小井眼鉆井新設備及新工藝技術的發展探析

覃德彪

（中石化華北石油工程有限公司西部分公司，河南鄭州 450000）

小井眼鉆井新設備及新工藝技術的發展探析

覃德彪

（中石化華北石油工程有限公司西部分公司，河南鄭州 450000）

小井眼鉆井技術對石油設備和相關工藝技術有著非常高的要求。雖然我國石油開采已經對小井眼技術給予了足夠的重視，但是由于發展較晚，還沒有取得令人滿意的發展成果。主要對小井眼鉆井新設備及新工藝技術的發展進行了簡要分析，希望能夠對小井眼鉆井的發展做出一定的貢獻。

小井眼井；鉆井技術；新設備；發展探析

隨著石油工程發展不斷加深，其正向著邊緣地區方向發展，再加上國際油價受到了金融危機的影響出現了大幅度的下滑，并且油氣開采費用和生產費用也在不斷提升，在這樣的背景下，石油企業就必須采取有效措施來降低生產成本。當前，我國油氣開發的主要場所已經成為了低滲透油田，石油開采企業已經對小井眼開采給予了足夠的重視，希望通過使用小井眼來達到降低開采成本的目的。小井眼有著鉆井成本低、對外界環境造成污染小的特點，而且其巖屑排出體積也是極小的，這就說明對小井眼鉆井新設備及新工藝技術發展進行研究有著非常重要的意義。

1 對小井眼鉆井具有施工特點的簡要分析

什么是小井眼鉆井技術呢？其主要是通過小尺寸的鉆頭對小井眼的鉆井相適應的前期井涌預警以及技術液檢測等技術流程，小井眼鉆井技術的主要原理就是對具有較小規模的油井進行鉆采作業的新手段。小井眼鉆井主要包含以下幾個方面的施工流程：第一，工作人員首先要進行井眼軌跡的設計工作，好的設計工作能夠有效保證鉆井施工工作順利進行，其中設計人員必須對小井眼具有的開窗和井段短等特征給予足夠的重視；第二，工作人員在保證地面儀器和鉆井定向工具能夠順利運行之后，還要進行開窗工作和試鉆等工作，通過強磁鐵將出口處殘留的鐵屑清除，這樣就能防止鐵屑對鉆井工作造成影響；第三，工作人員要選擇合適的鉆井液，鉆井液的潤滑性對鉆井工作有著極為重要的影響，而且小井眼井具有較大的井斜，這就導致其對鉆井液的黏度等級也有著較高的要求。因此，工作人員必須選擇具有較高穩定性的潤滑液，這樣就能對油氣層做出充分的保護作用。

2 對小井眼鉆井新設備發展狀況的簡要分析

2.1 對小井眼鉆頭的簡要分析

如果使用傳統的小尺寸牙輪鉆頭是不能滿足小井眼高轉數的需求的，而且其對軸承存在著非常大的磨損，這就會導致工作效率得不到提升。因此，小井眼鉆井必須使用專業的鉆頭，即具有抗偏轉作用的PDC鉆頭、具有良好穩定性的聚晶金剛石鉆頭以及天然金剛石鉆頭，這些新研發出來的鉆頭能夠很好的滿足小井眼的高轉速要求，還能達到連續取芯的目的，同泥漿馬達能夠良好的配合，而且新研發出來的鉆頭的使用壽命是傳統的牙輪鉆頭使用壽命的四倍。當前，存在一種最新研發出來的三牙輪鉆頭，這種鉆頭使用的是ATJ-330型環密封形式，有著非常高的穩定性和安全性。

2.2 對小井眼鉆柱的簡要分析

通常情況下，小井眼鉆井工程中使用的鉆桿的規格是φ89mm，當使用的鉆頭尺寸為φ120.5mm或者小于φ120.5mm時，要使用相適應的φ73.25mm的鉆桿或者φ60.25mm的鉆桿。這里還要注意的是，小尺寸鉆桿的抗拉強度和抗扭強度較低，存在著一定的限制，這就導致在進行小井眼鉆井的過程中鉆頭加壓和扭矩能力得不到提升。因此，工作人員必須選擇同小井眼鉆柱相匹配的具有較高強度的鉆桿和高質量的接頭，其中組合直徑依次為φ89mm、φ95mm以及φ120mm規格的鉆頭加壓器、震擊器以及可變徑扶正器都已經被開發出來了。

3 對小井眼鉆井新工藝技術發展概況的簡要分析

3.1 對井控技術的簡要分析

石油開采企業在進行小井眼鉆井的時候，必須對地層溢流給予足夠的重視，要采取措施對地層溢流做出有效的監督和控制，只有這樣才能保證小井眼鉆井作業的安全性和穩定性。小井眼同常規井相比，相同的溢流量在環空中的上升速度和高度都是極高的，因此，工作人員要對小井眼控防噴裝置以及除氣裝置進行合理的優化。當前，使用最廣泛的優化方式為地層溢流檢測系統，該系統主要以探測進井和出井的鉆井液流量為運作基礎，以聲波反射原理為理論基礎。

3.2 對降低鉆柱振動以及疲勞破壞技術的簡要分析

在進行小井眼鉆井作業的過程中，經常發生扭轉振動問題和軸向振動問題，這些都會對鉆壓傳遞和鉆頭的使用壽命造成非常嚴重的影響，石油開采企業必須對這些問題給予足夠的重視。通常使用具有抗偏轉能力的PDC鉆頭就能很好地解決上述問題。除此之外，使用柔性轉盤和頂驅鉆機也能很好地緩解扭轉振動問題；使用鉆井液馬達能夠有效降低鉆柱軸向振動幅度，這些設備對小井眼鉆井作業的正常進行起到了關鍵的作用，顯著提升了鉆井過程的穩定性和安全性。

3.3 對鉆井液和井眼穩定技術的簡要分析

在進行小井眼鉆井作業的時候，最好在較小的環形空間中進行，這種空間能夠保證井眼的穩定性。但是在使用具有固相的鉆井液的過程中經常出現同循環密度相關的井眼穩定故障，這些故障就會造成一些井下復雜問題。當前國際上已經研制出了甲酸鹽無固相剪切稀釋鉆井液，其能很好地解決上述問題。

4 結束語

綜上所述，石油化工企業必須對小井眼鉆井新設備及新工藝技術給予足夠的重視，加大對小井眼鉆井新設備及新工藝技術的研究力度。

[1] 蓋靖安.小井眼鉆井液的開發與應用[J].石油科技論壇，2015，（6）：112-113.

Discussion on the Development of New Equipment and New Technology for Borehole Drilling

Qin De-biao

Small borehole drilling technology has a very high requirement for petroleum equipment and related technology.Although China’s oil extraction has given sufficient attention to the technology of small borehole，but because of the late development，has not yet achieved satisfactory results.In this paper，the development of new equipment and new technology of small borehole drilling is briefly analyzed，hoping to make some contribution to the development of small borehole drilling.

small well hole；drilling technology；new equipment；development analysis

TE246

A

1003–6490（2017）10–0097–01

2017–07–10

覃德彪（1986—），男，河南鄭州人，助理工程師，主要從事石油鉆探工作。