技術(shù)。因油田地形地勢(shì)的差異性，所以需結(jié)合實(shí)際情況采用不同鉆井技術(shù)，具體包括定向井、從式井、欠平衡鉆井、水平井、大位移井、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井等。盡管我國(guó)對(duì)上述鉆井技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)取得一定成效，但是相較于其他發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)特殊鉆井技術(shù)應(yīng)用仍相對(duì)滯后，再加上我國(guó)地勢(shì)地形復(fù)雜，所以部分鉆井技術(shù)的應(yīng)用仍有待優(yōu)化。所以，未來(lái)需加大對(duì)結(jié)構(gòu)井、欠平衡井、大位移井的研究力度，以期通過(guò)對(duì)特殊鉆井技術(shù)的大力發(fā)展來(lái)促進(jìn)我國(guó)石油工程事業(yè)發(fā)展。（3）三維可視化鉆井技術(shù)。目前三維可視化鉆井已然成為我國(guó)石油工程領(lǐng)域的熱門話題，通過(guò)在鉆井作業(yè)過(guò)程中融合應(yīng)用三維可控與可視化技術(shù)，能夠幫助工作人員精準(zhǔn)、明確的掌握石油資源分布、油氣資源分布情況。同時(shí)，在充分掌握地底情況的基礎(chǔ)上，做到對(duì)定向井、大位移井、水平井、結(jié)構(gòu)井等技術(shù)有的放矢的應(yīng)用。所以，未來(lái)需亟需加大對(duì)三維可視化鉆井技術(shù)的研究力度，以期借助該技術(shù)實(shí)現(xiàn)“看著打，隨意打”的目標(biāo)。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，我國(guó)石油勘探、開(kāi)采作業(yè)開(kāi)展是否高效受到鉆井技術(shù)應(yīng)用的直接影響，通過(guò)對(duì)鉆井技術(shù)的合理應(yīng)用與持續(xù)改進(jìn)，能夠在顯著提升鉆井效率及其穩(wěn)定性的同時(shí)，進(jìn)一步規(guī)避鉆井安全事故的出現(xiàn)。為此，未來(lái)仍需加大對(duì)石油工程鉆井技術(shù)的研究力度，以期借助先進(jìn)鉆井技術(shù)應(yīng)用，助力我國(guó)石油工程事業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李濤.石油工程鉆井技術(shù)發(fā)展研究[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2017，24（v.36;No.470）：75-75.

[2]趙鵬.石油工程鉆井技術(shù)發(fā)展研究[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2018，v.38;No.473（15）：193-194.

[3]華曉東.基于石油工程鉆井技術(shù)發(fā)展研究[J].企業(yè)文化（中旬刊），2016，000（011）：261.

[4]納日松.論石油工程鉆井技術(shù)的發(fā)展[J].化工管理，2019，000（011）：120-120.

[5]王建云.探究石油鉆井工程技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)化工貿(mào)易，2018，10（012）：97.