淺析石油鉆井固井技術應用

李鵬

摘 要：各國經濟的快速發展離不開能源的支持，尤其我國對石油和煤炭資源的依賴程度相當之高。當前是我國綜合國力高速發展的時期，對石油能源的需求也處于較高水平。石油在開采過程中，鉆井技術和固井技術是最為關鍵的2項技術，其技術高低決定石油產量和生產效率。該文對目前我國石油開采中的鉆井和固井技術應用和效率進行分析。

關鍵詞：石油；石油鉆井；固井技術

中圖分類號：TE24 文獻標志碼：A

石油資源是我國常用的傳統資源，雖然新能源技術正在發展，但我國國民經濟的發生依然離不開象石油、煤炭等傳統不可再生能源。我國地大物博，已經勘探完成的油田資源較為豐富，但是由于地質條件的復雜程度不同，其開采難度也不同。我國石油開采起步較晚，技術雖然在世界范圍內處于領先，但是與歐美國家相比還是相差較多。因此，我國為了達到持續快速發展的目的，必須提高我國石油技術以及石油產量，而保證這些的關鍵就是石油鉆井技術和手游固井技術的進步。

1 我國石油鉆井技術應用

1.1 深井與超深井的鉆井技術

一般情況下，深井指的是地面深度為4500 m～6 000 m的石油井；超深井指的是地面深度超過6 000 m的石油井。由于超過4 500 m井深的石油井鉆井難度便很大，對鉆井技術要求也就越高，井下工作的危險系數隨之增高。雖然深井與超深井開采難度大，但是深井與超深井內所含有的資源比淺井更為豐富。在我國實施西部大開發背景下，我國在很多西部地區內的復雜地形中實現了深井與超深井的鉆井工作，其中最具代表性的要數“塔里木盆地深1井”。這也是我國深井技術和超深井技術不斷成熟的標志，數據表明，在塔里木盆地深井中，深井鉆探技術所應用的工藝，是邊鉆井邊清理鉆井廢料的方式，隨著深度的不斷增加，該種工藝的缺點在于清理周期較長，深度越大，清理周期越長。我國在這項技術上還需要不斷進步。

1.2 旋轉引導技術

該技術能夠及時有效清理在大位移井1.2大位移和特大位移鉆井技術。根據行業數據可知，大位移井是水平位移與垂直位移之比大于2的井；而特大位移井則是水平位移與垂直深度的比值大于3的井。大位移井和特大位移井施工技術難度十分巨大，目前，其技術的進步主要取決于我國自動控制偏心儀以及變徑穩定器為主的旋轉引導技術，該技術能夠及時有效地清理施工所產生的鉆井廢料，同時能夠明顯減少低鉆柱摩擦。目前，我國石油鉆井平臺由陸地轉向海洋，大位移和特大位移鉆井技術在海上鉆井中發揮了巨大的作用。大位移鉆井技術在我國南海經濟帶中的鉆井平臺中應用時，其采用船舶運輸的形式，避免污染海洋環境。

1.3 實時視頻監控技術

在信息技術和網絡技術高速發展和廣泛應用的今天，視頻監控通信技術已經成為工業生產中不可或缺的一項技術，在石油鉆井過程中實時視頻監控技術的應用為鉆井過程提供了有效的輔助。由于鉆井都是在地下或海平面下進行的，尤其在地質條件過度復雜的情況下，石油鉆井通道距離較長，視頻監控點的布置十分困難，因此導致了以往石油鉆井通道內部動態監控難以開展。即便在井內布置若干信號延伸點，在技術難度上和成本上也都是不小的挑戰。面對上述困難，我國利用了先進的3G無線動態網絡技術，完美地解決了這些問題。3G網絡技術基于無線網絡運營商，只要繳納一定的費用，就能實現井下的實時動態監控，并且具有較大的存儲能力和極快的傳輸速度，方便數據實時存儲，方便日后進行數據分析。實時監控技術的硬件組建難度稍大，費用較高，在應用該項技術時，是以提高成本為前提，利用科學技術手段使鉆井過程實現可視化，雖然成本升高但是效率也得到了顯著提高，對比以往的“盲鉆”，降低了超過75 %的事故率，并有效減少資源浪費。

2 我國石油固井技術現階段的應用

2.1 水平井和特殊井的固井技術

目前，全球范圍內對石油能源的需求不斷增加，尤其在國際形勢十分復雜的背景下，美國對伊朗等國實施強力制裁，禁止世界各國從伊朗這個產油大國進口石油，因此導致目前我國石油市場形勢十分嚴峻，這也使得全球對于石油產業市場競爭進一步提升。在我國，雖然油田開發成本相對較高，但是由于我國特殊井的固井技術得到了飛速發展，使得我國很多油田突破了固井材料限制，在此基礎上實現了優化設計，減少了我國固井成本，提高了固井效率。

2.2 固井水泥漿材料的技術突破

石油固井過程中，水泥是十分重要的材料，也是固井的主體材料之一，在水泥中按比例添加一定的添加劑材料能夠使水泥更堅固。固井是一項十分重要的工作，一旦固井質量下降，極易在后期采油時出現嚴重事故，后果不堪設想。因此我國投入巨資重點研制了多種新型水泥材料，提高了在高壓環境、高溫環境等極端條件下水泥材料的工作能力。除此之外，我國在高強度、低密度水泥的研制中也取得了突破，研發出了適用于高溫深井和特深井的纖維防漏水泥、抗鹽水泥漿等水泥材料。對比1985年和2015年的數據，有研究表明，水泥漿材料技術的進步降低了25 %以上的事故率，并且提高了石油井的強度，增加超過30 %的壽命。

2.3 固井技術的理論研究

固井技術的理論研究是固井技術實踐的前提，也是必要步驟。我國固井技術起步晚于西方，缺少核心技術，多數技術依靠向國外進口，即便如此，國外專利技術也無法轉換為我國技術。我國國內對于固井技術的研究多數以分析國外技術和效仿國外技術為主，在此技術上不斷轉化為適合我國生產環境的技術。經過多年的理論研究，并結合實踐經驗不斷總結技術、積累經驗，通過不斷的技術修正，逐步轉化為適合我國的石油固井技術。最具代表性的就是我國研制出的關于壁面剪切應力的固井方程理論。在對該理論進行實驗的過程中發現，流體是影響環空流動壁面剪切應力的一個重要因素，也進一步影響了井壁的清理工作進程。

3 石油鉆井和石油固井技術的未來應用

石油資源屬于不可再生能源，隨著近些年全球對石油資源的開采，目前石油資源正逐漸枯竭，包括我國在內的很多國家已經將石油開采轉移到海上，我們已經開始面臨石油能源危機。各國紛紛在增強石油勘探技術和石油開采技術的發展中不斷投資并希望取得突破。未來，隨著陸地石油開采逐漸向海上轉移，石油鉆井技術和固井技術也將不斷發展和進步。我國擁有十分長的海岸線和廣闊的領海面積，其中蘊含的石油、天然氣等資源較為豐富，但是由于海上石油鉆井和固井的技術難度較大，其投資成本也極高，因此我國必須不斷革新海上石油鉆井技術和固井技術，使我國在海上石油開采中占據優勢，緩解我國內部的能源危機，也打破石油依賴進口的壁壘。

4 結語

石油鉆井技術和石油固井技術的發展，在提升石油開采效率、安全性方面起著重要的支撐作用。隨著科技水平的不斷提高，很多自動化、智能化設備和網絡技術將在石油鉆井和固井中得以應用，為我國能源市場的壯大提供有力的技術支持。

參考文獻

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