定向井氣體鉆井新技術分析

馬長棟(中國石油冀東油田勘探開發建設項目部, 河北 唐山 063200)

定向井技術是目前我國以至世界范圍內較為先進的鉆井技術，由于能源地的地理條件以及能源儲備含量不同，定向井技術的具體施工方式也存在差異。定向井技術可以克服許多能源開采過程中常見的問題，使石油或氣體資源得到最大程度的開發，從而實現巨大的經濟效益和社會效益。因此，對定向井氣體鉆井技術進行研究具有非常重要的意義。

1 定向井氣體鉆井技術優缺點

氣體鉆井中常用的鉆井介質為空氣，目前，國外許多定向井都使用空氣成功鉆成，并在多個油氣區塊取得重大發現。使用空氣鉆定向井可以大大提高機械鉆速,降低鉆時；解決低壓儲層的井漏問題；并能有效降低鉆井液侵入造成的地層損害，從很大程度上節省了生產成本。但也存在一些問題:MWD系統不能在多種氣體鉆井條件下連續工作；井眼軌跡控制、井斜大于50°后井眼清潔將成為問題；由于鉆柱和井筒間的摩阻增大,水平井段的長度將減小；巖性和目標層類型的選擇范圍變小。

2 定向井氣體鉆井技術分析

氣體鉆井與傳統鉆井最本質的區別表現為開采介質的不同。由于空氣的可壓縮性，運用常規的脈沖技術，氣體鉆井無法產生足夠的脈沖，因此，氣體鉆井的脈沖技術與傳統鉆井應該區別開來。目前，在氣體鉆井中使用較為普遍的是NWD隨鉆測量技術，該技術以電磁波作為媒介，可以有效實現定向井施工過程中的數據傳輸以及井眼軌跡控制。這項技術主要包括兩個方面，首先是水平井段測量工藝技術。在測量水平井段的過程中最為重要的環節就是下鉆，下鉆的深度和角度也都有非常嚴格的規定，通常情況下為井斜處70°氣體鉆井將空氣作為介質，在此過程中如果受到其它物質的干預，就可能為能源開采造成困難，因此，測量工具和導向工具不可以與井筒中的氣體發生直接的接觸。水平井段測量有兩種方法，考慮到電纜與帶鎖定總成側向進入短節的方式在成本和時間方面花費較大，工作人員在后期對該技術進行了調整，取消了側向進入短節和電纜的方式，該測量方法在很大程度上簡化了工作步驟，達到了提升效率節省成本的作用。第二方面是MED技術的使用設備。氣體鉆井技術與該技術的融合，可以更加直接的將信號傳輸給地面的工作人員，方便對開采的情況進行一定的監督。

井眼軌跡監控技術也是氣體鉆井工作過程中一項非常重要的技術。在該項技術中，可導向空氣沖擊鉆井系統的使用較為普遍，該系統可以對氣體鉆井的軌跡進行更加全面的監控。但是，該系統需要與其它工具配套使用，否則就無法發揮其真正作用。扭矩短節和井下定壓接頭的應用最為廣泛。其中，為了實現活塞的持續沖擊，扭矩短節一定要始終保持其最低值。此外，多功能井下馬達也是影響井眼監控技術的一項重要因素。配套鉆井技術是定向井氣體鉆井技術的重要內容。其中應該注意的問題包括對氣體鉆水井的井眼清潔、對井眼的潤滑以及對氣體鉆井相關參數的優化。

3 針對定向井氣體鉆井技術的建議

定向井氣體鉆井技術在能源開采方面具有一定的優勢，但是，經過研究分析，不難發現其中還存在著一定的問題。首先，氣體鉆井技術具有很強的針對性，它并不適用于所有的巖性類型。通常情況下，只有一些年頭較長，密度較高的巖石才能進行氣體鉆井作業。這在很大程度上，壓縮了氣體定向井技術的使用范圍。因此，相關研究人員一定要對氣體鉆井技術進行不斷的功能調整，比如針對一些不能直接與氣體接觸的巖石層，氣體鉆井應該適當對其中的介質進行調整和轉換?，F階段，為了保證施工的安全性，工作人員在進行施工前，一定要對當地的地質條件進行全面的分析，并確定最合理的開采方式。

其次，目前的氣體鉆井技術，在技術層面還存在著很多方面的不足。如氣體鉆井技術與目前發展快速的智能技術沒有結合起來，氣體鉆井在工作過程中，不能及時發現巖層的變化，如果表面巖層與地層存在差異，就極有可能造成安全事故，或者可能造成開采進度的拖延，對社會效益和經濟效益產生非常嚴重的負面影響。為此，工作人員應該注意將氣體鉆井技術與計算機技術或計算機系統相融合。利用其強大的監測功能對開采情況進行實時的觀察，這樣可以快速發現其中存在的問題，并進行及時的改進與調整。

4 結語

綜上所述，目前我國氣體鉆井開發技術，在很多方面還存在著不同程度的問題。雖然定向井鉆井技術較先進，但普及程度還有待提升。筆者認為，能源資源的開發利用固然重要，人類不能以犧牲生態環境作為代價，所以，相關技術研究人員在提高開采能力的同時，也要注意減小其對環境的破壞。與此同時，國家一定要加大對新型節能環保能源的開發和使用，這才是實現我國可持續發展的根本途徑。

[1]邵長明,嚴新新.氣體鉆井技術的改進[J].國外油田工程，2007，(07).

[2]任毅.空氣鉆井技術難點及其技術措施探析[J].中國石油和化工標準與質量，2013，(22).